Was ist ein Blechpaket?

stator und rotor blechpaket für elektromotoren

Geblechte Magnetkerne aus Elektroblech-Lamellen

Ein Paket aus gestapelten und fest miteinander verbundenen Blechen nennt man Blechpaket, oder auch Stator- bzw. Rotorpaket. Zu Herstellung dieser Pakete, die man auch als Kerne bzw. Magnetkerne bezeichnet, werden einzelne Lamellen aus Blech aufeinander gestapelt, exakt ausgerichtet und zu einem Paket verbacken, oder durch einen anderen Paketierungsschritt verbunden. Man bezeichnet diese Blechpakete auch als Lamellenpakete oder einfach als Blechpaket.

Blechpakete werden als Magnetkerne in elektrischen Maschinen eingesetzt und sind unter anderem Bestandteil eines jeden Elektromotors, so zum Beispiel auch in Elektroautos.

Für die Herstellung der einzelnen Bleche in Blechpaketen wird Elektroband verwendet. Elektroband bzw. Elektroblech ist eine Eisen-Silizium-Legierung mit besonderen magnetischen Eigenschaften, die sich für den Einsatz in Elektromotoren besonders eignen. Aufgrund dieser besonderen Eigenschaften führt der gezielte Einsatz von Blechlamellen aus Elektroblech für die Herstellung von Magnet- oder Eisenkernen zu einer wesentlich verbesserten Energieeffizienz bzw. einem hohen Wirkungsgrad der elektrischen Systeme und damit zu einer nachhaltigen und optimalen Nutzung der benötigten Ressourcen.

Aufbau eines Blechpakets

Blechpakete für Motoren in Form von Stator (auch Ständer) und Rotor werden aus geschichteten, untereinander isolierten Einzellamellen aus Elektroband hergestellt. Die Bleche haben in der Regel eine Materialdicke zwischen 0,10 und 1,00 mm, wobei die gängigsten Dicken 0,35 mm, 0,50 mm und 0,65 mm sich als Standard etabliert haben. Die Isolierung zwischen den Blechen wird durch eine bestimmte Beschichtung erreicht, die eine elektrische Kontaktierung zwischen den einzelnen Blechen verhindert.

Diese Beschichtungen haben häufig nur eine Stärke von wenigen Mikrometern. Die einzelnen Lamellen werden gestanzt oder lasergeschnitten, wobei sich das Stanzverfahren für die Fertigung großer Stückzahlen eignet und das Laserschneiden Flexibilität bei der Herstellung von Prototypen und kleinen und mittleren Serien bietet. Das Laserschneiden hat aber auch einige weitere spezifische Vorteile gegenüber dem Stanzen, z.B. treten gegenüber dem Stanzen beim Laserschneiden so gut wie keine Gefügeveränderungen an den Kanten der einzelnen Schichten auf.

Die einzelnen Bleche werden dann fest miteinander verbunden. Beim Stanzen kann dieser Schritt bereits im Stanzwerkzeug erfolgen. Man spricht auch vom Stanzpaketieren. Lasergeschnittene Lamellen werden mit einer entsprechenden Vorrichtung exakt ausgerichtet, übereinander gestapelt und verklebt (Klebepaketieren) oder verbacken (Backlackverfahren). Das Backlackverfahren aber auch das Klebepaketieren führen zu einer vollständigen Isolation der Einzelbleche und damit zu geringeren Wirbelstromverlusten.

Durch die vollflächige Verbindung der Schichten werden außerdem ungewollte Vibrationen unterdrückt. TEPROSA setzt auf das Laserschneiden des Blechs und das Paketieren der Pakete mit dem Backlackverfahren. Die so von uns gefertigten Magnetkerne für Elektromotoren sind frei von Kurzschlüssen und haben aufgrund des schonendem Fertigungsverfahren optimale magnetische Eigenschaften.

Beschichtungen der Bleche im Blechpaket

Um die Kurzsschlüsse zwischen den Lamellen in Elektroblechpaketen zu verhindern und dadurch die  Wirbelströme zu verringern, werden verschiedene Beschichtungen auf das Band aufgebracht. Die Schichtdicken variieren in einer Dicke von 1 bis 4 µm. Je nach Verarbeitungstechnologie und späterer Anwendung existieren Beschichtungen für einen besseren Korrosionsschutz, für die verbesserte Isolation der einzelnen Lagen, für die Hitzebeständigkeit, die Verbesserung der Stanzeigenschaften oder die der Schweißbarkeit.

  • Beschichtung C3 – Beschichtung zur Verbesserung der Schmierwirkung. Relevant z.B. für den Stanzprozess.
  • Beschichtung C4 – Beschichtung zur Verbesserung des Korrosionsschutzes und des Isolationswiderstandes.
  • Beschichtung C5 – Beschichtung zur Optimierung der Temperaturbeständigkeit. Relevant z.B. für das Spannungsarmglühen nach dem Stanzprozess.
  • Beschichtung C6 – Beschichtung für einen besonders hohen Insolationswiderstand.
  • Backlack – Backlackverfahren; Beschichtung als Verbindungtechnologie für Blechpakete.

Das Backlack-Verfahren

Backlack ist eine besondere Verbindungstechnologie für Blechpakete. Elektroband mit Backlackbeschichtung wird nach dem Schneiden der Einzellamellen bei erhöhter Temperatur zu einem Blechpaket verbacken. Es entsteht eine flächige, feste Verbindung der einzelnen Bleche mit einer vollständigen Isolation. So gefertigte Pakete weisen eine hohe maßliche Präzision und perfekte magnetische Eigenschaften auf.

Vorteile des Backlackverfahrens:

  • Präzision – Mit Backlack beschichtete Lamellen werden vollflächig verbacken. So können auch filigrane Lamellen präzise zusammengebaut werden.
  • Designfreiheit – Das Verbacken ermöglicht eine optimale Auslegung der Lamellen/ Blechpakete, da keine Paketiernoppen oder Schweißnähte berücksichtigt werden müssen.
  • Isolation – Beim Paketieren entstehen im Gegensatz zu anderen Techniken der Paketierung keine Kurzschlüsse.
  • Magnetische Eigenschaften – Bei keiner anderen Fertigungstechnologie bleiben die spezifischen Eigenschaften des Elektrobandes so unberührt wie beim Backlackverfahren.
  • Verbindung – Durch die vollflächige Verbindung der Einzellamellen, werden Vibrationen reduziert.
  • Wärmeleitfähigkeit – Elektroblechpakete mit Backlackbeschichtung weisen eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit auf.
  • Stabilität – Durch die vollflächige Verbindung sind Backlackpakete sehr stabil und robust.

Materialien/ Werkstoffe für Magnetkerne

Das für Blechpakete verwendete Elektroblech besteht aus einer Eisen-Silizium-Legierung und wird grundsätzlich in zwei Arten klassifiziert: als isotropes bzw. nicht kornorientiertes und als anisotropes bzw. kornorientiertes Elektroband.

Die magnetischen Eigenschaften des isotropen Elektrobandes sind weitgehend gleichmäßig und daher fast unabhängig von der Magnetisierungsrichtung. Diese Isotropie entsteht aufgrund einer nicht geordneten Verteilung der Lage von Eisen-Elementarzellen im Elektroband.

Die Homogenität der magnetischen Eigenschaften ist wichtig für alle rotierenden Maschinen, wie Elektromotoren oder Generatoren. Geringfügige Inhomogenitäten (Anisotropien), die im Herstellungsprozess von Elektroband unvermeidbar sind, können durch den Einsatz spezieller Technologien beim Bau von elektrischen Maschinen ausgeglichen werden.

Das Ausgangsmaterial wird als schlussgeglühtes und beschichtetes Kaltband gefertigt. Es besitzt besondere physikalische Eigenschaften und zählt zu den weichmagnetischen Werkstoffen.

Ihr Anbieter für Blechpakete

Die TEPROSA GmbH ist seit vielen Jahren auf die Fertigung von anspruchsvollen, passgenauen Blechpaketen mit außerordentlich hoher Qualität spezialisiert. Im Bereich Elektroblech fertigen wir für Sie einzelne Blechlamellen für Stator und Rotor, sowie ganze Blechpakete (Stator- oder Rotorpakete) aus verschiedenen Elektrobandsorten.

Wir verarbeiten nicht kornorientiertes Elektroband für Elektromotoren, Generatoren und andere elektrische Maschinen, wie zum Beispiel Kleintransformatoren. Wir setzen für die Paketierung der Einzellamellen auf die Backlacktechnologie. Alternativen sind das Schweißen oder Verschrauben von Blechpaketen.

Als langjähriger Zulieferer verschiedener OEM ist uns die Qualität unserer Arbeit besonders wichtig. Daher arbeiten wir nach einheitlichen Prozessen und gewährleisten so eine gleichbleibende Qualität und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit jedes einzelnen Fertigungsschritts.

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