Was sind Blechpakete? Herstellung und Eigenschaften

Blechpakete

Als Blechpakete bezeichnet man mehrere Lagen von Elektroblech, die mittels eines F├╝geverfahrens miteinander verbunden sind. Als Rotorpakete bzw. Statorpakete sind sie ein wichtiger Bestandteil von Elektromotoren.

Vom Elektroblech zum fertigen Blechpaket

Zur Herstellung von Blechpaketen aus Elektroblech kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz, die Abh├Ąngig von der zu produzierenden St├╝ckzahl, der Geometrie der Lamellen, den Anforderungen an die elektrische Isolation und vielen weitern Faktoren. Im Folgenden kann daher nur eine allgemeine ├ťbersicht gegeben werden.

Aus was bestehen Blechpakete?

Blechpakete bestehen aus mehreren Lagen Elektroblech. Als Elektroblech oder Elektroband bezeichnet man weichmagnetische Metalllegierungen. Am h├Ąufigsten kommen hierbei Silizium-Eisen-Legierungen zum Einsatz. Grunds├Ątzlich kann man die fertigen B├Ąnder in kornorientiertes und nicht-kornorientiertes Blech unterteilen. Bei kornorientierten Werkstoffen wird durch mehrere Walz- und Gl├╝hprozesse eine Textur im Material erzeugt, indem sich dessen Fasern in eine bestimmte Richtung ausrichten. Elektroblech ist mit einer weltweiten Jahresproduktion von ungef├Ąhr 10 Millionen Tonnen der wichtigste weichmagnetische Werkstoff in der industriellen Fertigung.

Herstellung von Lamellen

Aus dem fertigen Elektroband werden einzelne Lamellen bzw. Platinen ausgestanzt. Deren Form orientiert sich dabei an den Anforderungen, die an die magnetischen Eigenschaften des fertigen Blechpakets gestellt werden. Eine Alternative zum klassischen Stanzen ist das Laserschneiden. Es eignet sich besonders f├╝r den Bau von Erstmustern und Prototypen bei deren St├╝ckzahl sich ein Stanzwerkzeug nicht lohnt. Die einzelnen Platinen werden anschlie├čend aufeinander geschichtet. Wird zur Herstellung des Blechpakets ein kornorientiertes Blech verwendet, so werden die Platinen gegeneinander versetzt; die Kornausrichtung ist also von Lage zu Lage nicht parallel.

Wie werden Blechpakete hergestellt?

Zur Herstellung von Elektroblechpaketen gibt es verschiedene Verfahren, die alle ihre spezifischen Vor- und Nachteile haben. Die Auswahl des am besten geeignetsten Verfahrens kann eine gro├če Herausforderung darstellen.

Stanzpaketieren

Das Stanzpaketieren oder Durchsetzf├╝gen ist ein mechanisches Verfahren, bei dem die einzelnen Platinen mit einem Stanzwerkzeug verbunden werden. Der Vorteil dieser Methode liegt in der M├Âglichkeit verschiedene Fertigungsschritte wie Stanzen, Umformen und F├╝gen in einem Prozess zu verbinden. Ein wesentlicher Nachteil des Durchsetzf├╝gens ist der Umstand das durch den Stanzprozess die magnetischen Eigenschaften der Lamellen ver├Ąndert werden. Um dies wieder auszugleichen wird je nach Bedarf eine abschlie├čende W├Ąrmebehandlung des Blechpakets - das sogenannte Schlussgl├╝hen ÔÇô durchgef├╝hrt. 

Verbacken

Das Verbacken - h├Ąufig, aber nicht ganz korrekt, ÔÇ×VerklebenÔÇť genannt - ist ein thermisches F├╝geverfahren. Damit die einzelnen Platinen miteinander verbunden werden k├Ânnen, muss deren isolierende Lackschicht aus einem speziellen Backlack bestehen. Dieser wird unter Hitzeeinwirkung weich und verbindet die Platinen miteinander. Im Gegensatz zum Stanzpaketieren oder Schwei├čen greift dieses Verfahren nicht in die Struktur des Elektroblechs ein, wodurch die urspr├╝nglichen magnetischen Eigenschaften erhalten bleiben. Au├čerdem kommt es bei verbackenen Elektroblechpaketen zu weniger Kurzschl├╝ssen und Wirbelstromverlusten zwischen den einzelnen Lamellen.

Schwei├čen

Beim Schwei├čen kommen vor allem das Wolfram-Inertgas-Schwei├čen und das Laserschwei├čen zum Einsatz. Dabei handelt es sich grunds├Ątzlich um ein sehr bew├Ąhrtes Verfahren, dass jedoch aufgrund des Zeitaufwands vor allem f├╝r Prototypen und Kleinserien in Frage kommt. Ein Nachteil des WIG-Schwei├čens ist der unvermeidliche Eintrag von Fremdstoffen, zum Beispiel durch die verwendeten Schwei├čdr├Ąhte. Beim Laserschwei├čen besteht diese Gefahr nicht, da der Laser ohne zus├Ątzliche Materialien auskommt.

H├Ąufig gestellte Fragen zu Blechpaketen

Bestehen alle Rotoren und Statoren aus Blechpaketen?

Die Rotoren von Elektromotoren bestehen heute grunds├Ątzlich immer aus Blechpaketen, Statoren hingegen k├Ânnen auch aus einem Permanentmagneten bestehen. Dies kommt heute jedoch nur noch bei sehr einfachen Motoren vor. Um den hohen Anforderungen an die Leistungsf├Ąhigkeit und Energieeffizienz moderner Maschinen gen├╝gen zu k├Ânnen, bestehen auch die Statoren der darin verwendeten Motoren aus einem Blechpaket.

Welche Herstellungsmethode f├╝r Blechpakete ist die beste?

Diese Frage l├Ąsst sich nicht pauschal beantworten, da hierbei mehrere Aspekte bedacht werden m├╝ssen. So sind gestanzte Blechpakte beispielsweise einfach in der Herstellung, ben├Âtigen aber eine zus├Ątzliche Schlussgl├╝hung und bieten eine schlechtere Isolation gegen Kurzschl├╝sse zwischen den paketierten Blechlamellen. Verbackene Pakete haben diese Nachteile nicht, jedoch dauert der Backprozess l├Ąnger. Die hohe Kunst besteht also in einer sinnvollen Abw├Ągung zwischen Zeitaufwand, Kosten und qualitativen Anspr├╝chen an das fertige Produkt.

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