Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Coil und ein Verfahren zur Herstellung eines zu einem Coil aufgehaspelten Elektrobandlaminats, bei dem mindestens zwei elektrisch voneinander isolierte metallische Elektrobander zu einem Elektrobandlaminat stoffschlüssig verbunden und in einem weiteren Schritt zu einem Coil aufgehaspelt werden.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind Coils aus einem mit Backlack beschichteten Elek- troband bekannt. Aus diesen Coils werden unter anderem backlackbeschichtete Blechteile für Blechpakete, beispielsweise für elektrische Maschinen, abgetrennt. Dabei wird die Produktionszeit solcher Blechpakete nicht unwesentlich durch das Abtrennen der einzelnen Blechteile bestimmt.

Um diesen Zeitaufwand zu minimieren, schlägt die DE3033378A1 ein Coil aus einem mehrschichtigen Elektrobandlaminat vor. Dieses Elektrobandlaminat wird beispielsweise durch Verkleben zweier Elektrobander hergestellt, die je über eine Beschichtung elektrisch voneinander isoliert sind. Als Beschichtung wird eine Auswahl aus einer Phosphatglas, Magnesiumsilikat und Phosphatglas über Magnesiumsilikat umfassenden Gruppe vorgeschlagen. Zum stoffschlüssigen Verbinden dieser beschichteten Elektrobander wird ein Haftmittel herangezogen, das beispielsweise ein phenolischer Klebstoff, Epoxi-Klebstoff oder Klebemittel auf Kunstharzbasis sein kann. Wie die DE3033378A1 weiter ausführt, muss dieses Haftmittel für eine ausreichend feste stoffschlüssige Verbindung zwischen den Beschichtun- gen des Elektrobands sorgen, um damit die fehlerfreie Weiterverarbeitung des Elek- trobandlaminats, beispielsweise ein Haspeln zu einem Coil, zu ermöglichen. Fehler an der Fügestelle können nämlich bei der Weiterverarbeitung zu einer Beschädigung des Laminats und damit aufgrund von auftretenden Kurzschlüssen zwischen den Elektroblechen zu einer beeinträchtigten magnetischen bzw. elektromagnetischen Eigenschaft des Elektrobandlaminats führen. Eine erhöhte Sorgfalt beim Fügen der beschichteten Elektrobänder muss daher gewährleistet sein, wodurch sich das Herstellungsverfahren folglich erschwert, und einer vergleichsweise hohen Reproduzierbarkeit entgegensteht.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines Coils aus einem Elektrobandlaminat zu vereinfachen und damit hohe Reproduzierbarkeit sicherzustellen. Zudem soll das Coil hohe Standfestigkeit aufweisen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch, dass die jeweils auf mindestens einer Flachseite mit einer Backlackschicht elektrisch isolierten Elektrobänder über einander zugewandte Backlackschichten aneinandergefügt und durch Aktivierung der chemischen Vernetzung der beiden Backlackschichten miteinander zu einem Elektrobandlaminat stoffschlüssig verbunden werden.

Werden die jeweils auf mindestens einer Flachseite mit einer Backlackschicht elektrisch isolierten Elektrobänder über einander zugewandte Backlackschichten aneinandergefügt, kann zunächst eine erhöhte Kurzschlusssicherheit erreicht werden, da die einander zugewandten Flachseiten vor dem Zusammenfügen jeweils eine elektrisch isolierende Schicht aufweisen. Im Gegensatz dem Stand der Technik kann durch diese beiden Beschichtungen zudem auf die Verwendung eines zusätzlichen Klebstoffs zum stoffschlüssigen Fügen der Elektrobänder verzichtet werden, weil die Elektrobänder durch Aktivierung der chemischen Vernetzung der beiden Backlackschichten miteinander zu einem Elektrobandlaminat stoffschlüssig verbunden werden. Dadurch, dass das Auftragen von zusätzlichem Klebstoff auf den Fügebereich zwischen den elektrisch isolierenden Beschichtungen unterbleiben kann, kann auch die Gefahr von Fügefehlern reduziert werden. Des Weiteren kann durch eine chemische Vernetzung beider Backlackschichten eine besonders gleichmäßige stoffschlüssige Verbindung zwischen den Elektrobändern gewährleistet werden - das dann wiederum insbesondere einem beschädigungsfreien Haspeln des Elektro- bandlaminats zu einem Coil zugutekommt. Die weitere Verwendung solch eines Elektrobandlaminats kann daher mit geringerer Kurzschlussgefahr erfolgen, weshalb auch nicht mit einer verschlechterten elektromagnetischen Eigenschaft am aufgehaspelten Elektrobandlaminat zu rechnen ist. Durch das erfindungsgemäße stoffschlüssige Verbinden zweier backlackbeschichteter Elektrobänder zu einem Elektrobandlaminat - ohne hierzu zusätzlich Klebstoff verwenden zu müssen -, kann daher ein besonders einfaches und kostengünstiges Verfahren mit vergleichsweise hoher Reproduzierbarkeit sichergestellt werden.

Im Allgemeinen wird festgehalten, dass unter einem Coil ein zu einem Bund aufgewickeltes bzw. aufgehaspeltes Metallband verstanden werden kann, das als Habzeug zur Weiterverarbeitung abgewickelt bzw. abgehaspelt wird.

Im Allgemeinen können sich thermoplastische und/oder duroplastische Backlacke bewähren. Backlacke auf Basis von Polyvinylbutyral, Polyamide oder Epoxidharz sind im Allgemeinen ebenfalls vorstellbar. Unter Elektroband kann unter anderem ein Elektrostahlband oder auch ein Siliziumstahlband etc. verstanden werden.

Das stoffschlüssige Verbinden der beiden Backlackschichten kann beschleunigt werden, wenn auf mindestens einer Backlackschicht ein Katalysator, insbesondere ein Amin, aufgebracht wird. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere ein Aufsprühen des Katalysators bewährt, da dies unter anderem besonders gleichmäßig erfolgen kann. Hierzu kann sich als Armin besonders 1 -Methylimidazole, 2-Methylimidazole und/oder 1 ,2-Diaminocyclohexan auszeichnen.

Werden die Backlackschichten zu ihrer chemischen Vernetzung thermisch aktiviert, kann sich das Verfahren in seiner Handhabung weiter vereinfachen.

Werden beschichtete Elektrobänder zu einem Elektrobandlaminat zusammengefügt, von denen mindestens ein Elektroband auf beiden seiner Flachseiten mit einer Backlackschicht elektrisch isoliert ist, kann es sich als vorteilhaft hinsichtlich der weiteren Verarbeitung des Elektrobandlaminats herausstellen, wenn die Aktivierungstemperatur zur chemischen Vernetzung der Backlackschichten auf den einander zugewandten Flachseiten unter der Aktivierungstemperatur der auf der abgewandten Flachseite vorgesehenen Backlackschicht liegt. Damit kann unter anderem sichergestellt werden, dass sich das zu einem Coil aufgehaspelte Elektrobandlaminat beschädigungsfrei abhaspeln und weiterverarbeiten lässt.

Werden beschichtete Elektrobänder zu einem Elektrobandlaminat zusammengefügt, von denen mindestens ein Elektroband eine vernetzte, polymere und elektrische Isolationsschicht auf der Flachseite, die der mit Backlack beschichteten Flachseite gegenüberliegt, aufweist, kann sich dies ebenfalls als vorteilhaft hinsichtlich der weiteren Verarbeitung des Elektrobandlaminats herausstellen, wenn die Aktivierungstemperatur zur chemischen Vernetzung der Backlackschichten auf den einander zugewandten Flachseiten unter der Erweichungstemperatur der polymeren elektrischen Isolationsschicht liegt.

Weitere Verbesserungen in der Ausbildung einer standfesten stoffschlüssigen Verbindung können erreicht werden, wenn beim stoffschlüssigen Verbinden der Elektrobänder diese zusammengedrückt werden. Dies kann einer gleichmäßigeren chemischen Vernetzung beider Backlackschichten förderlich sein. Das Zusammendrücken kann verfahrenstechnisch einfach gelöst vorzugsweise mit mindestens einem Walzenpaar aus gegenüberliegenden Walzen geschehen, um ein kontinuier- liches Verfahren zu gewährleisten. Hierbei kann auch von Vorteil sein, wenn die Elektrobänder mit fluchtenden Flachseiten zusammengedrückt werden. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass mehrere Walzenpaare, insbesondere mit unterschiedlichem Walzspalt, die Gleichmäßigkeit der stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Backlackschichten verbessern kann.

Die Parameter der stoffschlüssigen Verbindung können weiter verbessert werden, wenn die Walzen mindestens eines Walzenpaares eine Walzenbombierung aufweisen.

Weisen die Walzen eines Walzenpaars eine konkave und die Walzen eines anderen Walzenpaars eine konvexe Walzenbombierung auf, kann dies das stoffschlüssige Fügen der Elektrobänder weiter verbessern. Vorzugsweise können diese Walzenpaare in der Reihung von Walzenpaaren vorzugsweise einander folgen.

Die elektrische Kurzschlußfestigkeit des Elektrobandlaminats kann erhöht werden, wenn mindestens eine der einander zugewandten Backlackschichten einen inkom- pressiblen und insbesondere abrasivfreien Füllstoff aufweist. Unter anderem kann damit ein beschädigungsfreies Haspeln des Elektrobandlaminats zu einem Coil sichergestellt werden. Außerdem kann dieser Füllstoff beim Stanzen des Elektrobandlaminats die Kurzschlußfestigkeit zwischen den Elektrobändern erhöhen. Vorzugsweise enthält hierfür der Füllstoff Bariumsulfat und/oder Lithopone.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich insbesondere auszeichnen, wenn damit ein Coil mit einem Elektrobandlaminat hergestellt wird. Dies kann zu einem besonders standfesten Coil mit einem Elektrobandlaminat führen, aufweisend eine stoffschlüssige, chemisch vernetzte Verbindung zwischen mindestens zwei Elektrobändern. Besonders vorteilhaft ist ein Coil mit einem Elektrobandlaminat, aufweisend eine stoffschlüssige, chemisch vernetzte Verbindung aus mindestens einer Backlackschicht zwischen mindestens zwei Elektrobändern. Die magnetische Kurzschlussfestigkeit des Coils bzw. seines Elektrobandlaminats kann erhöht werden, wenn die stoffschlüssige Verbindung einen inkompressiblen und insbesondere abrasivfreien Füllstoff aufweist.

Vorgenanntes kann durch die stoffschlüssige Verbindung mehrerer chemisch miteinander vernetzter Backlackschichten weiter erhöht werden, obwohl im Allgemeinen eine einzige chemisch vernetzte Backlackschicht zwischen zwei Elektrobandlamina- ten durchaus ausreichen kann, solche eine stoffschlüssige Verbindung zu schaffen.

Vorzugsweise weist mindestens ein Elektrobandlaminat auf der, von der Flachseite mit der stoffschlüssigen Verbindung abgewandten Flachseite entweder eine Backlackschicht, deren Aktivierungstemperatur über der Aktivierungstemperatur zum chemischen Vernetzen der stoffschlüssigen Verbindung liegt, oder eine vernetzte, polymere und elektrische Isolationsschicht auf, deren Erweichungstemperatur über der Aktivierungstemperatur zum chemischen Vernetzen der stoffschlüssigen Verbindung liegt.

Vorstehend bezeichnetes Coil kann sich besonders dafür eignen, wenn mehrere aus dessen Elektrobandlaminat ausgestanzte Laminatteile für ein magnetisch leitfähiges Bauteil verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgenstand anhand einer Ausführungsvariante dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines zu einem Coil aufgehaspelten Elektrobandlaminats und

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 1 . Weg zur Ausführung der Erfindung

Gemäß der nach Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung 1 ist zu erkennen, dass zwei Coils 2, 3, die jeweils aus einem beschichteten Elektroband 4, 5 - im Ausführungsbeispiel - bestehen, abgewickelt, verbunden und zu einem Coil 6 zu- sammengefasst werden. Die Verbindung der beschichteten Elektrobänder 4, 5 erfolgt stoffschlüssig, wodurch ein Elektrobandlaminat 7 entsteht. Außerdem sind die verbundenen Elektrobänder 4, 5 voneinander isoliert - und zwar indem diese eine nach Fig. 2 näher dargestellte Beschichtung 8 aufweisen. Um Beschädigungen des Elektrobandlaminats 7 beim Aufhaspeln, beispielsweise durch ein unzureichendes stoffschlüssiges Fügeverfahren, zu vermeiden, werden die jeweils auf mindestens einer Flachseite 9, 10 mit einer Backlackschicht 1 1 , 12 elektrisch isolierten Elektrobänder 4, 5 über einander zugewandten Backlackschichten 1 1 , 12 aneinandergefügt und miteinander durch Aktivierung der chemischen Vernetzung beider Backlackschichten 1 1 , 12 zu einem Elektrobandlaminat 7 stoffschlüssig verbunden.

Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen, wird hierfür also zwischen den beiden Backlackschichten 1 1 , 12 kein zusätzlicher Klebstoff benötigt. Die beiden Backlackschichten 1 1 , 12 werden einander zugeführt und verbinden sich zu einer standfesten elektrischen Isolierung zwischen den beiden Elektrobändern 4 und 5. Damit wird eine vergleichsweise hohe Kurzschlusssicherheit des Elektrobandlaminats 7 gewährleistet - selbst, wenn das Elektrobandlaminat 7 in seiner Weiterverarbeitung erheblich verformt, umgeformt oder getrennt etc. wird. Zudem bietet die chemische Vernetzung beider Backlackschichten 1 1 , 12 Vorteile in Bezug auf den Fügebereich 13 - insbesondere hinsichtlich der gleichmäßigen Beschaffenheit, hohen mechanischer Festigkeit usw. Dies erleichtert unter anderem das Haspeln des Elektrobands 7 zu einem Coil 6.

Diese chemische Vernetzung der beiden Backlackschichten 1 1 , 12 wird, wie in Fig. 1 angedeutete, durch das Aufsprühen eines Armins 14 als Katalysator beschleunigt. 1 -Methylimidazole hat sich hierfür ausgezeichnet - wobei allerdings 2- Methylimidazole und/oder 1 ,2-Diaminocyclohexan ebenso Verwendung finden können.

Wie außerdem in Fig. 1 zu erkennen, werden die Backlackschichten 1 1 , 12 zu Ihrer chemischen Vernetzung thermisch aktiviert, indem sie mit Infrarot 17 einer Wärmequelle 15 im Bereich des Zulaufs 16 der beschichteten Elektrobleche 4, 5 bestrahlt werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind beide Flachseiten 9, 90 bzw. 10, 100 der jeweiligen Elektrobänder 4, 5 beschichtet. Hierbei ist jede Beschichtung 8 vorstellbar, insbesondere soll diese eine elektrisch isolierende Funktion erfüllen. Beispielsweise können diese Beschichtungen 8 der Flachseiten 90, 100 ebenso eine Backlackschicht 18 und/oder eine vernetzte, polymere und elektrische Isolationsschicht 19 darstellen.

Findet eine Backlackschicht 18 als elektrisch isolierende Beschichtung des Elektro- bands 4 Verwendung, wird beim Fügen der Backlackschichten 1 1 , 12 auf den einander zugewandten Flachseiten 9, 10 eine Aktivierungstemperatur zur chemischen Vernetzung der zu verbindenden Backlackschichten 1 1 , 12 unter der Aktivierungstemperatur der auf der abgewandten Flachseite 90 vorgesehenen Backlackschicht 18 eingestellt - oder es wird für die Flachsseite 90 Backlack gewählt, der eine entsprechend höhere Aktivierungstemperatur aufweist. Dies verhindert auf einfache und effektive Weise ein Verkleben des Elektrobandlaminats 7 im aufgehaspelten Zustand.

Im Falle einer äußeren Beschichtung der Elektrobänder 4, 5 mit einer vernetzten, polymeren und elektrischen Isolationsschicht 19 wird die Aktivierungstemperatur zur chemischen Vernetzung der Backlackschichten 1 1 , 12 auf den einander zugewandten Flachseiten 9, 10 unter der Erweichungstemperatur der polymeren elektrischen Isolationsschicht 19 eingestellt. Auch damit wird ein Verkleben des Elektrobandlaminats 7 im aufgehaspelten Zustand vermieden. Es ist selbstverständlich nicht ausgeschlossen, dass die Beschichtungen 8 auf den beim stoffschlüssigen Fügen abgewandten Flachseiten 90, 100 der Elektrobander 4, 5 aus dem gleichen Werkstoff bestehen können, was jedoch nicht näher dargestellt worden ist.

Indem beim stoffschlüssigen Verbinden beider Elektrobänder 4, 5 diese mit fluchtenden Flachseiten 9, 10 zusammengedrückt werden - und zwar mit Hilfe von gegenüberliegenden Walzen 20, 21 bzw. 24, 25, die nacheinander angeordnete Walzenpaare 23, 24 bilden. Damit wird das Elektrobandlaminat 7 mechanisch vergleichsweise hoch belastbar.

Die Walzen 20, 21 weisen eine nicht näher dargestellte konkave Walzenbombierung und die Walzen 24, 25 eine konvexe Walzenbombierung auf, was die Stoffschlüsse Verbindung 27 zwischen den Elektrobändern 4, 5 in ihrer Stabilität verbessert - insbesondere, wenn diese beiden Walzenpaare nacheinander folgen. Ander Walzenbombierung bzw. Walzen, frei von einer Walzenbombierung sind jedoch ebenso vorstellbar.

Die Kurzschlussneigung der Elektrobänder 4, 5 bei einer anschließenden Weiterverwendung, insbesondere verursacht durch Stanzen, wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Bariumsulfat als inkompressiblem Füllstoff 22 in der Backlackschicht 1 1 reduziert - wie dies der Fig. 2 entnommen werden kann.

Im Allgemeinen ist vorstellbar, dass in einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform drei oder mehrere Elektrobänder in einem Verfahrenschritt miteinander verbunden werden. Dies kann zur Erzeugung von gewünschten Materialkombinationen, wie beispielsweise zwei harten Deckschichten und einer duktileren Zwischenschicht, beim Elektrobandlaminat ebenso vorteilhaft sein.