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Klebstoffe

Elektromotoren klebt man heute

| Redakteur: Bernhard Richter

Kleben bietet für die Produktion und den Betrieb von E-Motoren viele Vorteile. Motorenhersteller können aus einer Fülle unterschiedlicher Klebstofffamilien wählen.

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Typische Klebstellen eines Elektromotors.
Typische Klebstellen eines Elektromotors.
( Bild: Delo )

Was haben alle Hersteller von Elektromotoren gemeinsam? Sie wollen ihre Motoren kleiner und leistungsfähiger machen und darüber hinaus deren Wirkungsgrad verbessern. Dies wird unter anderem mit der Gestaltung des Blechpakets realisiert und mit der optimalen Einbindung der Magnete in das Blechpaket; zudem wird der Luftspalt zwischen Magnet und Wicklung möglichst eng gehalten.

Besser verbinden mit Klebstoffen

Etablierte Verbindungsmethoden wie mechanisches Klemmen oder das Bandagieren von Magneten kommen dabei zunehmend an Grenzen, sowohl hinsichtlich der Funktion des Motors als auch des Produktionsprozesses: So müssen mit zunehmend kleineren Motoren auch die erforderlichen Fertigungstoleranzen weiter sinken, was die Kosten in die Höhe treibt. Insbesondere für leistungsfähige Motoren finden zunehmend Seltenerdmagnete Verwendung. Da sie korrosionsanfällig sind, erhalten sie eine Passivierungs-, Nickel- oder Epoxidharzbeschichtung, die beim Montieren verletzt werden kann und wodurch die Magnete direkten Umwelteinflüssen ausgesetzt wären.

Verklebung von Magneten im Gehäuse, auf dem Rotor sowie in Taschen (v.l.n.r.)
Verklebung von Magneten im Gehäuse, auf dem Rotor sowie in Taschen (v.l.n.r.)
( Bild: Delo )

Im Vergleich zu diesen herkömmlichen Methoden bietet das Kleben eine Reihe von Vorteilen und kommt insbesondere für drei Anwendungen im E-Motor in Frage: Für die Verbindung von Magneten und Blechpaket, für Welle und Rotor sowie für Stator und Gehäuse. Klebstoffe vermeiden Reib- oder Kontaktkorrosion und sind zudem schlagfest, was essentiell für die hohen dynamischen Kräfte bei E-Motoren ist. Ihre dämpfende Wirkung reduziert Vibrationsgeräusche und führt damit zu einer akustischen Verbesserung. Dank ihrer homogenen Spannungsverteilung gleichen sie thermischen Stress aus, der zum Beispiel bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Stator und Gehäuse entstehen kann. Im Fall der Welle verhindern sie aufgrund ihrer spaltüberbrückenden Eigenschaften Spiel und Schlupf. Schließlich führt Kleben in vielen Fällen auch zu geringeren Fertigungskosten, da Bauteiltoleranzen wie erwähnt größer ausfallen können, eine hohe und einfache Automatisierung möglich ist und Wärme nicht zwingend benötigt wird.

Neuer 2K-Klebstoff für E-Motoren

Speziell für die flexible und effiziente Produktion von E-Motoren hat Delo Industrie Klebstoffe nun ein zweikomponentiges Epoxidharz entwickelt. Delo-Duopox SJ8665 ist mittelviskos und eignet sich für Motoren mit mittleren bis hohen Temperaturanforderungen. So besitzt der zähharte Klebstoff in diesem Einsatzbereich eine erhöhte Festigkeit und kommt daher selbst für Motoren der Isolierstoffklasse H in Frage. Der Klebstoff bietet bei 80 °C mit 16 MPa auf Aluminium doppelt so hohe Zugscherfestigkeiten wie Standard-2K-Epoxidharze. Das temperaturbeständige Produkt sorgt somit für eine geringe Alterung der Verbindung. Selbst nach 1000 Stunden Lagerung bei 85 °C und 85 % Luftfeuchtigkeit erreicht sie dieselben Festigkeiten wie zuvor.

Zweikomponentige Produkte überzeugen mit ihrer guten Spaltüberbrückung sowie mit ihrer Schälfestigkeit und ihrem Spannungsausgleich. Sie finden vor allem mehr Verwendung, desto größer und massiver die Bauteile sind. Sie kommen aber zunehmend für Motoren aller Größen zum Einsatz, da sie gegenüber einkomponentigen Produkten flexibler bei der Gestaltung des Produktionsprozesses sind.

Schnelle und flexible Produktion

Mit dem Mischen beider Komponenten härten 2K-Epoxidharze bei Raumtemperatur vollständig aus. Dieser Vorgang lässt sich unter Einsatz von Wärme beschleunigen. Im Falle des neuen Epoxidharzes geht das besonders schnell und ist unter Variation von Zeit und Temperatur flexibel steuerbar: Bei 80 °C reichen 5 Min. bis zur Handfestigkeit und 10 Min. für vollständiges Aushärten. Bei einer Induktionserwärmung von 100 °C können die Bauteile innerhalb von 1 Min. mit einer Festigkeit von 10 MPa fixiert werden – so lassen sich die Bauteile direkt weiterverarbeiten. Gegenüber einer Aushärtung bei höheren Temperaturen, wie sie etwa bei einkomponentigen Produkten erforderlich ist, ermöglichen diese moderaten Bedingungen eine kürzere Aufheizzeit der Bauteile und geringeren Energiebedarf in der Produktion. Zudem lässt sich der Klebstoff für temperatursensible Materialien wie Kunststoffe oder magnetisierte Magnete verwenden. (br)

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