Vorteile von Klebstoffen in der Produktion von Elektromotoren

Das Kleben von Elektromotoren bringt Vorzüge, die mechanische Verbindungen nicht leisten können:

• Vermeidung von Reib- und Kontaktkorrosion: Klebstoffe minimieren Reib- und Kontaktkorrosion bei den empfindlichen Komponenten eines Motors, wie den Seltenerdmagneten.
• Geräuschreduktion durch Vibrationsdämpfung: Die dämpfende Wirkung der Klebstoffe minimiert die Schwingungen und verringert Betriebsgeräusche.
• Thermischer Stressausgleich: Durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stator und Gehäuse im E-Motor kommt es zu thermischem Stress. Klebstoffe gleichen die so entstehenden Spannungen aus und verhindern Beschädigungen.
• Vermeidung von Spiel und Schlupf: Gerade bei der Verklebung der Welle verhindern Klebstoffe effektiv Spiel und Schlupf und stabilisieren Wellenverbindungen effektiv.
• Kostenreduktion in der Fertigung: Der Einsatz von Klebstoffen erlaubt es vielfältig, die Produktion zu vereinfachen und Kosten zu senken. Zum einen ist Klebstoff flexibel einsetzbar und erlaubt größere Fertigungstoleranzen gegenüber mechanischen Verfahren. Zum anderen benötigt das Kleben oft weniger Produktionsschritte. Das spart Zeit und vereinfacht den Automatisierungsprozess. Ebenso beschleunigen moderne Klebstoffe die Fertigung durch sekundenschnelle, vollständige Aushärten unter UV-Licht.

Auswahl der richtigen Klebstoffe für Elektromotoren

Die Wahl des richtigen Klebstoffs ist entscheidend für die Leistung und Langlebigkeit der Motoren. Die Vielfältigkeit der einzelnen Bauteile und deren Anforderungen, macht es wichtig, die Eigenschaften der verschiedenen Klebstoffgruppen zu betrachten. Hier sind die drei häufigsten Gruppen von Klebstoffen für die Verklebung von E-Motoren und ihre Stärken.

1K-Epoxidharze

Einkomponentige Epoxidharze aus der DELO MONOPOX Familie behalten eine sehr gute Festigkeit – selbst bei dauerhaften Temperaturen von bis zu 220 °C. Diese Klebstoffe sind ideal für den Einsatz im Hochtemperaturbereich und eignen sich auch für Motoren der Isolierstoffklasse C.

Die ausgezeichnete Haftung auf vernickelten Oberflächen macht sie perfekt für Magnetverklebungen. Neben ihrer hohen chemischen Beständigkeit bieten sie auch eine sehr gute Spaltüberbrückung. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig, um unebene Oberflächen auszugleichen und sichere Verbindungen zu gewährleisten. Ein entscheidender Vorteil der Spaltüberbrückung liegt darin, dass sie mechanische Toleranzen kompensiert. Dadurch wird die Belastbarkeit der Klebeverbindung erhöht.

Eine Herausforderung bei der Verwendung von 1K-Epoxidharzen ist jedoch die notwendige Wärmezufuhr für die Aushärtung. Die Aushärtung dauert typischerweise zwischen 20 und 40 Minuten. Durch Induktionserwärmung lässt sich diese Zeit auf bis zu eine Minute reduzieren. Diese Methode ist jedoch auf elektrisch leitende Bauteile beschränkt.

2K-Epoxidharze

Die zweikomponentigen Epoxidharze der Familie DELO-DUOPOX bieten eine flexible Lösung. Das Mischverhältnis kann angepasst werden, um Eigenschaften wie Aushärtezeit, Flexibilität und Härte zu optimieren. Ein großer Vorteil dieser Klebstoffe ist, dass sie auch unter Raumtemperatur vollständig aushärten. Das reduziert Energiekosten und Zeitbedarf. Bei einer Wärmezufuhr von 80 °C können die Bauteile bereits nach fünf Minuten weiterverarbeitet werden. Eine vollständige Aushärtung ist nach zehn Minuten erreicht. Mithilfe der Induktionserwärmung bei 100 °C können Bauteile innerhalb einer Minute mit einer Festigkeit von 10MPa fixiert werden. Bei Raumtemperatur erhält der Klebstoff dann seine endgültige Festigkeit.

Diese Klebstoffe sind besonders für strukturelle Verbindungen geeignet. Sie bieten starke Verbindungen selbst unter anspruchsvollen chemischen oder thermischen Bedingungen. Zudem zeichnen sich 2K-Klebstoffe durch eine gute Spaltüberbrückung und spannungsausgleichende Eigenschaften aus. Das bietet exzellente Produktions- und Automatisierungsmöglichkeiten. Darüber hinaus sind sie einfach zu lagern. Die Festigkeit verändert sich auch bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit nicht, solange die Komponenten noch nicht gemischt wurden.

Metallklebstoffe

Auch bei Raumtemperatur härtende Metallklebstoffe sind eine weitere moderne Lösung. Sie sind sehr hitzebeständig und können Temperaturen bis zu 200 °C standhalten. Klebstoffe aus der Reihe DELO-ML erzielen eine ausgezeichnete Haftung auf glatten Oberflächen und eignen sich ideal für Wellenverklebungen. Dies liegt daran, dass sich der Klebstoff unter Luftabschluss und in der Gegenwart von Metallionen mit dem Wellenblech vernetzt. Auch bieten Metallklebstoffe eine bessere Wärme- und Elektroleitfähigkeit. Diese Eigenschaften sind wichtig bei der Befestigung von Magneten auf dem Rotor oder Stator. Die Verbindung von Gehäusematerialien und Kühlkörpern ist ein weiteres typisches Einsatzgebiet.

Eine Herausforderung besteht darin, dass moderne Werkstoffe wie Neodymmagneten nur wenige Metallionen enthalten, ebenso wie Ferritkerne einfacher Motoren. Aktivatoren, die aufgesprüht oder durch ein Tauchbad aufgetragen werden, verbessern die Haftung der Methacrylate und beschleunigen die Aushärtung. Damit lassen sich Funktionsfestigkeiten bereits nach 30 bis 60 Sekunden erreichen.

Sind noch kürzere Taktzeiten erforderlich, empfehlen sich dualhärtende Urethanacrylate, die unter UV-Licht in weniger als 10 Sekunden aushärten und sofort weiterverarbeitet werden können. Die volle Festigkeit erhält der Klebstoff dann wie gehabt unter Luftabschluss. Damit lässt sich zudem ein Prozessschritt einsparen, indem keine mechanische Fixierung notwendig ist, wie es sonst bei warmhärtenden Klebstoffen oft der Fall ist.