Problemstellung
Moderne Elektromotoren, von PMSM über BLDC‑ bis DC‑Systeme, stehen unter steigendem Effizienzdruck: kompaktere Bauformen, erhöhte Leistungsdichten und wechselnde Umgebungsbedingungen fordern Verbindungstechniken, die konventionelle Befestigungsmittel zunehmend ersetzen müssen. Mechanische Sicherungselemente wie Schrauben oder Klammern erreichen oft nicht die notwendige Performance in Bezug auf Vibrationsfestigkeit, thermische Belastbarkeit oder Prozessgeschwindigkeit. Gleichzeitig steigen Anforderungen an Automatisierung und Fertigungstempo in Serienprozessen. Klassische Fügearten können hier zu Ausschuss, erhöhtem Montageaufwand oder Bauteilspannung führen. Genau dort liegen die Herausforderungen, die industrielle Klebstoffe in Elektromotorenlösungen adressieren.
Technische Grundlagen
Funktionale Anforderungen an Klebstoffe im Elektromotorenbau
Temperaturbeständigkeit und Wärmemanagement:
Elektromotoren generieren im Betrieb erhebliche Wärme. Klebstoffsysteme müssen diese Wärme nicht nur aushalten (häufig bis ~180 °C), sondern in vielen Fällen durch wärmeleitfähige Verguss‑ oder Gap‑Filler‑Formulierungen auch effizient ableiten. Effizientes Wärmemanagement steigert die Lebensdauer von Wicklungen und Isolationsmaterialien.
Mechanische und dynamische Belastung:
Stator‑ und Rotorverklebungen stehen unter wechselnden Scher‑ und Zugbeanspruchungen durch Vibrationen, Drehmoment und thermische Zyklen. Hochwertige Klebstoffe müssen daher hohe Schub‑ und Zugfestigkeiten aufweisen und gleichzeitig dynamische Belastungen kompensieren.
Chemische Beständigkeit:
Öle, Kühlmittel oder Reinigungsmedien dürfen die Klebverbindungen nicht schwächen. Eine hohe chemische Resistenz ist Pflicht für langlebige Motorenverbindungen.
Elektrische und thermische Isolation:
Anwendungen wie Wicklungsverguss oder die Isolation zwischen Komponenten erfordern Klebstoffe, die elektrische Isolation bieten und gleichzeitig thermisch stabil bleiben.
Relevante Werkstoffklassen
• (Meth)Acrylat‑Klebstoffe: Weit verbreitet für kraftschlüssige Verbindungen unterschiedlicher Substrate mit schneller Aushärtung.
• Anaerobe Klebstoffe: Besonders geeignet für Magnetklebung und rotorseitige Verbindungen, bieten hohe Scher‑ und Zugfestigkeit.
• Epoxid‑Harze: Typisch für Verguss und Wicklungsimprägnierung, kombinieren gute Isolation mit Temperaturbeständigkeit.
• Silikon‑Dichtstoffe: Dichten Gehäuse und Durchführungen ab, gleichzeitig elastisch bei thermischen Zyklen.
Verfahren / Ansätze
Magnetverklebung (Magnet Bonding)
Beim Einsetzen von Permanentmagneten in Rotor‑ oder Statorstrukturen ersetzen Klebstoffe mechanische Sicherungen. Die Verklebung verteilt Lasten über die gesamte Fläche, eliminiert Spannungsspitzen in spröden Magneten und reduziert Geräuschentwicklung durch Vibrationen.
Technische Aspekte:
- Einsatz anaerober oder schnell härtender Systeme.
- Homogene Kraftübertragung im Verbund.
- Korrosionsschutz und Barrierewirkung gegenüber Feuchtigkeit.
Blechpaketverklebung
Verklebung lamellierter Eisenpakete kann die elektrische Effizienz verbessern und Wirbelstromverluste reduzieren. Klebstoffe gleichen thermische Ausdehnungsunterschiede zwischen Materialschichten aus und reduzieren mechanische Lose zwischen Lagen.
Stator‑ und Wicklungsverguss
Vergussmassen füllen Hohlräume zwischen Wicklungen und Kern vollständig aus. Dies stabilisiert mechanisch, verbessert die Wärmeableitung und schützt vor Feuchte sowie chemischen Belastungen. Wärmleitfähige Formulierungen unterstützen das thermische Management im Betrieb.
Lager‑ und Wellenverklebung
Anwendung von Klebstoffen zur Sicherung von Lagern und zur Verbindung von Wellen mit mechanischen Bauteilen kann Toleranzen ausgleichen, Spiel reduzieren und Montagezeiten verkürzen.
Kisling‑Lösungen
Portfolio‑Fokus: Industrielle Klebstoffe, Dichtstoffe und Vergussmassen, speziell formuliert für die Anforderungen im Elektromotorenbau, inklusive Temperaturbeständigkeit bis ca. 180 °C, Vibrations‑ und Chemikalienbeständigkeit sowie automatisierbare Prozessfähigkeit.
Beispielprodukte/Technologien:
- Anaerobe Klebstoffe zur Magnetverklebung und statischen Verbindungsschichten.
- 1K‑ und 2K Systeme für komplexe Geometrien mit präzisen Auftragsmöglichkeiten via Düse oder Rotorspray.
- Thermisch leitfähige Vergussmassen für verbessertes Wärmemanagement im Stator.
- Varianten abgestimmt auf unterschiedliche Substrate wie Aluminium, Kupfer, Ferrite oder Kunststoffe.
Kisling‑Systeme berücksichtigen Automatisierbarkeit für hohe Taktzahlen, das ist wichtig für Serienfertigungen in der Elektromobilität und industriellen Antriebstechnik, dies reduziert Stillstand und Ausschuss.
Anwendung / Beispiel
Magnetklebung im Rotor
In einem typischen BLDC‑Rotor müssen Permanentmagnetsegmente vibrationsfest und spannungsfrei befestigt werden. Mit anaeroben Klebstoffsystemen werden Magnetsegmente akkurat positioniert und binnen Minuten fixiert – ohne zusätzliche thermische Nachbehandlung. Das Resultat: Verringerte Geräuschpegel, höhere dynamische Stabilität und reduzierte mechanische Spannungen in den Magneten.
Statorverguss in PMSM
Durch thermisch leitfähige Vergussmassen wird die Wicklung effizient von Wärme entlastet. Die kompakte Bauform moderner Synchronmotoren profitiert hier von reduzierten Hotspots und verlängerter Lebensdauer elektrischer Isolation.
Entscheidungshilfe / Auswahl
Checkliste zur Klebstoffauswahl
- Betriebstemperatur & thermische Anforderungen:
Wählen Sie eine Formulierung, die über die erwarteten höchsten Motor‑Betriebstemperaturen hinaus stabil bleibt. - Mechanische Lasten:
Hohe Scher‑ und Zugfestigkeit ist für rotierende Systeme und Magnetverklebung essenziell. - Materialkombinationen:
Haftung auf unterschiedlichen Substraten (Metalle, Kunststoffe, Ferrite) entscheidet über Langzeitstabilität. - Prozessintegration:
Aushärtezeit, Automatisierungsfähigkeit und Dosiertechnik beeinflussen Durchsatz und Reproduzierbarkeit in der Fertigung. - Chemische und Umweltbeständigkeit:
Berücksichtigen Sie Einflüsse wie Reinigungsmittel, Betriebstemperaturen und Feuchte.
Fazit
Industrielle Klebstoffe sind heute integraler Bestandteil der Elektromotorenfertigung, weil sie mechanische, thermische und chemische Anforderungen über konventionelle Befestigungstechniken hinaus adressieren. Die richtige Auswahl – abgestimmt auf Temperatur, Lastfall und Materialkombination – verbessert nicht nur Produktionsprozesse, sondern auch die Zuverlässigkeit und Effizienz der Endanwendungen. Kisling‑Lösungen bieten hierfür ein breites, prozessfähiges Spektrum an Kleb‑, Dicht‑ und Vergussstoffen, die speziell auf die Herausforderungen der E‑Mobilität und Industrieanwendungen ausgelegt sind.
Für individuelle Beratung zu Klebstoffen für Elektromotoren steht Ihnen unser Expertenteam gern zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns direkt, unser Team berät Sie gerne zu unseren industriellen Lösungen.
