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KR20190120707A - 다층 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 공정 및 장치 - Google Patents

다층 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 공정 및 장치 Download PDF

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KR20190120707A
KR20190120707A KR1020190042306A KR20190042306A KR20190120707A KR 20190120707 A KR20190120707 A KR 20190120707A KR 1020190042306 A KR1020190042306 A KR 1020190042306A KR 20190042306 A KR20190042306 A KR 20190042306A KR 20190120707 A KR20190120707 A KR 20190120707A
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South Korea
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strip
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metal
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Withdrawn
Application number
KR1020190042306A
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Inventor
하르트무트 잘예
벤야민 ?게스
미하엘 쉐비츠
안드레아스 린스도르프
페테르 얀쎈
토마스 무어
Original Assignee
무어 운트 벤더 카게
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Abstract

다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정은, 급송 배열체에 의해 상위 측면 및 하위 측면을 갖는 금속 스트립 재료를 급송하는 단계와, 급송된 스트립 재료를 스트립 재료의 길이방향에서 스트립 분할 배열체에 의해 연속 공정으로 복수의 시트 금속 스트립으로 길이방향으로 분할하는 단계와, 안내 배열체에 의해 시트 금속 스트립의 적어도 일부를 연속적으로 중첩시켜 시트 금속 스트립 팩을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

다층 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 공정 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR PRODUCING MULTILAYER METAL STRIP PACKS}
본 발명은 다층 시트 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 공정 및 장치에 관한 것으로, 특히 자동차 용도에서 사용하기 위한 것이다. 주요 적용예는 전기 모터 내의 회전자와 고정자의 코어를 위한 반-완제품으로서의 그리고 또한 차체 구성요소를 위한 반-완제품으로서의 다층 시트 금속 스트립 팩이다.
전기 모터는 회전자 및 고정자를 갖는다. 고정자는 회전 고정 및 정지 위치에 배열되고, 영구 자석 또는 코일에 의해 제1 자기장을 형성한다. 회전자는 고정자에 대해 회전가능하게 장착되고 영구 자석 또는 코일에 의해 제2 자기장을 형성한다. 구동 토크를 발생시키기 위해, 두 개의 자기장은 자기장의 극성의 제어된 역전에 의해 자기 상호작용한다. 자기장 중 하나는 일반적으로 극성 역전을 실행하기 위해 교류가 흐르는 코일에 의해 발생된다. 자기장의 장선을 전도하고 자기 저항을 감소시키기 위해, 영구 자석은 강자성 코어 내로 삽입되고, 각각의 코일은 강자성 코어 주위에 배열된다. 코어는 대부분 원통형 코어로서 설계된다. DIN EN 61021에서는, 예를 들어, 많은 수의 유형 및 유형 시리즈의 코어가 표준화된다. 또한, 특수한 형상도 사용된다. 자기장을 형성하는 코일 내의 교류의 주파수와 진폭이 증가함에 따라, 와전류가 실린더 축의 방향으로 코어에 유도되어 자기 손실을 초래한다. 이러한 효과를 최소화하기 위해, 다층 시트 패키지가 코어로서 사용될 수 있다. 개별 층들이 얇을수록, 와전류 손실이 낮아진다. 상기 개별 금속 스트립들은 절연층을 도입하고 이어서 함께 접합되어 패키지를 형성함으로써 서로로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 절연층은 적합한 포일일 수 있거나, 예를 들어, 접합을 위해 또한 사용되는 접착제에 의해 형성될 수 있다. 금속 스트립은 고정자 스택의 경우에 코일로 권취되거나 회전자 스택의 경우에 샤프트와 결합되기 전에 스트립 재료로부터 커팅된다. 기계 유형에 따라, 회전자의 시트 금속 팩에는 영구 자석, 단락 케이지 또는 코일이 설치된다.
JP 2005 297393 A로부터, 다층 시트 금속 스트립 팩을 생산하기 위한 공정이 공지되어 있다. 각각의 경우에, 상하로 배열된 2개의 드럼 상에 권취된 강자성 스트립 재료는 컨베이어 롤러에 의해 권취해제되고 상하로 배치된다. 접착 절연층이 컨베이어 롤러의 전방, 즉 상류의 2개의 재료 스트립 사이에 도포된다. 이는 롤러-형성된 코팅기 내에 접착제를 도포하거나 2개의 금속 스트립 사이에 접착제-베어링 필름을 삽입함으로써 수행된다. 이어서, 접합부는 압력 하에서 경화되고 열 노출 하에서 경화된다. 이러한 방식으로 형성된 2층 금속 스트립은 그다음 드럼 상으로 권취될 수 있고, 공정은 여러 번 반복될 수 있다. 마지막으로, 다층 스트립은 프레스에 급송(feed)되고, 블랭크가 원하는 형상으로 펀칭된다.
DE 31 10 339 C2는 다층 시트 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 다른 공정을 개시한다. 예비-경화된 듀로플라스틱 접착제로 양면에 코팅된 얇은 전기 강철 스트립이 드럼으로부터 권취해제된다. 이는 그후 교정 및 급송 장치를 통해 펀칭 프레스로 급송된다. 펀칭 프레스에서, 박판은 시트 금속 스트립으로부터 커팅되고 매거진 내에 적층되어 시트의 스택을 형성한다. 후속하여, 시트의 스택은 컨베이어 벨트를 거쳐 경화 구역으로 이송되고, 이어서 냉각 구역으로 이송되며, 여기서 압력 하에서 접착된다.
차체 구조에서, 예를 들어 WO 2016/058740 A1호 및 EP 1 569 793 B1호에 제안된 바와 같이, 다층 시트 금속 스트립 팩이 다른 것들 중에서 본체 음향 흡수 복합 시트로서 사용된다.
WO 2016/012182 A1에는, 2개의 외측 금속 층이 2개의 별개의 롤로부터 권취해제되고 플라스틱 층이 제3 롤로부터 권취해제되는 복합 시트를 제조하는 공정이 공지되어 있다. 3개의 층은 제1 적층 유닛에서 제1 적층 갭을 통해 연속적으로 조합되어 스트립 스택을 형성한다. 후속하여, 시트 금속 스트립 팩은 먼저 제1 가열 구역 내로 그리고 제2 적층 갭을 갖는 제2 적층 유닛 내로 급송된다. 마지막으로, 적층된 스트립 팩은 냉각 구역을 통해 이송된다.
다층 시트 금속 스트립 스택에 대한 전술한 제조 공정은 높은 처리량 시간 또는 높은 플랜트 복잡성을 나타내고 따라서 비경제적이다.
따라서, 본 발명은 낮은 제조 비용으로 이어지는 특히 자동차 용도에서 사용하기 위한 다층 시트 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 공정을 제안하는 목적에 기초한다. 또한, 본 발명의 목적은 제안된 공정을 위한 장치를 제공하는 것이다.
목적을 해결하기 위해서, 다층 시트 금속 스트립 팩을 제조하는 공정이 제안되고, 상기 공정은 급송 배열체에 의해 상위 측면 및 하위 측면을 갖는 금속 스트립 재료를 급송하는 단계; 스트립 재료의 길이방향에서 스트립 재료를 스트립 분할 배열체에 의해 연속 공정으로 복수의 금속 스트립으로 길이방향 분할하는 단계; 및 안내 배열체에 의해 금속 스트립 중 적어도 일부를 연속적으로 중첩시켜 금속 스트립 팩을 형성하는 단계를 포함한다.
제안된 공정의 장점은 스트립 스택이 연속적인 공정으로 제조되고, 스트립 재료가 표준 크기로 공급될 수 있고, 전환 시간이 감소될 수 있다는 것이다.
공정의 가능한 실시예에서, 공급된, 즉 급송된 스트립 재료의 폭은 최대 4500 mm, 특히 최대 2500 mm, 특히 최대 2000 mm이고, 최대라는 용어는 각각의 언급된 폭 이하를 의미한다. 폭은 이송 방향으로 연장되는 스트립 재료의 측면 사이의 거리에 의해 규정된다. 급송된 스트립 재료의 두께는 바람직하게는 0.04 mm 초과, 특히 0.05 mm 초과, 및/또는 바람직하게는 3 mm 미만, 특히 2 mm 미만이어야 한다. 두께는 폭에 수직하게 배향된다. 스트립 재료는 길이방향으로 균일하거나 가변적인 두께를 가질 수 있다. 스트립 재료는 예를 들어 코일을 권취해제하는 것에 의해서 연속적으로 또는 미리규정된 길이의 스트립 재료로서 순차적으로 급송될 수 있다. 급송된 스트립 재료는 다수의 층을 실현하기 위해 다층 스트립 스택, 특히 본 발명에 따른 공정에 의해 제조되는 스트립 스택일 수 있다.
시트 금속 스트립 팩이 전기 모터를 위한 코어를 제조하기 위한 반-완제품으로서 사용되는 경우, 스트립 재료는 강자성 금속, 특히 전기 스트립으로 제조될 수 있다.
실시예에 따르면, 스트립 재료는 코팅되지 않은 상태로 급송될 수 있다. 코팅되지 않는 다는 것은 예를 들어 금속 스트립을 절연하거나 접합하는 역할을 하지 않는 부식 보호 또는 패시베이션(passivation)을 위한 예비코팅을 갖는 스트립 재료를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 추가적인 실시예에서, 금속 스트립을 절연 또는 접합하는 역할을 하는 예비-코팅을 갖는 스트립 재료가 공정 내에 급송될 수 있다.
가능한 실시예에서, 플라스틱 코팅이 코팅 배열체에 의해서 급송된 스트립 재료 또는 시트 금속 스트립의 상단 및 하단 측면 중 적어도 하나에 도포될 수 있다. 코팅 배열체는 스트립 재료에 코팅을 도포하도록 구성되고; 이는 또한 코팅 장치로서 지칭될 수 있다. 플라스틱 코팅은 전체 표면 위에 도포될 수 있다. 대안적으로, 코팅의 도포는 또한 점 모양 방식으로 수행될 수 있다. 코팅은 스트립 재료 또는 시트 스트립의 폭에 걸쳐 완전히 연장될 수 있다. 대안적으로, 영역들이 플라스틱 코팅을 도포할 때 코팅 재료가 없는 상태로 유지될 수 있다. 롤 코팅에 추가로, 스프레이 코팅 및 분말 코팅과 같은 다른 표면 코팅 공정이 또한 고려될 수 있다. 코팅 재료의 점 모양 도포가 적절한 스프레이 헤드에 의해 실현될 수 있다. 플라스틱 코팅은 급송된 스트립 재료 또는 시트 스트립의 폭의 일부에 걸쳐 또는 급송된 스트립 재료 또는 시트 스트립의 전체 폭에 걸쳐 도포될 수 있다.
플라스틱 코팅은 접착제, 접합 바니시 또는 절연 바니시를 포함할 수 있다. 따라서, 플라스틱 코팅은 시트층들의 전기적 분리를 달성하고 및/또는 시트층들은 플라스틱 코팅에 의해 함께 접합된다. 대안적으로, 플라스틱 코팅은 점탄성 폴리머일 수 있다. 점탄성 폴리머의 감쇠 특성으로 인해, 이 플라스틱 코팅은 특히 차체 부품을 위한 진동 감쇠된 시트 금속 패키지에서 사용된다.
스트립 재료가 급송되기 전에, 플라스틱 코팅이 스트립 재료에 도포될 수 있다. 대안적으로, 플라스틱 코팅은 급송 후에 그리고 여러 개의 시트 스트립으로 슬리팅(slitting)되기 전에 스트립 재료에 도포될 수 있다. 코팅 재료가 금속 스트립에 도포되는 경우, 코팅 재료는 슬리팅 후 및 압연 전에 도포될 수 있다.
급송된 스트립 재료를 급송된 스트립 재료의 길이방향에서 여러 개의 시트 스트립으로 길이방향으로 분할하는 것은 스트립 분할 배열체를 통해 수행된다. 스트립 분할 배열체는 임의의 분리 제조 공정, 특히 레이저 빔, 플라즈마 또는 워터 제트 커팅, 컷-오프 연삭, 펀칭 또는 전단 커팅을 나타낼 수 있다. 스트립 분할 배열체는 또한 스트립 분할 장치 또는 스트립 커팅 배열체라 칭할 수도 있다. 급송된 스트립 재료의 길이방향 분할에 의해 제조된 금속 스트립은 적어도 하나의 부분 수(partial number)에서 서로 동일한 폭을 가질 수 있다. 금속 스트립은 스트립 분할 배열체가 배열되는 스트립 재료의 이송 방향에 수직인 평면 내에서 급송된 스트립 재료에 연결된 상태로 유지되고, 그에 따라 길이방향 커팅이 연속적으로 발생된다.
금속 스트립의 팩을 형성하기 위해 금속 스트립의 적어도 하나의 부분 수를 연속적으로 중첩하는 것은 안내 배열체에 의해 달성된다. 안내 장치라고도 지칭될 수 있는 안내 배열체는, 금속 스트립이 이송 방향에 대해 횡방향으로 안내, 즉 중첩될 수 있도록 하기 위해, 특히 금속 스트립의 측방향 안내를 위한 여러 개의 편향 롤러 및 안내 롤러를 포함할 수 있다. 서로 중첩된 금속 스트립들은 금속 스트립 스택이라 지칭될 수도 있는 금속 스트립의 팩을 형성한다. 하나의 스트립 재료로부터 분할된 금속 스트립들이 조합되어 여러 개의 별개의 시트 금속 스트립 팩을 형성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 그룹의 금속 스트립이 서로 중첩되어 제1 금속 스트립 팩을 형성할 수 있고, 제2 그룹의 금속 스트립이 서로 중첩되어 제2 금속 스트립 팩을 형성할 수 있다. 특히, 동일한 폭의 금속 스트립이 조합되어 시트 금속 스트립 팩을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시트 금속 스트립 팩이 압연 배열체에 의해서 압연될 수 있다. 압연 장치로서 지칭될 수도 있는 압연 배열체는 중첩된 금속 스트립을 함께 가압하도록 구성된다. 압연 동안의 압연력은 플라스틱 코팅의 공기 함유물이 가압되고 그리고/또는 플라스틱 코팅이 균일하게 분포되도록 설정될 수 있다. 또한, 압연력은 시트층이 플라스틱 변형을 겪도록 설정되는 것이 가능하다. 압연은 특히 열경화성 플라스틱의 경우에는 플라스틱 코팅의 경화를 개시하기 위해 열의 공급 하에 행해질 수 있다. 열은 롤러가 배열되는 노를 통해 공급될 수 있다. 대안적으로, 롤은 직접적으로 가열될 수 있다. 그후, 압연 후에 냉각 섹션이 이어질 수 있다. 특히, 저온 경화 플라스틱 코팅에 의해, 열 입력이 생략될 수 있다.
가능한 실시예에서, 금속 스트립 팩은 권취 배열체에 의해 스풀로, 즉 코일로 권취될 수 있다. 코일은 반-완제품으로 판매될 수 있거나 하류 공정 단계로 전달될 수 있다. 대안적으로, 시트 금속 스트립 팩은 윤곽형성 배열체에 의해 윤곽형성된 금속 팩을 형성하도록 윤곽형성될 수 있다. 윤곽형성 장치로서도 지칭될 수 있는 윤곽형성 배열체는 따라서 금속 스트립 팩으로부터 규정된 윤곽을 갖는 개별 금속 팩을 생성하도록 구성된다. 윤곽형성은 특히 전단 커팅, 예를 들어 펀칭 또는 미세 블랭킹에 의해 달성될 수 있다. 미세 블랭킹은, 예를 들어 높은 치수 정확도 요건의 구성요소의 경제적인 생산을 가능하게 한다. 그러나, 일반적 스탬핑 또는 레이저 빔 커팅 같은 임의의 다른 커팅 공정이 또한 고려될 수 있다. 시트 패키지는 예를 들어 비-세그먼트형 고정자 또는 회전자 코어, 특히 360° 고리 형태로서뿐만 아니라 세그먼트형 고정자 또는 회전자 코어로서 제조될 수 있다. 시트 팩의 개별 시트 층이 재료 잠금 방식(material-locking manner)으로 서로 연결되지 않는 경우, 윤곽형성 배열체는 시트 팩이 접합되어 유닛을 형성할 수 있는, 시트 팩을 수용하기 위한 매거진을 가질 수 있다.
추가적인 가능한 실시예에서, 급송된 스트립 재료를 복수의 시트 금속 스트립으로 길이방향 커팅하는 것은 이송 방향에 수직인 분리 평면 내에 배열되는 적어도 하나의 분리 유닛에 의해 달성될 수 있고, 적어도 부분 수의 시트 금속 스트립의 연속적인 중첩은 이송 방향에 수직인 접합 평면에서 달성될 수 있다. 접합 평면에 대해 최대 거리를 갖는 분할 평면과 접합 평면 사이에서 개별 시트 금속 스트립들에 의해 이동되는 거리 사이의 백분율 편차는 25% 미만, 특히 15% 미만, 특히 10% 미만일 수 있다. 이는 새로운 스트립 재료를 예를 들어 새로운 드럼으로부터 급송할 때 재료 낭비가 감소될 수 있게 한다.
상기 목적은 또한 다층 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 장치에 의해서 해결되고, 상기 장치는 금속 스트립 재료의 급송을 위한 급송 배열체, 스트립 재료를 스트립 재료의 길이방향으로 복수의 금속 스트립으로 분할하기 위한 스트립 분할 배열체, 및 복수의 금속 스트립의 적어도 일부를 서로의 위에 연속적으로 안내, 즉 중첩시켜 금속 스트립의 팩을 형성하기 위한 안내 배열체를 포함한다.
상술한 공정의 특징은 제안된 장치에 유사하게 적용될 수 있다. 따라서, 장치는 전술한 공정과 동일한 장점을 가지며, 또한 공간-절감 설계를 가능하게 한다.
장치는, 가능한 실시예에서, 스트립 재료 또는 그로부터 유도된 금속 스트립의 상단 및 하단 측면 중 적어도 하나에 플라스틱 코팅을 도포하기 위한 코팅 배열체를 포함할 수 있다. 장치는 시트 금속 스트립 팩을 압연하기 위한 압연 배열체를 더 포함할 수 있다. 특히, 압연 배열체에는 추가적인 열 공급부가 설치될 수 있고, 열은 노에 의해 또는 압연 장치의 롤을 가열하는 것에 의해 공급된다.
가능한 실시예에 따르면, 장치는 윤곽형성된 팩을 스트립 팩으로부터 분리하기 위한 윤곽형성 배열체 또는 스트립 팩을 코일로 권취하기 위한 권취 배열체를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예가 도면에 따라 아래에서 설명된다.
도 1은 제1 실시예의 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시하고;
도 2는 도 1에 따른 장치를 위한 윤곽형성 배열체를 개략적으로 도시하고;
도 3은 도 1에 따른 장치를 위한 권취 배열체를 개략적으로 도시하고;
도 4는 제2 실시예의 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시하고;
도 5는 제1 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고;
도 6은 제2 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고;
도 7은 제3 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 8은 제4 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 9는 제5 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 10은 제6 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 11은 제7 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 12는 제8 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 13은 제9 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시하고,
도 14는 제10 실시예의 본 발명에 따른 다층 시트 금속 스트립 스택을 제조하기 위한 공정의 공정 순서를 도시한다.
도 1은 제1 실시예에서 다층 시트 금속 스트립 팩(12')을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치를 각각 도시한다.
제1 공정 단계(S1)에서, 권취된 그리고 바람직하게 코팅되지 않은 스트립 재료(2)가 급송 배열체(1)에 의해서 드럼(23)으로부터 권취해제되어 급송되는데, 즉 추가의 처리를 위해 제공된다. 스트립 재료(2)는 상단 표면(19) 및 하단 표면(20)을 포함하고, 도면에 개략적으로만 도시된 폭(B1) 및 두께(D1)를 가지며, 폭(B1)은 스트립 재료(2)의 제1 긴 측면과 제2 긴 측면 사이에서 연장되고 스트립 재료(2)의 이송 방향(T)에 대해서 횡방향으로 배향된다. 폭(B1)은 예를 들어 2500 mm일 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 스트립 재료(2)의 두께(D1)는 이송 방향(T)으로 일정하다. 두께(D1)는 대안적으로 가변적일 수 있다. 스트립 재료(2)는 강자성 금속으로 제조되지만, 그에 제한되지 않는다.
공정 단계(S1) 이후에 스트립 재료(2)가 코팅 배열체(3) 내에서 플라스틱 코팅으로 코팅되는 공정 단계(S2)가 이어진다. 절연 바니시가 이러한 목적을 위해 코팅 재료로서 사용된다. 코팅 재료로서 접착제, 접합 바니시 또는 점탄성 폴리머를 사용하는 것도 가능하다. 롤 코팅 공정에서, 스트립 재료(2)는 코팅 재료를 스트립 재료에 도포하기 위해서 2개의 수직으로 배열된 코팅 롤(4, 4')을 통해서 급송된다. 하위 코팅 롤러(4')는 도시된 바와 같이 재료 저장조(5)에 의해 공급받는다. 상위 코팅 롤러(4)에는 또한 도면에 도시되지 않은 재료 저장조(5')에 의해 코팅 재료가 공급된다. 코팅 롤러(4, 4')를 스트립 재료(2) 상으로 압연함으로써, 스트립 재료(2)가 전체 폭(B1)에 걸쳐 코팅 재료로 습윤된다. 서로 옆에 배열된 여러 개의 코팅 롤러(4)가 스트립 재료(2)의 상단 측면(19) 및/또는 하단 측면(20)을 습윤시키는 것이 또한 가능하고, 롤러들 사이의 영역이 코팅 재료가 없는 상태로 유지된다. 롤 코팅에 대한 대안으로서, 코팅 재료의 스프레이 코팅, 분말 코팅 또는 점 유사 도포와 같은 임의의 다른 표면 코팅이 또한 가능하다.
공정 단계(S2)에 후속하여 스트립 분할 배열체(6) 내의 스트립 재료(2)가 3개의 시트 스트립(8, 8', 8'')으로 분할되는 공정 단계(S3)가 이어지며, 수는 이것으로 제한되지 않는다. 이러한 목적을 위해서, 2개의 회전하는 커팅 디스크(7, 7')가 스트립 재료(2)를 길이방향으로, 예를 들어 스트립 재료(2)의 이송 방향(T)으로 커팅한다. 대안적으로, 커팅은 또한 레이저 또는 워터 제트에 의해 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 제조된 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')은 이 경우에 동일한 폭(B2)을 갖는다. 그러나, 시트 금속 스트립(8)의 부분 수가 상이한 폭(B2)을 갖는 것도 가능하다. 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')은 이송 방향(T)에 대해 횡방향으로 연장되고 커팅 디스크(7, 7')가 배열되는 가상 평면(E1, E2) 내의 공급된 스트립 재료(2)에 추가로 연결된다. 따라서, 길이방향 커팅은 연속 공정에서 발생한다.
공정 단계(S3)에 후속하여, 이전에 제조된 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')이 안내 배열체(9)에 의해 상하로 연속적으로 안내되는 공정 단계(S4)가 이어진다. 이를 위해, 2개의 외부 시트 금속 스트립(8, 8'')은 편향 롤러(10, 10') 위로 안내되고, 중간 시트 금속 스트립(8')은 이들 사이에 위치된다. 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')은 함께 합쳐지는데, 즉 이송 방향(T)에 대해 직각으로 가상 평면(E3)에 배열되는 안내 롤러(11, 11')를 통해 서로 중첩된다. 그 결과 3-층 시트 금속 스트립 패키지(12)가 되며, 3개의 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')은 이전에 도포된 절연성 래커의 코팅에 의해 서로로부터 전기적으로 분리된다. 분할 평면(E1, E2)과 접합 평면(E3) 사이의 편향 롤러(10, 10') 위에서 시트 금속 스트립(8', 8'')에 의해 이동되는 거리는, 도시된 실시예에서는, 분할 평면(E1, E2)과 접합 평면(E3) 사이에서 이송 방향(T)으로 직선적으로 안내되는 중앙 시트 금속 스트립(8)에 의해 이동되는 거리보다 크다. 또한, 중앙 시트 금속 스트립(8)이 또한 편향 롤러 위로 안내되어, 분할 평면(E1, E2)과 접합 평면(E3) 사이의 중앙 시트 금속 스트립(8)의 경로는 측방향 시트 금속 스트립(8', 8'')의 경로와 실질적으로 동일해지는 것이 가능하다. 대안적으로, 시트 금속 스트립(8)은 적어도 2개의 상이한 폭(B2)을 가질 수 있고, 따라서 동일한 폭(B2)을 갖는 시트 금속 스트립(8)이 각각 서로 상하로 안내되고, 따라서 여러 쌍의 안내 롤러(11, 11')에 의해 수취되는 여려 개의 시트 금속 스트립 팩(12)이 형성되는 것이 가능하다.
공정 단계(S4)에 후속하여, 시트 금속 스트립 팩(12)이 압연 배열체(13)에 의해 압연되는 공정 단계(S5)가 이어진다. 이러한 목적을 위해, 시트 금속 스트립 팩(12)은 스트립 팩(12)에 규정된 힘을 가하는 2개의 수직으로 배열된 롤러(14, 14')에 의해 안내된다. 본 실시예에서는, 코팅 재료가 시트 금속 스트립(8, 8', 8'') 및/또는 공기 함유물들 사이에 균등하게 분포되도록 힘이 선택된다. 그러나, 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')이 소성 변형을 겪도록 힘이 크게 선택되는 것도 가능하다. 롤러(14, 14')는 또한 가열될 수 있다. 그에 따라 시트 금속 스트립 팩(12) 내로 도입된 열로 인해, 절연 바니시는 후속하는 냉각 섹션(21)에서 경화되고, 시트 금속 스트립 팩(12')의 개별 층을 재료 잠금 방식으로 연결한다. 냉간-경화 코팅 재료에 대해, 열의 추가가 생략될 수 있다.
도 2는 공정 단계(S5)의 하류의 공정 단계(S6) 및 이러한 공정 단계(S6)를 나타내는 배열체를 도시한다. 시트 금속 스트립 팩(12', 15)으로부터, 전기 모터를 위한 세그먼트형 고정자 치형부 코어 형태의 시트 금속 팩(17, 17')이 이러한 설계에 제한되지 않으면서 윤곽형성 배열체에 의해 분리될 수 있다. 대안으로서, 윤곽형성 배열체는 비-세그먼트형 고정자 또는 회전자 코어 형태, 특히 360°원으로서뿐만 아니라 세그먼트형 회전자 코어로서 시트 패키지를 생성하도록 구성될 수 있는 것도 가능하다. 시트 팩(12')의 개별 시트층은 절연성 래커에 의해 서로 접합된다. 명확성을 증가시키기 위해서, 윤곽 배열체(15) 중에서 커팅 공구(16)만이 도시되어 있다. 또한, 윤곽 배열체(15)는 미세 블랭킹의 경우에 링 치형부, 커팅 플레이트 및 이젝터를 구비한 안내 플레이트를 포함할 수 있다. 미세블랭킹 대신에 레이저 또는 워터 제트 커팅이 윤곽 배열체(15)에서 발생하는 것이 또한 고려될 수 있다. 더 낮은 치수 정확도 요건을 갖는 구성요소에 대해, 윤곽 배열체(15)로서의 일반적인 펀치가 고려될 수 있다.
도 3은 공정 단계(S5)의 하류의 공정 단계(S7) 및 이 공정 단계(S7)를 나타내는 배열체를 대안적으로 도시한다. 압연된 시트 금속 스트립 팩(12')은 권취 배열체(22)에 의해 코일로도 불리는 스풀로 드럼(23') 상에 권취된다. 코일은 반-완제품으로서 판매될 수 있거나, 예를 들어 별도의 펀칭 장치에서 추가 가공 작업으로 공급될 수 있다. 특히, 시트 금속 스트립 팩(12')의 드럼(23')이 위에서 설명된 공정 단계(S1)를 위한 스트립 재료로서의 역할을 수행하고 도 1에 도시된 공정 순서를 통해 진행하는 것이 가능하다.
도 4는 제2 실시예의 다층 시트 금속 스트립 팩(12')을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정 및 장치(24')를 각각 도시한다. 공정 및 각각의 장치(24')는 코팅의 공정 단계의 배치 및 코팅 배열체(3')의 위치에서만 도 1에 도시된 공정 및 각각의 장치와 각각 상이하다. 상위 측면(19') 및 하위 측면(20')의 코팅 배열체(3')에 의한 코팅은 안내 배열체(9) 내에서 일어난다. 이를 위해, 2개의 페인팅 유닛(18, 18')이 시트 금속 스트립(8, 8', 8'') 사이에 배열되어, 스프레이 페인팅 공정에서 표면 상에서 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')을 코팅한다. 이러한 공정 순서에서도, 롤 코팅, 분말 코팅 또는 코팅 재료의 선택적 도포와 같은 임의의 다른 표면 코팅이 가능하다. 본 발명 공정 및 각각의 장치(24)의 제1 실시예에 대해 설명된 바와 같이, 공정 단계(S5)에 후속하여 도 2에서 설명된 공정 단계(S6) 또는 도 3에서 설명된 공정 단계(S7)가 이어질 수 있다.
도 5 내지 도 14는 각각의 흐름도에 기초하여 본 발명에 따른 공정의 가능한 실시예를 각각 설명한다. 도 5는 전술한 도 1 및 도 2의 조합으로부터 초래되는 흐름도에 의한 공정을 도시한다. 도 6은 도 1 및 도 3의 조합으로부터 초래되는 공정의 흐름도를 도시한다. 따라서, 이 점에서는 이전 설명을 참조한다.
도 7은 공정의 가능한 실시예를 도시하며, 이 공정 순서는 공정 단계 S2가 생략된다는 점에서 도 6의 공정 순서와 상이하다. 이와 관련하여, 접합 공정 단계에 대해 도 5의 도면을 참조한다. 공정 단계(S2)의 코팅의 생략으로 인해, 금속 스트립 팩(12, 12')의 개별 층은 서로로부터 분리되지 않고 서로의 상단에 직접 놓인다. 압연 공정(S5)에서, 열 공급이 생략될 수 있거나, 압연 공정이 도 8에 도시된 제4 가능 공정 순서에 따라 생략될 수 있다. 후속 공정 단계(S6)에서, 세그먼트형 고정자 치형부 코어 형태의 시트 스택(17, 17')이 이러한 형태로 제한되지 않으면서 윤곽형성 배열체(15) 내의 시트 스트립 스택(12')으로부터 커팅된다. 시트 팩(17, 17')의 개별 층이 연결되지 않기 때문에, 윤곽형성 배열체(15)는 느슨한 시트 팩(17, 17')을 보유하기 위한 매거진(도시되지 않음)을 포함하며, 이 매거진 내에서 예를 들어 용접 또는 리벳팅에 의해 접합 공정이 이루어질 수 있다.
도 9는 흐름도에 기초하여 다층 시트 금속 스트립 스택(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정의 다른 가능한 공정 순서를 도시한다. 도 9의 공정 순서는 공정 단계 S2 및 S3의 순서가 반대라는 점에서 도 5의 공정 순서와 상이하다. 이와 관련하여, 공통 특징에 대해 도 5의 설명을 참조한다. 공정 단계(S2 및 S3)를 반전시킴으로써, 코팅되지 않은 스트립 재료(2)는 먼저 여러 개의 시트 금속 스트립(8, 8', 8'')으로 분할된다. 이어서, 플라스틱 코팅이 코팅 배열체(3)에서 상위 측면(19') 및 하위 측면(20') 상에서 금속 스트립(8, 8', 8'')의 표면에 도포된다. 도 5로부터의 스트립 재료(2)의 코팅의 설명과 유사하게, 상위 측면(19') 및 하위 측면(20')의 부분 영역이 또한 코팅 재료가 없는 상태로 유지될 수 있다. 롤 코팅에 대한 대안으로서, 스프레이 코팅, 분말 코팅 또는 스폿 적용 같은 임의의 다른 표면 코팅이 또한 고려될 수 있다.
도 10은 흐름도를 사용하여 다층 시트 금속 스트립 스택(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정의 가능한 공정 순서를 도시하며, 이는 공정 단계 S7가 생략되고 공정 단계 S6가 공정 단계 S5에 바로 후속한다는 점에서 도 9의 공정 순서와 상이하다.
도 11은 도 4 및 도 2의 조합으로부터 초래되는 흐름도에 기초하여 다층 시트 금속 스트립 팩(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정의 가능한 공정 순서를 도시한다. 따라서, 이와 관련하여, 상기 설명을 참조한다.
도 12는 도 4 및 도 3의 조합으로부터 초래되는 흐름도에 기초하여 다층 시트 금속 스트립 팩(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정의 가능한 공정 순서를 도시한다. 따라서, 이와 관련하여, 상기 설명을 참조한다.
도 13은 흐름도에 기초하여 다층 시트 금속 스트립 스택(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정의 다른 가능한 공정 순서를 도시한다. 도 13의 공정 순서는, 단계 S1'에서 이전에 코팅된 스트립 재료(2)가 드럼(23)으로부터 권취해제되어 공정에 급송되고 공정 단계(S2)가 생략되는 점에서 도 5의 공정 순서와 상이하다. 이전에 도포된 코팅은 절연성 래커로 제조된다. 그러나, 접착제, 베이킹 바니시, 절연 바니시 또는 점탄성 폴리머가 사용되는 것도 가능하다. S3으로부터의 공정 단계는 도 5의 공정 단계와 동일하고, 따라서 대응하는 특징에 대해서는 간단히 도 5의 설명을 참조한다.
도 14는 흐름도에 기초하여 다층 시트 금속 스트립 스택(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 공정의 다른 가능한 공정 순서를 도시한다. 도 14의 공정 순서는 공정 단계(S6)가 공정 단계(S7)로 대체된다는 점에서 도 13의 공정 순서와 상이하다.
1 급송 배열체
2 스트립 재료
3, 3' 코팅 배열체
4, 4' 코팅 롤러
5, 5' 재료 저장조
6 스트립 분할 배열체
7, 7' 커팅 디스크
8, 8', 8'' 금속 스트립
9 안내 배열체
10, 10' 편향 롤러
11, 11' 안내 롤러
12, 12' 시트 금속 스트립 팩
13 압연 배열체
14, 14' 압연 롤
15 윤곽형성 배열체
16 커팅 공구
17, 17' 시트 패키지
18, 18' 래커링 유닛
19, 19' 상위 측면
20, 20' 하위 측면
21 냉각 섹션
22 압연 배열체
23, 23' 드럼
24, 24' 장치
B1 스트립 재료의 폭
B2 시트 금속 스트립의 폭
D1 스트립 재료의 두께
E1 분할 평면
E2 분할 평면
E3 접합 평면
T 이송 방향

Claims (15)

  1. 다층 금속 스트립 팩을 제조하는 공정이며,
    - 급송 배열체(1)에 의해 상위 측면(19) 및 하위 측면(20)을 갖는 금속 스트립 재료(2)를 급송하는 단계,
    - 급송된 스트립 재료(2)의 길이방향에서 급송된 스트립 재료(2)를 스트립 분할 배열체(6)에 의해 연속 공정으로 복수의 금속 스트립(8, 8', 8'')으로 길이방향 분할하는 단계; 및
    - 안내 배열체(9)에 의해 금속 스트립 팩(12, 12')을 형성하도록 금속 스트립(8, 8', 8'')의 적어도 일부를 연속적으로 중첩시키는 단계를 포함하는 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 스트립 팩(12, 12')은 코일(23')을 형성하기 위해 권취 배열체(22)에 의해 권취되는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 스트립 팩(12, 12')은 특히 전단-커팅에 의해 윤곽형성된 금속 팩(17, 17')을 형성하기 위해 윤곽형성 배열체(15)에 의해 윤곽형성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 스트립 팩(12, 12')은 특히 열 공급 하에서 압연 배열체(13)에 의해 압연되는 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 배열체(3, 3')에 의해 플라스틱 코팅이 급송된 스트립 재료 또는 금속 스트립(8, 8', 8'')의 상위 측면(19, 19') 및 하위 측면(20, 20') 중 적어도 하나에 도포되는 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플라스틱 코팅은 급송 전 또는 후에 그리고 복수의 금속 스트립(8, 8', 8'')으로 길이방향으로 분할하기 전에 스트립 재료(2)에 도포되는 것을 특징으로 하는 공정.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플라스틱 코팅은 길이방향으로의 분할 후 그리고 압연 전에 상기 금속 스트립(8, 8', 8'')에 도포되는 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 플라스틱 코팅은 접착제, 접합 바니시, 절연 바니시 또는 점탄성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급송된 스트립 재료(2)는 두께(D1) 및 폭(B1)을 갖고,
    상기 급송된 스트립 재료(2)의 폭(B1)은 최대 4500 mm, 특히 최대 2500 mm, 특히 최대 2000 mm이며,
    상기 급송된 스트립 재료(2)의 두께(D1)는 0.04 mm 초과, 특히 0.05 mm 초과, 및/또는 3 mm 미만, 특히 2 mm 미만인 것을 특징으로 하는 공정.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급송된 스트립 재료(2)는 다층 금속 스트립 팩(12, 12')인 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급송된 스트립 재료(2)를 복수의 금속 스트립(8, 8', 8'')으로 길이방향으로 분할하는 것은 상기 이송 방향(T)에 수직인 분할 평면(E1, E2) 내에 배열된 적어도 하나의 분할 유닛(7, 7')에 의해 달성되고,
    상기 금속 스트립(8, 8', 8'')의 적어도 일부를 연속적으로 중첩시키는 것은 이송 방향(T)에 실질적으로 수직인 접합 평면(E3) 내에서 수행되며,
    상기 금속 스트립(8, 8', 8'') 중 제1 금속 스트립이 분할 평면(E1, E2)과 접합 평면(E3) 사이에서 이동하는 제1 경로 길이와 상기 금속 스트립(8, 8', 8'') 중 제2 금속 스트립이 분할 평면(E1, E2)과 접합 평면(E3) 사이에서 이동하는 제2 경로 길이 사이의 백분율 편차가 25% 미만, 특히 15% 미만, 특히 10% 미만인 것을 특징으로 하는 공정.
  12. 다층 금속 스트립 팩을 제조하기 위한 장치이며,
    금속 스트립 재료(2)를 급송하기 위한 급송 배열체(1),
    급송된 스트립 재료(2)의 길이방향에서 상기 스트립 재료(2)를 복수의 금속 스트립(8, 8', 8'')으로 길이방향 분할하기 위한 스트립 분할 배열체(6), 및
    상기 복수의 금속 스트립(8, 8', 8'') 중 적어도 일부를 서로 연속적으로 중첩시켜 금속 스트립 팩(12, 12')을 형성하도록 구성된 안내 배열체(9)를 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스트립 재료(2) 또는 상기 금속 스트립(8, 8', 8'')의 상위 측면(19, 19') 및 하위 측면(20, 20') 중 적어도 하나에 플라스틱 코팅을 도포하기 위한 코팅 배열체(3, 3')를 특징으로 하는 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 금속 스트립 팩(12)을 압연하기 위한 압연 배열체(13), 특히 추가적인 열 공급부를 갖는 압연 배열체(13)를 특징으로 하는 장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    윤곽형성된 금속 팩(17, 17')을 상기 금속 스트립 팩(12, 12')으로부터 분리하기 위한 윤곽형성 배열체(15), 또는
    금속 스트립 팩(12, 12')을 코일(23')로 권취하기 위한 권취 배열체(22)를 특징으로 하는 장치.
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