Welche Rolle spielt das Blechpaket im Schrittmotor?

Das magnetische Rückgrat für Drehmoment, Laufruhe und Effizienz

Das Blechpaket eines Schrittmotors wirkt auf den ersten Blick unscheinbar. Kein bewegtes Teil, keine Elektronik, kein sichtbares „Feature“. Und doch ist es eines der leistungsbestimmenden Kernelemente des gesamten Motors. Es entscheidet darüber, wie effizient das Magnetfeld aufgebaut wird, wie ruhig der Motor läuft, wie hoch die Verluste sind – und wie stabil sich der Motor thermisch im Dauerbetrieb verhält.

Wer Schrittmotoren wirklich verstehen, vergleichen oder spezifizieren will, kommt am Blechpaket nicht vorbei. Genau deshalb wird es bei der MICROSTEP GmbH und innerhalb der febana group nicht als Standardbauteil betrachtet, sondern als aktiver Teil der Systemoptimierung.

Aufbau und Funktion – warum geschichtete Bleche unverzichtbar sind

Das Blechpaket besteht aus vielen dünnen, elektrisch voneinander isolierten Stahlblechen, die zu einem Verbund gestapelt werden. Diese Laminierung ist kein Selbstzweck. Sie erfüllt mehrere zentrale Funktionen gleichzeitig.

Zum einen bildet das Blechpaket den magnetischen Kern von Stator und – je nach Bauart – auch des Rotors. Es lenkt das von den Wicklungen erzeugte Magnetfeld gezielt durch die Polzähne und sorgt dafür, dass die magnetische Energie dort ankommt, wo sie mechanisch wirksam wird.

Zum anderen reduziert die elektrische Isolation zwischen den einzelnen Blechen sogenannte Wirbelstromverluste. Würde der Kern aus massivem Stahl bestehen, würden sich durch wechselnde Magnetfelder starke Kreisströme bilden, die Energie in Wärme umwandeln. Das Blechpaket verhindert genau das – und ist damit eine Grundvoraussetzung für effiziente Elektromotoren.

Je nach Motorbauform unterscheiden sich Stator- und Rotorblechpakete deutlich in Geometrie, Polzahl und Zahnstruktur. Gerade bei Hybridschrittmotoren ist die exakte Abstimmung zwischen Rotor- und Statorzähnen entscheidend für Schrittauflösung, Drehmomentverlauf und Laufruhe.

Werkstoffwahl – die Basis magnetischer Qualität

Ein zentraler Einflussfaktor des Blechpakets ist der verwendete Werkstoff. In der Schrittmotorentechnik kommen überwiegend weichmagnetische Elektrobleche zum Einsatz. Sie zeichnen sich durch geringe Hystereseverluste, hohe magnetische Permeabilität und eine definierte Sättigungsinduktion aus.

Aktuelle industrielle Standards setzen auf kaltgewalzte, nicht kornorientierte Elektrobleche mit Siliziumanteil. Diese Kombination reduziert magnetische Verluste und sorgt für ein stabiles Magnetfeld auch bei schnellen Feldwechseln, wie sie im Mikroschrittbetrieb auftreten. Kornorientierte Bleche, wie sie aus der Transformatorentechnik bekannt sind, spielen im Schrittmotor eine untergeordnete Rolle, da die Magnetisierung hier in mehreren Richtungen erfolgt.

Für MICROSTEP ist die Werkstoffwahl kein Katalogthema, sondern Teil der Applikationsauslegung. Abhängig von Schrittfrequenz, Drehmomentanforderung und thermischem Budget wird das Blechmaterial gezielt ausgewählt.

Blechdicke – der Schlüssel zu Verlusten und Dynamik

Neben dem Material ist die Blechdicke einer der wichtigsten Hebel. Dünnere Bleche reduzieren Wirbelstromverluste erheblich, da die Stromschleifen kleiner werden. Während ältere Motoren häufig mit Blechdicken von 0,5 mm arbeiteten, sind heute Dicken von 0,35 mm oder sogar 0,2 mm Stand der Technik – insbesondere bei hochdynamischen Anwendungen oder feinem Mikroschrittbetrieb.

Der Vorteil dünner Bleche zeigt sich nicht nur im Wirkungsgrad, sondern auch im Temperaturverhalten. Weniger Verluste bedeuten weniger Erwärmung im Blechpaket – und damit mehr thermische Reserve für Wicklung und Magnetkreis. Der Nachteil: Dünnere Bleche erhöhen den Fertigungsaufwand und stellen höhere Anforderungen an Stanztechnik und Stapelprozess. Genau hier kommt die Fertigungstiefe der febana group ins Spiel.

Zahngeometrie – Präzision entscheidet über Laufruhe

Die Zahnstruktur des Blechpakets bestimmt maßgeblich das magnetische Verhalten. Anzahl, Form und Teilung der Zähne beeinflussen Schrittwinkel, Rastmoment, Drehmomentrippel und Resonanzverhalten.

Eine saubere Zahngeometrie sorgt für:

  • gleichmäßigen Kraftverlauf

  • reduziertes Rastmoment

  • bessere Mikroschritteigenschaften

  • geringere akustische Emissionen

Schon kleinste Abweichungen – etwa durch Stanzgrat, Versatz beim Stapeln oder ungleichmäßige Pressung – können sich als Vibrationen oder Geräusche bemerkbar machen. Deshalb wird die Blechgeometrie bei MICROSTEP nicht isoliert betrachtet, sondern immer im Zusammenspiel mit Rotor, Wicklung und SmartStep-Ansteuerung optimiert.

Thermisches Verhalten – mehr als nur ein Nebeneffekt

Das Blechpaket beeinflusst auch die thermische Performance des Motors. Einerseits entstehen im Blech selbst Verluste durch Ummagnetisierung, andererseits wirkt es als Wärmeleiter zwischen Wicklung und Gehäuse. Gleichzeitig erhöht seine Masse die thermische Trägheit des Motors, was Temperaturspitzen abfedern kann.

Optimierungsansätze sind hier vielfältig: gezielte Materialwahl, definierte Pressung der Bleche, Verkleben oder Verschweißen der Pakete sowie eine konstruktiv saubere Anbindung an das Motorgehäuse. Innerhalb der febana group können diese Schritte fertigungstechnisch beherrscht und reproduzierbar umgesetzt werden – ein klarer Vorteil gegenüber reinen Montagebetrieben.

Fertigungstechnische Qualität – der stille Leistungsfaktor

In der Praxis entscheidet nicht nur das Design, sondern die Fertigungsqualität des Blechpakets über die Motorperformance. Stanzgenauigkeit, Gratfreiheit, saubere Isolation der Blechlagen und exakte Ausrichtung beim Stapeln sind essenziell.

Ungenauigkeiten führen zu erhöhten Luftspalten, Streufeldern und EMV-Problemen. Sie äußern sich oft erst im Betrieb – etwa durch unerwartete Geräusche oder erhöhte Temperaturen. Durch eigene Stanz- und Fügetechnologien innerhalb der febana group lassen sich diese Risiken minimieren und die Qualität über Serien hinweg stabil halten.

Systemgedanke: Blechpaket, Wicklung und Ansteuerung

Ein modernes Blechpaket entfaltet sein Potenzial erst im Systemkontext. Feine Zahngeometrien und dünne Bleche bringen wenig, wenn die Wicklung ungünstig ausgelegt ist oder die Ansteuerung unnötige Verluste erzeugt.

Deshalb betrachtet MICROSTEP das Blechpaket immer gemeinsam mit Wicklungstechnik und SmartStep-Steuerung. Saubere Stromverläufe, reduzierte Halteströme und ein ruhiger Lauf senken die magnetischen Verluste und entlasten das Blechpaket thermisch. Das Ergebnis ist ein effizienter, leiser und langlebiger Schrittmotor.

Fazit: Das Blechpaket ist ein aktiver Performancefaktor

Das Blechpaket ist kein passives Strukturteil, sondern ein zentraler Performancefaktor im Schrittmotor. Es beeinflusst Wirkungsgrad, Laufruhe, Geräuschverhalten, thermische Stabilität und Lebensdauer. Moderne Erkenntnisse zeigen klar: Wer an dieser Stelle spart oder standardisiert, verschenkt Potenzial.

Durch die Kombination aus Materialkompetenz, hoher Fertigungstiefe und systemischer Optimierung positionieren sich MICROSTEP und die febana group als Partner, die das Blechpaket gezielt mitentwickeln – statt es nur zu verbauen.