用于感应加热电机的电枢或定子的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于特别是在电机的电枢或定子滴流浸渍之前和期间感应加热该电机的电枢或定子的方法和装置。本发明进一步涉及为此目的设计的浸渍设备。

背景技术：

在本发明的上下文中，术语“electricmachine”或“electricalmachine”仅意指将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的电动马达和发电机。这种电机的绕组可以设计成线圈绕组或所谓的棒式绕组。尽管具有棒式绕组的电机目前被认为是汽车工业中引领潮流的，但是本发明应该可用于所有绕组类型的电机的方法和装置。因此，当下面使用术语“绕组头”和“绕组”时，没有限定是线圈绕组还是棒式绕组。

在dd47392b1中，已经提出使用棒式绕组来生产高性能电机的绕组。这些棒式绕组包括大量由高导电性材料制成的实心棒。在它们被插入电枢或定子叠片的凹槽中之后，这些棒彼此连接，使得它们根据设计形成至少一个绕组线。根据从gb200,469b中已知的实施例，用于构建棒式绕组的棒可以具有基本上u形的几何形状，其中两个平行支腿通过连接支腿彼此整体连接。支腿的截面几何形状是矩形的。这种棒也被称为所谓的“发夹”。因此，u形棒的两个相互平行的支腿可以在电枢或定子叠片中被放置在径向偏移的凹槽中，由gb200,469b的已知的u形棒在其连接支腿的区域中具有偏移区域，在该偏移区域中，u形棒被扭曲到其自身中。

另外众所周知的是：在电机的制造中，无论是电动马达还是发电机，定子和电枢的绕组必须是实心的。除了所谓的浸渍轧制之外，目前这是通过滴流方法和相关的浸渍设备来完成的。定子或电枢为此目的被加热并相对其纵向轴线被夹紧在浸渍设备中，并围绕该纵向轴线旋转。定子或电枢可以倾斜或水平对齐。随后，优选在定子或电枢的较高轴向端部处、例如在绕组头处，通过滴流来施加在室温下初始为液体的合成树脂。合成树脂可以由一种或多种组分、例如基础合成树脂和硬化剂组成。

仍然为液态的合成树脂施加到定子或电枢上的体积流量与定子或电枢相应的吸收能力相匹配。滴流之后，合成树脂侵入到绕组线之间的空间中以及绕组线与叠片芯体的叠片之间的空隙中并完全填充这些间隙。叠片芯体的各个叠片通过烤漆或焊接而永久地彼此连接。在随后加热定子或电枢时，合成树脂开始凝胶化并且因此失去滴落的趋势，因此定子或电枢通常水平放置，以防止合成树脂下垂到定子或电枢的其它下侧部分。结果，最终确保了引入到定子或电枢中的合成树脂量的均匀分布。在进一步加热到合成树脂的固化温度时，这种树脂固化并变成热固性树脂，该热固性树脂在固化步骤之后通过重新加热不再可变形。结果，与合成树脂发生接触的定子或电枢的部件被牢固地连接。热固性满足放置在固定或旋转电机上的所有机械和电绝缘要求。

为了确保初始液态合成树脂最佳侵入到定子或电枢中，至少定子或电枢在滴流操作开始之前被加热到所谓的滴流温度，并且在滴流操作期间保持在该温度。滴流温度可以在90℃和120℃之间，这取决于例如所使用的合成树脂。在将预定量的初始仍然为液态的合成树脂引入定子或电枢后，将其加热至固化温度(也取决于合成树脂)、例如在150℃至170℃之间。然后将该固化温度保持一预定时间段，以允许在合成树脂初始胶凝后完全固化。最后，定子或电枢被冷却到室温，并为生产电机的进一步制造操作做好准备。

可以在合适的烘箱中进行定子或电枢到滴流温度和固化温度的加热。从de1212204a和de1919642a可知，通过流经定子或电枢绕组的电加热电流来加热定子或电枢是现有技术。由于加热电流简单地流经绕组会导致可达到的实际温度与期望的目标温度有大偏差，所以已经提出通过控制加热电流来确保实现和保持期望的温度。在这种情况下，使用了绕组中欧姆电阻随温度增加而增加的知识，从而可以从欧姆电阻推导出绕组的温度。因此，在de1212204a中提出，当达到实现滴流温度或固化温度所需的绕组电阻值时，切断通过定子或电枢绕组传导的加热电流。仅当测量到绕组的预定较低的电阻值时(这相当于下降到低于下限温度)，才再次接通加热电流。

然而，这些已知方法和用于浸渍电机的定子或电枢的设备的缺点在于：温度控制是通过流经绕组的加热电流来实现的，并且将该电流馈送到旋转定子或电枢在技术上是复杂的。另外，在这两个公开文件中提出的方法和装置具有的缺陷是：加热电流控制仅基于加热电流流经的绕组的温度来断开。这至少在围绕绕组的其它部件还没有呈现绕组温度的那些时段是不利的。然而，由于合成树脂不仅在绕组的相邻线或线部段之间接触，而且与定子或电枢的其它部件接触，所以对于在那里存在的合成树脂获得的是不精确已知的温度。因此，至少必须基于经验延长加热阶段，直到达到滴流温度，并且可以假设由电阻测量确定的绕组温度也存在于定子或电枢的所有其它部件中。只有这样，才能以所需的工艺可靠性开始对定子或电枢中的合成树脂的滴流。由于定子或电枢的部件和合成树脂的温度的这种不确定性也存在于固化过程的开始，因此该过程也必须不利地延长到安全时段。最后，不利的是合成树脂的加热仅通过绕组线和树脂之间的热传递间接发生。这也意味着达到滴流温度和固化温度需要相对较长的时间。

用于浸渍定子或电枢的所述时间段导致生产时间的昂贵延长以及用于加热到并保持滴流温度和固化温度的能量成本的增加。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是：提供一种用于更快地加热和更好地保持定子或电枢温度的方法和设备，通过该方法和设备，最终可以比以前更快、更节能和更经济地用通过热作用而固化的合成树脂浸渍电机的定子或电枢。另外应提出一种其中集成有所述设备的浸渍设备。

所述目的的解决方案利用具有权利要求1的特征的感应作业的加热设备来得以实现。独立方法权利要求中限定了一种用于运行这种设备的方法。另外，在再一独立设备权利要求中要求保护浸渍设备，根据本发明设计的加热设备集成在该浸渍设备中。有利的改进分别在相应的从属权利要求中限定。

本发明基于以下的认识，即，电机的定子或电枢包括不同的构件，这些构件具有不同的可导电性并且因此被不同地感应加热。

在这种情况例子特别是：由铁质材料制成的叠片芯体、例如由铜组成的绕组、设置在绕组线与叠片芯体之间的绝缘体、以及通过滴流方法引入定子或电枢的合成树脂。为此，电枢或定子的轴向端侧绕组头区域中的绕组线部分暴露地设置在径向外侧，而叠片芯体的区域中的绕组线设置在这些叠片芯体之间并且大部分设置在径向内侧。

由此可见，在对定子或电枢感应加热时，其一些构件的加热速度比其它构件快，因此除了感应加热之外，还必须使用定子或电枢的相邻和以及被不同加热的构件或材料之间的热传导和热辐射，以便将这些构件整体带到期望温度并保持在该温度上。可惜两个紧邻的材料之间的热传递发生得相对较慢，因此，本身已知的用于将合成树脂引入到定子或电枢中并使其固化的滴流方法似乎需要改进、特别是在上述多次温度升高方面。

本发明还基于以下的认识，即，电磁场进入构件的侵入深度也取决于该电磁场的频率。这种电磁场在此必须在其定向方面经历交替变化，以便在不可动的定子或电枢中产生感应效应。原则上，这种场的侵入深度随着频率的降低而增加。因此，利用低频电磁场或中频电磁场可以比利用高频电磁场更深地侵入到构件中并在那里生成感应加热。低频电磁场被定义为以小于8khz的频率振荡的电磁场。根据这一定义，中频电磁场以8至60khz振荡，并且高频电磁场以61至500khz振荡。

最后，本发明基于以下的认识，即，定子或电枢的由铜线制成的绕组头用高频场可以非常好地感应加热，而定子或电枢的叠片芯体的含铁叠片用中频场可以特别好地感应加热。

所描述的认识导致下面对本发明的简短描述。随后对各个实施例进行描述。

相应地，本发明首先涉及一种用于特别是在其滴流浸渍之前和期间感应加热电机的电枢或定子并保持温度的方法，其中，感应加热通过不同频率的电磁场进行。

通过使用不同频率的电磁场，可以以径向不同的深度侵入到定子或电枢中并且在这些深度处感应加热其构件。另外，通过以不同频率振荡的场、以不同的强度感应加热定子或电枢的由不同材料制成的构件，从而可以有针对性地实现整体更快的温度升高、尽管材料不同但更均匀的温度分布以及定子或电枢的更容易的温度保持。

为此可以规定：不同频率的电磁场同时或在时间上相继作用到所述定子或电枢上。替代地或附加地也可以规定：不同振荡频率的场作用到定子或电枢的不同轴向区域上。

此外被认为是有益的是：所使用的电磁场在8khz和60khz之间的中频范围中和在61khz和500khz之间的高频范围中振荡(包括范围极限)，其中，相应场的频率与所述场在定子或电枢中对径向的和感应加热有效的侵入深度相匹配。对于直径相对较大、例如大于0.5米的定子或电枢，也可以有利地使用频率小于8khz的电磁场。

优选规定，至少第一电磁场作用到定子或电枢上，该第一电磁场主要导致对定子或电枢的含铁构件的感应加热，并且至少第二电磁场以被调谐为主要用于感应加热所述定子或电枢的含铜构件的频率作用到定子或电枢上。

更具体地规定：中频的电磁场作用于定子或电枢的轴向中心部段，其中，所述定子或电枢的叠片芯体设置为含铁构件，并且在定子或电枢的两个轴向端部处、在那里其绕组头设置为含铜构件，高频交变场分别作用于定子或电枢。

特别是为了能够在沿轴向长的定子或电枢中实现均匀加热和持续保持其升高的温度，可以规定：不同频率的电磁场与定子或电枢的纵向轴线同轴或平行地来回运动。这通过感应器在定子或电枢的待加热区域的长度上的优选同轴的平移来实现。在电磁场相对于定子或电枢的纵向轴线的非同轴布置中，该定子或电枢必须仅围绕该纵向轴线旋转，以实现均匀加热。

这种感应器基本上包括环形或螺旋形的线圈体组成，该线圈体的螺旋端部转到两个径向接条中。这两个径向接条与联接件连接，该联接件支撑径向接条并使这些径向接条彼此电绝缘。所述联接件直接或经由同轴变压器与轴向致动器的调节机构连接，借助该轴向致动器使感应器能相对定子或电枢的纵向轴线线性地来回运动。径向接条和环形或螺旋形的线圈体优选包括例如由铜制成的良好导电的管，冷却液体可以引导通过该管。

感应器的平移运动可以在运动反转点之间均匀地或加速地进行。也可以使用先前被确定为最佳的运动模式，该运动模式沿着平移段为感应器预设具有较低或较高速度的部段。

在某些应用情况中，感应器的同轴平移可以偏离定子或电枢的纵向轴线，从而相对所述纵向轴线执行偏心的平移运动。由此可以在定子、电枢和/或感应器的某些结构形式中进一步优化感应加热。然而这个的前提是：感应器的内径大到使得其环形的感应线圈不能同轴地来回运动，而是能够在定子或电枢上方轴向平行地来回运动。在感应器设置在定子内部的情况中，该感应器的外径必须相应地如此小，以至于其同样不能同轴运动，而是能够在定子内相对其纵向轴线轴向平行地运动。

出于同样的原因以及为了在滴流方法期间需填充到定子或电枢中的合成树脂的最佳分布，可以规定：定子或电枢在不同频率的电磁场作用于其上期间绕其纵向轴线旋转。

关于不同频率的场的生成，根据第一有益的实施方式可以固定：这些不同频率的电磁场可以有一个唯一的频率生成器以及一个唯一的感应器在时间上相继生成并且对定子或电枢感应加热地作用到该定子或电枢上。只要这在技术上是可能的，就可以利用所述唯一的频率生成器以及借助所述唯一的感应器同时生成多个不同频率的电磁场，这些电磁场然后作用到定子或电枢上。

与其不同地，第二实施方式规定：利用多个频率生成器和利用仅一个感应器生成具有不同频率的电磁场，并且这些不同频率的场对定子或电枢感应加热地作用到该电子或电枢上。

为了减少相邻的不同频率的场相互之间的负面影响并且为了提高定子或电枢感应加热的效果，可以规定：不同频率的电磁场至少在其轴向延伸方面集中。

在这种情况下，可以有益地规定：中频电磁场集中在定子或电枢的设置有其含铁叠片芯体的区域上，并且两个高频电磁场集中在定子或电枢的具有其含铜的绕组头的两个轴向端部上。

在此优选地，所述中频电磁场径向向内集中，并且两个高频电磁场径向向内和轴向向外集中。

轴向相邻的不同频率的电磁场的一方面一定的屏蔽以及其作用的一定加强也可以借助在其干扰区域中的相消干扰或相长干扰。

为了在很大程度上排除相邻的不同频率的电磁场的相互影响，另外可以规定：例如通过其间的分开的屏蔽元件来屏蔽中频电磁场免受两个高频电磁场影像。这些屏蔽元件优选用冷却流体有源冷却。

更进一步根据该方法可以规定：在定子中，相同或不同频率的电磁场径向向内和/或径向向外作用到该定子上，以便感应加热该定子的构件。沿径向从外部作用的电磁场在此将由同轴或轴向平行且环形包围定子的第一感应器生成，而至少第二电磁场由至少一个第二感应器生成。围绕定子的纵向轴线可旋转地固定定子的保持器可以轴向穿过所述第二感应器。

所述设备相关的目的已经通过用于特别是在滴流浸渍电机的定子或电枢之前和期间感应加热该电机的定子或电枢并保持温度的加热设备得以实现，该加热设备包括至少一个电磁感应器，该电磁感应器相对所述定子或电枢的纵向轴线同轴或轴向平行地设置，并且所述定子或电枢能通过所述电磁感应器被感应加热，其中，至少一个感应器或多个感应器设计成用于生成不同频率的至少两个电磁场。

相应地，通过该加热设备可以生成具有不同频率的至少两个电磁场，其中，其相应的频率是可调节的，因而可以这些电磁场在其感应加热方面能够最佳地实现定子或电枢的不同材料以及不同径向深度。定子或电枢的所有部件的完全加热由此比以前更快且更均匀地完成，从而可以大大缩短滴流浸渍的过程持续时间。作为结果由此也使制造成本降低。

根据所述加热设备的第一有益的改进可以规定：所述唯一的感应器同轴地或轴向平行地设置在定子的径向内部，或者同轴地或轴向平行地设置在所述电枢的径向外部，这个唯一的感应器可在所述定子或电枢的整个轴向长度上来回运动地设置，并且利用该唯一的感应器能在所述定子或电枢的两个轴向端部的区域中分别生成一个电磁场，这些电磁场在振荡频率方面不同于作用在这两个端部之间的电磁场。

由此考虑到：定子或电枢在轴向端侧具有由含铜的绕组线制成的两个绕组头以及在轴向上设置在其间的区域中具有叠片芯体和绕组线。定子或电枢的这些区域由于设置在那里的材料以及由于其安装深度的原因仅用一个电磁场不能被最佳地感应加热。使用不同频率的两个或更多个电磁场更适合于此，这是因为这些电磁场可以分别最佳地匹配定子或电枢的那些构件及其径向安装深度。

在此背景下，所述加热设备的有益的改进规定：借助于所述唯一的感应器能在所述定子或电枢的轴向端部的区域中生成高频电磁场并且能在处于所述轴向端部之间的中间区域中生成中频电磁场。

为此，根据第一实施方式可以规定：所述唯一的感应器能由一个唯一的频率生成器交替地或同时供应中频电压或高频电压。

替代地，根据第二实施方式可以规定：所述唯一的感应器能交替或同时由中频生成器供应中频电压或由高频生成器供应高频电压。

然而，所述加热设备的优选的第三实施方式规定：所述加热设备包括可轴向运动地设置的三个感应器，这三个感应器同轴或轴向平行地包围所述定子或电枢的轴向部段，中间感应器设置在定子或电枢的中心轴向部段上方，所述定子或电枢的含铁叠片芯体设置在所述中间部段中，两个轴向端侧的感应器设置在所述定子或电枢的两个轴向端部的区域中，所述定子或电枢的含铜绕组头设置在所述轴向端部中，利用所述中间感应器能生成中频电磁场，并且利用两个轴向端侧的感应器中的每个能分别生成一个高频电磁场。优选地，三个感应器各自由分开的频率生成器供应电压。

不管所设置的感应器的数量如何，优选规定：相应的感应器具有环形的或螺旋形的线圈体以及两件式的径向接条，相应的径向接条分别与联接件相连，并且这些联接件分别至少间接地与配置的轴向致动器相连，借助所述轴向致动器，所述感应器与所述径向接条一起能与所述定子或电枢的纵向轴线同轴或平行地来回运动。

如已经指出的那样，除了感应器和定子或电枢的同轴设置结构之外，也可以规定它们的轴向平行的设置结构。由此可以进一步优化在感应器与定子或电枢之间的有效距离。然而为此必要的是：在感应器在定子或电枢上方设置在径向外部时，环形的线圈体的内径足够大，以允许其偏心的轴向平行的设置结构。在感应器设置在定子径向内部的情况下，感应器的线圈体的外径必须相应地小，使得该感应器相对彼此的非同轴的但是轴向平行的设置结构是可能的。

在这种情况下，重要的是感应器的线圈体与定子或电枢之间的径向间隙的尺寸和几何形状。最佳地，感应器的线圈体的直径精确地适配定子或电枢的内径或外径。然而从经济角度来看，这种最佳并不总是可以实现的，因为理想地必须为每种类型的定子或电枢或者为其内径和/或外径提供与其精确适配的独特的感应器。为了避免这种额外的费用还可以提出：设定定子或电枢相对相应感应器的线圈体的相对同轴位置稍微偏移的设置。通过定子或电枢在感应器运行期间的旋转补偿了由定子或电枢的偏心设置导致的部分的、稍微过大的径向间隙的影响。

根据有益的实施方式，在感应器的联接件上相应紧固有同轴变压器，配置的频率生成器的中频电压或高频电压被传送到该同轴变压器，在那里被变换并被引导到相应感应器的线圈体。相应频率生成器和配置的感应器之间的电线优选在冷却剂流经的软管管线中被引导。

由于相互干扰，空间上相对紧密布置的感应器在运行中会产生不利的变压器效应。在这种情况下，高频电磁场耦合到中频电磁场中，因此在那里感应的电压会导致电子部件(例如晶体管)的损坏。为了防止中频感应器的功能区域中或配置的中频生成器处的这种危险，可以提供抗干扰器件，该抗干扰器件例如可以生成与干扰感应互补的抗干扰感应，使得两者彼此相互补偿。由于中频感应器主要受来自两个高频电磁场的干扰感应的影响，所以如果抗干扰器件连结在电力线中就足够了，这些电力线在中频感应器的区域中从同轴变压器引导到中频生成器。

为了最小化相互电磁影响以及为了提供轴向致动器的有利布置，所述三个感应器的径向接条相对于定子或电枢的纵向轴线彼此错开优选120°定向。然而，若需要的话也可以使用其它角度位置。径向接条为此也可以设计成成角度的构件。

为了减少相互干扰以及为了提高感应器的效果，根据另一实施方式可以规定：在至少一个感应器的径向外部设置有至少一个场集中器，该场集中器包括至少一个含铁体。该场集中器优选构建和设置成，使得中频电磁场借助该场集中器径向向内集中。由此实现了对设置在那里的叠片芯体的叠片的特别有效的感应加热。

如果至少一个感应器构造成径向设置在定子内部，那么其在其径向内周面上优选具有由铁质材料制成的至少一个场集中器，该场集中器径向和轴向向外集中感应器的交变场。

在感应器配置给定子或电枢的两个轴向端部的情况下，在那里的场集中器构建和设置成，使得由此生成的高频电磁场径向向内和轴向向外集中。这样一方面在定子或电枢的绕组头处实现了良好的感应效果，并且另外高频电磁场与轴向在其间有效的中频电磁场的任何不期望的相互作用被最小化。

为了屏蔽叠片芯体的端侧边缘免受与两个高频电磁场的极端相互作用可以规定：场屏蔽构件相应设置在这些端侧边缘的区域中，该场屏蔽构件保护所述端侧边缘免受高频电磁场的强耦合的影响并且由此防止被过强加热。这些场屏蔽构件优选由铜制成。它们还具有端侧敞开的冷却通道，冷却流体可以通过这些冷却通道。

根据用于加热定子或电枢的设备的另一实施方式可以规定：场集中器和场屏蔽构件构造和设置成，使得借助这些厂集中器和场屏蔽构件能够生成电磁场的相长干扰和/或相消干扰，这些相长干扰和/或相消干扰铁特定地(叠片芯体)和/或铜特定地(绕组)优化了定子或电枢的轴向部段处的加热功率优化。

在用于生成中频电磁场和两个高频电磁场的感应器可轴向来回运动地设置的同时，在场屏蔽构件方面规定：这些场屏蔽构件在加热设备运行期间轴向固定同轴设置在定子或电枢的叠片芯体的端部边缘上。

另外可以规定：轴向致动器的调节机构通过同轴变压器而与感应器的至少一个径向接条连接。

更进一步，关于所描述的加热设备可以规定：在所述设备设置有多个感应器的情况中，在中频感应器与配置的中频生成器之间的线路区域中设置和构造有电子技术的抗干扰器件，借助该抗干扰器件能够保护中频生成器的电子构件。

为了能够同时从径向内部和径向外部感应加热中空柱形的定子，优选地，轴向作用在定子上的两个感应器构造为所谓的双重感应器。这些双重感应器分别具有两个径向上彼此错开设置的环形或螺旋形的线圈体，在该线圈体上分别施加中频电压或高频电压。由此，感应器与定子的材料相互作用地生成电磁场。径向内部线圈体在其尺寸方面构造成，其可以设置在定子的柱形空腔中并能在其中无触碰地沿轴向来回运动。径向外部线圈体在其尺寸方面构造成，使得它可以在定子上无触碰地沿径向来回运动。

为了进一步提高这些双重感应器的效果，可以规定：在径向外部线圈体的径向外侧上设置有外部场集中器，该外部场集中器用于径向向内以及可能情况下也轴向向外集中电磁场，并且在径向内部线圈体的径向内侧上设置有内部场集中器，该内部场集中器用于径向向外以及可能情况下也轴向向外集中电磁场。

尽管使用两个轴向端侧的双重感应器和一个轴向设置在其间的中间感应器是非常有利的，但是在该实施变型中必须注意：定子应该可旋转地保持在加热设备中。由于定子的保持优选应径向向内地在其上进行，所以根据有益的改进规定：保持和驱动设备的构件可以穿过至少一个双重感应器的径向内部线圈体，借助于所述构件，定子围绕其纵向轴线被可驱动地保持。

对此替代地可以规定：仅在一个轴向端部处，用于加热定子的双重感应器以及另外的第二感应器(如上所述)径向设置在该定子上方。第二感应器在此来回运动地掠过定子的轴向端部之间的区域。在这种情况下，定子的自由端部、即没有设置端侧的双重感应器的位置与保持和驱动设备的元件相连。

在至少一个双重感应器的情况下可以规定：两个环形或螺旋形的线圈体设置在相同的轴向部段中或彼此轴向错开。如果径向内部线圈体和径向外部线圈体应加热定子的相同区域或在那里保持达到的温度，那么两个线圈体在相同轴向部段中的布置是有利的。这种区域例如可以是定子的线圈头。

然而如果双重感应器的设置在径向内部线圈体应优选加热定子的其它区域，那么可以规定：轴向端侧的两个双重感应器中的至少一个双重感应器构造成，使得其径向内部线圈体设置为比相应的径向外部线圈体沿轴向更靠近轴向设置在其间的中间感应器。

最后要求保护一种浸渍设备，其具有框架、电机的能围绕所述框架的纵向轴线可旋转支承地容纳该框架上的定子或电枢、用于馈送在升高的热效应下固化的液态合成树脂的馈送设备以及用于加热定子或电枢的设备，并且该浸渍设备具有与定子或电枢同轴或轴向平行地设置的至少一个电磁感应器，其中，所述至少一个感应器或多个感应器构造或设置成用于生成不同频率的至少两个电磁场。

这种浸渍设备还可以具有对应于与涉及加热设备的设备权利要求中的至少一个权利要求的上述特征中的另外的特征。

附图说明

为了更好地理解本发明，附图示出了示例性实施例。在附图中：

图1是其中集成有加热设备的浸渍设备的示意图，该加热设备具有本发明根据第一实施方式的特征；

图2示出了根据本发明第二实施方式的加热设备的示意图；

图3示出了根据本发明第三实施方式的加热设备的示意图，

图4示出了类似于图3的加热设备的透视性分解图，然而其中具有屏蔽元件；

图5示出了根据图4的加热设备的局部轴向剖视图以及设置在其中的电机的电枢；

图6示出了根据图4的加热设备的透视性轴向剖视图；

图7示出了类似于根据图4的加热设备的纵剖视图，但是没有屏蔽元件；

图8示出了根据图4的加热设备，但是连同设置在其中的电机定子以及屏蔽构件；

图9示出了具有三个感应器的加热设备的轴向分解图，其中两个轴向端侧的感应器各具有两个径向间隔开的线圈体；

图10示出了根据图9的加热设备的示意性纵剖视图。

具体实施方式

图1示出了具有本发明特征的加热设备1a的第一实施方式，该加热设备集成在浸渍设备50中。在所示示例中，加热设备1a用于尽可能快速和均匀地加热电极的尚未制成的电枢3并用于保持该电枢的温度。浸渍设备50包括框架51，用于合成树脂55的馈送设备52、轴向致动器11和频率生成器13固定在该框架上。馈送设备52具有未示出的储备罐和至少一个未示出的泵。借助泵将仍然是液态的合成树脂55经由两条馈送管线53、54馈送到电枢3的两个轴向端部5a、5b，在那里所述合成树脂被引入电枢3，以及在那里填充在绕组线与叠片芯体4的构件之间的所有空腔。最晚在仍为液态的合成树脂55流入时，电枢3通过驱动马达44围绕其纵向轴线7旋转，使得合成树脂55最佳分布。在电枢3被填充合成树脂55之前，将该电枢3加热到例如100℃的所谓滴流温度，以便促进合成树脂55在定子3中的均匀分布。在这种情况下，电枢3也可以已经围绕其纵向轴线旋转，以便获得尽可能均匀的加热。一旦电枢3被合成树脂55完全填充，就将该电枢加热到例如170℃的固化温度，在该固化温度下合成树脂55固化成热固性树脂。

加热设备1a用于将电枢3加热到滴流温度，以及之后加热到固化温度，该加热设备能够感应加热电枢3。该加热设备1a包括已经提到的轴向致动器11，该轴向致动器的调节机构10以联接杆的形式与联接件29连接。如图1所示通过连接件90示出：轴向致动器11的相应的调节机构10也可以直接与感应器8的同轴变压器59连接。两条导电的、线状的、管状的或软管状的电力线14、15经由同轴变压器59路由到联接件29，所述电力线借助未示出的冷却装置由冷却流体冷却。电力线14、15以其另一端分别与已经提到的频率生成器13连接，该频率生成器通过所述电力线发送在电压和电流强度方面适当的电流。

联接件29此外与感应器8的双臂式径向接桥9连接，所述感应器远离联接件地成形为环形或螺旋形的线圈体49。线圈体49和双臂式径向接桥9整体由螺旋形弯折的铜管组成，冷却液体可流过该铜管。在图1所示的示例中，待调温的电枢3在构成径向间隙的情况下径向容纳在线圈体49中。线圈体49通过双臂式径向接桥9以及经由联接件29与所述电力引线14、15电连接，从而可以在线圈体49上施加电压。

相应地，在轴向致动器11的调节机构10的轴向运动期间，唯一的感应器8的线圈体49与电枢3的纵向轴线7同轴地运动。图1中的双向箭头12示出了两个移动方向。由于电力线14、15构造成柔性的，所以它们使轴向运动不带来受损。

在图1中所示的第一实施例中，唯一的感应器8同轴地在电枢3的径向外周面上周期性地来回运动，以感应加热到所述滴流温度，并且以恒定保持所述固化温度。这通过感应器8在定子或电枢3的待加热区域的长度上的优选同轴平移来实现。感应器8的平移运动可在轴向端侧的运动翻转点之间均匀地或加速地进行。也可以使用先前被确定为最佳的运动模式，该运动模式沿着平移段为感应器8预设较低速度或较高速度的部段。

在某些应用情况中，可以偏离感应器8的与定子2或电枢3的纵向轴线6、7同轴的平移，从而结果是执行相对所述纵向轴线的偏心平移运动。由此在定子2、电枢3和/或感应器8的某些结构形式中，可以进一步优化其感应加热。另外，由此可以为不同直径大小的定子或电枢3使用相同的感应器，而不必为这些定子或电枢分别提供取决于结构类型的独特的感应器。这然而具有的前提条件是：感应器8的内径大到使得其线圈体49不能与定子2或电枢3同轴但是能轴向平行地在该定子或电枢上来回运动，并且定子或电枢可以旋转。相应地，在感应器设置在定子2径向内部时，感应器的线圈体的外径必须与此相应地小到它同样不能在定子2内同轴运动、而是能轴向平行地运动。这将结合图9和10所示的实施例进行讨论。

现在特别重要的是：唯一的感应器8在其在电枢3的两个轴向端部的区域中、即其绕组头5a、5b构造在那里的区域中的运行期间分贝生成电磁场，该电磁场分别具有比第三电磁场更高的频率，该第三电磁场作用在形成于电枢3的这两个绕组头5a、5b之间的中间区域中。在电枢3的这个中间区域中设置有叠片芯体4的含铁叠片。而绕组线由具有其它电磁性质的材料比如铜或铜合金制成。

在轴向端侧生成的两个电磁场和在轴向中间生成的电磁场在其振荡频率方面调节成，使得电枢3的主要组成部分分别被最佳地快速且均匀地感应加热。因此，当所述唯一的感应器8在叠片芯体4的区域中时，唯一的频率生成器13则生成中频电压，借助该中频电压通过所述唯一的感应器8生成中频电磁场。然而一旦所述唯一的感应器8处于两个绕组头5a、5b之一的区域中，所述唯一的频率生成器13就生成高频电压，借助该高频电压通过所述唯一的感应器8生成高频电磁场。

在图1中，高频电磁场作用在电枢3上的两个区域设置有附图标记hf，而中频场作用在电枢3上的轴向设置在其间的区域设置有附图标记mf。尽管高频电磁场并不径向深入电枢3中作用，但是在绕组头5a、5b中暴露的绕组线的铜材料由此可以被特别有效地感应加热。与此不同的是：中频电磁场可以径向相对较深地侵入到电枢3中，并且能量可以特别有利地感应耦合到电枢3的叠片芯体4的含铁叠片中并在那里转换成热。

图2和3示出了具有本发明特征的加热设备1b、1c的两个另外的实施方式。为了简化附图，在此省略了浸渍设备50的构件。

图2示出了加热设备1b，该加热设备同样仅具有一个带调节机构10的轴向致动器11、联接件29、双臂式径向接桥9以及具有螺旋形的线圈体49的仅一个唯一的感应器8。在这种情况下，唯一的感应器8的螺旋形的线圈体49也同轴地围绕电枢3，并且感应器8或者其线圈体49保持图2中不可见的环形间隙的情况下可以与电枢3的纵向轴线7同轴地在该电枢上来回运动。与根据图1的加热设备1a不同的是：图2所示的加热设备1b具有两个频率生成器16a和16b。第一频率生成器16a可以生成中频电压，并且第二频率生成器16b可以生成高频电压。两个频率生成器16a、16b的电压通过双重作用的同轴变压器60引到唯一的感应器8的线圈体49，其中，该同轴变压器60也紧固在联接件29上。

所述唯一的感应器8或者其线圈体49在时间上被相继地施加两个中频电压或高频电压中的一个，使得该唯一的感应器8生成不同频率的两个电磁场。在此，当所述唯一的感应器位于叠片芯体4的区域中或者轴向位于两个绕组头5a、5b之间时，第一频率生成器16a的中频电压则被引向该唯一的感应器8。与此相反，当唯一的感应器8在相应的绕组头5a、5b的区域中时，第二频率生成器16b的高频电压则被引向该唯一的感应器。微小的定位不精确性在这种情况下不是特别有害，这是因为电枢3的所有导电区域都有助于该电枢的感应加热、但是具有不同的效果。

根据另一实施方式，两个频率生成器16a、16b可以集成到一个唯一的仪器中，该仪器包括用于在两个频率生成器16a、16b之间切换的切换设备，并且该唯一的仪器通过同轴变压器60经由公共电力线与所述唯一的感应器8连接。该同轴变压器60则构造成双重同轴变压器。

在特殊应用情况中可以规定：中频电磁场和高频电磁场同时生成，这些中频电磁场和高频电磁场用于将定子或电枢加热到预定温度并保持其温度。

在图3示出的用于定子2或电枢3的加热设备1c的第三实施方式中，所述加热设备具有本发明的特征，总共存在三个单独的感应器18、21、24，这些感应器分别借助分开的轴向致动器17、20、23轴向可运动地设置。三个轴向致动器17、20、23分别具有一个调节机构10，这些调节机构分别经由一个联接件29、30、31而分别与三个感应器18、21、24的相应的双臂式径向接桥26、27、28。所述三个感应器18、21、24各自具有螺旋形的线圈体49a、49b、49c，这些螺旋形的线圈体同轴设置在电枢3上。三个感应器18、21、24中的每个感应器在运行中由相应单独的频率生成器19、22、25供应中频电压或高频电压，使得线圈体49a、49b、49c可以生成具有不同频率的电磁场。

即使在该实施例中，三个频率生成器19、22、25经由电力线14、15而与相应的同轴变压器56、57、58连接，该同轴变压器紧固在感应器18、21、24的相应配置的联接件29、30、31上。双臂式径向接桥26、27、28从那里起通向三个感应器18、21、24的线圈体49a、49b、49c。在中频生成器19与中频感应器18之间的电力线14、15中设置有电子抗干扰器件48，借助该电子抗干扰器件来保护中频生成器19的电子构件免受两个高频交变场的影响。

在加热设备1c的运行中，轴向中间感应器18在电枢3的叠片芯体4中生成中频电磁场，该中频电磁场的作用区域mf几乎覆盖电枢3的整个轴向长度。为了使该中频电磁场以相同的强度侵入电枢3的所有区域中以及以相同的径向作用深度浸入电枢3中，第一感应器18通过第一轴向致动器17在电枢3的柱形的外周面上同轴或轴向平行地来回运动。在加热设备1c的运行中，在两个绕组头5a、5b的区域中设置在轴向端侧的的两个感应器21、24通过配置的轴向致动器20、23轴向来回运动。然而在这种情况下，这两个感应器21、24仅掠过相应配置的绕组头5a、5b。当然避免了三个致动器18、21、24的碰撞。同轴设置在绕组头5a、5b上的两个感应器21、24各自生成高频电磁场，其相应的作用范围hf在图3中用双向箭头标出。如上面已经阐述的那样，这些高频电磁场最适合感应加热两个绕组头5a、5b的铜线。热从那里经由绕组线通过热传导进入电枢3的内部。

根据图1至3的根据本发明构造的加热设备1a、1b、1c都具有的优点是：多个电磁场可以在定子2或电枢3的不同部位处作用到该电子或电枢3上。由此能够对不同材料相应进行最佳地感应加热，定子或电枢由所述不同材料制成并且所述不同材料此外以不同的径向深度设置在定子或电枢中。与其的不同之处在于：到目前为止，在这种类型的加热设备中，定子或电枢在烘箱中作为整体或通过加热其绕组线大部分间接达到期望的滴流温度和/或保持在确定的固化温度上。在根据图3的加热设备1c中，三个不同的电磁场甚至可以同时作用在定子2或电枢3上并对其进行感应加热，由此在该定子或电枢中实现均匀的温度分布，并且直到定子或电枢的所有部件都达到期望温度为止经过特别短的时间段。

由于利用所提出的方法和根据本发明的加热设备1a、1b、1c，定子2或电枢3的叠片芯体4的绕组线和叠片在仅使用一个感应器8时被几乎同时感应加热并且特别是在使用三个感应器18、21和24时被同时感应加热，所以实现了直到达到确定的滴流温度为止的特别短的加热时间并且实现了非常均匀的温度分布。将定子2或电枢3加热直到达到胶凝温度和固化温度是非常快速和均匀的。这主要是由于通过热传导和热辐射间接加热定子2或电枢3的部件仅在小范围中进行，因为根据本发明，只有定子2或电枢3的或多或少电绝缘作用的部件通过热传导和/或热辐射被加热，比如绕组线周围的绝缘层和可能情况下放置在定子2或电枢3中的绝缘材料。

通过加热由滴流的合成树脂形成的热固性树脂由于用于相应制造工艺步骤的各个温度范围快速且均匀地达到的原因而在整个定子或电枢中特别均匀地形成，并且由此连贯地具有相同的性质，这由此有助于定子或电枢的最佳产品质量。

在已经解释了根据本发明的加热设备1a、1b、1c的基本结构和作用原理之后，下面讨论特殊的改进，这在图4至8中示出。在这些图中，所示的加热设备1c在不同的视图中总是具有三个感应器18、21、25，它们基本上具有根据图3的加热设备1c的结构和作用方式。因此，下面只讨论从此出发的改进。

图4至6在分解图、轴向剖视图和部分剖视图中示出了图3的加热设备1c的三个提及的感应器18、21、24，这些感应器在结构上被示意性简化地示出，但是在其环形的线圈体45、46、47的区域中，这些感应器可识别地分别具有中空柱形的容纳开口41、42、43。所示的电枢3或定子2插入这些容纳开口41、42、43中，并且因此使得中频感应器18的线圈体45同轴或轴向平行地包围电枢3的叠片芯体4的至少一个轴向部段，并且两个高频感应器21、24同轴或轴向平行地包围电枢3的两个设置在轴向端侧的绕组头5a、5b的至少一个轴向部段。

如图4所示，在那里示出的实施例中存在四个板状的屏蔽元件32、33、34、35，这些屏蔽元件轴向设置在紧邻中频感应器18旁的两侧，即，轴向设置在中频致动器18与两个高频感应器21、24之间。屏蔽元件32、33、34、35的设置被设计成，这些屏蔽元件径向定位在叠片芯体4的两个靠近绕组头的端部上或轴向边缘上。由此，屏蔽元件32、33、34、35为此能够保护叠片芯体4的轴向端侧边缘免受电磁场的过度耦合并且由此免被过度加热。

另外规定：场屏蔽构件32、33；34、35的位置可以适配相应待加热的定子2或电枢3或者其叠片芯体4的轴向长度，但是它们在运行中轴向不可运动地设置。

屏蔽元件32、33、34、35优选由铜或铜合金制成。这些屏蔽元件具有带圆弧形的缺口39的大致矩形的几何形状，该缺口39密封地设置在电枢2的表面上。在这种情况下，相互配置的屏蔽元件32、33；34、35的径向内部的相邻的部段优选无间隙地相互邻接。另外，屏蔽元件32、33、34、35各自具有馈送开口40a和排放开口40b，用于有源冷却屏蔽元件32、33、34、35的冷却流体可引导穿过该馈送开口和排放开口。

图7示出了已经提到的三个感应器18、21、24及其示意性示出的线圈体45、46、47，它们同轴地设置在电机的尚未最终完成的电枢3上。在这种实施变型中，在感应器18、21、24的径向外部、即线圈体45、46、47的外部设置有场集中器36、37、38。场集中器36、37、38优选各自由含铁材料制成。紧固在轴向中间感应器18上并且具有圆形或圆弧形几何形状的场集中器36构建和设置成，使得通过所述场集中器，感应器18的中频电磁场径向向内集中，使得电磁场到达电枢3的叠片芯体4的叠片的尽可能大的径向深度。与此不同地规定：紧固在两个轴向端侧的感应器21、24上的场集中器37、38构建和设置成，使得通过这两个场集中器径向向内和轴向向外集中这些感应器21、24的高频电磁场。由此将高频电磁场对中频生成器的电子构件的可能的有害影响保持得低，并且高频电磁场还可以特别有效地感应加热相应配置的绕组头5a、5b。

图8示出了定子2的局部示意性纵剖视图，该定子可以通过已经描述的三个感应器18、21、24感应加热，以便将合成树脂滴流到其中并允许该合成树脂在那里固化。三个感应器18、21、24与定子2的纵向轴线6同轴地径向设置在该定子的外周面上并且可以借助已经描述的轴向致动器17、20、23在其上轴向来回运动。感应器18、21、24在径向外部各自具有场集中器36、37、38，如刚刚描述的那样，借助这些场集中器，由感应器18、21、24生成的电磁场可沿期望方向集中。另外，轴向靠近两个高频感应器21、24设置并且径向位于叠片芯体4的相应轴向端部上方地分别设置有两个屏蔽元件32、33；33、34，借助这些屏蔽元件屏蔽叠片芯体4的轴向端侧边缘免受通过高频电磁场的过强能量耦合。在该示例中，屏蔽元件32、33；33、34可以看到与叠片芯体4的轴向边缘对齐。

场集中器36、37、38和场屏蔽构件32、33；34、35在这种情况下可以构造和设置成，使得借助它们能够生成相互作用的电磁场的相长干扰和/或相消干扰，这种干扰将定子2或电枢3的轴向部段处的加热功率铁特定地(叠片芯体)和/或铜特定地(绕组)优化。

图9和10以不同视图分别示出具有本发明特征的加热设备1d，该加热设备具有两个在轴向端侧作用在定子2上的感应器，这些感应器构造成所谓的双重感应器70、80。感应器18沿轴向设置在这两个双重感应器70、80之间，该感应器具有已经描述的根据图1至8的结构形式。相应地，这个中间感应器18具有线圈体45，该线圈体在这种情况下示出为环形的、但是详细地说是通常只有一圈的螺旋形或环形，该线圈体的中空柱形的容纳开口41能够在定子2的绕组4上沿径向来回运动。

与此不同，双重感应器70、80各自包括两个径向错开设置的环形的线圈体74、76；84、86，这些线圈体的不可见的管状电导体已经将线圈体74、76；84、86分别构造成几乎完全封闭的环。明显可识别的是：线圈体74、76；84、86在周向上分别通过径向间隙构造成非封闭的，在图9中仅示出了所述径向间隙中的两个91、92。

用于生成电磁场的中频电流和/或高频电流可以分别引导穿过线圈体74、76；84、86的电导体。径向内部的和径向外部线圈体74、76；84、86的电导体的端部分别同极地转到轴向对齐的馈送管线部段61、62、63、64、66、67、68、69。那么两个同极的馈送管线部段61、62；63、64；66、67；68、69各自与两个径向接条71、72；81、82中的相应一个径向接条连接。这些径向接条71、72；81、82在远离线圈体的地方通过未示出的联接件直接或间接地与已经描述的频率生成器电连接。如已经结合其它实施例描述的那样，径向接条71、72；81、82也通过同轴变压器或联接件连接到相应配置的轴向致动器的调节机构10，该轴向致动器能够使径向接条71、72；81、82并且由此最终使线圈体74、76；84、86沿轴向来回运动。

两个双重感应器70、80的两个线圈体74、76；84、86各自构造成，借助它们能够同时从径向内部和径向外部感应地加热定子2。为此目的，径向内部线圈体74；84在尺寸方面分别构造成，使得该线圈体可以设置在定子2的柱形空腔65中并且在其中能够沿轴向无触碰地来回运动。与此相对，径向外部线圈体76、86在其尺寸方面构造成，其可以沿径向在定子2上无触碰地来回运动。

为了操纵由相应线圈体74、76；84、86生成的电磁场，在这种实施变型中也可以规定：在径向外部线圈体76、86的径向外侧上设置有外部场集中器78、88，该外部场集中器径向向内和轴向向外集中电磁场，并且在相应的径向内部线圈体74、84的径向内侧上设置有内部场集中器77、87，该内部场集中器径向和轴向向外集中电磁场。

特别从图9中可以看出，根据图中左侧所示的双重感应器70的另一有利改进可以规定：保持和驱动设备的构件79可以引导穿过环形构造的径向内部线圈体74，借助所述构件将定子2围绕其纵向轴线6可旋转地保持。

此外可以在这种加热设备1d中规定：双重感应器70、80的两个环形的线圈体74、76；84、86如所示那样设置在相同的径向平面内或相同的轴向截面中或不同的径向平面中并且由此沿轴向彼此间隔开地设置。在线圈体74、76；84、86设置在相同的径向平面内时，可以特别有针对性地加热例如定子2的轴向端侧的绕组头5a、5b。在线圈体74、76；84、86设置在不同的径向平面中、即相对彼此在轴向上错开时，定子2可以从径向内部和径向外部在不同部位被同时加热。因此可以在该加热设备1d中规定：两个轴向端侧的双重感应器70、80构造为，使得其径向内部线圈体74；84比相应的径向外部线圈体76、86更靠近沿轴向设置在其间的中间感应器18。

利用具有本发明的特征的加热设备1a、1b、1c、1d和根据本发明的方法，可以实现对定子2和电枢3的非常有效的滴流浸渍，所述定子和电枢设置为用于制造电机。

附图标记列表

1a加热设备(第一实施方式)

1b加热设备(第二实施方式)

1c加热设备(第三实施方式)

1d加热设备(第四实施方式)

2定子

3电枢

4含铁构件、叠片芯体

5a电枢或定子的第一轴向端部、第一绕组头

5b电枢或定子的第二轴向端部、第二绕组头

6定子的纵向轴线

7电枢的纵向轴线

8唯一的感应器

9唯一的感应器8的径向接条

10轴向致动器11的调节机构

11第一轴向致动器

12调节机构10的调节方向

13唯一的频率生成器

14第一电力线(流体冷却的)

15第二电力线(流体冷却的)

16a第一频率生成器

16b第二频率生成器

17中间的轴向致动器

18中频感应器

19中频生成器

20第一端侧轴向致动器

21第一高频感应器

22第一高频生成器

23第二端侧轴向致动器

24第二高频感应器

25第二高频生成器

26中频感应器18的径向接条

27第一高频感应器21的径向接条

28第二高频感应器24的径向接条

29第一联接件

30第二联接件

31第三联接件

32第一屏蔽元件

33第二屏蔽元件

34第三屏蔽元件

35第四屏蔽元件

36中频场集中器

37第一高频场集中器

38第二高频场集中器

39屏蔽元件上的缺口

40a屏蔽元件上的用于冷却流体的馈送开口

40b屏蔽元件上的用于冷却流体的排放开口

41中频感应器上的容纳开口

42第一高频感应器上的容纳开口

43第二高频感应器上的容纳开口

44驱动马达

45第一感应器或者中频感应器18的线圈体

46第二感应器或者高频感应器21的线圈体

47第三感应器或者高频感应器24的线圈体

48抗干扰器件

49唯一的感应器8的线圈体

49a中频感应器18的线圈体

49b高频感应器21的线圈体

49c高频感应器24的线圈体

50浸渍设备

51框架

52用于合成树脂的馈送设备

53浸渍设备的第一馈送管线

54浸渍设备的第二馈送管线

55合成树脂

56同轴变压器

57同轴变压器

58同轴变压器

59同轴变压器

60同轴变压器

61馈送管线部段

62馈送管线部段

63馈送管线部段

64馈送管线部段

65定子3的柱形空腔

66馈送管线部段

67馈送管线部段

68馈送管线部段

69馈送管线部段

70第一双重感应器

71双重感应器70的第一径向接条

72双重感应器70的第二径向接条

74双重感应器70的径向内部线圈体

76双重感应器70的径向外部线圈体

77双重感应器70的径向内部场集中器

78双重感应器70的径向外部场集中器

79保持和驱动设备的构件

80第二双重感应器

81双重感应器80的第一径向接条

82双重感应器80的第二径向接条

84双重感应器80的径向内部线圈体

86双重感应器80的径向外部线圈体

87双重感应器80的径向内部场集中器

88双重感应器80的径向外部场集中器

90在调节机构10与同轴变压器59之间的连接

91线圈体74上的径向间隙

92线圈体76上的径向间隙

mf中频交变场的作用范围

hf高频交变场的作用范围