Brevet FR2817406A1 — publié le 20020531

La présente invention est relative à un stator de machine tournante et plus particulièrement de machine électrique tournante telle qu'un moteur, à réluctance variable. Les machines tournantes sont constituées pour l'essentiel d'un rotor et d'un stator, ce dernier étant relié à une structure d'accueil directement ou par l'intermédiaire de flasques, le rotor étant monté tournant à l'intérieur du stator. Ce type de machine tournante dégage, en fonctionnement, de la chaleur et nécessite de ce fait un refroidissement. On a déjà proposé d'assurer un refroidissement par air à l'aide d'un ou plusieurs ventilateurs et/ou à l'aide d'une circulation forcée d'air. Ce mode de refroidissement est bruyant et insuffisant notamment lorsque la machine doit posséder des performances élevées en fonctionnement dans un environnement à température élevée. On a également proposé d'assurer un refroidissement à l'aide d'une circulation d'un fluide caloporteur tel que de l'eau ou de l'huile, soit à l'extérieur de la machine tournante entre le stator et un boîtier extérieur, ce qui augmente l'encombrement, soit en réalisant à l'intérieur même du stator une chambre à l'intérieur de laquelle circule le fluide caloporteur de refroidissement. Le stator est alors généralement réalisé sous la forme d'une pièce moulée, complexe et donc difficile et coûteuse à fabriquer. La présente invention se propose de réaliser un stator de machine tournante permettant un refroidissement dans de bonnes conditions tout en étant de conception simple et économique. Le stator selon la présente invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comporte deux pièces cylindriques concentriques emboîtées, la pièce intérieure et la pièce extérieure présentant des surfaces extérieure et respectivement intérieure en regard, au moins un conduit pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement étant réalisé dans la surface extérieure de la pièce intérieure et/ou la surface intérieure de la pièce extérieure et/ou entre lesdites surfaces en regard. Les deux pièces cylindriques concentriques emboîtées peuvent être séparées par un joint de forme adaptée en section et en épaisseur pour ménager entre les deux pièces un conduit pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement. Dans un mode de réalisation particulier, le conduit pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement est un conduit hélicoïdal réalisé dans la surface extérieure de la pièce intérieure. Des passages d'entrée et de sortie pour le fluide sont ménagés dans la pièce extérieure. Le conduit pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement peut être un conduit formant un seul tour, réalisé dans la surface extérieure de la pièce intérieure ou dans la surface intérieure de la pièce extérieure ou entre les deux surfaces des pièces ou réalisé à la fois dans les surfaces en regard des pièces. Des éléments d'étanchéité sont avantageusement disposés entre les surfaces en regard, ces éléments d'étanchéité pouvant être des joints élastiques qui, outre leur fonction d'étanchéité du conduit de passage de fluide caloporteur de refroidissement, peuvent assurer une fonction de filtrage et d'amortissement des bruits et des vibrations. Les éléments d'étanchéité peuvent être des joints annulaires élastiques, par exemple en silicone, toriques, ou de toute autre section, disposés circonférentiellement autour de la surface extérieure de la pièce intérieure au voisinage des extrémités longitudinales du stator entre les surfaces en regard de la pièce intérieure et de la pièce extérieure. Les éléments d'étanchéité peuvent également être formés par un joint élastique hélicoïdal ou un jonc élastique spiralé sur la longueur du stator entre les surfaces en regard de la pièce intérieure et de la pièce extérieure. Dans ce cas, le conduit pour le passage du fluide caloporteur de refroidissement peut être constitué par l'espace ménagé entre les spires du joint et délimité par les surfaces en regard. Une telle configuration de joint est de nature à accroître les propriétés d'amortissement tout en conférant une excellente étanchéité. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va maintenant en décrire des exemples de réalisation nullement limitatifs en se référant au dessin annexé dans lequel : Les figures 1 à 3 sont des vues en coupe schématique illustrant trois modes de réalisation de machine tournante mettant en oeuvre un stator selon l'invention. Le stator illustré sur la figure 1 comprend un corps de stator formé d'un empilement de tôles statoriques magnétiques, désigné globalement par 1, et une enveloppe périphérique extérieure constituée, selon l'invention, d'une pièce cylindrique, ou carcasse intérieure 2, et d'une pièce cylindrique, ou carcasse extérieure 3, la pièce intérieure 2 étant réunie notamment par frettage au corps 1 du stator. Les pièces 2 et 3 constitutives de l'enveloppe du stator sont disposées concentriquement en ménageant un faible jeu entre leurs surfaces en regard ; un montage sans jeu est envisageable dans le cas où l'amortissement des vibrations venant du stator n'est pas nécessaire. Les pièces 2 et 3 sont positionnées axialement et en rotation par des moyens d'arrêt tels que des goupilles (4), des vis ou des pions pouvant être constitués partiellement de matériaux amortissants. On a schématisé sur la figure 1, en trait interrompu, le rotor 5 tournant à l'intérieur du stator, et des flasques d'extrémité 6 et 7 pour le montage de la machine tournante à une structure d'accueil, l'enveloppe du stator étant, selon l'invention, en liaison avec la structure, éventuellement par l'intermédiaire des flasques 6 et 7. Des joints d'étanchéité annulaires 8,9 tels que des joints toriques en caoutchouc sont disposés au voisinage des extrémités longitudinales du stator entre les surfaces en regard des pièces 2 et 3 de l'enveloppe de stator. Un conduit, hélicoïdal ou non 10 pour le passage d'un fluide de refroidissement caloporteur tel que de l'eau ou de l'huile, est ménagé dans la surface périphérique extérieure de la pièce intérieure 2 du stator, des orifices d'entrée et respectivement de sortie 11 et 12 étant ménagés dans la pièce extérieure 3 pour former un circuit de fluide de refroidissement. En variante, le conduit pourrait être réalisé dans la surface intérieure de la pièce extérieure 3. Le mode de réalisation illustré sur la figure 2 diffère essentiellement de celui de la figure 1 par le fait que les joints annulaires 8 et 9 sont remplacés par un joint hélicoïdal ou non 13 s'étendant sur la majeure partie de la longueur du stator entre les pièces 2 et 3 en regard. Avec une telle configuration de joint on peut le cas échéant pour réaliser le refroidissement se dispenser du conduit 10, le conduit pour le passage d'un fluide de refroidissement pouvant être obtenu par un dimensionnement approprié du joint 13 et du jeu entre les pièces 2 et 3 en regard, le conduit étant alors ménagé entre les spires du joint 13 et les surfaces en regard des pièces 2 et 3. Le mode de réalisation de la figure 3 diffère essentiellement de celui de la figure 1 par le fait que le conduit 10 est remplacé par un simple conduit circulaire réalisé en creux sur la pièce extérieure 3. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter différentes variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. En particulier, dans les exemples illustrés, les deux pièces 2 et 3 sont disposées autour d'un paquet de tôles statoriques. On ne sort pas du cadre de la présente invention lorsque l'une des pièces concentriques emboîtées entre lesquelles est réalisé au moins un conduit pour le passage d'un fluide caloporteur est constituée par un paquet de tôles statoriques, un ou plusieurs joints annulaires étant disposés au contact du paquet de tôles statoriques. REVENDICATIONS 1. Stator de machine tournante, notamment de machine électrique tournante à réluctance variable, caractérisé par le fait qu'il comporte deux pièces cylindriques (2,3) concentriques emboîtées, la pièce intérieure (2) et la pièce extérieure (3) présentant des surfaces extérieure et respectivement intérieure en regard, au moins un conduit (10) pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement étant réalisé dans la surface extérieure de la pièce intérieure et/ou la surface intérieure de la pièce extérieure et/ou entre lesdites surfaces en regard. 2. Stator selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux pièces cylindriques (2,3) concentriques emboîtées sont séparées par un joint de forme adaptée en section et en épaisseur pour ménager, entre les deux pièces. un conduit pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement. 3. Stator selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit (10) pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement est un conduit hélicoïdal réalisé dans la surface extérieure de la pièce intérieure (2), des passages d'entrée et de sortie (11,12) pour le fluide étant ménagés dans la pièce extérieure (3). 4. Stator selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit (10) pour le passage d'un fluide caloporteur de refroidissement est un conduit formant un seul tour, réalisé dans la surface extérieure de la pièce intérieure (2) ou dans la surface intérieure de la pièce extérieure (3), ou entre les deux surfaces des pièces (2) et (3) ou enfin réalisé à la fois dans les surfaces en regard des pièces (2) et (3). 5. Stator selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des éléments d'étanchéité (8,9 ; 13) sont disposés entre les surfaces en regard de la pièce intérieure (2) et de la pièce extérieure (3). 6. Stator selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les éléments d'étanchéité sont des joints annulaires élastiques (8,9) disposés circonférentiellement autour de la surface extérieure de la pièce intérieure au voisinage des extrémités longitudinales du stator entre les surfaces en regard de la pièce intérieure et de la pièce extérieure. 7. Stator selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les éléments d'étanchéité sont formés par un joint élastique hélicoïdal (13) ou un jonc élastique spiralé sur la longueur du stator entre les surfaces en regard de la pièce intérieure et de la pièce extérieure. 8. Stator selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux pièces (2,3) sont disposées autour d'un paquet de tôles statoriques. 9. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'une desdites pièces est constituée par un paquet de tôles statoriques, un ou plusieurs joints annulaires étant disposé (s) au contact du paquet de tôles statoriques.