Brevet FR2837632A1 — publié le 20030926

salon la revendication 8. La présente invention concerne une machine électrique comprenant au moins un rotor ou un stator comprenant lui-même un corps magnétique et des dents faisant saillie depuis le corps et portant au moins un enroulement électriquement conducteur, les dents au moins étant réalisées en un matériau broyable en fragments pouvant s'écouler à travers les spires de l'enroulement. L'invention s'applique en particulier, quoi que de manière non limitative, aux moteurs électriques équipant les véhicules automobiles. On conna^t du document EP-834 211 une machine électrique du type précité. Dans ce document, le corps magnétique et les dents portant lenroulement électriquement conducteur sont formés d'une seule pièce massive par compression et cuisson d'un mélange comportant de la poudre de fer et un liant à base de résine organique. La pièce ainsi obtenue peut être broyée en fragments susceptibles de s'écouler au travers des spires de l'enroulement. Ainsi, le recyclage par broyage d'une telle machine électrique est facilité par comparaison aux machines électriques classiques o le corps et les dents sont formés par un empilage de tôles minces en fer doux. Cependant, la réalisation de rotors eVou de stators comme décrit dans le document EP-834 211 pose des problèmes. En particulier, les rotors et les stators possèdent généralement des formes complexes et des dimensions importantes qui rendent leur fabrication par compression et cuisson particulièrement délicate. Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant une machine électrique du type précité qui soit de fabrication plus aisoe tout en conservant de bonnes propriétés de recyclabilité. A cet effet, I'invention a pour objet une machine électrique du type précité, caractérisoe en ce qu'au moins une dent est distincte du corps magnétique et en ce que la machine électrique comprend des moyens d'assemblage de la ou de chaque dent distincte au corps magnétique. Selon des modes particuliers de réalisation, la machine peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes ies combinaisons techniquement possibles: - toutes les dents sont distinctes du corps magnétique; - toutes les dents sont distinctes les unes des autres; - les moyens d'assemblage comprennent, pour la ou chaque dent distincte, un relief d'embo^'tement prévu sur la dent et un relief complémentaire d'embo^'tement prévu sur le corps; - le corps est réalisé en un matériau différent de celui de la ou de chaque dent distincte; - le corps comprend un empilage de toles; - les dents sont réailsées en un matériau magnétodiélectrique à base de poudre magnétique et de liant diélectrique; et - la poudre magnétique est de la poudre de fer et le liant diélectrique est une résine thermoplastique. L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une machine électrique tel que défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnce uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en bout d'une machine électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue analogue illustrant le stator d'une machine électrique selon un deuxième mode de réalisation de l' invention, - la figure 3 est une vue agrandie de la partie cerclée lll de la figure 2, et - la figure 4 est une vue schématique de face illustrant une application d'une variante de la machine électrique de la figure 3. La figure 1 illustre schématiquement un moteur électrique 1 à courant continu d'un véhicule automobile. Il s'agit par exemple du moteur d'un ventilateur destiné à créer un écoulement d'air balayant un échangeur de chaleur, par exemple le radiateur de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile. Le moteur 1 comprend un stator extérieur 3 et un rotor intérieur 4. Le stator 3 comprend par exemple une culasse 6 cylindrique et des aimants permanents 7 disposés à l'intérieur de la culasse 6 pour former des pôles magnétiques de polarité alternée. Le rotor 4 comprend un corps central 8 de forme générale annulaire d'axe central A. L'axe central A correspond à l'axe de rotation du rotor 4. Un alésage central 10 est ménagé dans le corps 8 pour recevoir l'arbre de sortie (non-représenté) du moteur 1. Le corps central 8 et cet arbre de sortie sont liés rigidement en rotation. Le rotor 4 comprend en outre une série de dents 12 qui font saillie radialement vers l'extérieur depuis le corps 8. Ces dents 12 délimitent entre elles des encoches 14 qui reçoivent des tronçons de fils électriquement conducteurs d'un enroulement 16 porté par le rotor 4 et dont seules certaines spires 18 sont représentées en haut et à gauche sur la figure 1. Les dents 12 sont des pièces distinctes les unes des autres et distinctes du corps 8. Elles sont réalisées chacune en un matériau magnétique doux dit " magnétodiélectrique " ou " diélectromagnétique ". Ainsi, ce matériau est à base de poudre magnétique et de liant diélectrique. Les-dents 12 ont chacune été formées par compactage et chauffage d'un mélange comprenant la poudre de fer et la résine thermoplastique. Pour plus de détail sur les matériaux qui peuvent être utilisés pour former les dents et sur les procédés de fabrication de ces dents, on peut se reporter au document EP-834 211. Comme on le voit sur la figure 1, toutes les dents 12 ont des formes analogues et comportent à leur extrémité radialement extérieure 20 un épanouissement et à leur extrémité radialement intérieure 21 une gorge d'assemblage 22 de section transversale en queue d'aronde contenante. Le corps 8 du rotor 4 est constitué par un empilage axial de toles minces en fer doux comme illustré par ies arrachements successifs sur la figure 1. Le corps 8 est donc également réalisé en un matériau magnétique doux. Le corps 8 est muni sur sa périphérie de nervures d'assemblage 23 de section transversale en queue d'aronde contenue. Les nervures 23 s'étendent axialement le long du corps 8 et sont réparties angulairement régulièrement autour de l'axe central A. Les nervures 23 ont une forme complémentaire de celle des gorges 22. Chaque dent 12 est assemblée au corps 8 par réception dune nervure 23 du corps 8 dans la gorge 22 de la dent 12 considérée. Cet embo'^tement peut être assuré en faisant coulisser axialement chaque dent 12 par rapport au corps 8. Les dents 12 sont alors retenues transversalement, et notamment radialement, par rapport au corps 8. La retenue axiale des dents 12 par rapport au corps 8 peut être assurée par des anneaux disposés à chaque extrémité axiale du corps 8 et qui viennent enserrer le corps 8 et les extrémités radialement intérieures 21 des dents 12. Le contour extérieur d'un tel anneau a été représenté en trait mixte sur la figure 1 et est désigné par la référence numérique 25. Ces anneaux peuvent eux-mêmes être maintenus axialement en place par rapport à l'arbre de sortie du moteur par des circlips. Pour réaliser le rotor 4, on assemble par exemple tout d'abord les dents 12 au corps 8 puis on vient bobiner l'enroulement 16 dans les encoches 14 situées entre les dents 12. Lorsque le moteur 1 est broyé en vue de son recyclage, les dents 12 sont broyées en fragments qui peuvent s'écouler au travers des spires 18, comme décrit dans le document EP-834 211. Ainsi, les fils électriquement conducteurs, réalisés en cuivre, de i'enroulement 16 ne sont pas enchevêtrés dans les dents 12 à l'issue du broyage. La séparation du cuivre de l'enroulement 16 du fer du rotor 2 est donc facilitée. On notera que la réalisation du corps 8 sous forme d'un empilage de tôles ne gêne pas la recyclabilité, puisque les spires 18 de l'enroulement 16 ne sont pas susceptibles de s'enchevêtrer dans le corps 8. Par conséquent, le moteur 1 possède de bonnes propriétés de recyclabilité. Pour autant, seules les dents 12 du rotor 8 ont été réalisées séparément par compactage et cuisson de sorte qu'il n'a pas été nécessaire de réaliser une pièce de grandes dimensions et de forme complexe. Ainsi, le moteur 1 est de fabrication aisoe. De manière plus générale, toutes les dents 12 ne sont pas nécessairement réalisoes sous forme distincte et indépendante. Ainsi, dans une variante non-représentée, les pièces réalisées en matériau magnétodiélectrique peuvent comporter plusieurs dents 12, ces différentes pièces étant assemblées au corps 8 du moteur 1. La figure 2 illustre le stator 27 d'un moteur électrique synchrone 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce stator 27 est un stator extérieur qui comprend un corps magnétique annulaire 8 et des dents 12 qui font saillie radialement vers l'intérieur depuis le corps 8. Les dents 12 sont destinées à porter chacune des enroulements électriquement conducteurs ou bobines pour engendrer un champ magnétique tournant autour de l'axe central A. Le rotor (non-représenté) d'un tel moteur 1 est par exemple muni d'aimants permanents pour être entrané en rotation autour de l'axe A par le champ magnétique tournant produit par le stator 27. Comme dans le premier mode de réalisation, les dents 12 sont réalisées sous forme de pièces indépendantes en matériau magnétodiélectrique et le corps 8 comprend un empilage de tôles. Comme illustré par la figure 3, les extrémités radialement intérieures 21 des dents 12 présentent des épanouissements. Les extrémités radialement extérieures 20 des dents 12 comportent des gorges 22 s'étendant axialement et de section transversale en queue d'aronde. Le corps 8 comporte des nervures 23 s'étendant axialement et de section en queue d'aronde. Les nervures 23 sont embo^'tées chacune dans une gorge 22 pour assembier les dents 12 au corps 8. La figure 4 illustre une variante du mode de réalisation des figures 2 et 3. Dans cette variante, le stator 27 est constitué de quatre modules 28 de structure analogue et espacés angulairement les uns des autres. Chaque module 28 comprend un corps 8 de forme générale en secteur d'anneau et plusieurs dents 12 portées par le corps 8. Dans l'exemple représenté, chaque corps 8 porte cinq dents 12. Les trois dents 12 angulairement intérieures portent des enroulements 16 tandis que les deux dents angulairement extérieures n'en portent pas. Comme précédemment, le corps 8 est réalisé par empilement de t61es minces et les dents 12 sont réalisoes en un matériau magnétodiélectrique. Le moteur électrique 1 auquel le stator 27 appartient comprend en outre un rotor 30 formé par une hélice. Plus précisément, l'hélice 30 comprend un moyeu central 32 monté à rotation autour de l'axe central A par des moyens non représentés. L'hélice 30 comprend en outre des pales 34 qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis le moyeu 32 et une virole 36 circulaire qui relie les extrémités radialement extérieures 37 des pales. La virole 36 est entourée extérieurement successivement d'une bague 38 en un matériau magnétique doux, d'une bague multipolaire 40 et d'une bague de retenue 42. La beque 38 est collée à la virole 36, ia bague multipolaire 40 est collée à la begue 38 et la bague de retenue 42 est collée à la begue multipolaire 40. Des secteurs angulaires successifs 44 de la bague multipolaire 40 sont aimantées de manière permanente afin de définir une succession de pôles magnétiques de polarité alternée. Ainsi, le moteur 1 fonctionne comme décrit dans le document EP-093 817. On notera que la begue 42 retient radialement la bague multipolaire contre l'effet de la force centrifuge, lors de l'entranement en rotation de l'hélice 30. Le moteur 1 est intagré dans un ensemble 44 qui comprend en outre un échangeur de chaleur 46 d'un véhicule automobile, par exemple un radiateur de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile. Le ventilateur formé par le moteur 1 crée, lorsque l'hélice 30 tourne, un écoulement d'air balayant l'échangeur 46. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, ainsi que dans sa variante de la figure 4, les dents 12 réalisées de manière indépendante peuvent être bobinces avant d'être assemblées au(x) corps 8. Ain si, l'opération de bobin age est aisée et permet d 'atteind re d es taux de remplissage des encoches 14 par les fils électriquement conducteurs plus importants que si le bobinage est effectué après assemblage des dents 12 au(x) corps 8. On notera que d'autres reliefs d'embo^'tement que les gorges 22 et les nervures 23 décrites peuvent être utilisoes pour assembler chaque dent ou plusieurs dents 12 au(x) corps 8. Par ailleurs, d'autres moyens d'assemblage que des moyens d'embo^tement peuvent être envisagés. De manière encore plus générale, les principes ci-dessus peuvent être appliqués à des machines électriques autres que des moteurs, par exemple des générateurs. En outre, on notera que les principes ci-dessus peuvent s'appliquer à la fois au rotor et au stator d'une même machine électrique dans la mesure o ils comportent chacun des dents. REVENDICATIONS 1. Machine électrique comprenant au moins un rotor (4; 30) ou un stator (3; 27) comprenant lui-même un corps magnétique (8? et des dents (12) faisant saillie depuis le corps et portant au moins un enroulement (16) électriquement conducteur, les dents (12) au moins étant réalisées en un matériau broyable en fragments pouvant s'écouler à travers les spires de l'enroulement, caractérisée en ce qu'au moins une dent (12) est distincte du corps magnétique (8) et en ce que la machine électrique comprend des moyens (22, 23) d'assemblage de la ou de chaque dent distincte au corps magnétique (8). 2. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisoe en ce que toutes les dents (12) sont distinctes du corps magnétique (8). 3. Machine électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que toutes les dents (12) sont distinctes les unes des autres. 4. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'assemblage comprennent, pour la ou chaque dent distincte (12), un relief d'embo^tement (22) prévu sur la dent (12) et un relief complémentaire d'embo^tement (23) prévu sur le corps (8). 5. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisoe en ce que le corps (8) est réalisé en un matériau différent de cctui de la ou de chaque dent distincte (12). 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le corps comprend un empilage de tôles. 7. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dents (12) sont réalisées en un rnatériau magnétodiélectrique à base de poudre magnétique et de liant diélectrique. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que la poudre magnétique est de la poudre de fer et le liant diélectrique est une résine thermoplastique. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une machine