Brevet FR3054386A1 — publié le 20180126

Carcasse de stator de moteur vissée et procédé correspondant La présente invention concerne une carcasse de stator de moteur comprenant deux plateaux en fonte et au moins un barreau en acier reliant les deux plateaux, chaque barreau présentant deux extrémités filetées. Cette carcasse de stator est destinée à recevoir un rotor de moteur électrique, notamment un moteur électrique participant à la propulsion d'un véhicule ferroviaire. Un véhicule ferroviaire comporte généralement plusieurs moteurs de ce type, positionnés sur les bogies et entrainant les roues. Pour ce faire, les moteurs électriques transforment en mouvement rotatif une puissance électrique produite par la génératrice du véhicule ou directement fournie depuis un câble d'alimentation. Ces moteurs sont généralement composés d'une partie rotative, le rotor, et d'une partie fixe, le stator, fixée dans une carcasse, qui joue un rôle de protection et d'isolation et reçoit un circuit de refroidissement du moteur. La carcasse est une enveloppe métallique, généralement en alliage de fer pour une résistance maximale, par exemple en fonte ou en acier. Plusieurs méthodes de fabrication d'une telle carcasse de moteur sont connues. Une première méthode consiste à mouler la carcasse en une seule pièce, généralement en fonte, ce qui présente des avantages notamment en termes de coût. De plus, une carcasse en une seule pièce est plus rigide et solide. Cependant, la structure ainsi obtenue est lourde et encombrante Pour réduire la masse de la carcasse, il est connu d'utiliser une structure en plusieurs pièces soudées entre elles, comprenant notamment deux plateaux d'extrémité reliés par des barreaux parallèles. Pour compenser la résistance plus faible d'une telle structure, on utilise généralement de l'acier pour sa réalisation, ce qui augmente sensiblement le coût de fabrication de la carcasse. De plus, une carcasse composée de plusieurs pièces soudées est plus susceptible de subir des distorsions sous l'effet de contraintes internes créées par le refroidissement des zones de soudure. Ces distorsions peuvent se répercuter sur le stator, ce qui peut nuire au bon fonctionnement du moteur électrique en formant des points chaud ou un balourd magnétique. Un but de l'invention est de fournir une carcasse de stator de moteur plus résistante aux distorsions et moins couteuse, tout en conservant un encombrement réduit. A cet effet, l'invention concerne une carcasse de stator de moteur du type précité, caractérisée en ce que la carcasse comprend en outre au moins une douille filetée et en ce que chacun des plateaux comprend au moins un orifice servant de siège à chaque 3054386 2 douille filetée, les extrémités filetées de chaque barreau étant engagées dans les douilles filetées. Une telle carcasse présente des avantages en terme d'encombrement par rapport à la carcasse moulée en fonte, n'étant pas réalisée en une seule pièce et présentant ainsi 5 une structure moins massive. La carcasse est également moins couteuse qu'une carcasse réalisée à partir de pièces en acier soudées entre elle, puisque les parties les plus massives comme les plateaux, sont réalisées en fonte. Selon des modes de réalisation particuliers, la carcasse de stator de moteur selon l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou 10 selon toute combinaison techniquement possible : - chaque orifice de chaque plateau en fonte est traversant et débouche sur une face intérieure et une face extérieure du plateau ; - chaque orifice comporte un tronçon intérieur débouchant sur la face intérieure du plateau et un tronçon extérieur débouchant sur la face extérieure du plateau, le tronçon 15 intérieur présentant un diamètre inférieur au diamètre du tronçon extérieur, et la douille filetée engagée dans l'orifice présentant un épaulement complémentaire de l'orifice ; - chaque douille filetée affleure une face extérieure du plateau comportant l'orifice ; - chaque extrémité de chaque barreau affleure la face extérieure ; et - chaque extrémité de chaque barreau présente un orifice fileté recevant une vis 20 de fixation d'un flasque d'extrémité. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une carcasse, comprenant les étapes suivantes : - fourniture de deux plateaux en fonte, présentant au moins un orifice ; - fourniture d'au moins un barreau en acier présentant deux extrémités filetées ; 25 - fourniture de douilles filetées ; - insertion d'une des douilles filetées dans chaque orifice de chaque plateau ; et - vissage de chaque extrémité filetée de chaque barreau dans l'une des douilles filetées placées dans un des orifices d'un des plateaux. Selon des modes de réalisation particuliers, le procédé selon l'invention présente 30 une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement possible : - le procédé comprend une étape de perçage de la face extérieure de chaque plateau pour former un tronçon extérieur au niveau de chaque orifice, ledit conduit extérieur étant apte à coopérer avec un épaulement de chaque douille filetée pour 35 maintenir ladite douille filetée en place ; 3054386 3 - le procédé comprend une étape d'arasage d'une tête de serrage de chaque douille filetée pour faire affleurer la douille filetée et l'extrémité du barreau à la face extérieure du plateau ; et - le procédé comprend une étape de perçage d'un orifice fileté de réception d'une 5 vis de fixation d'un flasque d'extrémité dans chaque extrémité d'au moins un barreau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une carcasse de stator de moteur selon 10 l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une partie d'un plateau de la carcasse de la figure 1 recevant une douille filetée ; - la figure 3 est une vue en coupe de la douille filetée de la figure 2 recevant un barreau en acier ; et 15 - la figure 4 est une vue en coupe de la douille filetée de la figure 2 dont la tête a été arasée. Une carcasse 10 de stator de moteur, représentée sur la figure 1, comporte deux plateaux 12 sensiblement parallèles et au moins un barreau 14 reliant les deux plateaux 12. Avantageusement, la carcasse 10 comprend des parois latérales 16 assemblées par 20 bridage entre les deux plateaux 12 et aptes à contenir et protéger un stator 18 de moteur électrique. Les plateaux 12 sont moulés en fonte et sont sensiblement plans et présentent une face intérieure 19A et une face extérieure 19B. Les deux plateaux 12 comportent de plus au moins un orifice 20, traversant. Par traversant, on entend que chaque orifice 20 25 est ouvert à ses deux extrémités et débouche sur la face intérieure 19A et sur la face extérieure 19B du plateau 12. Chaque plateau 12 comporte en outre une ouverture centrale 21 généralement circulaire, permettant le passage du rotor dans la carcasse 10. Chaque orifice 20 est percé dans le plateau 12 et présente une section circulaire. De plus, chaque orifice 20 reçoit une douille filetée 22. En outre, chaque orifice 20 se 30 compose d'un tronçon intérieur 23 débouchant sur la face intérieure 19A du plateau 12 et d'un tronçon extérieur 24 débouchant sur la face extérieure 19B du plateau 12. Le diamètre du tronçon intérieur 23 est inférieur au diamètre du tronçon extérieur 24. Le tronçon intérieur 23 et le tronçon extérieur 24 sont coaxiaux et leur jonction s'effectue sur un rebord 25, sensiblement orthogonal à l'axe des deux tronçons. 35 La douille filetée 22 est une douille en acier sensiblement cylindrique, de section adaptée à son introduction dans l'orifice 20. La douille 22 présente un conduit central 26 3054386 4 fileté débouchant à une première extrémité, ainsi qu'un épaulement 28 et une tête de serrage 29 à une deuxième extrémité. La longueur du conduit central 26 fileté est au moins égale à l'épaisseur du plateau 12, c'est-à-dire au moins égale à la distance entre les faces intérieure 19A et extérieure 19B au niveau de l'orifice 20. 5 La douille 22 est engagée dans l'orifice 20 du côté de la face extérieure 19B, de manière à placer l'épaulement 28 de la douille 22 en appui sur le rebord 25 de jonction entre le tronçon intérieur 23 et le tronçon extérieur 24 de l'orifice 20, comme représenté sur la figure 2. Chaque barreau 14 est de type tirant, de section circulaire et est fait en acier. De 10 plus, le barreau 14 présente deux extrémités 30 filetées, chaque extrémité 30 étant engagée dans le conduit central fileté 26 d'une douille 22. Avantageusement, la longueur du filetage de l'extrémité 30 engagé dans la douille filetée 22 est au moins égale à la longueur du conduit central 26 de façon à faire affleurer l'extrémité 30 du barreau 14 à la face extérieure 19B du plateau 12, comme représenté 15 figure 3. Chaque extrémité 30 de chaque barreau 14 est ainsi vissée dans le conduit central fileté 26 d'une des douilles filetées 22, ladite douille étant bloquée dans l'orifice 20 par l'interaction de l'épaulement 28 de la douille 22 avec le tronçon extérieur 24. La tête de serrage 29 de chaque douille filetée 22 est arasée pour faire affleurer la 20 douille filetée 22 et l'extrémité 30 du barreau 14 à la face extérieure 19B du plateau 12, comme représenté figure 4. Avantageusement, chaque extrémité 30 d'au moins un des barreaux 14 présente une ouverture filetée 32 percée dans le barreau 14, comme représenté sur la figure 4. Cette ouverture filetée 32 est apte à recevoir une vis de fixation d'un flasque d'extrémité 25 fermant l'ouverture circulaire du plateau 12 et protégeant ainsi le rotor contenu dans la carcasse 10. La carcasse 10 de l'exemple représenté sur la figure 1 comprend ainsi deux plateaux 12 comportant chacun huit orifices 20 répartis par paires situées au niveau des coins du plateau 12. La carcasse 10 comporte également huit barreaux 14 reliant les deux 30 plateaux 12, les huit barreaux 14 étant sensiblement parallèles entre eux et répartis autour des parois latérales 16. Avantageusement, les parois latérales 16 présentent des conduits longitudinaux par lesquels passent les barreaux 14, comme représenté sur la figure 1. Un procédé de fabrication de la carcasse 10 va maintenant être décrit. 35 Ce procédé comporte les étapes préliminaires suivantes : 3054386 5 - moulage de deux plateaux 12 en fonte, présentant chacun une face intérieure 19A et une face extérieure 19B ; - perçage d'au moins un orifice 20 dans les plateaux 12 et perçage d'un tronçon extérieur 24 au niveau de chaque orifice 20, débouchant sur la face extérieure 19B du 5 plateau 12 ; - fourniture d'au moins un barreau 14 en acier présentant deux extrémités 30 filetées ; - fourniture d'au moins une douille filetée 22 en acier apte à être placée dans l'orifice 20, présentant un conduit fileté 26 à une première extrémité, ainsi qu'un 10 épaulement 28 et une tête de serrage 29 à l'autre extrémité ; Les deux plateaux 12 sont ensuite positionnés des deux côtés des parois latérales 16. Chaque orifice 20 reçoit une douille filetée 22, introduite du côté de la face extérieure 19B du plateau 12, l'épaulement 28 de la douille 22 coopérant avec le tronçon extérieur 24 de l'orifice 20. Chaque extrémité 30 de chaque barreau 14 est engagée dans une 15 douille filetée, et le serrage de chaque extrémité 30 dans le conduit fileté 26 de chaque douille 22 assure le bridage des deux plateaux 12 de chaque côté des parois latérales 16. Selon un mode de réalisation avantageux, les faces extérieures 19B des plateaux 12 sont ensuite aplanies par arasage des têtes de serrage 29 des douilles filetées 22, en retirant le matériau excédentaire pour faire affleurer à la face extérieure 19B les douilles 20 filetées 22 et les extrémités 30 des barreaux 14 en acier. Le procédé comporte enfin une étape de perçage d'une ouverture filetée 32 dans chaque extrémité 28 de chaque barreau 14, l'ouverture filetée 32 recevant ultérieurement une vis de fixation d'un flasque d'extrémité. 25 REVENDICATIONS1. Carcasse (10) de stator de moteur comprenant : - deux plateaux (12) en fonte ; et - au moins un barreau (14) en acier reliant les deux plateaux (12), chaque barreau (14) présentant deux extrémités (30) filetées ; caractérisée en ce que la carcasse (10) comprend en outre au moins une douille filetée (22) et en ce que chacun des plateaux (12) comprend au moins un orifice (20) servant de siège à chaque douille filetée (22), les extrémités (30) filetées de chaque barreau (14) étant engagées dans les douilles filetées (22). 2. Carcasse (10) selon la revendication 1, dans laquelle chaque orifice (20) de chaque plateau (12) en fonte est traversant et débouche sur une face intérieure (19A) et une face extérieure (19B) du plateau (12). 3. Carcasse (10) selon la revendication 2, dans laquelle chaque orifice (20) comporte un tronçon intérieur (23) débouchant sur la face intérieure (19A) du plateau (12) et un tronçon extérieur (24) débouchant sur la face extérieure (19B) du plateau (12), le tronçon intérieur (23) présentant un diamètre inférieur au diamètre du tronçon extérieur (24), et la douille filetée (22) engagée dans l'orifice (20) présentant un épaulement (28) complémentaire de l'orifice (20). 4. Carcasse (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque douille filetée (22) affleure une face extérieure (19B) du plateau (12) comportant l'orifice (20). 5. Carcasse (10) selon la revendication 4, dans laquelle chaque extrémité (30) de chaque barreau (14) affleure la face extérieure (19B). 6. Carcasse (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque extrémité (30) de chaque barreau (14) présente un orifice fileté (32) recevant une vis de fixation d'un flasque d'extrémité. 7. Procédé de fabrication d'une carcasse (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : - fourniture de deux plateaux (12) en fonte, présentant au moins un orifice (20) ; - fourniture d'au moins un barreau (14) en acier présentant deux extrémités (30) filetées ; - fourniture de douilles filetées (22) ; - insertion d'une des douilles filetées (22) dans chaque orifice (20) de chaque plateau (14) ; et 3054386 7 - vissage de chaque extrémité (30) filetée de chaque barreau (14) dans l'une des douilles filetées (22) placée dans l'un des orifices (20) d'un des plateaux (12). 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, comprenant une étape de perçage de la face extérieure (19B) de chaque plateau pour former un tronçon extérieur 5 (24) au niveau de chaque orifice (20), ledit conduit extérieur (24) étant apte à coopérer avec un épaulement (28) de chaque douille filetée (22) pour maintenir ladite douille filetée (22) en place. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, comprenant une étape d'arasage d'une tête de serrage (29) de chaque douille filetée (22) pour faire affleurer la 10 douille filetée (22) et l'extrémité (30) du barreau (14) à la face extérieure (19B) du plateau (12). 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, comprenant une étape de perçage d'un orifice (32) fileté de réception d'une vis de fixation d'un flasque d'extrémité dans chaque extrémité (30) d'au moins un barreau (14). 15