Brevet FR3100093A1 — publié le 20210226

Description Titre de l'invention : ENSEMBLE POUR MOTEUR ELECTRIQUE, MOTEUR ELECTRIQUE, PROCEDE D'ASSEMBLAGE ET OUTIL DE SERTISSAGE ASSOCIE [0001] La présente invention concerne le domaine des moteurs électriques et notamment les moteurs électriques sans balai destiné notamment à des équipements de véhicule automobile. [0002] De nombreux moteurs électriques sont utilisés dans les équipements de véhicules au- tomobile en particulier pour les dispositifs d'essuyage. [0003] Afin de protéger les moteurs électriques de leur environnement, il est connu de protéger le moteur électrique en disposant un carter de protection autour du stator du moteur électrique. Ce carter de protection assure également le transfert thermique par conduction afin de permettre une dissipation de l'énergie thermique produite par le moteur vers l'extérieur. [0004] Le moteur électrique est généralement monté en force dans le carter de protection. Cependant, un tel montage en force peut entraîner la formation de copeaux métalliques pouvant causer des problèmes électriques. [0005] Il convient donc de trouver une solution permettant de fixer facilement le carter de protection au moteur électrique sans créer de copeaux métalliques et en assurant une bonne conduction thermique entre le moteur et le carter de protection [0006] A cet effet, il est proposé un ensemble pour moteur électrique comprenant : [0007] - un stator présentant un assemblage de tôles de forme générale cylindrique comprenant une pluralité de dents destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques et orientées vers l'intérieur du stator, lesdites tôles comprenant également des retraits de matière périphériques situés en regard desdites dents, [0008] - un carter de protection de forme générale cylindrique s'étendant autour du stator et fixé au stator par sertissage au niveau d'au moins deux retraits de matière. [0009] Un tel sertissage du carter de protection sur le stator permet une fixation efficace sans risque de dégradation du stator (comme dans un montage en force) ainsi qu'une bonne conductivité thermique pour dissiper la chaleur. [0010] Selon un mode de réalisation, le sertissage est réalisé au niveau de l'ensemble des retraits de matière. [0011] Selon un autre mode de réalisation, le moteur électrique est sans balai. [0012] Selon un autre mode de réalisation, le carter de protection (11) est réalisé en acier, aluminium, ou magnésium. [0013] La présente invention concerne également un moteur électrique comprenant un 2 ensemble tel que décrit précédemment. [0014] La présente invention concerne également un procédé d'assemblage d'un moteur électrique, ledit moteur électrique comprenant : [0015] - un stator de forme générale cylindrique formé par un ensemble de tôles comprenant une pluralité de dents destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques et des retraits de matière périphériques situés en regard des dents, [0016] - un carter de protection de forme générale cylindrique destiné à s'étendre autour du stator, [0017] ledit procédé comprenant une étape de sertissage du carter de protection sur le stator au niveau d'au moins deux retraits de matière. [0018] Selon un mode de réalisation, l'étape de sertissage comprend les sous-étapes suivantes : [0019] - on place l'ensemble de tôles formant le stator autour d'un support de forme cy- lindrique venant en contact avec les dents, [0020] - on place le carter de protection autour du stator, [0021] - on sertit le carter de protection sur le stator en déformant localement le carter de protection au niveau d'au moins deux retraits de matière périphériques, ledit carter de protection venant combler au moins partiellement lesdits retraits de matière. [0022] Selon un autre mode de réalisation, le support comprend une première butée configure° pour venir en contact avec le carter de protection et une deuxième butée configurée pour venir en contact avec le stator de manière à maintenir axialement en position le carter de protection pal- rapport au stator. [0023] Selon un autre mode de réalisation, l'étape de sertissage comprend les sous-étapes suivantes : [0024] - on place l'ensemble de tôles formant le stator à l'intérieur du carter de protection, [0025] - on place le stator et le carter de protection autour d'un support de forme cylindrique venant en contact avec les dents du stator, [0026] - on sertit le carter de protection sur le stator en déformant localement le carter de protection au niveau d'au moins deux retraits de matière périphériques, ledit carter de protection venant combler au moins partiellement lesdits retraits de matière. [0027] Selon un autre mode de réalisation, le carter de protection comprend une butée permettant le positionnement axial du stator par rapport au carter de protection. [0028] Selon un autre mode de réalisation, le sertissage est réalisé sur l'ensemble des retraits de matière. [0029] Selon un autre mode de réalisation, le sertissage est réalisé par une application locale d'une force radiale prédéterminée. [0030] Selon un autre mode de réalisation, les retraits de matière sont régulièrement répartis autour du stator et le sertissage est réalisé par un ensemble de vérins hydrauliques et/ou 3 électriques coordonnés de manière à appliquer des forces sensiblement égales par les différents vérins. [0031] Selon un autre mode de réalisation, le sertissage est réalisé par des billes disposées sur la périphérie d'un cylindre virtuel dont le diamètre est inférieur au diamètre externe du carter de protection d'une valeur comprise entre 1 et 5 mm, les billes étant configurées pour être déplacées sur au moins une portion de la longueur du carter de protection et en regard des retraits de matière de manière à déformer le carter de protection au niveau desdits retraits de matière. [0032] La présente invention concerne également un outil de sertissage d'un carter de protection sur un stator d'un moteur électrique, ledit stator présentant un assemblage de tôles de forme générale cylindrique comprenant une pluralité de dents destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques et orientées vers l'intérieur du stator, lesdites tôles comprenant également des retraits de matière périphériques situés en regard desdites dents et ledit carter de protection étant de forme générale cylindrique et étant destiné à s'étendre autour du stator, l'outil de sertissage étant configure pour venir déformer le carter de protection au niveau des retraits de matière de sorte que ledit carter de protection vienne combler au moins partiellement lesdits retraits de matière. [0033] Selon un autre mode de réalisation, l'outil de sertissage comprend un ensemble de vérins hydrauliques et/ou électriques disposés en regard des retraits de matière et coordonnés de manière à appliquer des forces sensiblement égales par les différents vérins. [0034] Selon un autre mode de réalisation, l'outil de sertissage comprend un ensemble de billes disposées sur la périphérie d'un cylindre virtuel dont le diamètre est inférieur au diamètre externe du carter de protection d'une valeur comprise entre 1 et 5 mm, les billes étant configurées pour être déplacées sur au moins une portion de la longueur du carter de protection et en regard des retraits de matière de manière à déformer le carter de protection au niveau (lesdits retraits de matière. [0035] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et des dessins annexés parmi lesquels : [0036] [fig.1] représente une vue axiale d'un stator; [0037] [fig.2] représente une vue axiale d'un stator et d'un carter de protection; [0038] [fig.3] représente une vue axiale d'un stator et d'un support; [0039] [fig.4] représente une vue axiale d'un support, d'un stator et d'un carter de protection; [0040] [fig.5] représente un organigramme des étapes du procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention ; [0041] [fig.6] représente une vue longitudinale d'un support et d'un stator; [0042] [fig.7] représente une vue longitudinale d'un support, d'un stator, d'un carter de protection et de billes de sertissage ; [0043] [fig.8] représente une vue axiale d'un support, d'un stator, d'un carter de protection et de billes de sertissage ; [0044] [fig.9] représente un organigramme des étapes du procédé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; [0045] Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. [0046] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. [0047] Des modes de mise en oeuvre et de réalisation de l'invention concernent un ensemble pour moteur électrique comprenant un stator et un carter de protection destiné à venir se placer autour du stator. [0048] La figure 1 représente un exemple d'une vue de dessus d'un stator 3. Le stator 3 comprend un assemblage de tôles 5 de forme générale cylindrique comprenant une pluralité de dents 7 destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques. Les dents 7 ont une forme de T et sont orientées vers l'intérieur du stator 3, c'est-à-dire vers le centre du cylindre. Dans l'exemple de la figure 1, le stator 3 comprend neufs dents 7 reparties régulièrement sur le pourtour interne du stator 3. De plus, des retraits de matière 9 sont ménagés en regard des dents 7 sur la périphérie du stator 3. Ces retraits de matière 9 permettent de limiter la quantité de matière du stator 3 sans nuire aux capacités électromagnétiques du stator 3. [0049] La figure 2 représente un exemple d'une vue de dessus du stator 3 et du carter de protection 11. Le carter de protection 11 est également de forme cylindrique et vient se positionner autour du stator 3. Le diamètre interne du carter de protection 11 est sensiblement égale en étant légèrement plus grand que le diamètre externe du stator 3 de manière à pouvoir positionner le carter de protection 11 autour du stator 3 sans force. [0050] De plus, le carter de protection 11 est serti sur le stator 3 au niveau des retraits de matière 9. Le sertissage est réalisé au niveau d'au moins deux retraits de matière 9, dans ce cas, les deux retraits de matière 9 seront choisis de manière à être disposés diamétralement opposés par rapport au centre du stator 3. De manière préférentielle, le sertissage est réalisé au niveau de l'ensemble des retraits de matière 9. Le sertissage est réalisé en déformant le carter de protection au niveau des retraits de matière 9 de sorte que le carter de protection 11 remplisse au moins partiellement le retrait de matière 9. [0051] Le sertissage du carter de protection 11 sur le stator 3 permet d'obtenir une fixation efficace et permet également du fait des diamètres sensiblement égaux du stator et du carter de protection d'obtenir une bonne conduction thermique entre le stator 3 et le carter de protection 11 afin d'évacuer la chaleur produite par le moteur électrique. [0052] L'invention concerne l'ensemble formé par le stator 3 et le carter de protection 11 serti sur le stator 3 ainsi qu'un moteur électrique comprenant cet ensemble. [0053] Les différentes étapes d'un procédé d'assemblage comprenant une étape de sertissage du carter de protection 11 sur le stator 3 vont maintenant être décrites à partir des figures Set 9. [0054] La figure 5 représente les différentes étapes du procédé d'assemblage selon un premier mode de réalisation. [0055] La première étape 101 concerne le placement de l'ensemble de tôles 5 formant le stator 3 autour d'un support 13 de forme cylindrique venant en contact avec les dents 7 comme représenté sur la figure 3. Le support 13 de forme cylindrique comprend par exemple une première butée 15 d'arrêt du stator 3. La première butée 15 est par exemple une butée latérale sous la forme d'un ou plusieurs pion(s) ou d'une collerette faisant saillie sur la périphérie du cylindre pour bloquer le déplacement axiale de l'ensemble de tôles 5 par rapport au support 13 comme représenté sur la figure 6. [0056] La deuxième étape 102 concerne le placement du carter de protection 11 autour du stator 3 et du support cylindrique 13 comme représenté sur la figure 4. Le support cylindrique 13 peut comprendre une deuxième butée 17 de manière à maintenir axialement en position le carter de protection 11 par rapport au stator 3. La deuxième butée 17 est par exemple une butée axiale comme représentée sur les figures 6 et 7 (dans ce cas le carter de protection 11 comprend par exemple une extrémité borgne) ou une butée latérale. [0057] La troisième étape 103 concerne le sertissage du carter de protection 11 sur le stator 3 en déformant localement le carter de protection 11 au niveau d'au moins deux retraits de matière périphériques 9, ledit carter de protection 11 venant combler au moins partiellement lesdits retraits de matière 9. [0058] Selon un premier exemple de réalisation représenté par la sous-étape 1031, le sertissage est réalisé par une application locale d'une force radiale prédéterminée. La force radiale est orientée vers le centre du carter de protection 11 au niveau des retraits de matière 9. L'application de la force radiale peut être réalisé par un ensemble de vérins hydrauliques et/ou électriques 19, schématisés par des disques sur la figure 8, disposés en regard des retraits de matière 9 et en communication fluidique les uns avec les autres de manière à appliquer des forces sensiblement égales. Sur la figure 8, les flèches représentent la direction de la force appliquée par les vérins 19. Les vérins 19 sont coordonnés de manière à appliquer des forces sensiblement égales ; à titre 6 d'exemple, les vérins hydrauliques sont en communication fluidique les uns avec les autres, afin de synchroniser leur motion et d'obtenir cette uniformité de forces. [0059] Selon un deuxième exemple de réalisation représenté par la sous-étape 1032, le sertissage est réalisé par des billes 21 configurées pour se déplacer selon l'axe du carter de protection 11 en regard des retraits de matière 9 pour venir déformer le carter de protection 11 comme représenté sur la figure 7. Pour cela, le nombre de billes 21 peut correspondre au nombre de retraits de matière 9 et les billes 21 sont par exemple disposées sur la périphérie d'un cylindre virtuel dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre externe du carter de protection 11 d'une valeur comprise entre 1 et 5 mm. Les billes 21 sont configurées pour être déplacés sur au moins une portion de la longueur du carter de protection 11 de manière à déformer le carter de protection 11 au moins localement au niveau desdits retraits de matière 9. De manière préférentielle, les billes 21 sont déplacées sur toute la longueur du carter de protection 11. La figure 7 représente une vue schématique en coupe du support 13, du stator 3, et du carter de protection 11 lors de la sous-étape 1032. Sur cette figure, deux des billes 21 sont représentées. De plus, le carter de protection 11 peut également comprendre une cuvette 23 ménagée à son extrémité borgne et contigu& pour recevoir l'extrémité 17 du support cylindrique 13 de manière à former une butée entre le support 13 et le carter de protection 11. Le déplacement des billes 21 par rapport au carter de protection 11 peut être réalisé en déplaçant les billes 21 et en maintenant le carter de protection 11 fixe ou en déplaçant le carter de protection 11 (par exemple en déplaçant le support cylindrique 13) et en maintenant les billes 21 fixes. [0060] La quatrième étape 104 concerne le retrait du support cylindrique 13 de l'intérieur du stator 3 de manière à obtenir le stator et son carter de protection 11 serti autour dudit stator 3. [0061] Toutefois, il sera facilement reconnu par l'homme du métier que d'autres types d'outillages pourraient être utilisées pour réaliser le sertissage, selon les besoins et particularités de l'implémentation en question, et l'homme du métier sera bien capable d'en choisir entre eux celle qui convient le mieux pour chaque situation spécifique. Par exemple, au lieu des billes 21 illustrées dans la figure 7 il pourrait être envisagé un jeu de rouleaux qui viennent en contact avec et donc sertissent le carter de protection 11 sous l'impulsion du support cylindrique. [0062] La présente invention concerne également un outil de sertissage configuré pour permettre le sertissage du carter de protection 11 sur le stator 3 tel que décrit précédemment. [0063] Selon un premier mode de réalisation, l'outil de sertissage comprend un ensemble de vérins 19 hydrauliques et/ou électriques disposés en regard des retraits de matière 9 (d'au moins 2 retraits de matière 9) et orientés vers l'axe central du stator 3. Les vérins 7 hydrauliques sont par exemple disposés sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du carter de protection 11 et configure pour venir déformer ledit carter de protection 11. Les vérins hydrauliques peuvent être configurés pour déformer le carter de protection 11 sur toute sa longueur ou seulement sur une portion du carter de protection (dans ce dernier cas, les vérins hydrauliques peuvent être déplacées axialemcnt pour venir déformer le carter de protection à différents emplacements axiaux du carter de protection 11. Les vérins 19 sont de préférence coordonnés de manière à appliquer des forces sensiblement égales ; par exemple, les vérins hydrauliques sont en communication fluidique afin de synchroniser leur motion et d'obtenir cette uniformité de forces. [0064] Selon un deuxième mode de réalisation, l'outil de sertissage comprend un ensemble de billes 21 disposées sur la périphérie d'un cylindre virtuel dont le diamètre est inférieur au diamètre externe du carter de protection 11 d'une valeur comprise entre 1 et 5 mm. [0065] Les billes 21 sont par exemple montées rotatives sur un cadre circulaire déplacé sur au moins une portion de la longueur du carter de protection 11 et en regard des retraits de matière 9 de manière à déformer le carter de protection 11 au niveau desdits retraits de matière 9. Le déplacement du cadre circulaire est par exemple réalisé par au moins un vérin hydraulique ou électrique. [0066] La figure 9 représente les différentes étapes du procédé d'assemblage selon un deuxième mode de réalisation. [0067] La première étape 201 concerne le placement du carter de protection 11 autour du stator 3 comme représenté sur la figure 2. Une butée peut être ménagée au niveau du carter de protection 11 pour permettre le positionnement du carter de protection 11 par rapport au stator 3. [0068] La deuxième étape 202 concerne le placement de l'ensemble de tôles 5 formant le stator 3 autour d'un support de forme cylindrique 13 venant en contact avec les dents 7 comme représenté sur la figure 4. Le support de forme cylindrique 13 comprend par exemple une première butée 15 d'arrêt du stator 3. La première butée 15 est par exemple une butée latérale sous la forme d'un ou plusieurs pion(s) ou d'une collerette faisant saillie sur la périphérie du cylindre pour bloquer le déplacement axial de l'ensemble de tôles par rapport au support comme représenté sur la figure 6. [0069] Les étapes 203 et 204 sont identiques respectivement aux étapes 103 et 104 du premier mode de réalisation décrit à partir de la figure 5. [0070] Ainsi, le sertissage du carter de protection 11 sur le stator 3 permet d'assurer de manière simple une bonne fixation du carter de protection 11 sur le stator 3 permettant d'obtenir une bonne conduction thermique entre ces éléments de manière à pouvoir dissiper efficacement la chaleur créée par le moteur électrique et sans risque de créer 8 des copeaux métalliques pouvant endommager le stator 3. [0071] Bien sûr, comme pour la figure 7 l'homme du métier sera bien capable de mettre en oeuvre le procédé avec d'autres outillages, selon les besoins spécifiques de chaque mise en oeuvre, comme, pour en donner un exemple, un jeu de poinçons allongés de profile en « y ». D'autres variations sont également possibles pour l'homme du métier sans partir de l'étendu de l'invention. 9 REVENDICATIONS[Revendication I] Ensemble pour moteur électrique comprenant : - un stator (3) présentant un assemblage de tôles (5) de forme générale cylindrique comprenant une pluralité de dents (7) destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques et orientées vers l'intérieur du stator (3), lesdites tôles (5) comprenant également des retraits de matière (9) périphériques situés en regard desdites dents (7), - un carter de protection (11) de forme générale cylindrique s'étendant autour du stator (3) et fixé au stator (3) par sertissage au niveau d'au moins deux retraits de matière (9). [Revendication 2] Ensemble selon la revendication 1 dans lequel le sertissage est réalisé au niveau de l'ensemble des retraits de matière (9). [Revendication 3] Ensemble selon la revendication 1 ou 2 pour moteur électrique sans balai. [Revendication 4] Ensemble selon l'une des revendications précédentes dans lequel le carter de protection (11) est réalisé en acier, aluminium, ou magnésium. [Revendication 5] Moteur électrique comprenant un ensemble selon l'une des reven- dications précédentes. [Revendication 6] Procédé d'assemblage d'un moteur électrique, ledit moteur électrique comprenant : - un stator (3) de forme générale cylindrique formé par un ensemble de tôles (5) comprenant une pluralité de dents (7) destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques et des retraits de matière (9) périphériques situés en regard des dents, - un carter de protection (11) de forme générale cylindrique destiné à s'étendre autour du stator, ledit procédé comprenant une étape de sertissage (103) du carter de protection (11) sur le stator (3) au niveau d'au moins deux retraits de matière (9). [Revendication 7] Procédé d'assemblage selon la revendication précédente dans lequel l'étape de sertissage comprend le sous-étapes suivantes : - on place l'ensemble de tôles (5) formant le stator (3) autour d'un support (13) de forme cylindrique venant en contact avec les dents (7) (101), - on place le carter de protection (11) autour du stator (3) (102), - on sertit le carter de protection (11) sur le stator (3) en déformant localement le carter de protection (11) au niveau d'au moins deux retraits 10 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] de matière (9) périphériques, ledit carter de protection (11) venant combler au moins partiellement lesdits retraits de matière (9) (103). Procédé d'assemblage selon la revendication 7 dans lequel le support (13) comprend une première butée (15) configure° pour venir en contact avec le carter de protection (11) et une deuxième butée (17) contigu& pour venir en contact avec le stator (3) de manière à maintenir axialement en position le carter de protection (11) par rapport au stator (3)- Procédé d'assemblage selon la revendication 6 dans lequel l'étape de sertissage comprend les sous-étapes suivantes : - on place l'ensemble de tôles (5) formant le stator (3) à l'intérieur du carter de protection (11) (201), - on place le stator (3) et le carter de protection (11) autour d'un support (13) de forme cylindrique venant en contact avec les dents (7) du stator (3) (202) , - on sertit le carter de protection (11) sur le stator (3) en déformant localcinent le carter de protection (11) au niveau d'au moins deux retraits de matière (9) périphériques, ledit carter de protection (11) venant combler au moins partiellement lesdits retraits de matière (9) (203). Procédé d'assemblage selon la revendication 9 dans lequel le carter de protection (11) comprend une butée permettant le positionnement axial du stator (3) par rapport au carter de protection (11). Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 6 à 10 dans lequel le sertissage est réalisé sur l'ensemble des retraits de matière (9). Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 6 à 11 dans lequel le sertissage est réalisé par une application locale d'une force radiale prédéterminée. Procédé d'assemblage selon la revendication 12 dans lequel les retraits de matière (9) sont régulièrement répartis autour du stator (3) et le sertissage est réalisé par un ensemble de vérins hydrauliques (19) et/ou électriques coordonnés de manière à appliquer des forces sensiblement égales par les différents vérins(19). Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 6 à 11 dans lequel le sertissage est réalisé par des billes (21) disposées sur la périphérie d'un cylindre virtuel dont le diamètre est inférieur au diamètre externe du carter de protection (11) d'une valeur comprise entre 1 et 5 mm, les billes (21) étant configurées pour être déplacées sur au moins une portion de la longueur du carter de protection (11) et en regard des 11 [Revendication 15] [Revendication 16] [Revendication 17] retraits de matière (9) de manière à déformer le carter de protection (11) au niveau desdits retraits de matière (9). Outil de sertissage d'un carter de protection (11) sur un stator (3) d'un moteur électrique, ledit stator (3) présentant un assemblage de tôles (5) de forme générale cylindrique comprenant une pluralité de dents (7) destinées à recevoir des bobinages électromagnétiques et orientées vers l'intérieur du stator (3), lesdites tôles (5) comprenant également des retraits de matière (9) périphériques situés en regard desdites dents (7) et ledit carter de protection (11) étant de forme générale cylindrique et étant destiné à s'étendre autour du stator (3), l'outil de sertissage étant configure pour venir déformer le carter de protection (11) au niveau des retraits de matière (9) de sorte que ledit carter de protection (11) vienne combler au moins partiellement lesdits retraits de matière (9). Outil de sertissage selon la revendication précédente comprenant un ensemble de vérins hydrauliques (19) et/ou électriques disposés en regard des retraits de matière et coordonnés de manière à appliquer des forces sensiblement égales par les différents vérins (19). Outil de sertissage selon la revendication 15 comprenant un ensemble de billes (21) disposées sur la périphérie d'un cylindre virtuel dont le diamètre est inférieur au diamètre externe du carter de protection (11) d'une valeur comprise entre 1 et 5 mm les billes (21) étant configurées pour être déplacées sur au moins une portion de la longueur du carter de protection (11) et en regard des retraits de matière (9) de manière à déformer le carter de protection (11) au niveau desdits retraits de matière (9).