Brevet FR3124655A1 — publié le 20221230

L’invention concerne un corps de stator pour machine électrique, comportant : - au moins un support de fixation (102A) centré sur un axe longitudinal, - des dents (120) qui sont adaptées à recevoir des bobines de fil électriquement conducteur et qui sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal, et - des moyens de fixation adaptés chacun à fixer l’une desdites dents sur le support de fixation. Selon l’invention, chaque moyen de fixation comporte : - en saillie d’une face (109A) du support de fixation, une nervure (112A), - en creux dans une face correspondante (129) de la dent, une rainure principale (124) qui débouche sur ladite face correspondante par un orifice de largeur supérieure à la largeur de la nervure et qui présente deux faces latérales, et - au moins une clavette engagée dans la rainure principale de manière à s’appuyer sur une face latérale de la rainure principale et à repousser la nervure contre l’autre face latérale de la rainure principale. Figure pour l’abrégé : Fig.2 Corps de stator et méthode d’assemblage d’un tel corps Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale le domaine des machines électriques. Elle concerne plus particulièrement un corps de stator pour machine électrique, comportant : - au moins un support de fixation centré sur un axe longitudinal, - des dents qui sont adaptées à recevoir des bobines de fil électriquement conducteur et qui sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal, et - des moyens de fixation adaptés chacun à fixer l’une desdites dents sur le support de fixation. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans une machine électrique à flux axial, bien qu’elle s’applique également aux machines électriques à flux radial. Etat de la technique Un véhicule automobile électrique ou hybride comporte un groupe motopropulseur qui comprend une machine électrique. La machine électrique comporte un rotor qui est monté sur un arbre de sortie, lequel est connecté aux roues motrices du véhicule. A titre d’exemple, la machine électrique peut être du type à flux axial et comporter un carter en deux parties, qui loge un rotor en forme de disque flanqué de deux stators. Les stators sont alors légèrement écartés de part et d’autre du rotor pour éviter tout frottement lorsque le rotor tourne. Ainsi, de chaque côté du rotor se trouve un espace appelé « entrefer ». La performance de la machine électrique dépend de la valeur de ces entrefers (elle doit être minime), de leurs constances tout autour de l’axe de rotation du rotor, et de la symétrie de ces entrefers de part et d’autre du rotor. La moindre erreur de géométrie a des conséquences sur les performances du moteur et sur sa durée de vie. Par exemple, on comprend qu’une différence de valeurs entre les deux entrefers provoque une attraction du rotor par le stator le plus proche. Cet effort peut être important. Il peut en outre être cyclique et entrainer une fatigue des matériaux composant la machine électrique. Ces problèmes sont inhérents au concept même de machine électrique à flux axial. Il convient donc de s’assurer que les stators soient bien assemblés et solidement fixés dans le carter. Le problème majeur qui se pose alors concerne la fixation des dents autour desquelles sont enroulées les bobines de fils électriques. En effet, les méthodes envisagées pour réaliser cette fixation sont soit très encombrantes, soit peu fiables, soit peu résistantes aux vibrations. Présentation de l'invention Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose de fixer les dents au moyen de clavettes. Plus particulièrement, on propose selon l’invention une machine électrique telle que définie dans l’introduction, dans laquelle chaque moyen de fixation comporte : - en saillie d’une face du support de fixation (ou respectivement de la dent), une nervure, - en creux dans une face correspondante de la dent (ou respectivement du support de fixation), une rainure principale qui débouche sur ladite face correspondante par un orifice de largeur supérieure à la largeur de la nervure, qui est engagée sur ladite nervure, et qui présente deux faces latérales, et - au moins une clavette engagée dans la rainure principale de manière à s’appuyer sur une face latérale de la rainure principale et à repousser la nervure contre l’autre face latérale de la rainure principale. Ainsi, grâce à l’invention, il est possible de placer chaque dent sur le support de fixation (qui est typiquement une partie du carter) de telle sorte que la rainure principale s’engage sur le relief en saillie du support de fixation ou de la dent, puis de rapporter la clavette dans la rainure afin de bloquer la dent contre le support de fixation. Cette technique d’assemblage assure un positionnement optimal de la dent sur le support de fixation. En effet, le relief ou la nervure principale vient de formation avec le support de fixation, si bien que sa position ne dépend pas de la précision d’usinage de la clavette. Autrement formulé, sa position est exacte, ce qui assure un bon positionnement de la dent. Cette solution technique s’avère en outre facilement industrialisable et peu onéreuse. Préférentiellement, il est prévu plusieurs clavettes de longueurs réduites dans la rainure. L’utilisation de plusieurs clavettes permet d’assembler la dent au support de fixation sans nécessiter beaucoup de place. Ainsi, si le support de fixation présente une zone plane dans laquelle se trouvent les rainures ou les reliefs, et un rebord qui s’élève autour de la zone plane, il est possible d’engager les clavettes en profitant de l’espace réduit se trouvant entre le rebord et les dents, grâce à la longueur réduite des clavettes employées. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de la machine électrique conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - le relief s’étend en saillie de ladite face du support de fixation et la rainure principale s’étend en creux dans la face correspondante de la dent ; - il est prévu, en creux dans la face du support de fixation (ou respectivement de la dent), le long d’une partie au moins de la nervure, une rainure additionnelle ; - chaque clavette présente une partie supérieure adaptée à se loger dans la rainure principale et une partie inférieure adaptée à se loger dans la rainure additionnelle ; - la nervure présente, le long de la rainure additionnelle, un bord plat ; - la rainure additionnelle se prolonge par une rampe d’insertion dont la section transversale s’élargit progressivement à partir de la rainure additionnelle ; - chaque rainure présente un fond et deux parois latérales inclinées l’une vers l’autre qui délimitent ensemble un orifice allongé de moindre largeur que le fond ; - il est prévu au moins deux clavettes distinctes, logées dans la même rainure principale ; - chaque clavette est conformée pour exercer un effort de traction de la dent vers le support de fixation ; - le support de fixation forme une partie d’un carter d’un stator. L’invention propose également une machine électrique comportant un rotor et deux corps de stator tels que précité, situés de part et d’autre du rotor. Elle concerne aussi une méthode d’assemblage d’un corps de stator tel que précité, comprenant : - une étape de positionnement de la dent sur le support de fixation de telle manière que la rainure principale s’engage sur la nervure, et - une étape d’engagement de la clavette dans la rainure principale de manière à ce qu’elle s’appuie sur une face latérale de la rainure principale et qu’elle repousse la nervure contre l’autre face latérale de la rainure principale. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Corps de stator (101A, 101B) pour machine électrique (10), comportant : - au moins un support de fixation (102A, 102B) centré sur un axe longitudinal (A1), - des dents (120) qui sont adaptées à recevoir des bobines (130) de fil électriquement conducteur et qui sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal (A1), et - des moyens de fixation adaptés chacun à fixer l’une desdites dents (120) sur le support de fixation (102A, 102B), caractérisé en ce que chaque moyen de fixation comporte : - en saillie d’une face (109A) du support de fixation (102A) ou respectivement de la dent (120), une nervure (112A), - en creux dans une face correspondante (129) de la dent (120) ou respectivement du support de fixation (102A), une rainure principale (124) qui débouche sur ladite face correspondante (129) par un orifice de largeur supérieure à la largeur de la nervure (112A), qui est engagée sur ladite nervure (112A), et qui présente deux faces latérales (126, 127), et - au moins une clavette (140) engagée dans la rainure principale (124) de manière à s’appuyer sur une face latérale (126) de la rainure principale (124) et à repousser la nervure (112A) contre l’autre face latérale (127) de la rainure principale (124). Corps de stator (101A, 101B) selon la revendication précédente, dans lequel le relief (112A) s’étend en saillie de ladite face (109A) du support de fixation (102A) et la rainure principale (124) s’étend en creux dans la face correspondante (129) de la dent (120). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel : - il est prévu, en creux dans la face (109A) du support de fixation (102A) ou respectivement de la dent (120), le long d’une partie au moins de la nervure (112A), une rainure additionnelle (111A), et - chaque clavette (140) présente une partie supérieure (142) adaptée à se loger dans la rainure principale (124) et une partie inférieure (141) adaptée à se loger dans la rainure additionnelle (111A). Corps de stator (101A, 101B) selon la revendication précédente, dans lequel la nervure (112A) présente, le long de la rainure additionnelle (111A), un bord plat (119A). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des deux revendications précédentes, dans lequel la rainure additionnelle (111A) se prolonge par une rampe d’insertion (113A) dont la section transversale s’élargit progressivement à partir de la rainure additionnelle (111A). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque rainure (111A, 124) présente un fond (114A, 125) et deux parois latérales (115A, 119A, 126, 127) inclinées l’une vers l’autre qui délimitent ensemble un orifice allongé de moindre largeur que le fond (114A, 125). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il est prévu au moins deux clavettes (140) distinctes, logées dans la même rainure principale (124). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque clavette (140) est conformée pour exercer un effort de traction de la dent (120) vers le support de fixation (102A, 102B). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le support de fixation (102A, 102B) forme une partie d’un carter (102) d’un stator (100A, 100B). Machine électrique (10) comportant un rotor (200) et deux corps de stator (101A, 101B) conformes à l’une des revendications précédentes, situés de part et d’autre du rotor (200). Méthode d’assemblage d’un corps de stator (101A, 101B) conforme à l’une des revendications 1 à 9, comprenant : - une étape de positionnement de la dent (120) sur le support de fixation (102A, 102B) de telle manière que la rainure principale (124) s’engage sur la nervure (112A), - une étape d’engagement de la clavette (140) dans la rainure principale (124) de manière à ce qu’elle s’appuie sur une face latérale (126) de la rainure principale (124) et qu’elle repousse la nervure (112A) contre l’autre face latérale (127) de la rainure principale (124).