Brevet FR3126192A1 — publié le 20230224

L’invention concerne un procédé d’assemblage d’un corps de stator pour machine électrique à flux axial, le corps de stator comprenant un plateau en forme de disque centré sur un axe longitudinal et des dents réparties sur une face supérieure du plateau autour de l’axe longitudinal, le plateau comprenant au moins une rainure, et au moins une desdites dents comprenant un relief en saillie, ledit procédé comprenant une étape d’insertion (e3) du relief dans la rainure. Selon l’invention le procédé comprend une étape de déformation (e4) mécanique du relief de manière à immobiliser le relief dans la rainure. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Procédé d’assemblage d’un corps de stator pour machine électrique à flux axial Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale les machines électriques. Elle concerne plus particulièrement un procédé d’assemblage d’un corps de stator pour machine électrique à flux axial. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les moteurs électriques pour véhicules automobiles électriques ou hybrides. Etat de la technique Un corps de stator conventionnel de machine électrique à flux axial comprend un plateau en forme globale de disque et des dents réparties de façon circonférentielle sur une face supérieure du plateau (celle tournée du côté du rotor de la machine électrique). Pour réaliser un stator à partir de ce corps, des bobines de fil conducteur sont agencées autour des dents. Sous l’effet de courants électriques, les bobines génèrent des champs magnétiques permettant au stator de mettre le rotor en mouvement. Une façon de simplifier le bobinage du fil conducteur autour des dents est de réaliser séparément le plateau et les dents, puis d’enrouler le fil conducteur autour de chaque dent et enfin de fixer les dents au plateau. Classiquement, les dents sont fixées au plateau par collage ou au moyen de pièces de fixation additionnelles telles que des vis. Pour améliorer la fixation des dents au plateau, chaque dent peut présenter un relief conçu pour s’emboiter dans un autre relief de forme en partie complémentaire et situé sur le plateau. On connaît ainsi du document WO2017/121941 un corps de stator dont le plateau présente une pluralité de rainures radiales et dans lequel chaque dent présente une nervure adaptée pour s’emboiter dans une des rainures radiales. Un léger jeu de montage est prévu pour que les nervures puissent s’emboiter dans les rainures. Pour parfaire la fixation des dents sur le plateau, les nervures sont par exemples soudées aux rainures. Ces différentes solutions de fixation des dents présentent chacune des inconvénients. Avoir recours à des pièces de fixation additionnelles complexifie la conception du stator à la fois sur le plan théorique et pratique. De plus, le stator obtenu présente alors peu de tolérances ce qui rend son assemblage difficile. Les colles utilisées sont généralement des colles thermodurcissables qui nécessitent de chauffer le stator à très haute température dans un four, ce qui représente un coût certain tant matériel qu’énergétique. La colle est également complexe à injecter et sa répartition est difficile à contrôler. La soudure est quant à elle une étape complexe et couteuse qui nécessite une main d’œuvre qualifiée et un matériel spécifique. Par ailleurs, tous les métaux ne sont pas soudables. La soudure peut aussi entrainer des déplacements et déformations des pièces soudées. Enfin, les pièces de fixation additionnelles, la colle ou la soudure occupent tous une place non négligeable au sein du stator, ce qui limite ses performances puisque cette place pourrait être utilisée pour les éléments actifs du stator telles que les bobines. Cela rajoute également un maillon supplémentaire dans la chaine de côtes et complexifie donc la conception du stator. Présentation de l'invention Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un procédé d’assemblage d’un corps de stator pour machine électrique à flux axial, le corps de stator comprenant un plateau en forme de disque centré sur un axe longitudinal et des dents réparties sur une face supérieure du plateau autour de l’axe longitudinal, le plateau comprenant au moins une rainure, et au moins une desdites dents comprenant un relief en saillie, ledit procédé comprenant une étape d’insertion du relief dans la rainure, et une étape de déformation mécanique du relief de manière à immobiliser le relief dans la rainure. Ainsi, grâce à l’invention, la dent est fixée au plateau sans pièce de fixation additionnelle ni colle, ni soudure. De plus, la dent est fixée au plateau de façon robuste, le relief déformé rempli l’espace de la rainure ce qui garantit l’absence de jeu et assure une rigidité élevée du corps du stator. Le procédé d’assemblage du corps de stator de l’invention est simple et facile à automatiser. N’utilisant pas de pièce de fixation additionnelle, le procédé d’assemblage ne pose par exemple pas de problème de tolérance et d’hyperstatisme. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - la déformation du relief est réalisée lors de l’étape d’insertion par une mise en place en force du relief dans la rainure ou postérieurement à l’étape d’insertion depuis une face inférieure du plateau opposée à la face supérieure ; - le relief et la rainure s’étendent selon une direction radiale perpendiculaire à l’axe longitudinal, et l’insertion du relief dans la rainure est réalisée par coulissement selon la direction radiale ; - le plateau présente une ouverture centrale, la rainure s’étendant sur toute l’épaisseur du plateau et à distance de l’ouverture centrale ; - le plateau comprend : une portion principale sensiblement plane et perpendiculaire à l’axe longitudinal ; et une portion périphérique bordant la portion principale sur son bord périphérique extérieur, du côté de la face inférieure du plateau, sur une hauteur non nulle, la rainure s’étendant sur la portion principale, sur une partie seulement de la hauteur de la portion périphérique, de sorte qu’elle débouche vers l’extérieur du plateau, et l’étape d’insertion est réalisée en faisant coulisser le relief par l’extérieur du plateau dans la rainure ; - le procédé comprend, avant l’étape d’insertion, une étape de fabrication du plateau comprenant les sous-étapes suivantes : fourniture d’un disque plan ; poinçonnage des rainures ; emboutissage du disque plan de façon à former le plateau ; - une partie du relief présente une forme correspondant, en négatif, à une forme de la rainure de manière à maintenir la dent par rapport au plateau selon l’axe longitudinal ; - le relief et la rainure forment un assemblage de type queue-d’aronde dans lequel le relief constitue un tenon et dans lequel la rainure constitue une mortaise ; - le procédé comprend, avant l’étape d’insertion, une étape de fabrication de la dent et du relief, au cours de laquelle la dent et le relief sont réalisés d’un seul tenant par un empilement de tôles métalliques, le relief étant formé par une partie seulement desdites tôles ; - le procédé comprend, avant l’étape d’insertion, une étape de fabrication de la dent et du relief, au cours de laquelle la dent et le relief sont réalisés d’un seul tenant par un empilement de tôles métalliques planes, dans lequel le relief d’une première tôle est incliné dans une première direction du plan de cette première tôle, et dans lequel le relief d’une seconde tôle, adjacente à la première tôle, est incliné dans une seconde direction du plan de cette seconde tôle, inclinée ou opposée à la première direction. 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. Procédé d’assemblage d’un corps (1) de stator pour machine électrique à flux axial, le corps (1) de stator comprenant un plateau (100) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1) et des dents (200) réparties sur une face supérieure (101) du plateau (100) autour de l’axe longitudinal (A1), le plateau (100) comprenant au moins une rainure (110), et au moins une desdites dents (200) comprenant un relief (210) en saillie, ledit procédé comprenant une étape d’insertion (e3) du relief (210) dans la rainure (110), caractérisé en ce qu’il comprend une étape de déformation (e4) mécanique du relief (210) de manière à immobiliser le relief (210) dans la rainure (110). Procédé d’assemblage selon la revendication 1, dans lequel la déformation (e4) du relief (210) est réalisée lors de l’étape d’insertion (e3) par une mise en place en force du relief (210) dans la rainure (110) ou postérieurement à l’étape d’insertion (e3) depuis une face inférieure (102) du plateau (100) opposée à la face supérieure (102). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le relief (210) et la rainure (110) s’étendent selon une direction radiale (A2) perpendiculaire à l’axe longitudinal (A1), et dans lequel l’insertion du relief (210) dans la rainure (110) est réalisée par coulissement selon la direction radiale (A2). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, le plateau (100) présente une ouverture centrale (105), la rainure (110) s’étendant sur toute l’épaisseur du plateau (100) et à distance de l’ouverture centrale (105). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le plateau (100) comprenant : - une portion principale (120) sensiblement plane et perpendiculaire à l’axe longitudinal (A1) ; et - une portion périphérique (130) bordant la portion principale (120) sur son bord périphérique extérieur (121), du côté de la face inférieure (102) du plateau (100), sur une hauteur non nulle, la rainure (110) s’étendant sur la portion principale (120), sur une partie seulement de la hauteur de la portion périphérique (130), de sorte qu’elle débouche vers l’extérieur du plateau (100), et l’étape d’insertion (e3) est réalisée en faisant coulisser le relief (210) par l’extérieur du plateau (100) dans la rainure (110). Procédé d’assemblage selon la revendication 5, comprenant, avant l’étape d’insertion (e3), une étape de fabrication (e1) du plateau (100) comprenant les sous-étapes suivantes : - fourniture d’un disque plan ; - poinçonnage des rainures (110) ; - emboutissage du disque plan de façon à former le plateau (100). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel une partie du relief (210) présente une forme correspondant, en négatif, à une forme de la rainure (110) de manière à maintenir la dent (200) par rapport au plateau (100) selon l’axe longitudinal (A1). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le relief (210) et la rainure (110) forment un assemblage de type queue-d’aronde dans lequel le relief (210) constitue un tenon et dans lequel la rainure (110) constitue une mortaise. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant, avant l’étape d’insertion (e3), une étape de fabrication (e2) de la dent (200) et du relief (210), au cours de laquelle la dent (200) et le relief (210) sont réalisés d’un seul tenant par un empilement de tôles (230) métalliques, le relief (210) étant formé par une partie seulement desdites tôles (230). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant, avant l’étape d’insertion (e3), une étape de fabrication (e2) de la dent (200) et du relief (210), au cours de laquelle la dent (200) et le relief (210) sont réalisés d’un seul tenant par un empilement de tôles (230) métalliques planes, dans lequel le relief (210) d’une première tôle (231) est incliné dans une première direction (D1) du plan de cette première tôle (231), et dans lequel le relief (210) d’une seconde tôle (232), adjacente à la première tôle (231), est incliné dans une seconde direction (D2) du plan de cette seconde tôle (232), inclinée ou opposée à la première direction (D1).