Brevet FR3124653A1 — 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 au moins deux clavettes (140) distinctes chacune logées en partie dans une rainure prévue dans le support de fixation et en partie dans une rainure prévue dans la dent. 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 autours 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 le moyen de fixation de chaque dent comporte au moins deux clavettes distinctes chacune logée en partie dans une rainure prévue dans la dent, au moins une desdites clavettes étant logée en partie dans une rainure prévue dans le support de fixation (de préférence les deux clavettes y sont logées). Ainsi, grâce à l’invention, lorsque les rainures sont superposées, les clavettes peuvent être insérées les unes après les autres dans ces rainures de façon à assurer ensemble le maintien de la dent par rapport au support de fixation. L’utilisation de plusieurs clavettes permet d’assembler ces éléments sans nécessiter beaucoup de place. Ainsi, si le support de fixation présente une zone plane dans laquelle se trouve les rainures, 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 : - les clavettes sont identiques ; - les clavettes sont positionnées bout-à-bout, au contact les unes des autres ; - chaque rainure prévue dans le support de fixation et chaque rainure prévue dans la dent comporte un fond et un débouché situé à l’opposé du fond, et présente une largeur qui est maximum à distance dudit débouché ; - chaque clavette comporte une partie supérieure adaptée à se loger dans la rainure prévue dans la dent et une partie inférieure adaptée à se loger dans la rainure prévue dans le support de fixation ; - chaque partie inférieure et supérieure présente une largeur qui est maximum à distance de la jonction des parties inférieure et supérieure ; - les clavettes présentent un axe longitudinal selon lequel elles sont adaptées à coulisser dans les rainures ; - les clavettes présentent une section transversale orthogonale à l’axe longitudinal qui est non-uniforme le long de l’axe longitudinal ; - les rainures prévues dans les dents et dans le support de fixation présentent des sections transversales orthogonales à l’axe longitudinal qui sont uniformes le long de l’axe longitudinal ; - chaque clavette présente une partie supérieure adaptée à se loger dans la rainure prévue dans la dent et une partie inférieure adaptée à se loger dans la rainure prévue dans le support de fixation ; - la section transversale de la partie supérieure se réduit progressivement en taille (de préférence en largeur) dans une direction parallèle à l’axe longitudinal et la section transversale de la partie inférieure se réduit progressivement en taille (préférentiellement en largeur) dans la direction opposée ; - la rainure prévue dans le support de fixation se prolonge au-delà de la dent par une rampe d’insertion dont la section transversale s’élargit progressivement ; - le support de fixation présente une partie ayant une surface sensiblement plane en creux de laquelle sont prévues les rainures et au centre de laquelle se trouve une ouverture de passage d’un arbre-moteur ; - le support de fixation forme une partie d’un carter d’un stator ; - la rampe d’insertion est située entre la dent et l’ouverture de passage de l’arbre-moteur. L’invention concerne aussi une machine électrique comportant un rotor et deux corps de stator tels que précités, situés de part et d’autre du rotor. L’invention porte aussi sur une méthode d’assemblage d’un corps de stator tel que précité, comprenant : - une étape de mise en place de l’une des dents en appui contre le support de fixation, de façon que la rainure prévue dans la dent se superpose au-dessus de l’une des rainures prévues dans le support de fixation, et - une étape d’insertion des clavettes dans lesdites rainures. Préférentiellement alors, chaque clavette est frettée dans lesdites rainures. Dans un premier mode de réalisation, les clavettes sont engagées les unes après les autres dans lesdites rainures, après que la dent a été mise en place contre le support de fixation (de préférence par un même côté de la dent). Dans un second mode de réalisation, l’une des clavettes est engagée dans la rainure du support de fixation avant que la dent n’ait été mise en place contre le support de fixation et l’autre des clavettes est engagée dans la rainure du support de fixation après que la dent a été mise en place contre le support de fixation. 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 au moins deux clavettes (140) distinctes chacune logées en partie dans une rainure (124) prévue dans la dent (120), au moins une desdites clavettes étant logée en partie dans une rainure (111A) prévue dans le support de fixation (102A, 102B). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les clavettes (140) sont identiques. Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les clavettes (140) sont positionnées bout-à-bout, au contact les unes des autres. Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel : - chaque rainure (111A) prévue dans le support de fixation (102A, 102B) et chaque rainure (124) prévue dans la dent (120) comporte un fond et un débouché situé à l’opposé du fond, et présente une largeur qui est maximum à distance dudit débouché, et - chaque clavette (140) comporte une partie supérieure (142) adaptée à se loger dans la rainure (124) prévue dans la dent (120) et une partie inférieure (141) adaptée à se loger dans la rainure (111A) prévue dans le support de fixation (102A, 102B), les parties supérieure et inférieure (141, 142) présentant une largeur qui est maximum à distance de la jonction des parties inférieure et supérieure (141, 142). Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel : - les clavettes (140) présentent un axe longitudinal (A2) selon lequel elles sont adaptées à coulisser dans les rainures (111A, 124), - les clavettes (140) présentent une section transversale orthogonale à l’axe longitudinal (A2) qui est non-uniforme le long de l’axe longitudinal (A2), et - les rainures (111A, 124) prévues dans les dents (140) et dans le support de fixation (102A, 102B) présentent des sections transversales orthogonales à l’axe longitudinal (A2) qui sont uniformes le long de l’axe longitudinal (A2). Corps de stator (101A, 101B) selon la revendication précédente, dans lequel chaque clavette (140) présente une partie supérieure (142) adaptée à se loger dans la rainure (124) prévue dans la dent (120) et une partie inférieure (141) adaptée à se loger dans la rainure (111A) prévue dans le support de fixation (102A, 102B), la section transversale de la partie supérieure (142) se réduisant progressivement dans une direction parallèle à l’axe longitudinal (A2) et la section transversale de la partie inférieure (141) se réduisant progressivement dans la direction opposée. Corps de stator (101A, 101B) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la rainure (111A) prévue dans le support de fixation (102A, 102B) se prolonge au-delà de la dent (120) par une rampe d’insertion (113A) dont la section transversale s’élargit progressivement. Corps de stator (101A, 101B) selon la revendication précédente, pour stator à flux axial, dans lequel : - le support de fixation (102A, 102B) présente une partie (104A) ayant une surface sensiblement plane en creux de laquelle sont prévues les rainures (111A) et au centre de laquelle se trouve une ouverture de passage d’un arbre-moteur, et - la rampe d’insertion (113A) est située entre la dent (120) et l’ouverture de passage de l’arbre-moteur. 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 mise en place de l’une des dents (120) en appui contre le support de fixation (102A, 102B), de façon que la rainure (124) prévue dans la dent (120) se superpose au-dessus de l’une des rainures (111A) prévues dans le support de fixation (102A, 102B), et - une étape d’insertion des clavettes (140) dans lesdites rainures (111A, 124). Méthode d’assemblage selon la revendication précédente, dans laquelle chaque clavette (140) est frettée dans lesdites rainures (111A, 124). Méthode d’assemblage selon l’une des revendications 11 et 12, dans laquelle les clavettes sont engagées les unes après les autres dans lesdites rainures (111A, 124), après que la dent (120) a été mise en place contre le support de fixation (102A, 102B). Méthode d’assemblage selon l’une des revendications 11 et 12, dans laquelle l’une des clavettes est engagée dans la rainure (111A) du support de fixation (102A, 102B) avant que la dent n’ait été mise en place contre le support de fixation (102A, 102B) et l’autre des clavettes est engagée dans la rainure (111A) du support de fixation (102A, 102B) après que la dent a été mise en place contre le support de fixation (102A, 102B).