Brevet FR3128833A1 — publié le 20230505

L’invention concerne un corps (10) de stator (1) pour machine électrique, le corps comprenant un plateau (101) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1) et des dents (110) réparties sur une face du plateau autour de l’axe longitudinal, le plateau comprenant au moins une ouverture, au moins une desdites dents comprenant un relief en saillie engagé dans ladite ouverture. L’invention propose alors un procédé d’assemblage d’un tel corps de stator, qui comprend une étape d’insertion du relief dans l’ouverture, et une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique sur une partie au moins d’une zone de jonction entre le relief et le bord de l’ouverture. Figure pour l’abrégé : Fig.1 Procédé de fabrication d’un corps de stator 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, et notamment 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 Une machine électrique à flux axial pour véhicule électrique comprend en général un rotor en forme de disque, situé entre deux stators. Un corps de stator conventionnel d’une telle machine électrique comprend un plateau en forme de disque et des dents réparties de façon circonférentielle sur la face du plateau qui est tournée vers le rotor. Pour réaliser un stator à partir de ce corps, des bobines de fil conducteur sont placées autour des dents. Alors, 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, d’enrouler le fil conducteur autour de chaque dent puis 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, on connaît par ailleurs du document WO2017121941 un corps de stator dont le plateau présente une pluralité de rainures radiales et dont les dents présentent chacune une nervure adaptée à s’emboiter dans l’une des rainures radiales. Un léger jeu de montage est prévu pour que les nervures puissent s’emboiter dans les rainures. Dans ce document, pour assurer la fixation définitive des dents sur le plateau, il est par exemple proposé de souder les nervures dans les rainures. Cette solution de fixation des dents par soudage présente des inconvénients. En particulier, l’opération de soudure entraine des déplacements ainsi que des déformations des pièces soudées, de sorte que la géométrie du stator obtenu n’est jamais exactement identique à la forme initialement souhaitée, ce qui a des conséquences sur les performances de la machine électrique et sur les vibrations engendrées par la rotation du rotor. Présentation de l'invention Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose de fixer autrement les dents sur le plateau du corps de stator. L’invention s’applique à l’assemblage d’un corps de stator comprenant un plateau en forme de disque centré sur un axe longitudinal et des dents réparties sur une face du plateau autour de l’axe longitudinal, le plateau comprenant au moins une ouverture, au moins une desdites dents comprenant un relief en saillie engagé dans ladite ouverture. On propose alors selon l’invention un procédé d’assemblage qui comprend une étape d’insertion du relief dans l’ouverture suivie d’une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique sur une partie au moins d’une zone de jonction entre le relief et le bord de l’ouverture. Cette étape de métallisation permet de solidement fixer le relief de la dent au bord de l’ouverture du plateau. Grâce à l’invention, l’opération peut être réalisée « à froid », c’est-à-dire à des températures très inférieures à celles employées pour la soudure à chaud. Cette température est par exemple inférieure à 200°C et de l’ordre de 100°C. De cette façon, les composants du corps de stator ne sont pas déformés par cette opération d’assemblage. Cette opération peut en outre être réalisée sur tout matériau métallique, et notamment sur l’aluminium alors que la soudure à chaud de l’aluminium reste une opération complexe et coûteuse. Cette opération ne nécessite en outre aucune pièce de fixation, ce qui représente une réduction des coûts de fabrication et de poids. Enfin, cette opération est susceptible d’assurer une étanchéité autour de chaque ouverture du plateau. Ainsi, il est possible d’utiliser le plateau comme partie du boîtier extérieur du moteur (ce boîtier logeant le rotor). En outre, il est possible de refroidir les dents en faisant circuler un liquide de refroidissement sur la matière métallique projetée, du côté opposé aux dents, sans risque électrique. 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 : - le relief comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal et l’ouverture présente une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief ; - la matière métallique est projetée sur toute la zone de jonction entre le relief et le bord de l’ouverture ; - le plateau comporte plusieurs ouvertures dans lesquelles sont engagées les reliefs de plusieurs dents ; - le plateau présente des bords périphériques intérieur et extérieur ; - la matière métallique est également projetée sur le plateau, entre ladite la zone de jonction et l’un desdits bords périphériques intérieur et extérieur du plateau, de façon à former une cloison en saillie du plateau, deux cloisons voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur jusqu’à distance du bord périphérique extérieur du plateau, et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur jusqu’à distance du bord périphérique intérieur ; - la dent présentant une première face en appui contre le plateau, ladite première face présentant deux côtés opposés qui s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal, le relief s’étend sensiblement à égale distance des deux côtés ; - la dent présentant une première face en appui contre le plateau, ladite première face présentant deux côtés opposés qui s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal, le relief présente deux parties qui longent les deux côtés ; - l’une des deux parties du relief de la dent et l’autre des deux parties du relief de la dente voisine étant engagées dans ladite ouverture, la matière métallique est projetée sur tout le bord de l’ouverture ainsi que sur les deux parties engagées dans ladite ouverture et entre ces deux parties ; - au moins une partie du bord de l’ouverture est chanfreinée du côté de la dent ; - ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine ; - l’ouverture s’étend à distance des bords périphériques intérieur et extérieur du plateau. 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 (10) de stator (1) pour machine électrique, le corps (10) comprenant un plateau (101) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1) et des dents (110) réparties sur une face du plateau (101) autour de l’axe longitudinal (A1), le plateau (101) comprenant au moins une ouverture (102), au moins une desdites dents (110) comprenant un relief (112) en saillie engagé dans ladite ouverture (102), ledit procédé comprend une étape d’insertion du relief (112) dans l’ouverture (102), caractérisé en ce que ledit procédé comporte, après l’étape d’insertion, une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique sur une partie au moins d’une zone de jonction entre le relief (112) et le bord de l’ouverture (102). Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, dans lequel le relief (112) comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal (A1) et l’ouverture (102) présente une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief (112). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la matière métallique est projetée sur toute la zone de jonction entre le relief (112) et le bord de l’ouverture (102). Procédé d’assemblage selon la revendication 3, dans lequel : - le plateau (101) comportant plusieurs ouvertures (102) dans lesquelles sont engagées les reliefs (112) de plusieurs dents (110), - le plateau (101) présentant des bords périphériques intérieur (101A) et extérieur (101B), - la matière métallique est également projetée entre ladite la zone de jonction et l’un des bords périphériques intérieur (101A) et extérieur (101B) du plateau (101) de façon à former une cloison (130) en saillie sur une face du plateau (101), deux cloisons (130) voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur (101A) jusqu’à distance du bord périphérique extérieur (101B) du plateau (101), et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur (101B) jusqu’à distance du bord périphérique intérieur (101A) du plateau (101). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel, la dent (110) présentant une première face (115) en appui contre le plateau (101), ladite première face (115) présentant deux côtés (115A, 115B) opposés qui s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal (A1), le relief (112) s’étend sensiblement à égale distance des deux côtés (115A, 115B). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel, la dent (110) présentant une première face (115) en appui contre le plateau (101), ladite première face (115) présentant deux côtés (115A, 115B) opposés qui s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal (A1), le relief (112) présente deux parties (1121A, 1121B) qui longent les deux côtés (115A, 115B). Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, dans lequel une des deux parties (1121A, 1121B) du relief (112) de la dent (110) et l’autre des deux parties (1121B, 1121A) du relief (112) de la dent (110) voisine étant engagées dans ladite ouverture (1021), la matière métallique est projetée sur tout le bord de l’ouverture (1021) ainsi que sur les deux parties (1121A, 1121B) engagées dans ladite ouverture et entre ces deux parties (1121A, 1121B). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins une partie du bord de l’ouverture (102) est chanfreinée du côté de la dent (110). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le plateau (101) présentant des bords périphériques intérieur (101A) et extérieur (101B), l’ouverture (102) s’étend à distance des bords périphériques intérieur (101A) et extérieur (101B).