Brevet FR3133108A1 — publié le 20230901

L’invention concerne un corps (10) de stator (1) pour machine électrique. Le corps (10) comprend un plateau (101) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1), une plaque de support (120), et des dents (110) réparties sur une première face (121) de la plaque de support (120), la plaque de support (120) comprenant au moins une ouverture (102, 102a, 102b), au moins une desdites dents (110) comprenant au moins un relief (112, 112a, 112b) en saillie, chaque relief (112, 112a, 112b) étant destiné à être engagé dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante. L’invention propose alors un procédé d’assemblage qui comprend une étape d’insertion de chaque relief (112, 112a, 112b) dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante. Le procédé comporte, après l’étape d’insertion, une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique (130) sur au moins une partie d’une zone de jonction entre chaque relief (112, 112a, 112b) et le bord de l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, et une étape de fixation du plateau sur une deuxième face (122) de la plaque de support (120), la deuxième face (122) étant opposée à ladite première face (121). Figure pour l’abrégé : Fig.2 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, sur les résistances thermiques entre les stators et les canaux de refroidissement, 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, une plaque de support, et des dents réparties sur une première face de la plaque de support, le plateau comprenant au moins une ouverture, au moins une desdites dents comprenant au moins un relief en saillie, chaque relief étant destiné à être engagé dans l’ouverture correspondante. On propose alors selon l’invention un procédé d’assemblage qui comprend une étape d’insertion de chaque relief dans l’ouverture correspondante, 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 au moins une partie d’une zone de jonction entre chaque relief et le bord de l’ouverture correspondante, et une étape de fixation du plateau sur une deuxième face de la plaque de support, la deuxième face étant opposée à ladite première face. Avantageusement, l’étape de métallisation permet de solidement fixer chaque relief de la dent au bord de l’ouverture correspondante de la plaque de support. 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. Enfin, cette opération est susceptible d’assurer une étanchéité autour de chaque ouverture de la plaque de support. 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 et sans risque de fuite. L’utilisation de la plaque de support permet avantageusement de faciliter le bobinage du fil conducteur autour des dents. Autrement dit, le bobinage peut être réalisé de façon séparée avant l’étape de métallisation et l’étape de fixation. Par conséquent, le bobinage devient plus facile et la qualité du bobinage peut être assurée. L’étape de fixation du plateau sur la deuxième face de la plaque de support peut par exemple être réalisée au moyen de pièces de fixation additionnelles telles que des vis. En outre, il est plus facile et moins couteux d’usiner la plaque de support par rapport au plateau. 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 : - chaque relief comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal et chaque ouverture présentant une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief correspondant ; - au moins une desdites dents comprend deux reliefs en saillie disposés de part et d’autre d’un centre horizontal de ladite au moins une des dents, et la plaque de support comprend au moins une portion centrale, chaque portion centrale étant destinée à être engagée entre lesdits deux reliefs en saillie ; - chaque bord de l’ouverture présente une forme plate ; - au moins un bord de l’ouverture présente une forme inclinée et ladite au moins une desdites dents comprenant au moins une partie ayant une forme complémentaire dudit au moins un bord de l’ouverture ; - la matière métallique est projetée à froid sur toute la zone de jonction entre chaque relief et le bord de l’ouverture correspondante ; - la matière métallique est projetée jusqu’au niveau de la deuxième face de la plaque de support ; - la matière métallique projetée dépasse le niveau de la deuxième face de la plaque de support de façon à former une espace entre la deuxième face de la plaque de support et le plateau après l’étape de fixation ; - la plaque de support comporte plusieurs ouvertures dans lesquelles sont engagées les reliefs de plusieurs dents, la plaque de support présentant des bords périphériques intérieur et extérieur, ladite espace formée comportant des cloisons en saillie sur la deuxième face de la plaque de support, deux cloisons voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur jusqu’à distance du bord périphérique extérieur de la plaque de support, et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur jusqu’à distance du bord périphérique intérieur de la plaque de support ; - ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine ; 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), une plaque de support (120), et des dents (110) réparties sur une première face (121) de la plaque de support (120), la plaque de support (120) comprenant au moins une ouverture (102, 102a, 102b), au moins une desdites dents (110) comprenant au moins un relief (112, 112a, 112b) en saillie, chaque relief (112, 112a, 112b) étant destiné à être engagé dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, ledit procédé comprenant une étape d’insertion de chaque relief (112, 112a, 112b) dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, caractérisé en ce que ledit procédé comporte, après l’étape d’insertion, une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique (130) sur au moins une partie d’une zone de jonction entre chaque relief (112, 112a, 112b) et le bord de l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, et une étape de fixation du plateau sur une deuxième face (122) de la plaque de support (120), la deuxième face (122) étant opposée à ladite première face (121). Procédé d’assemblage selon la revendication 1, dans lequel chaque relief (112) comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal (A1) et chaque ouverture (102) présentant une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief (112) correspondant. Procédé d’assemblage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins une desdites dents (110) comprend deux reliefs (112a, 112b) en saillie disposés de part et d’autre d’un centre horizontal (113) de ladite au moins une des dents (110), et la plaque de support (120) comprend au moins une portion centrale (125), chaque portion centrale (125) étant destinée à être engagée entre lesdits deux reliefs (112a, 112b) en saillie. Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque bord de l’ouverture (102) présente une forme plate. Procédé d’assemblage selon la revendication 3, dans lequel au moins un bord (1021b, 1021c,1021d) de l’ouverture (1020, 102c, 102d) présente une forme inclinée et ladite au moins une desdites dents (110) comprenant au moins une partie ayant une forme complémentaire dudit au moins un bord (1021b, 1021c,1021d) de l’ouverture (1020, 102c, 102d). Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière métallique est projetée à froid sur toute la zone de jonction entre chaque relief (112) et le bord de l’ouverture (102) correspondante. Procédé d’assemblage selon la revendication 6, dans lequel la matière métallique est projetée jusqu’au niveau de la deuxième face (122) de la plaque de support (120). Procédé d’assemblage selon la revendication 6, dans lequel la matière métallique projetée dépasse le niveau de la deuxième face (122) de la plaque de support (120) de façon à former une espace (140) entre la deuxième face (122) de la plaque de support (120) et le plateau (101) après l’étape de fixation. Procédé d’assemblage selon la revendication 8, dans lequel - la plaque de support (120) comportant plusieurs ouvertures (102) dans lesquelles sont engagées les reliefs (112) de plusieurs dents (110), - la plaque de support (120) présentant des bords périphériques intérieur (120A) et extérieur (120B), - ladite espace (140) formée comportant des cloisons (130) en saillie sur la deuxième face (122) de la plaque de support (120), deux cloisons (130) voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur (120A) jusqu’à distance du bord périphérique extérieur (120B) de la plaque de support (120), et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur (120B) jusqu’à distance du bord périphérique intérieur (120A) de la plaque de support (120). 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.