Brevet FR3127344A1 — publié le 20230324

L’invention concerne un procédé de de surmoulage d’un élément à pôles magnétiques (1) pour un rotor d’une machine électrique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un moule (30) de surmoulage comprenant une partie inférieure (32) et une partie supérieure, ladite partie inférieure comprenant une paroi de fond (32a) bordée d’une paroi latérale (32b), ladite partie supérieure comprenant une paroi avant bordée d’une autre paroi latérale, - positionnement d’au moins une cale (40, 41) adaptée à caler ledit élément à pôles magnétiques à distance de la paroi de fond et de la paroi latérale de la partie inférieure du moule, - mise en place de l’élément à pôles magnétiques sur ladite cale, - positionnement de la partie supérieure du moule de surmoulage sur ladite partie inférieure de manière à contenir l’élément à pôles magnétiques dans le moule de surmoulage, et - injection d’une résine de surmoulage dans le moule de surmoulage, de manière à former une couche de résine autour de l’élément à pôles magnétiques et de ladite cale, chaque cale étant formée d’un matériau inerte magnétiquement. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 procédé de surmoulage d’un élément à pôles magnétiques pour un rotor d’une machine électrique et procédé de fabrication d’un tel rotor Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale le domaine des machines électriques. Elle concerne plus particulièrement un procédé de surmoulage d’un élément à pôles magnétiques pour un rotor d’une machine électrique. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un rotor d’une machine électrique. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation de moteurs électriques à flux axial pour véhicules automobiles électriques ou hydrides (voiture, camion, bus…). Elle s’applique plus généralement aussi à d’autres appareils motorisés, tels que par exemple les ascenseurs, les grues… Etat de la technique Une machine électrique à flux axial comprend généralement au moins un stator, un rotor et un entrefer séparant ces deux types d’éléments dans lequel circule le flux magnétique. Le rotor porte une série de grands aimants permanents, tandis qu'une série de bobines est enroulée autour de dents portées par le stator. Quand les bobines sont alimentées par un courant électrique, le rotor, qui est solidarisé à l'arbre de sortie du moteur, est soumis à un couple résultant du champ magnétique (le flux magnétique créé étant un flux axial). Les aimants permanents sont généralement surmoulés d’une couche de résine qui permet notamment d’éviter les mouvements des aimants dans le corps du rotor, et donc d’éviter les frottements qui dégraderaient ces éléments. Cependant, cette couche de résine doit avoir une épaisseur la plus faible possible afin de minimiser l’épaisseur de l’entrefer magnétique, c’est-à-dire en pratique la distance entre les dents du stator et les aimants du rotor. Une épaisseur trop importante de cette couche de résine dégraderait les performances de la machine électrique. De plus, cette couche de résine doit être déposée de manière uniforme sans laisser de portion de l’aimant à nu (c’est-à-dire sans couche de résine). Présentation de l'invention La présente invention propose d’améliorer le processus de surmoulage d’un aimant de manière à recouvrir intégralement et de manière uniforme celui-ci. Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de surmoulage d’un élément à pôles magnétiques pour un rotor d’une machine électrique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un moule de surmoulage comprenant une partie inférieure et une partie supérieure, ladite partie inférieure comprenant une paroi de fond bordée d’une paroi latérale, ladite partie supérieure comprenant une paroi avant bordée d’une autre paroi latérale, - positionnement d’au moins une cale adaptée à caler ledit élément à pôles magnétiques à distance de la paroi de fond et de la paroi latérale de la partie inférieure du moule, - mise en place de l’élément à pôles magnétiques sur ladite cale, - positionnement de la partie supérieure du moule de surmoulage sur ladite partie inférieure de manière à contenir l’élément à pôles magnétiques dans le moule de surmoulage, et - injection d’une résine de surmoulage dans le moule de surmoulage, de manière à former une couche de résine autour de l’élément à pôles magnétiques et de ladite cale, chaque cale étant formée d’un matériau inerte magnétiquement. Ainsi, grâce à l’invention, les cales sont incluses dans le produit final obtenu à l’issue de la mise en œuvre du procédé. Cela permet alors de s’assurer que la résine de surmoulage recouvre l’intégralité de l’élément à pôles magnétiques sans laisser subsister de zones « nues ». De plus, les cales assurent un positionnement exact de l’élément à pôles magnétiques dans le moule, si bien que la résine est sensiblement uniformément répartie autour de l’élément à pôles magnétiques. Enfin, comme le matériau des cales est inerte magnétiquement, il ne vient pas entraver le bon fonctionnement du rotor, et donc celui de la machine électrique. On notera ici que la résine de surmoulage peut être de tout type. Elle peut notamment contenir des charges, de préférence inertes magnétiquement. Par ailleurs, on notera que le terme d’ « injection » employé ici recouvrira tous les modes d’injection possible. Il pourra par exemple s’agir d’un procédé où la matière est chauffée et écrouie dans une vis sans fin avant d’être injectée dans un moule. En variante, il pourrait s’agir d’un procédé de transfert (par exemple de type « moulage par transfert de résine » ou RTM) au cours duquel la matière est fondue puis injectée dans un moule à l’aide d’un vérin. La finalité de ces différents procédés sera toujours la même, à savoir injecter de la résine dans un moule. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de surmoulage conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - l’épaisseur de ladite cale est au moins de 0,05 millimètre ; - le matériau inerte magnétiquement présente une adhérence compatible avec la résine de surmoulage de manière à éviter la formation de porosités entre ledit matériau inerte magnétiquement et ladite résine de surmoulage ; - la cale est formée du même matériau que la résine de surmoulage ; - ladite au moins une cale présente une forme en V présentant deux branches dont chacune s’étend en partie sur la paroi de fond de la partie inférieure et en partie le long de la paroi latérale de la partie inférieure ; - ladite au moins une cale présente une forme en L ; - il est prévu quatre cales en forme de L ; - il est prévu deux cales en forme de V et une cale en forme de L ; - le moule de surmoulage comprend un orifice d’injection formé au niveau d’un plan de jonction des parois latérales de la partie inférieure et de la partie supérieure dudit moule ; et - ladite cale est positionnée au contact d’une zone plane de l’élément à pôles magnétiques. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un rotor d’une machine électrique comprenant des étapes de : - fourniture d’un corps de rotor et d’un élément à pôles magnétiques muni d’au moins une cale obtenue selon le procédé de fabrication tel que décrit précédemment, et - mise en place dudit élément à pôles magnétiques dans un emplacement dudit corps de rotor. 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 de surmoulage d’un élément à pôles magnétiques (1) pour un rotor (100) d’une machine électrique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un moule (30) de surmoulage comprenant une partie inférieure (32) et une partie supérieure (34), ladite partie inférieure (32) comprenant une paroi de fond (32a) bordée d’une paroi latérale (32b), ladite partie supérieure (34) comprenant une paroi avant (34a) bordée d’une autre paroi latérale (34b), - positionnement d’au moins une cale (40, 41) adaptée à caler ledit élément à pôles magnétique (1) à distance de la paroi de fond (32a) et de la paroi latérale (32b) de la partie inférieure (32) du moule (30), - mise en place de l’élément à pôles magnétiques (1) sur ladite cale (40, 41), - positionnement de la partie supérieure (34) du moule (30) de surmoulage sur ladite partie inférieure (32) de manière à contenir l’élément à pôles magnétiques (1) dans le moule (30) de surmoulage, et - injection d’une résine de surmoulage dans le moule (30) de surmoulage, de manière à former une couche de résine autour de l’élément à pôles magnétiques (1) et de ladite cale (40, 41), chaque cale (40, 41) étant formée d’un matériau inerte magnétiquement. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’épaisseur de ladite cale (40, 41) est au moins de 0,05 millimètres. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau inerte magnétiquement présente une adhérence compatible avec la résine de surmoulage de manière à éviter la formation de porosités entre ledit matériau inerte magnétiquement et ladite résine de surmoulage. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la cale (40, 41) est formée du même matériau que la résine de surmoulage. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite au moins une cale (40) présente une forme en V présentant deux branches (40a, 40b) dont chacune s’étend en partie sur la paroi de fond (32a) de la partie inférieure (32) et en partie le long de la paroi latérale (32b) de la partie inférieure (32). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite au moins une cale (41) présente une forme en L. Procédé selon la revendication 6, dans lequel il est prévu quatre cales (41) en forme de L. Procédé selon la revendication 5 et 6, dans lequel il est prévu deux cales (40) en forme de V et une cale (41) en forme de L. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le moule (30) de surmoulage comprend un orifice (35) d’injection formé au niveau d’un plan (P) de jonction des parois latérales (32b, 34b) de la partie inférieure (32) et de la partie supérieure (34) dudit moule (30). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ladite cale (40, 41) est positionnée au contact d’une zone plane (14) de l’élément à pôles magnétiques (1). Procédé de fabrication d’un rotor (100) d’une machine électrique comprenant des étapes de : - fourniture d’un corps (110) de rotor (100) et d’un élément à pôles magnétiques (1) muni d’au moins une cale (40, 41) obtenu selon le procédé de fabrication selon les revendications 1 à 10, - mise en place dudit élément à pôles magnétiques (1) dans un logement (120) dudit corps (110) de rotor (100).