Brevet FR3143902A1 — publié le 20240621

La présente invention concerne un rotor comprenant un empilement de tôles installé sur un arbre de rotor du rotor, une première face d'extrémité axiale dudit empilement de tôles étant en contact avec un épaulement faisant saillie radialement de l'arbre de rotor ; ledit arbre de rotor ayant, axialement opposé à l'épaulement, une rainure, logeant une plaque, dans laquelle la plaque fait saillie radialement de l'arbre de rotor de sorte qu'une seconde face d'extrémité axiale dudit empilement de tôles, axialement opposée à la première face d'extrémité, est en contact avec la plaque. Figure 4 Rotor comprenant un empilement de tôles DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne généralement le domaine des machines électriques rotatives telles que les moteurs électriques embarqués dans les véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble rotor pour une machine électrique. ETAT DE LA TECHNIQUE Comme on le sait, un véhicule automobile électrique ou hybride présente un entraînement électrique comprenant une machine électrique tournante qui doit être alimentée en énergie électrique, par exemple par une batterie d'alimentation haute tension, pour fournir une puissance mécanique afin d'assurer la propulsion du véhicule. De manière générale, la machine électrique tournante comprend un stator, désignant une partie fixe de la machine électrique tournante, et un rotor, désignant une partie tournante de la machine électrique tournante. Le rotor comprend alors un arbre de rotor configuré pour assurer la transmission de la puissance mécanique entre la machine électrique tournante et un appareil extérieur entraîné, notamment les roues du véhicule. En particulier, il est connu d'avoir le rotor excité séparément. Ce type de rotor est communément appelé rotor bobiné ou rotor à bague collectrice. Un tel rotor comprend un corps de rotor formé d'un empilement de tôles ayant une pluralité de dents faisant saillie radialement, et une bobine de champ enroulée autour de chaque dent des dents. La bobine d'excitation est ensuite connectée à une alimentation électrique externe par l'intermédiaire de bagues collectrices. Les bagues collectrices correspondent à des dispositifs électromécaniques configurés pour permettre l'échange d'énergie électrique entre la bobine de champ, qui tourne avec le rotor, et l'alimentation externe, qui est fixe. Pour assurer un bon fonctionnement de la machine électrique tournante, il est nécessaire de serrer l'empilement de tôles sur l'arbre du rotor, notamment pour éviter tout glissement axial dudit empilement. Ainsi, il est connu de serrer l'empilement de tôles, par exemple à l'aide d'un écrou d'arbre engagé avec une partie filetée de l'arbre du rotor et d'appliquer un couple à l'écrou. Cependant, pendant le processus d'assemblage, le couple appliqué à l'écrou est transmis à l'arbre du rotor et peut conduire, dans le pire des cas, à une déformation plastique de l'arbre du rotor sous l'influence d'une contrainte de torsion. La déformation plastique est la plus susceptible de se produire lorsque l'arbre du rotor est équipé d'un dispositif de refroidissement du rotor, ce qui réduit la rigidité de l'arbre du rotor. Le but de la présente invention est donc de fournir une solution simple et moins coûteuse pour serrer correctement un empilement de tôles sur un arbre de rotor tout en évitant le risque de dommages irréversibles de l'arbre de rotor. PRESENTATION DE L'INVENTION À cet effet, il est proposé selon un premier aspect de l'invention un rotor comprenant un empilement de tôles installé sur un arbre de rotor du rotor, une première face d'extrémité axiale dudit empilement de tôles étant en contact avec un épaulement faisant saillie radialement de l'arbre de rotor ; ledit arbre de rotor ayant, axialement opposé à l'épaulement, une rainure, logeant une plaque, dans lequel la plaque fait saillie radialement de l'arbre de rotor de sorte qu'une deuxième face d'extrémité axiale dudit empilement de tôles, axialement opposée à la première face d'extrémité, est en contact avec la plaque. Une telle plaque logée dans une telle rainure permet un serrage axial de l’empilement de tôles sur l'arbre sans risque d'endommager ledit arbre de rotor. De plus, il en résulte que le processus de fabrication d'un tel arbre de rotor est moins coûteux, en évitant une étape de filetage d'une partie de l'arbre de rotor qui consomme du temps et des ressources. Avantageusement, une longueur axiale de l'empilement de tôles peut être supérieure à une distance axiale entre la rainure et l'épaulement. Ainsi, la force de serrage est paramétrable en ajustant une épaisseur de la plaque grâce à la légère saillie de l'empilement de tôles au-dessus de la rainure. L'épaulement, la rainure et la plaque sont disposés de manière à comprimer axialement l'empilement de tôles. Avantageusement, la plaque peut comprendre une pluralité de segments, chaque segment étant logé dans la rainure et en contact avec la deuxième face d'extrémité de l’empilement de laminés. Chaque segment peut être engagé dans la rainure directement dans le sens radial. De préférence, les segments de la pluralité de segments peuvent avoir des formes identiques. La force de serrage qui comprime l’empilement de tôles est donc uniformément répartie sur la deuxième extrémité axiale. Avantageusement, la plaque peut avoir la forme générale d'un disque annulaire. Ainsi, il est possible d'éviter la rotation d'un vertex pointu, et la plaque peut correspondre à un compacité général requis du rotor. Avantageusement, les segments peuvent avoir la forme d'un secteur annulaire fendu. De préférence, la pluralité de segments peut comprendre deux secteurs annulaires ayant chacun un angle central de 180 degrés. En variante, la pluralité de segments peut comprendre trois secteurs annulaires ayant chacun un angle central de 120 degrés. En variante, la pluralité de segments peut comprendre un nombre quelconque de secteurs annulaires, chacun des secteurs ayant un angle central de 360 degrés divisé par le nombre de secteurs. Avantageusement, le rotor peut comprendre un capuchon disposé sur l'arbre du rotor de sorte qu'un bord périphérique du capuchon s'étende axialement vers l'empilement de tôles et soit configuré pour recouvrir la plaque et maintenir la plaque dans la rainure. De préférence, le bord périphérique du capuchon peut comprendre un côté intérieur, qui est en contact avec un bord extérieur de la plaque. De préférence, la forme intérieure du capuchon peut être complémentaire de la forme extérieure de la plaque. Ainsi, l'ajustement de la plaque dans le capuchon est amélioré. Avantageusement, la plaque peut être mobile entre une première position dans laquelle le bord extérieur de la plaque est enfoncé dans le côté intérieur du capuchon et une seconde position dans laquelle le bord extérieur de la plaque est détaché du côté intérieur du capuchon pour être logé dans la rainure, ledit capuchon comprenant en outre une pluralité de pièces de verrouillage logées axialement dans le bord périphérique du capuchon pour un mouvement de la plaque de la première position à la seconde position par glissement dans une direction axiale vers la empilement du rotor. Les pièces de verrouillage sont par exemple des goupilles de verrouillage, mais tout autre type de pièces de verrouillage est pertinent. Avantageusement, le bord extérieur de la plaque peut en outre comprendre une partie inclinée de sorte que la pluralité de pièces de verrouillage glisse contre la partie inclinée en poussant la plaque de la première position à la seconde position. La partie inclinée peut être étroite et s'allonger à partir de l'arbre dans une direction axiale. En d'autres termes, une force mécanique peut être appliquée axialement à chacune des pièces de verrouillage. Le glissement des pièces de verrouillage sur la partie oblique de la plaque convertit la force dans la direction axiale en une force dans la direction radiale, vers l'arbre du rotor. Ceci va détacher la plaque de la face interne du capuchon et pousser la plaque dans la rainure. Avantageusement, le rotor peut en outre comprendre un moyen de verrouillage pour serrer axialement le capuchon. Avantageusement, le rotor peut être un rotor à excitation séparée pour un moteur synchrone à excitation électrique ou un rotor à aimant permanent pour un moteur synchrone à aimant permanent. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé de fabrication d'un rotor tel que décrit précédemment, comprenant les étapes consistant à : - installer un empilement de tôles sur un arbre de rotor d'un rotor ; - presser une première face d'extrémité de l'empilement contre un épaulement faisant saillie radialement de l'arbre du rotor ; - compression de la empilement de tôles ; - serrer axialement une seconde face d'extrémité de la empilement de tôles, axialement opposée à la première face d'extrémité, en insérant une plaque dans une rainure de l'arbre de rotor, et en mettant en contact la plaque avec la seconde face d'extrémité. Avantageusement, le procédé peut comprendre une étape consistant à recouvrir la plaque d'un capuchon. Avantageusement, le procédé peut comprendre une étape consistant à disposer le capuchon sur l'arbre du rotor sur un autre côté de la rainure que l’empilement de tôles avant d'insérer la plaque. Comme le capuchon dépasse radialement plus que la plaque, un bord périphérique du capuchon s'étend axialement vers l’empilement pour couvrir la plaque. Avantageusement, le procédé peut comprendre les étapes suivantes : - emboîter le bord extérieur de la plaque dans le côté intérieur du capuchon ; - considérant que ledit capuchon comprend en outre une pluralité de pièces de verrouillage logées axialement dans le bord périphérique du capuchon - faire glisser les pièces de verrouillage dans une direction axiale vers la empilement de rotor ; - détacher la plaque du côté intérieur du capuchon, loger la plaque dans la rainure. Avantageusement, le procédé peut comprendre une étape de glissement de la pluralité de pièces de verrouillage sur une partie inclinée du bord extérieur de la plaque, pour pousser la plaque dans la rainure. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation de l'invention fournis à titre d'exemples non limitatifs pour réaliser divers aspects de l'invention. La description se réfère aux figures ci-jointes qui illustrent, également à titre d'exemple, un mode de réalisation des inventions : présent une vue isométrique d'un corps de rotor comprenant un empilement de tôles installé sur un arbre de rotor ; présent une coupe transversale d'un rotor selon un aspect de l'invention ; présent une vue de face du rotor de la ; présent une coupe transversale d'un rotor selon un autre mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION En référence à la est illustrée une vue partielle d'un exemple de rotor 1 selon un autre aspect de l'invention. Le rotor 1 présente une forme de cylindre et comprend un arbre de rotor 2 configuré pour tourner autour d'un axe de rotation 100, un corps de rotor 3 comprenant un paquet de tôles formé d'un empilement de tôles ayant une pluralité de dents faisant saillie radialement, et au moins une bobine de champ enroulée autour de chaque dent des dents. Comme illustré sur la , une première face d'extrémité axiale 4 de l'empilement de tôles est en contact avec un épaulement 8 faisant saillie radialement de l'arbre du rotor 2. L'épaulement 8 peut faire saillie radialement jusqu'à un rayon maximal tout en évitant tout contact avec une dent de l'empilement de tôles. L'arbre du rotor 2 comporte, axialement opposé à l'épaulement 8, une rainure 10. La rainure 10 loge une plaque 12 de sorte qu'une deuxième face d'extrémité axiale 6 dudit empilement de tôles, opposée axialement à la première face d'extrémité 4, est en contact avec la plaque 12. La plaque 12 assure un serrage axial de l'empilement de tôles sur l'arbre de rotor 2 le long de l'axe 100 sans risque d'endommager ledit arbre de rotor 2. De plus, il en résulte que le processus de fabrication d'un tel arbre de rotor 2 est moins coûteux, en évitant une étape de filetage d'une partie de l'arbre de rotor 2 qui consomme du temps et des ressources. Avantageusement, une longueur axiale de l'empilement de tôles est supérieure à une distance axiale entre la rainure 10 et l'épaulement 8. Ainsi, la force de serrage est paramétrable en ajustant une épaisseur de la plaque 12 grâce à la légère saillie de l'empilement de tôles au-dessus de la rainure 10. À cet égard, l'épaulement 8, la rainure 10 et la plaque 12 sont agencés pour comprimer axialement l'empilement de tôles. La plaque 12 peut avantageusement avoir la forme d'un secteur annulaire pour éviter toute rotation à sommet vif et correspondre à un encombrement général requis du rotor 1. Par ailleurs, comme illustré sur la , la plaque 12 peut comprendre une pluralité de segments 12a, 12b, chaque segment étant logé dans la rainure 10 et en contact avec la deuxième face d'extrémité 6 de l'empilement de tôles. Chaque segment 12a, 12b peut être engagé dans la rainure 10 directement radialement. En variante, la rainure 10 peut être divisée en une pluralité de rainures, chaque rainure logeant un segment 12a, 12b. Chaque segment 12a, 12b sont de préférence identiques l'un à l'autre afin de répartir la force de serrage et de comprimer l'empilement de tôles le plus uniformément possible, de sorte que sa déformation soit également uniforme. Dans ce mode de réalisation, deux segments 12a, 12b sont illustrés, mais la plaque 12 peut comprendre plus de deux segments. Comme illustré sur la , dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le rotor comprend un capuchon 14 disposé sur l'arbre du rotor 2. Un bord périphérique du capuchon 14 s'étend axialement vers l'empilement et est configuré pour recouvrir le plateau et maintenir le plateau 12 ou les segments 12a, 12b dans la rainure 10. La rainure 14 ne retenant que radialement la plaque 12 ou les segments 12a, 12b, elle peut par exemple être fabriquée dans une tôle pliée. Le bord périphérique du capuchon peut comprendre une face interne, qui est en contact avec un bord externe de la plaque. Ainsi, le risque d'endommager le capuchon 14, lorsque le rotor 1 tourne autour de l'axe 100 et induit des forces centrifuges éjectant le segment 12a, 12b, est réduit. Dans ce mode de réalisation, le rotor peut en outre comprendre un moyen de verrouillage 16 pour serrer axialement le capuchon 14. Le moyen de verrouillage 16 peut par exemple être un anneau élastique. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé de fabrication du rotor 1 tel que décrit précédemment, comprenant les étapes de : - installer un empilement de tôles sur un arbre 2 du rotor ; - presser la première face d'extrémité 4 de l'empilement contre l'épaulement 8 ; - comprimer l'empilement de tôles ; - serrer axialement la deuxième face d'extrémité 6 de l'empilement de tôles, en insérant la plaque 12 dans la rainure 10 de l'arbre 2 du rotor, et en mettant en contact la plaque avec la deuxième face d'extrémité 6. Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape d'habillage de la plaque avec le capuchon 14 disposé sur l'arbre de rotor 2 d'un autre côté de la rainure 10 que l’empilement de tôles. Le procédé de fabrication du rotor 1 permet ainsi de former un rotor 1 dans lequel l'empilement de tôles sur le corps de rotor 3 est serré axialement sans risque d'endommager l'arbre de rotor 2 en appliquant un couple à un écrou autour de l'axe 100, en évitant toute déformation plastique de l'arbre de rotor 2. La présente invention a été décrite en ce qui concerne des modes de réalisation préférés. La description, tout comme les dessins, a pour but de faciliter la compréhension de l'invention, plutôt que d'en limiter la portée. Il sera évident pour l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées à l'invention sans s'écarter de son champ d'application, et ces modifications sont destinées à être couvertes par la présente description. L'invention est définie par les revendications qui suivent. Par exemple, dans un autre mode de réalisation (non représenté), la plaque 12 est mobile entre une première position dans laquelle le bord extérieur de la plaque 12 est emboîté dans le côté intérieur du capuchon 14 et une seconde position dans laquelle le bord extérieur de la plaque 12 est détaché du côté intérieur du capuchon 14 pour être logé dans la rainure 10, ledit capuchon 14 comprenant en outre une pluralité de pièces de verrouillage logées axialement dans le bord périphérique du capuchon 14 pour un mouvement de la plaque 12 de la première position à la seconde position par glissement dans une direction axiale vers la empilement de tôles. Le bord extérieur de la plaque 12 comprend en outre une partie inclinée de sorte qu'une pluralité de goupilles glisse contre la partie inclinée pour le mouvement de la plaque 12 de la première position à la seconde position. Rotor (1) comprenant un empilement de tôles installé sur un arbre de rotor (2) du rotor (1), une première face d'extrémité axiale (4) dudit empilement de tôles étant en contact avec un épaulement (8) faisant saillie radialement de l'arbre de rotor (2) ; ledit arbre de rotor (2) ayant, axialement opposé à l'épaulement (8), une rainure (10), logeant une plaque (12), dans lequel la plaque (12) fait saillie radialement de l'arbre de rotor (2) de sorte qu'une seconde face d'extrémité axiale (6) de ledit empilement de tôles, axialement opposée à la première face d'extrémité (4), est en contact avec la plaque (12). Rotor (1) selon la revendication 1, dans lequel une longueur axiale de l’empilement de tôle est supérieure à une distance axiale entre la rainure (10) et l'épaulement (8). Rotor (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque (12) comprend une pluralité de segments (12a, 12b), chaque segment (12a, 12b) étant logé dans la rainure (10) et en contact avec la deuxième face d'extrémité (6) de l'empilement de tôles. Rotor (1) selon la revendication 3, dans lequel chacun des segments (12a, 12b) de la pluralité de segments (12a, 12b) présent des formes identiques. Rotor (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un capuchon (14) disposé sur l'arbre (2) du rotor de manière à ce qu'un bord périphérique du capuchon (14) s'étende axialement vers l'empilement de tôles et est configuré pour recouvrir la plaque (12) et maintenir la plaque (12) dans la rainure (14). Rotor (1) selon la revendication 5, dans lequel le bord périphérique du capuchon (14) comprend un côté intérieur, qui est en contact avec un bord extérieur de la plaque (12). Rotor (1) selon la revendication 6, dans lequel la plaque (12) est mobile entre une première position dans laquelle le bord extérieur de la plaque (12) est emboîté dans le côté intérieur du capuchon (14) et une seconde position dans laquelle le bord extérieur de la plaque (12) est détaché du côté intérieur du capuchon (14) pour être logé dans la rainure (10), ledit capuchon (14) comprenant en outre une pluralité de pièces de verrouillage logées axialement dans le bord périphérique du capuchon (14) pour un mouvement de la plaque (12) de la première position à la seconde position par glissement dans une direction axiale vers la empilement de tôle. Rotor (1) selon la revendication 7, dans lequel le bord extérieur de la plaque (12) comprend en outre une partie inclinée de sorte que la pluralité de parties de verrouillage glisse contre la partie inclinée pour pousser la plaque (12) de la première position à la seconde position. Rotor (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 comprenant en outre un moyen de verrouillage pour serrer axialement le capuchon (14). Procédé de fabrication du rotor (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant les étapes consistant à : installer un empilement de tôles sur un arbre de rotor (2) d'un rotor (1) ; - presser une première face d'extrémité (4) de l'empilement contre un épaulement (8) faisant saillie radialement de l'arbre de rotor (2); - comprimer l'empilement de tôles ; - serrer axialement une seconde face d'extrémité (6) de l'empilement de tôles, axialement opposée à la première face d'extrémité (4), en insérant une plaque (12) dans une rainure (10) de l'arbre de rotor (2), et en mettant en contact la plaque (12) avec la seconde face d'extrémité (6).