Brevet FR3148875A1 — publié le 20241122

Cette machine (14) pour l’assemblage d’un stator (2) muni d’un carter (4) et d’une pluralité de dents (6) bobinées collées à l’intérieur du carter (4) comprend : - un dispositif de serrage radial des dents (6) comprenant une pluralité de supports de dent (16) répartis de manière annulaire et un mécanisme de compression radial (18) configuré pour exercer une contrainte radiale sur les supports de dent (16), - une plaque inférieure (28) fixée de manière amovible au dispositif de serrage radial, - un dispositif de serrage axial des dents (6) comprenant une plaque supérieure (44) et un mécanisme de compression axial (46) des dents (6) entre la plaque supérieure et la plaque inférieure (28), et - un organe de fixation amovible de la plaque inférieure (28) au carter (4). Figure pour l’abrégé : Fig 3 Machine et procédé pour l’assemblage d’un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur. La présente invention a pour domaine technique les moteurs électriques, notamment à flux axial. En particulier, la présente invention a pour objet une machine pour l’assemblage d’un stator, un procédé d’assemblage d’un stator, ainsi qu’un stator assemblé par une telle machine ou un tel procédé. Techniques antérieures Un moteur électrique à flux axial comprend, par exemple, deux stators et un rotor disposé axialement entre les deux stators. Le rotor comprend une pluralité d’aimants permanents répartis de manière annulaire. Chaque stator comprend un carter et une pluralité de dents trapézoïdales bobinées réparties de manière annulaire dans le carter et vissées au carter. Les dents bobinées peuvent être désalignées axialement et/ou être réparties de manière irrégulière selon la direction circonférentielle du moteur et/ou être faiblement serrées selon la direction circonférentielle. La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités, de fournir un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées fixées à l’intérieur du carter, de contrôler le positionnement axial et radial des dents du stator. La présente invention a pour objet une machine pour l’assemblage d’un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur du carter, cette machine comprenant : - un dispositif de serrage radial des dents comprenant une pluralité de supports de dent répartis de manière annulaire et un mécanisme de compression radial configuré pour exercer une contrainte radiale sur les supports de dent, - une plaque inférieure fixée de manière amovible au dispositif de serrage radial, - un dispositif de serrage axial des dents comprenant une plaque supérieure et un mécanisme de compression axial des dents entre la plaque supérieure et la plaque inférieure, et - un organe de fixation amovible de la plaque inférieure au carter. Le dispositif de serrage radial des dents du stator permet de former un contact entre les flancs des dents bobinées. Le dispositif de serrage axial des dents permet de maintenir axialement les dents bobinées du stator lors du serrage du dispositif de serrage radial, et assure un contrôle de la position axiale des dents du stator. L’organe de fixation amovible de la plaque inférieure au carter est configuré pour fixer de manière amovible la plaque inférieure au carter du stator. L’organe de fixation amovible fixe la plaque inférieure au carter lorsque les dents bobinées ont été serrées radialement par le dispositif de serrage radiale et axialement par le dispositif de serrage axial. Avantageusement, l’organe de fixation amovible est configuré pour fixer la plaque inférieure au carter de sorte que les dents bobinées sont maintenues dans leur position serrée radialement et axialement entre la plaque inférieure et le carter. La plaque inférieure fixée de manière amovible au dispositif de serrage radial est apte à se séparer du dispositif de serrage radial lorsque la plaque inférieure est fixée au carter par l’organe de fixation amovible. Ainsi, l’ensemble comprenant la plaque inférieure, l’organe de fixation amovible, les dents bobinées et le carter est rendu indépendant, notamment afin de laisser le temps à un adhésif des dents au carter de se figer pour fixer les dents au carter. Avantageusement, l’organe de fixation et la plaque inférieure sont résistant à une température de cuisson d’une colle des dents au carter. Ainsi, l’ensemble indépendant comprenant la plaque inférieure, l’organe de fixation amovible, les dents bobinées et le carter est apte à être mis au four pour accélérer la prise de l’adhésif des dents au carter. De préférence, lorsque l’organe de fixation amovible de la plaque inférieure au carter est ôté, l’adhésif des dents au carter, par exemple une colle des dents au carter, est l’unique moyen de liaison des dents au carter. Avantageusement, les supports de dent sont mobiles radialement. Dans un mode de réalisation particulier, le stator est un stator d’un moteur électrique à flux axial. La machine peut comprendre une pluralité de chariots, chaque chariot étant configuré pour attacher une dent. La plaque inférieure peut comprendre une pluralité de rainure radiale, chaque support de dent s’étendant axialement au travers d’une rainure radiale. De préférence, chaque support de dent est configuré pour entraîner en translation radiale un chariot. Avantageusement, le mécanisme de compression radial de l’appareil de serrage radial comprend un volant raccordé aux supports de dent et configuré pour transformer un effort de rotation appliqué au volant en un effort de translation appliqué radialement aux supports de dent. Avantageusement, la plaque inférieure comprend un orifice central, l’organe de fixation comprenant une première pièce de compression insérée dans l’orifice et une deuxième pièce de compression apte à coopérer avec la première pièce de compression pour comprimer les dents entre la plaque inférieure et le carter. Optionnellement, la plaque inférieure comprend une pluralité de poussoir à ressort aptes à coopérer avec l’organe de fixation amovible de la plaque inférieure au carter pour maintenir les dents bobinées dans leur position serrée radialement et axialement entre la plaque inférieure et le carter. Avantageusement, la machine comprend un organe de maintien temporaire d’une partie des supports de dent dans une position de dent serrée. L’organe de maintien temporaire permet notamment de positionner manuellement une partie des supports de dent dans leur position de dent serrée avant l’utilisation des dispositifs de serrage axial et radial. La présente invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur du carter, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - fixation des dents à des supports de dent ; - serrage axial des dents ; - serrage radial des dents ; et - collage des dents au carter. Ce procédé est, par exemple, mis en œuvre par la machine pour l’assemblage d’un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur du carter telle que définie précédemment. Avantageusement, le collage des dents au carter comprend l’application d’un adhésif sur les dents et/ou le carter, ainsi que la cuisson de l’adhésif. Optionnellement, le procédé comprend, avant les étapes de serrage axial et radial, une étape de positionnement d’une partie des supports de dent dans une position de dent serrée et la fixation temporaire de ladite partie des supports. La présente invention a également pour objet un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur du carter réalisé par l’utilisation d’une machine telle que définie précédemment et/ou par la mise en œuvre d’un procédé tel que défini précédemment. La présente invention a en outre pour objet un moteur électrique comprenant un rotor et au moins un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur du carter, le stator étant réalisé par l’utilisation d’une machine telle que définie précédemment et/ou par la mise en œuvre d’un procédé tel que défini précédemment. Dans un mode de réalisation particulier, le moteur électrique comprend un rotor et deux stators comprenant chacun un carter et une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur dudit carter, chaque stator étant réalisé par l’utilisation d’une machine telle que définie précédemment et/ou par la mise en œuvre d’un procédé tel que défini précédemment. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : illustre schématiquement un stator muni d’un carter et d’une pluralité de dents bobinées collées à l’intérieur du carter selon l’invention ; illustre schématiquement un moteur électrique selon l’invention ; illustre schématiquement une machine pour l’assemblage d’un stator selon l’invention ; illustre schématiquement les étapes d’un procédé d’assemblage d’un stator selon l’invention ; illustre schématiquement une étape de fixation des dents à des supports de dent selon l’invention ; illustre schématiquement une étape de serrage axial et radial des dents selon l’invention ; illustre schématiquement une étape de collage des dents au carter selon l’invention ; et illustre schématiquement une étape de cuisson de la colle selon l’invention. Description détaillée La représente schématiquement un stator 2 muni d’un carter 4 et d’une pluralité de dents 6 collées à l’intérieur du carter 4, le stator 2 comprenant ici quinze dents 6 collées à l’intérieur du carter 4. Les dents 6 sont ici des dents de section trapézoïdale, empilées et bobinées. Les dents 6 sont fixées au carter 4 uniquement par un adhésif, par exemple un adhésif epoxy monocomposant ou bi-composant. Les dents 6 sont disposées de manière annulaire, chaque dent 6 étant en contact avec deux autres dents 6. La représente schématiquement un moteur 8 électrique à flux axial comprenant un rotor 10 et deux stators 2 disposés axialement de part et d’autre du rotor 10. Chaque carter 4 de stator 2 comprend un orifice central 12 pour le passage d’un arbre de transmission. La représente schématiquement une machine 14 pour l’assemblage d’un stator 2 muni d’un carter 4 et d’une pluralité de dents 6 bobinées collées à l’intérieur du carter 4. La machine 14 comprend un dispositif de serrage radial des dents 6 comprenant une pluralité de supports de dent 16 répartis de manière annulaire. Le dispositif de serrage radial comprend un mécanisme de compression radial 18 comprenant un volant muni d’un flasque 20 de section circulaire et de leviers 22 s’étendant radialement depuis le flasque 20 afin de faciliter l’application d’un effort de rotation sur le volant. Le flasque 20 comprend une pluralité d’évidements 24 s’étendant chacun selon un secteur limité dans le sens circonférentiel et ayant chacun une courbure supérieure au flasque 20. Chaque évidement 24 s’étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité, la distance entre la première extrémité de l’évidement 24 et la périphérie circulaire du flasque 20 étant inférieure à la distance entre la deuxième extrémité de l’évidement 24 et la périphérie circulaire du flasque 20. Le mécanisme de compression radial 18 comprend une pluralité de tiges 26 munies d’une première extrémité mobile dans un évidement 24 du flasque 20 et d’une deuxième extrémité raccordée mécaniquement à un support de dent 16. La machine 14 comprend une plaque inférieure 28 comprenant une pluralité de rainure radiale 30 et un orifice central. La plaque inférieure 28 est fixée de manière amovible au dispositif de serrage radial. La plaque inférieure 28 comprend une pluralité de poussoirs à ressort 32 chacun disposé circonférentiellement entre deux rainures radiales 30 successives de la plaque inférieure 28 et apte à exercer un effort axial. Chaque support de dent 16 du dispositif de serrage radial s’étend axialement au travers d’une rainure radiale 30 de la plaque inférieure 28. Ainsi, lorsque le volant est mis en rotation, les tiges 26 du mécanisme de compression radial 18 contraintes dans les évidements 24 du flasque 20 exercent un effort radial sur les supports de dent 16 de sorte à déplacer radialement les supports de dent 16 dans les rainures radiales 30 de la plaque inférieure 28. La machine 14 comprend également un organe de fixation amovible de la plaque inférieure 28 au carter 4 comprenant une première pièce de compression 34 insérée dans l’orifice central de la plaque inférieure 28. Avantageusement, la première pièce de compression 34 est solidaire de la plaque inférieure 28. La machine 14 est apte à mettre en œuvre un procédé d’assemblage d’un stator 2 muni d’un carter 4 et d’une pluralité de dents 6 bobinées collées à l’intérieur du carter 4, le procédé étant représenté schématiquement en . On commence par une étape 36 de fixation des dents 6 aux supports de dent 16 représentée schématiquement sur la . La machine 14 comprend une pluralité de chariots 38 pour attacher les dents 6. Chaque dent 6 comprend, par exemple, une rainure (non représentée), chaque chariot 38 comprenant une attache complémentaire de la rainure de la dent 6 de sorte que l’attache complémentaire du chariot 38 est apte à se pincer dans la rainure de la dent 6. Lorsque les supports de dent 16 sont disposés dans les rainures radiales 30 de la plaque inférieure 28 de sorte que les supports de dents 16 sont en butée contre les extrémités distales des rainures radiales 30, on fixe les chariots 38 attachés aux dents 6 sur les supports de dent 16. L’extrémité distale des rainures radiales 30 est l’extrémité la plus proche de la périphérie de la plaque inférieure 28. Les dents 6 sont ainsi disposées sur la plaque inférieure 28 de sorte que l’entrefer du stator 2, destiné à être situé du côté du rotor 10, correspond au côté de la plaque inférieure 28 par rapport aux dents 6. On effectue ensuite des étapes 40, 42 de serrage axial et radial des dents 6, représentées schématiquement sur la . Pour cela, la machine 14 comprend également un dispositif de serrage axial des dents 6 comprenant une plaque supérieure 44 et un mécanisme de compression axial 46 des dents 6 entre la plaque supérieure 44 et la plaque inférieure 28. Par exemple, on positionne la plaque supérieure 44 sur les dents 6 attachées aux chariots 38 fixés sur les supports de dents 16. Ainsi, les dents 6 sont enserrées axialement entre la plaque supérieure 44 et la plaque inférieure 28, notamment par interposition des chariots 38. La plaque supérieure 44 comprend ici un orifice central, la première pièce de compression 34 comprenant un pion traversant l’orifice central de la plaque inférieure 28 et muni d’un épaulement. Le pion est emmanché dans l’orifice central de la plaque supérieure 44, la plaque supérieure 44 reposant sur l’épaulement lorsque les dents 6 sont serrées axialement. Avantageusement, avant d’effectuer les étapes 40, 42 de serrage axial et radial, on effectue une étape 48 de positionnement d’une partie des supports de dent 16 dans une position de dent serrée. Par exemple, on déplace manuellement une partie des supports de dent 16, par exemple trois supports de dent 16 décalées angulairement de 120°, pour placer lesdits support de dent 16 en butée contre les extrémités proximales des rainures radiales 30. L’extrémité proximale des rainures radiales 30 est l’extrémité la plus éloignée de la périphérie de la plaque inférieure 28 Puis, on fixe la partie des supports de dent 16 dans la position de dent serrée correspondant à la position occupée par la dent 6 fixée au support de dent 16 lorsque les dents 6 sont serrées radialement. La machine 14 comprend un organe de maintien 50 temporaire d’une partie des supports de dent 16 dans la position de dent serrée. La plaque supérieure 44 comprend, par exemple, une pluralité de taraudages, l’organe de maintien 50 temporaire comprenant alors une pluralité de vis insérées dans les taraudages de la plaque supérieure 44 pour maintenir les supports de dent 16 et les dents 6 dans la position de dent serrée. En variante, l’organe de maintien 50 temporaire peut comprendre des cales coopérants avec les rainures radiales 30 pour maintenir les supports de dent 16 dans la position de dent serrée. On effectue ensuite l’étape 40 de serrage axial des dents 6. Par exemple, on utilise le mécanisme de compression axial 46 pour comprimer les dents 6 entre la plaque supérieure 44 et la plaque inférieure 28. Le mécanisme de compression axial 46 comprend, par exemple, une presse ou des vis de la plaque supérieure 44 à la plaque inférieure 28. Ainsi, le dispositif de serrage axial des dents 6 permet de maintenir axialement les dents 6 bobinées du stator 2 pour effectuer le serrage radial des dents 6. Avantageusement, la plaque supérieure 44 est fixée à la première pièce de compression 34 de l’organe de fixation amovible lorsque les dents 6 sont serrées axialement. Par exemple, la première pièce de compression 34 de l’organe de fixation amovible comprend un taraudage permettant de fixer la plaque supérieure 44. On effectue ensuite l’étape 42 de serrage radial des dents 6. Par exemple, on tourne le volant pour déplacer les supports de dent 16 radialement vers l’intérieur de manière à obtenir un contact entre les flancs des dents 6 bobinées. Optionnellement, on place un gabarit (non représenté) au centre de la pluralité de dents 6 afin de vérifier que les dents 6 sont bien serrées radialement. Lorsque les dents 6 sont serrées axialement et radialement, on retire la plaque supérieure 44. Par exemple, on positionne une plaque d’éjection (non représentée) sur la plaque supérieure 44, puis on exerce une force axiale sur la plaque d’éjection en direction de la plaque inférieure 28 pour défaire la fixation de la plaque supérieure 44 à la première pièce de compression 34. On effectue alors une étape 52 de collage des dents 6 représentée schématiquement à la . On applique un adhésif sur les dents 6 et/ou à l’intérieur du carter 4, puis on dispose le carter 4 sur les dents 6 de sorte que les dents 6 sont à l’intérieur du carter 4. De préférence, la première pièce de compression 34 permet de centrer le carter 4 sur la plaque inférieure 28. Les poussoirs à ressort 32 permettent alors de maintenir les dents 6 plaquées contre le carter 4. Optionnellement, on prépare la surface des dents 6 et/ou la surface intérieure du carter 4 avant d’appliquer l’adhésif, par exemple par une préparation de surface au laser. Afin de mieux répartir l’adhésif, on serre axialement le carter 4 et la plaque inférieure 28 afin de faire fluer l’adhésif. Pour cela, l’organe de fixation amovible comprend une deuxième pièce de compression 54 apte à coopérer avec la première pièce de compression 34 pour comprimer les dents 6 entre la plaque inférieure 28 et le carter 4. Par exemple, la deuxième pièce de compression 54 comprend une plaque apte à se visser au travers de l’orifice central 12 du carter 4 dans le taraudage de la première pièce de compression 34 de l’organe de fixation amovible pour comprimer axialement les dents 6 entre la plaque inférieure 28 et le carter 4. De préférence, les poussoirs à ressort 32 sont indépendants les uns des autres pour plaquer indépendamment les différentes dents 6 sur le carter 4. Ainsi, l’épaisseur d’adhésif entre le carter 4 et les dents 6 est proche d’une dent 6 à l’autre, les poussoirs à ressort 32 permettant de rattraper d’éventuelles différences de hauteur des dents 6. Avantageusement, on effectue une étape 56 de cuisson de l’adhésif afin d’accélérer la prise de l’adhésif. On détache la plaque inférieure 28 du dispositif de serrage radial, rendant ainsi indépendant l’ensemble comprenant la plaque inférieure 28, l’organe de fixation amovible, les dents 6 bobinées et le carter 4, les chariots 38 étant alors ôtés. Puis on met dans un four l’ensemble indépendant, l’organe de fixation amovible et la plaque inférieure 28 étant, de préférence, résistant à une température de cuisson de l’adhésif des dents 6 au carter 4. Lorsque l’adhésif a pris, on retire l’ensemble indépendant du four, puis on détache la plaque inférieure 28 fixée par l’organe de fixation amovible de la plaque inférieure 28 au carter 4. Machine (14) pour l’assemblage d’un stator (2) muni d’un carter (4) et d’une pluralité de dents (6) bobinées collées à l’intérieur du carter (4), caractérisée en ce qu’elle comprend : un dispositif de serrage radial des dents (6) comprenant une pluralité de supports de dent (16) répartis de manière annulaire et un mécanisme de compression radial (18) configuré pour exercer une contrainte radiale sur les supports de dent (16), une plaque inférieure (28) fixée de manière amovible au dispositif de serrage radial, un dispositif de serrage axial des dents (6) comprenant une plaque supérieure (44) et un mécanisme de compression axial (46) des dents (6) entre la plaque supérieure (44) et la plaque inférieure (28), et un organe de fixation amovible de la plaque inférieure (28) au carter (4). Machine (14) selon la revendication 1, dans lequel l’organe de fixation et la plaque inférieure (28) sont résistant à une température de cuisson d’un adhésif des dents (6) au carter (4). Machine (14) selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant une pluralité de chariots (38), chaque chariot (38) étant configuré pour attacher une dent, la plaque inférieure (28) comprenant une pluralité de rainure radiale (30), chaque support de dent (16) s’étendant axialement au travers d’une rainure radiale (30) et étant configuré pour entraîner en translation radiale un chariot (38). Machine (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le mécanisme de compression radial (18) de l’appareil de serrage radial comprend un volant raccordé aux supports de dent (16) et configuré pour transformer un effort de rotation appliqué au volant en un effort de translation appliqué radialement aux supports de dent (16). Machine (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la plaque inférieure (28) comprend un orifice central, l’organe de fixation comprenant une première pièce de compression (34) insérée dans l’orifice et une deuxième pièce de compression (54) apte à coopérer avec la première pièce de compression (34) pour comprimer les dents (6) entre la plaque inférieure (28) et le carter (4). Machine (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant un organe de maintien (50) temporaire d’une partie des supports de dent (16) dans une position de dent serrée. Procédé d’assemblage d’un stator (2) muni d’un carter (4) et d’une pluralité de dents (6) bobinées collées à l’intérieur du carter (4), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : fixation (36) des dents (6) à des supports de dent (16) ; serrage axial (40) des dents (6) ; serrage radial (42) des dents (6) ; et collage (52) des dents (6) au carter (4). Procédé selon la revendication 6, dans lequel le collage des dents (6) au carter (4) comprend l’application d’un adhésif sur les dents (6) et/ou le carter (4), ainsi que la cuisson (56) de l’adhésif. Procédé selon l’une des revendications 6 et 7 comprenant, avant les étapes de serrage axial et radial (40, 42), une étape de positionnement (48) d’une partie des supports de dent (16) dans une position de dent serrée et la fixation temporaire de ladite partie des supports de dent (16). Moteur (8) électrique comprenant un rotor (10) et au moins un stator (2) muni d’un carter (4) et d’une pluralité de dents (6) bobinées collées à l’intérieur du carter (4), le stator (2) étant réalisé par l’utilisation d’une machine (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 et/ou par la mise en œuvre d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 9.