Brevet FR3143907A1 — publié le 20240621

Une machine électrique (10) est prévue, avec un boîtier (12), un rotor et un stator (14) logés dans le boîtier (12), une section de refroidissement de stator (24) étant formée de manière circonférentielle le long du stator (14) entre le stator (14) et le boîtier (12), dans lequel le stator (14) a au moins une nervure faisant saillie radialement (20) qui est utilisée pour fixer le stator (14) au boîtier (12), et dans lequel un anneau de recouvrement (28) est placée à une extrémité axiale du stator (14) qui couvre un espace radial entre le stator (14) et le boîtier (12) au moins dans la zone de la nervure (20). Fig. 1 Machine électrique L'invention concerne une machine électrique avec un boîtier, un rotor et un stator logés dans le boîtier. En cours de fonctionnement, les machines électriques peuvent s'échauffer de telle sorte qu'un refroidissement de la machine électrique est nécessaire. Cela s'applique particulièrement aux machines électriques de grande puissance du type utilisé pour la conduite d'un véhicule, notamment d'un véhicule commercial ou d'une voiture particulière. Pour le refroidissement, une section de refroidissement du stator est généralement formée de manière circonférentielle le long du stator entre le stator et le boîtier. Un liquide de refroidissement sous pression est appliqué dans la section de refroidissement via un orifice de fluide dans le boîtier. Le liquide de refroidissement est censé se répandre entièrement autour du stator pour assurer un refroidissement uniforme du stator, avant de sortir de la section de refroidissement à une extrémité axiale du stator. Cependant, en raison des imprécisions de production et des inclinaisons de démoulage du boîtier, l'espace radial circonférentiel entre le boîtier et le stator est irrégulier, ce qui peut entraîner une sortie accrue du liquide de refroidissement aux endroits où l'espace est plus large, de sorte que le liquide de refroidissement ne se répand pas entièrement autour du stator et que le refroidissement est insuffisant. Pour résoudre ce problème, il faut s'assurer que l'écart entre le stator et le boîtier est uniforme. Cependant, ceci est difficile à réaliser, surtout lorsque le tuyau est une pièce moulée. L'objet de la présente invention est donc de fournir une machine électrique qui peut être suffisamment refroidie. Cet objet est réalisé par une machine électrique avec un boîtier, un rotor et un stator logés dans le boîtier, une section de refroidissement du stator étant formée circonférentiellement le long du stator entre le stator et le boîtier, dans laquelle le stator a au moins une nervure faisant saillie radialement qui est utilisée pour fixer le stator au boîtier, et dans laquelle un anneau de recouvrement est placée à une extrémité axiale du stator qui couvre un espace radial entre le stator et le boîtier au moins dans la zone de la nervure. Grâce à l’anneau de recouvrement qui recouvre l'espace radial entre le stator et le carter au moins dans la zone de la nervure, la résistance à l'écoulement du liquide de refroidissement sortant de la section de refroidissement est augmentée au moins dans la zone de la nervure. Ainsi, il est garanti que le liquide de refroidissement se répand sur toute la circonférence du stator, de sorte qu'un refroidissement suffisant du stator est obtenu. En d'autres termes, une sortie excessive du liquide de refroidissement dans la zone de la fixation est évitée. En particulier, l'idée centrale de l'invention est d'éviter une baisse significative de la vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement qui se répand autour du stator. La zone de la nervure est généralement la zone la plus critique en ce qui concerne l'écart radial entre le stator et le boîtier. Ainsi, en couvrant l'espace radial au moins dans la zone de la nervure, une chute de la vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement peut être évitée de manière très efficace. Par exemple, le stator comprend un enroulement de stator et la machine électrique comprend un connecteur pour contacter électriquement l'enroulement de stator, dans lequel l’anneau de recouvrement a une interruption circonférentielle dans la zone du connecteur. Ainsi, il est possible de monter facilement l’anneau de recouvrement sur le stator. En particulier, l’anneau de recouvrement peut être montée dans une direction axiale sans interférer avec le connecteur. Ainsi, la machine électrique peut être assemblée particulièrement facilement. De plus, grâce à l'interruption, l’anneau de recouvrement présente une certaine élasticité, ce qui contribue également à un montage facile de l’anneau de recouvrement. L'interruption est de préférence placée à une distance de la zone de la nervure telle que la vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement n'est pas significativement affectée par l'interruption. Selon un aspect, l'anneau de recouvrement s'appuie sur une paroi intérieure du boîtier avec son bord extérieur circonférentiel. Ainsi, l'anneau de recouvrement est centré sur le boîtier. De plus, l'anneau de recouvrement en butée contre la paroi intérieure du boîtier contribue à augmenter la résistance à l'écoulement du liquide de refroidissement sortant de la section de refroidissement. Selon un mode de réalisation, l'anneau de recouvrement a un collier s'étendant axialement sur son bord intérieur, dans lequel le collier s'étendant axialement bute contre une face d'extrémité axiale du stator. Ainsi, l'anneau de recouvrement peut être facilement monté dans une position définie axialement. Par exemple, un joint est disposé le long du bord de contact entre l'anneau de recouvrement et la paroi intérieure du boîtier et/ou le long du bord de contact entre l'anneau de recouvrement et le stator. Cela permet d'éviter une fuite de liquide de refroidissement le long de l’anneau de recouvrement. En outre, les tolérances sont compensées au moyen du joint. Le joint peut être formé d'un seul tenant avec l’anneau de recouvrement. Ainsi, la manipulation de l’anneau de recouvrement est simplifiée. Le joint entre automatiquement en contact avec la paroi intérieure du boîtier, respectivement avec la face d'extrémité axiale du stator, lorsque l’anneau de recouvrement est monté. L’anneau de recouvrement peut présenter au moins un évidement sur son bord extérieur, l'évidement étant disposé à une distance circonférentielle de la nervure du stator. L'évidement permet une sortie contrôlée du liquide de refroidissement de la section de refroidissement. Ainsi, un enroulement de stator du stator est refroidi au moyen du liquide de refroidissement présent dans l'évidement. En particulier, en prévoyant au moins un évidemment, la vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement sortant de l'évidement est suffisamment élevée pour que le liquide de refroidissement frappe l'enroulement du stator. De préférence, un flasque d'extrémité est disposé à une extrémité axiale du boîtier, dans lequel le flasque d'extrémité a au moins une zone de contact qui bute axialement sur l’anneau de recouvrement de sorte que l’anneau de recouvrement est maintenu en contact avec le stator. Ainsi, des moyens de fixation supplémentaires pour fixer l’anneau de recouvrement au stator peuvent être supprimés, ce qui contribue à une conception compacte de la machine électrique. En outre, l'assemblage du moteur électrique est particulièrement facile. L'anneau de recouvrement est par exemple une pièce moulée par injection, en particulier une pièce en plastique. De ce fait, l'anneau de recouvrement est particulièrement économique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention peuvent être déduits de la description suivante et des dessins. Dans les dessins : montre une machine électrique selon un mode de réalisation inventif, montre une vue en coupe de la machine électrique de la , montre la machine électrique de la sans le boîtier, montre la machine électrique de la , montre une vue de face de la machine électrique de la , montre un anneau de recouvrement de la machine électrique, montre une vue en coupe de l'anneau de recouvrement de la , montre un autre anneau de recouvrement pour la machine électrique de la , et montre une autre vue en coupe de la machine électrique de la . La montre une machine électrique 10, en particulier une machine électrique de grande puissance. La machine électrique 10 comprend un boîtier 12, un rotor qui n'est pas représenté sur les dessins pour des raisons de simplicité, et un stator 14 logé dans le boîtier 12. Par exemple, le boîtier 12 et le stator 14 sont des composants moulés sous pression. Dans le mode de réalisation représenté, la machine électrique 10 est un moteur à rotor interne. La machine électrique 10 comprend au moins un enroulement de stator 16 (voir ), qui n'est pas représenté sur la plupart des figures pour permettre une meilleure vue des autres composants de la machine électrique 10. Pour établir un contact électrique avec les enroulements de stator 16, la machine électrique 10 comprend en outre un connecteur 18 qui s'étend à travers le boîtier 12. Le stator 14 comporte au moins une, dans le mode de réalisation représenté, quatre nervures 20 en saillie radiale (voir figures 2 à 4) qui servent à fixer le stator 14 au boîtier 12. Les nervures 20 sont mieux visibles sur la , qui montre la machine électrique 10 sans le boîtier 12. Sur la vue en coupe de la , il est visible que les vis 22 qui servent à fixer le stator 14 au boîtier traversent les nervures 20 et sont vissées dans un fond du boîtier 12. Une section de refroidissement de stator 24 est formée sur la circonférence du stator 14 entre le stator 14 et le boîtier 12. La section de refroidissement du stator 24 est réalisée par un espace radial circonférentiel entre le stator 14 et le boîtier 12. Sur sa surface extérieure, le stator 14 présente une pluralité de rainures 26 s'étendant axialement (voir ). Grâce aux rainures 26, une plus grande quantité de liquide de refroidissement peut circuler dans la section de refroidissement 24. Dans un cas idéal, l'espace circonférentiel formant la section de refroidissement 24 a, sans tenir compte des rainures 26, une largeur uniforme. Cependant, comme cela est légèrement visible sur la , la largeur de l'espace circonférentiel, c'est-à-dire la section de refroidissement 24, varie. En particulier, dans la zone des nervures 20, l'espace est plus large que dans les autres zones. Afin d'assurer un refroidissement suffisant du stator 14, un anneau de recouvrement 28 est placé à une extrémité axiale du stator 14, tel qu'il est représenté sur les figures 1, 2, 3 et 5. L'anneau de recouvrement 28 couvre l'espace radial entre le stator 14 et le boîtier 12 au moins dans la zone de la nervure 20. L’anneau de recouvrement28 est par exemple une pièce moulée par injection. Dans le mode de réalisation représenté, l'anneau de recouvrement 28 n'est pas entièrement circonférentiel, mais présente une interruption circonférentielle 30 dans la zone du connecteur 18. En d'autres termes, l'anneau de recouvrement 28 est essentiellement en forme de U. Dans la zone des nervures 20, l'anneau de recouvrement 28 présente des pattes 32 faisant saillie radialement. Comme on peut le voir sur la , l’anneau de recouvrement28 présente des évidements 34 sur son bord extérieur 36. Dans le mode de réalisation représenté, trois évidements 34 sont disposés entre deux nervures 20. Les évidements 34 sont disposés à une distance circonférentielle des nervures 20 du stator 14. Ainsi, les évidements 34 n'affectent pas de manière significative la vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement et n'empêchent donc pas la distribution du liquide de refroidissement dans la section de refroidissement 24. Les évidements 34 sont également visibles sur la , qui montre l’anneau de recouvrement28 en vue de dessus. Grâce aux évidements 34, le liquide de refroidissement peut sortir de la section de refroidissement 24 et s'écouler à travers les ouvertures formées par les évidements 34 pour frapper les enroulements du stator 16. Ainsi, le liquide de refroidissement peut être utilisé pour refroidir le stator 14 ainsi que les enroulements du stator 16. La montre une vue en coupe de l'anneau de recouvrement 28, qui permet de voir le profil de l'anneau de recouvrement 28. Lorsque l’anneau de recouvrement 28 est assemblé dans la machine électrique 10, elle vient en butée contre une paroi intérieure 38 du boîtier 12 avec son bord extérieur circonférentiel 36 (voir ). L’anneau de recouvrement 28 comporte un collier s'étendant axialement 40 au niveau de son bord intérieur, dans lequel le collier s'étendant axialement 40 vient en butée contre une face d'extrémité axiale du stator 14. Plus précisément, l'anneau de recouvrement 28 a un profil en forme de L. Dans la vue agrandie de la , on voit un joint 42 qui est éventuellement disposé le long du bord de contact entre l’anneau de recouvrement28 et la paroi intérieure 38 du boîtier 12 ainsi que le long du bord de contact entre l’anneau de recouvrement28 et le stator 14. De préférence, le joint 42 est formé d'un seul tenant avec l'anneau de recouvrement 28. Cela signifie que l’anneau de recouvrement28 est une pièce à deux composants dont le matériau est plus élastique dans la zone du joint 42 que dans les autres zones de l’anneau de recouvrement28. Dans un autre mode de réalisation, le joint 42 est collé à l’anneau de recouvrement 28. La montre un assemblage avec un autre anneau de recouvrement 28, qui peut également être utilisée dans la machine électrique 10 selon les figures 1 à 5. L’anneau de recouvrement28 selon la diffère de l’anneau de recouvrement 28 selon les figures 6 et 7 par la forme de l'évidement 34. Au lieu de trois évidements distincts 34 disposés entre deux nervures 20 du stator 14, l’anneau de recouvrement 28 comprend un seul évidement 34 entre deux nervures 20. La longueur de l'évidement 34 est par exemple au moins égale à la moitié de la distance entre les nervures 20. Dans un autre mode de réalisation, l’anneau de recouvrement28 peut comporter des évidements 34 de taille différente. La montre une vue en coupe de la machine électrique 10, dans laquelle un flasque d'extrémité 44 qui est disposé à une extrémité axiale du boîtier 12 est représenté de manière schématique. Le flasque d'extrémité 44 comporte au moins une zone de contact 46 qui vient axialement en butée contre l'anneau de recouvrement 28 de sorte que l'anneau de recouvrement 28 est maintenu en contact avec le stator 14. Par exemple, le flasque d'extrémité 44 a des saillies 48 qui s'étendent d'un couvercle 50 du flasque d'extrémité 44 à l'anneau de couverture 28, dans lequel la zone de contact est disposée au niveau des saillies 48. La zone de contact 46 est par exemple placée dans la zone des nervures 20 respectivement dans la zone des rabats 32. Dans la zone des nervures 20, l'anneau de recouvrement 28 présente une surface suffisamment grande pour obtenir une pression de contact suffisante. Cependant, la zone de contact 46 peut être placée n'importe où autour de la circonférence de l'anneau de recouvrement 28. Machine électrique (10) avec un boîtier (12), un rotor et un stator (14) logés dans le boîtier (12), une section de refroidissement de stator (24) étant formée de manière circonférentielle le long du stator (14) entre le stator (14) et le boîtier (12), dans lequel le stator (14) a au moins une nervure faisant saillie radialement (20) qui est utilisée pour fixer le stator (14) au boîtier (12), et dans lequel un anneau de recouvrement (28) est placée à une extrémité axiale du stator (14) qui couvre un espace radial entre le stator (14) et le boîtier (12) au moins dans la zone de la nervure (20). Machine électrique (10) selon la revendication 1, dans laquelle le stator (14) comprend un enroulement de stator (16) et la machine électrique (10) comprend un connecteur (18) pour contacter électriquement l'enroulement de stator (16), dans laquelle l’anneau de recouvrement (28) a une interruption circonférentielle (30) dans la zone du connecteur (18). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’anneau de recouvrement (28) vient en appui sur une paroi intérieure (38) du boîtier (12) par son bord extérieur circonférentiel (36). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’anneau de recouvrement (28) comporte un collier s'étendant axialement (40) au niveau de son bord interne, dans laquelle le collier s'étendant axialement (40) vient en butée contre une face d'extrémité axiale du stator (14). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans laquelle un joint (42) est disposé le long du bord de contact entre l’anneau de recouvrement (28) et la paroi intérieure (38) du boîtier (12) et/ou le long du bord de contact entre l’anneau de recouvrement (28) et le stator (12). Machine électrique (10) selon la revendication 5, dans laquelle le joint (42) est formé d'un seul tenant avec l’anneau de recouvrement (28). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’anneau de recouvrement (28) présente au moins un évidement (34) sur son bord extérieur (36), l'évidement (34) étant disposé circonférentiellement à distance de la nervure (20) du stator (14). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle un flasque d'extrémité (44) est disposé à une extrémité axiale du boîtier (12), dans laquelle le flasque d'extrémité (44) a au moins une zone de contact (46) qui bute axialement sur l’anneau de recouvrement (28) de sorte que l’anneau de recouvrement (28) est maintenu en contact avec le stator (14). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’anneau de recouvrement (28) est une pièce moulée par injection, notamment une pièce en plastique.