Brevet FR3164073A1 — publié le 20260102

Un aspect de l’invention concerne un anneau 10 de refroidissement pour un stator de machine électrique tournante d’axe longitudinal X, l’anneau 10 comportant à une première extrémité axiale 12 un premier diamètre D12 et à une deuxième extrémité axiale 13 un deuxième diamètre D13 différent dudit premier diamètre D12, l’anneau 10 étant remarquable en ce qu’il comporte une première ouverture de rétention 14 et une deuxième ouverture de rétention ménagées dans la paroi de la première extrémité axiale 12 de l’anneau 10, les première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15 étant configurées pour coopérer, respectivement avec des premiers et deuxième moyens de préhension d’un outil de préhension et de positionnement de l’anneau 10. Figure 4 ANNEAU DE REFROIDISSEMENT POUR UN STATOR DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNIE DE MOYENS DE RETENTION La présente invention se rapporte à un anneau de refroidissement pour un stator de machine électrique tournante, ledit anneau de refroidissement étant muni de moyens de rétention configurés pour coopérer avec un outil de préhension dudit anneau. L’invention concerne ainsi le domaine technique du refroidissement des stators de machine électrique tournante. On connait des machines électriques tournantes d’axe longitunal X munies d’un stator comportant des première et deuxième faces d’extrémité et un bobinage traversant longitudinalement le stator formant à chaque face d’extrémité du stator un chignon de fils électriquement conducteurs. Ce type de machine électrique tournante est habituellement équipée d’un connecteur de phase d’axe longitudinal X de forme globalement circulaire disposé en regard de la première face d’extrémité du stator. Une telle machine électrique tournante est également munie d’un carter entourant le stator et le connecteur de phase. Le connecteur de phase comporte un premier et un deuxième tenons de positionnement angulaire d’un anneau de refroidissement, chacun des tenons s’étendant radialement depuis le connecteur de phase en direction du carter. En fonctionnement, la température de la machine électrique tournante augmente. Lorsque l’augmentation de température n’est pas maîtrisée, les performances de la machine électrique tournante peuvent être dégradées et les aimants peuvent se démagnétiser. Afin de contenir la température de la machine électrique tournante, il est connu d’équiper celle-ci de deux anneaux de refroidissement, ces deux anneaux participant au refroidissement du stator de la machine électrique tournante. Chacun des anneaux entoure un des chignons de fils et est au contact d’une des faces d’extrémité du stator. Pour chaque anneau, une chambre étanche est ainsi formée entre la surface circonférentielle externe de l’anneau et la surface circonférentielle interne du carter. Chaque anneau est muni d’une pluralité d’orifices permettant de distribuer de l'huile de refroidissement depuis la chambre étanche sur le chignon de fils électriquement conducteur entouré par l’anneau. L’huile participe ainsi au refroidissement du chignon de fils électriquement conducteurs et plus généralement du stator. Comme illustré de façon schématique à la FIG. 1 représentant une vue de profil d’un anneau 1 de refroidissement, un tel anneau 1 présente un axe longitudinal X, possède à une première extrémité axiale un premier diamètre D1 et à une deuxième extrémité axiale un deuxième diamètre D2 supérieur au premier diamètre D1. A l’image de la représentation située en FIG. 2 montrant une vue de face de l’anneau représenté à la FIG. 1 , l’anneau 1 comporte en outre : Une première excroissance 2 s’étendant radialement de l’anneau 1 vers l’axe longitudinal X, la première excroissance 2 comportant une rainure 3 apte à coopérer avec le premier tenon de positionnement du connecteur de phase ; et Une deuxième excroissance 4 s’étendant radialement de l’anneau 1 vers l’axe longitudinal X, la deuxième excroissance 4 comportant une rainure 3 apte à coopérer avec le deuxième tenon de positionnement du connecteur de phase. La coopération des rainures 3 avec les premier et deuxième tenons de positionnement du connecteur de phase permet de positionner angulairement l’anneau 1 vis-à-vis du connecteur de phase. Effectivement, l’anneau 1 présente une pluralité de formes coopérant avec différents éléments de la machine électrique tournante et doit être positionné angulairement. Il est connu du document CN-U-214755992 des dispositifs de montage d’anneau de stator. De tels dispositifs sont complexes à mettre en œuvre. Lors du transport, les anneaux 1 sont empilés les uns sur les autres conformément à la représentation de la FIG. 3 . Le premier diamètre D1 d’un anneau 1 d’un étage N+1 est disposé sur les première et deuxième excroissances 2, 4 d’un anneau 1 d’un étage N, et ainsi de suite. Autrement dit, les anneaux 1 ne peuvent pas s’emboiter les uns dans les autres de sorte que lors du transport, l’espace occupé par ces anneaux 1 est important. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant un anneau de refroidissement pour un stator de machine électrique tournante permettant, lors d’une opération de transport de l’anneau, de réduire l’encombrement pris par une pluralité d’anneaux de refroidissement. Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un anneau de refroidissement pour un stator de machine électrique tournante, ledit anneau comportant un axe longitudinal, des orifices d’acheminement de liquide de refroidissement traversant son épaisseur, à une première extrémité axiale un premier diamètre et à une deuxième extrémité axiale un deuxième diamètre différent du premier diamètre, ledit anneau étant remarquable en ce qu’il comporte une première ouverture de rétention et une deuxième ouverture de rétention ménagées dans la paroi de la première extrémité axiale dudit anneau, les première et deuxième ouvertures de rétention étant configurées pour coopérer, respectivement avec des premiers et deuxième moyens de préhension d’un outil de préhension et de positionnement dudit anneau. Grâce aux première et deuxième ouvertures de rétention aptes à coopérer avec un outil de préhension et de positionnement, les excroissances sont supprimées et sont reportées sur l’outil. Ainsi, les anneaux peuvent être empilés les uns dans les autres. Effectivement, lors du transport le premier diamètre d’un anneau d’un étage N+1 est emboîté dans le deuxième diamètre d’un anneau d’un étage N. L’invention offre ainsi un gain de place considérable lors du transport et, par voie de conséquence, une réduction des coûts liés au transport. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’anneau selon cet aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un aspect non limitatif de l’invention, les première et deuxième ouvertures de rétention sont disposées, dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal, de façon diamétralement opposée. Selon un aspect non limitatif de l’invention, les première et deuxième ouvertures présentent une forme en T, la barre verticale I dudit T débouchant axialement à la première extrémité. Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’anneau comporte à sa deuxième extrémité axiale, des premiers moyens de maintien dudit anneau sur un stator de machine électrique tournante. Selon un aspect non limitatif de l’invention, les premiers moyens de maintien sont formés par un tenon de maintien s’étendant depuis la deuxième extrémité axiale selon une direction parallèle à l’axe longitudinal et en sens opposé à la première extrémité axiale. Un autre aspect de l’invention se rapporte à un outil de préhension et de positionnement d’un anneau selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités, l’outil comportant une forme de poignée munie : À une première extrémité de premiers moyens de préhension configurés pour s’emboiter dans la première ouverture de rétention de l’anneau et de premiers moyens de positionnement configurés pour coopérer avec un premier tenon de positionnement d’un connecteur de phase de machine électrique tournante ; et À une deuxième extrémité de deuxièmes moyens de préhension configurés pour s’emboiter dans la deuxième ouverture de rétention de l’anneau et de deuxièmes moyens de positionnement configurés pour coopérer avec un deuxième tenon de positionnement du connecteur de phase. Selon un aspect non limitatif de l’invention, les premiers et deuxièmes moyens de positionnement présentent des dimensions différentes. Un autre aspect de l’invention se rapporte à une machine électrique tournante d’axe longitudinal comportant : Un stator comportant des première et deuxième faces d’extrémité axiale ; Un carter entourant le stator ; Un bobinage traversant longitudinalement le stator et formant à chacune des première et deuxième faces d’extrémité axiale du stator, respectivement des premier et deuxième chignons de fils électriquement conducteurs ; Un connecteur de phase de forme globalement annulaire d’axe longitudinal, le connecteur de phase étant disposé en regard du premier chignon et comportant un premier tenon de positionnement et un deuxième tenon de positionnement s’étendant radialement depuis le connecteur de phase en direction du carter ; Un anneau selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités ; Ledit anneau entourant le premier chignon et le connecteur de phase ; La deuxième extrémité axiale dudit anneau étant au contact axialement de la première face d’extrémité axiale du stator ; La première ouverture de rétention dudit anneau étant en regard radialement dudit premier tenon de positionnement du connecteur de phase et la deuxième ouverture de rétention dudit anneau étant en en regard radialement du deuxième tenon de positionnement du connecteur de phase. Selon un aspect non limitatif de l’invention, les premier et deuxième tenons de positionnement présentent des dimensions différentes. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le stator comporte des deuxièmes moyens de maintien de l’anneau coopérant avec les premiers moyens de maintien que comporte l’anneau. Selon un aspect non limitatif de l’invention, les deuxièmes moyens de maintien que comporte le stator sont formés par une rainure longitudinale ménagée dans une surface circonférentielle externe du stator, la rainure étant parallèle à l’axe longitudinal et recevant les premiers moyens de maintien de l’anneau. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. FIG. 1 représente une vue de profil d’un anneau de refroidissement pour un stator de machine électrique tournante selon l’état de la technique. FIG. 2 montre une vue de face de l’anneau représenté à la FIG. 1 . FIG. 3 illustre un empilement d’anneaux de refroidissement conformes à celui représenté à la FIG. 1 . FIG. 4 illustre une vue de profil en coupe d’un anneau de refroidissement pour un stator de machine électrique tournante selon un aspect non limitatif de l’invention. FIG. 5 montre une vue de face de l’anneau représenté à la FIG. 4 . FIG. 6 montre trois anneaux selon l’invention empilés les uns dans les autres. FIG. 7 illustre un exemple de réalisation non limitatif d’un outil de préhension et de positionnement d’un anneau selon un aspect non limitatif de l’invention. FIG. 8 illustre une machine électrique tournante selon un aspect non limitatif de l’invention. Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. La FIG. 4 illustre un anneau 10 de refroidissement d’axe longitudinal X pour un stator de machine électrique tournante. Des orifices 11 d’acheminement de liquide de refroidissement sont ménagés dans son épaisseur et traverse son épaisseur. L’anneau 10 comporte à une première extrémité axiale 12 un premier diamètre D12 et à une deuxième extrémité axiale 13 un deuxième diamètre D13 inférieur au premier diamètre D12. Comme illustré à la FIG. 5 montrant une vue de dessus de l’anneau 10, l’anneau 10 comporte une première ouverture de rétention 14 et une deuxième ouverture de rétention 15. Les première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15 sont ménagées dans la paroi de la première extrémité axiale 12 l’anneau 10 et sont configurées pour coopérer, respectivement avec des premiers et deuxième moyens de préhension d’un outil de préhension et de positionnement de l’anneau 10. Selon un mode de réalisation non limitatif, les première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15 forment des clips. Selon cet exemple de réalisation non limitatif, les première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15 sont disposées, dans un plan P perpendiculaire à l’axe longitudinal X, de façon diamétralement opposée. Selon un exemple de réalisation non limitatif, chacune des première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15 (une seule est représentée à la FIG. 4 ) présente une forme en T, la barre verticale l du T débouchant axialement à la première extrémité axiale 12. En outre, l’anneau 10 comporte à la deuxième extrémité axiale 13, des premiers moyens de maintien 16 de l’anneau 10 sur un stator de machine électrique tournante. Ces premiers moyens de maintien 16 sont formés par un tenon de maintien s’étendant depuis la deuxième extrémité 13 selon une direction parallèle à l’axe longitudinal X et en sens opposé à la première extrémité 12. Autrement dit, le tenon de maintien prend naissance au niveau de la deuxième extrémité 13 et s’étend de manière à s’éloigner des première et deuxième extrémités 12, 13. Ainsi, dès lors que l’anneau 10 est disposé sur la première face d’extrémité du stator de la machine électrique tournante, celui-ci est maintenu solidaire du stator grâce au premiers moyens de maintien 16. La FIG. 6 montre trois anneaux 10 selon l’invention empilés les uns dans les autres. On voit ainsi le gain de place obtenu grâce aux première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15. La FIG. 7 illustre un exemple de réalisation non limitatif d’un outil 20 de préhension et de positionnement d’un anneau 10 tel qu’illustré aux figures 4, 5, 6. L’outil 20 est en forme de poignée, autrement dit de C, et est munie : À une première extrémité 21 dudit C de premiers moyens de préhension 22 configurés pour s’emboiter, par exemple par clippage, dans la première ouverture de rétention 14 de l’anneau 10 ; À une deuxième extrémité 23 dudit C de deuxièmes moyens de préhension 24 configurés pour s’emboiter, par exemple par clippage, dans la deuxième ouverture de rétention 15 de l’anneau 10. Les premiers et deuxième moyens de préhension 22, 24 sont formés dans l’exemple de réalisation par un tenon de préhension. Lorsqu’un bras manipulateur souhaite déplacer l’anneau 10, il saisit l’anneau 10 et déplace l’anneau 10 axialement de sorte que chaque tenon de préhension soit poussé au travers de la barre verticale I du T pour venir finalement se loger dans la barre horizontale du T d’une des première ou deuxième ouvertures de rétention 14, 15 de l’anneau 10. Autrement dit, les premiers et deuxième moyens de préhension 22, 24 sont clippés dans les première et deuxième ouvertures de rétention 14, 15 de l’anneau 10. L’outil 20 comporte aussi : À la première extrémité 21, des premier moyens de positionnement 25 configurés pour coopérer avec un premier tenon de positionnement d’un connecteur de phase de machine électrique tournante ; et À la deuxième extrémité 23, des deuxième moyens de positionnement 26 configurés pour coopérer avec un deuxième tenon de positionnement d’un connecteur de phase de machine électrique tournante. Dans cet exemple de réalisation non limitatif, chacun des premiers et deuxièmes moyens de positionnement 25, 26 est formé par une excroissance dans laquelle est ménagée une rainure. Afin de permettre un bon positionnement angulaire de l’anneau 10 dans la machine électrique tournante, les rainures présentent des dimensions différentes. La FIG. 8 illustre une machine électrique tournante 30 d’axe longitudinal X comportant : Un stator 31 comportant des première et deuxième faces d’extrémité 32, 33 ; Un carter 34 entourant le stator 31 ; Un bobinage traversant longitudinalement le stator 31 et formant à chacune des première et deuxième faces d’extrémité 32, 33 du stator 31, respectivement des premier et deuxième chignons 35, 36 de fils électriquement conducteurs ; Un connecteur de phase 37 de forme globalement annulaire d’axe longitudinal X, le connecteur de phase 37 étant disposé en regard du premier chignon 35 et comportant un premier et un deuxième tenons de positionnement 38, 39 s’étendant radialement depuis le connecteur de phase 37 en direction du carter 34. Selon un aspect de l’invention non limitatif de l’invention, les premier et deuxième tenons de positionnement 38, 39 du connecteur de phase 37 présentent des dimensions différentes et sont aptes à coopérer avec les premiers et deuxièmes moyens de positionnement 25, 26 de l’outil 20 présentant également des dimensions différentes. Autrement dit, les dimensions du premier tenon de positionnement 38 sont complémentaires des dimensions des premiers moyens de positionnement 25 et les dimensions du deuxième tenon de positionnement 39 sont complémentaires des dimensions des deuxièmes moyens de positionnement 26. Cette particularité permet de positionner angulairement l’anneau 10 vis-à-vis du connecteur de phase 37. La machine électrique tournante 30 comporte en outre un anneau 10 selon l’invention. L’anneau 10 entoure le premier chignon 35 et le connecteur de phase 37. La deuxième extrémité axiale 13 de l’anneau 10 est au contact axialement de la première face d’extrémité 32 du stator 31. La première ouverture de rétention 14 de l’anneau 10 est en regard du premier tenon de lotionnement 38 du connecteur de phase 37 et la deuxième ouverture de rétention 15 de l’anneau 10 est en regard du deuxième tenon de positionnement 39 de l’anneau 10. En outre, le stator 31 comporte des deuxièmes moyens de maintien 40 de l’anneau 10 coopérant avec les premiers moyens de maintien 16 que comporte l’anneau 10. Dans l’exemple illustré, les deuxièmes moyens de maintien 16 que comporte le stator 31 sont formés par une rainure longitudinale ménagée dans une surface circonférentielle externe 40 du stator 31. Cette rainure est parallèle à l’axe longitudinal X. Le tenon de maintien de l’anneau 10 formant, dans l’exemple illustré, les premiers moyens de maintien 16 est emboité dans la rainure longitudinale. Pour assembler l’anneau 10 selon l’invention sur la machine électrique tournante 30, un opérateur ou un bras mécanique automatique clippe les premiers et deuxièmes moyens de préhension 22, 24 de l’outil 20 de préhension et de positionnement dans les première et deuxième ouverture de rétention 14, 15. Puis, afin de positionner angulairement l’anneau 10, les premiers et deuxièmes moyens de positionnement 25, 26 de l’outil 20 sont positionnés en regard des premier et deuxième tenons de positionnement 38, 39 du connecteur de phase 37. L’anneau 10 est ensuite déplacé axialement selon l’axe longitudinal X de sorte à positionner la deuxième extrémité 13 de l’anneau 10 au contact de la première face d’extrémité 32 du stator 31 et autour du premier chignon 35 ainsi que du connecteur de phase 37. Au cours du déplacement axial, le tenon de maintien 16 de l’anneau 10 s’emboite dans la rainure longitudinale 40 ménagée dans la surface circonférentielle externe 41 du stator 31. Puis, l’outil de préhension 20 est retiré en exerçant une force de traction permettant d’extraire les premiers et deuxièmes moyens de préhension 22, 24 de l’outil 20 de préhension et de positionnement des première et deuxième ouverture de rétention 14, 15. Ainsi, l’anneau 10 est maintenu solidaire du stator 31 grâce aux moyens de maintien 16 qu’il comporte. Anneau (10) de refroidissement pour un stator (31) de machine électrique tournante (30), ledit anneau (10) comportant un axe longitudinal (X), des orifices (11) d’acheminement de liquide de refroidissement traversant son épaisseur, à une première extrémité axiale (12) un premier diamètre (D12) et à une deuxième extrémité axiale (13) un deuxième diamètre (D13) différent dudit premier diamètre (D12), ledit anneau (10) étant caractérisé en ce qu’il comporte une première ouverture de rétention (14) et une deuxième ouverture de rétention (15) ménagées dans la paroi de ladite première extrémité axiale (12) dudit anneau (10), lesdites première et deuxième ouvertures de rétention (14, 15) étant configurées pour coopérer, respectivement avec des premiers et deuxième moyens de préhension (22, 24) d’un outil (20) de préhension et de positionnement dudit anneau (10). Anneau (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les première et deuxième ouvertures de rétention (14, 15) sont disposées, dans un plan (P) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), de façon diamétralement opposée. Anneau (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte à sa deuxième extrémité axiale (13), des premiers moyens de maintien (16) dudit anneau (10) sur un stator (31) de machine électrique tournante (30). Anneau (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premiers moyens de maintien (16) sont formés par un tenon de maintien s’étendant depuis la deuxième extrémité axiale (13) selon une direction parallèle à l’axe longitudinal (X) et en sens opposé à la première extrémité axiale (12). Outil (20) de préhension et de positionnement d’un anneau (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit outil (20) comportant une forme de poignée munie : À une première extrémité (21) de premiers moyens de préhension (22) configurés pour s’emboiter dans la première ouverture de rétention (14) de l’anneau (10) et de premiers moyens de positionnement (25) configurés pour coopérer avec un premier tenon de positionnement (38) d’un connecteur de phase (37) de machine électrique tournante (30) ; et À une deuxième extrémité (23) de deuxièmes moyens de préhension (24) configurés pour s’emboiter dans la deuxième ouverture de rétention (15) de l’anneau (10) et de deuxièmes moyens de positionnement (26) configurés pour coopérer avec un deuxième tenon de positionnement (39) dudit connecteur de phase (37). Outil (20) de préhension et de positionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes moyens de positionnement (25, 26) présentent des dimensions différentes. Machine électrique tournante (30) d’axe longitudinal (X) comportant : Un stator (31) comportant des première et deuxième faces d’extrémité axiale (32, 33) ; Un carter (34) entourant ledit stator (31) ; Un bobinage traversant longitudinalement ledit stator (31) et formant à chacune desdites première et deuxième faces d’extrémité axiale (32, 33) dudit stator (31), respectivement des premier et deuxième chignons (35, 36) de fils électriquement conducteurs ; Un connecteur de phase (37) de forme globalement annulaire d’axe longitudinal (X), ledit connecteur de phase (37) étant disposé en regard dudit premier chignon (35) et comportant un premier tenon de positionnement (38) et un deuxième tenon de positionnement (39) s’étendant radialement depuis ledit connecteur de phase (37) en direction dudit carter (34) ; Ladite machine électrique tournante (30) étant caractérisée en ce qu’elle comporte un anneau (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes ; Ledit anneau (10)) entourant ledit premier chignon (35) et ledit connecteur de phase (37) ; La deuxième extrémité axiale (13) dudit anneau (10) étant au contact axialement de la première face d’extrémité axiale (32) dudit stator (31) ; La première ouverture de rétention (14) dudit anneau (10) étant en regard radialement dudit premier tenon de positionnement (38) dudit connecteur de phase (37) et la deuxième ouverture de rétention (15) dudit anneau (10) étant en en regard radialement dudit deuxième tenon de positionnement (39) dudit connecteur de phase (37). Machine électrique tournante (30) selon la revendication précédente, caractérisé en que les premier et deuxième tenons de positionnement (38, 39) présentent des dimensions différentes. Machine électrique tournante (30) selon la revendication précédente, caractérisé en que le stator (31) comporte des deuxièmes moyens de maintien (40) de l’anneau (10) coopérant avec les premiers moyens de maintien (16) que comporte ledit anneau (10). Machine électrique tournante (30) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de maintien (40) que comporte le stator (31) sont formés par une rainure longitudinale ménagée dans une surface circonférentielle externe (41) dudit stator (31), ladite rainure étant parallèle à l’axe longitudinal (X) et recevant les premiers moyens de maintien (16) de l’anneau (10).