FR3007223A1 - Empilement statorique pour machine electrique - Google Patents

Abstract

Il est proposé un stator de moteur électrique comprenant un carter (1) dans lequel est fretté un empilement de tôles (2), définissant chacune un disque plan avec une ouverture centrale munie de dents sensiblement radiales configurées pour recevoir un bobinage électrique. Le disque comporte une série d'ajours (7) disposés à proximité de sa circonférence extérieure, chaque ajour (7) se prolongeant par un passage (8, 9) s'étendant de l'ajour (7) vers la circonférence extérieure du disque (4).

Description

Empilement statorique pour machine électrique L'invention a pour objet les moteurs électriques et plus précisément les stators bobinés de moteurs électriques. Ces moteurs électriques peuvent être en particulier pour des moteurs électriques pour véhicule automobile. Un stator comprend typiquement un empilement ou "stack" de tôles d'acier magnétique comportant sur sa partie intérieure des reliefs -ou des dents- sur lesquels sont bobinés des fils d'alimentation électrique. Le stack de tôles peut être ceinturé sur sa circonférence dans un carter, par exemple en acier usiné ou moulé. Le stack est généralement solidarisé par frettage avec le carter. Autrement dit, le stack est inséré dans le carter pendant qu'il est à une température inférieure à celle du carter. Quand le stack et le carter évoluent vers une même température, le stack se retrouve comprimé radialement par le carter. Lors des cyclages en température ultérieurs du moteur, cette compression peut augmenter ou diminuer.

Les contraintes de compression radiale entre carter et stack engendrent des contraintes de traction circonférentielle dans le carter qui peuvent engendrer des fissures et conduire à un éclatement du carter. En outre, le fort niveau de contrainte radiale entre le stack et le carter facilite la transmission des vibrations du stack au carter.

En outre, les coefficients de dilatation des tôles laminées et du carter moulé ou usiné sont différents, ce qui engendre des contraintes de dilatation différentielles supplémentaires pendant le cyclage thermique du moteur. Le coefficient de dilatation du métal employé pour le carter étant supérieur au coefficient de dilatation des tôles dans leur plan de laminage, les contraintes thermiques différentielles tendent à diminuer quand le moteur est chaud, et augmentent au contraire quand le moteur se trouve à basse température. Il faut donc trouver un compromis entre les contraintes supportables par le carter à basse température, et la nécessité de maintenir un serrage radial nominal des tôles par le carter quand le moteur est chaud. Des géométries spécifiques de tôles de carter sont proposées dans la demande de brevet US 2004/011 93 67 qui décrit des tôles pour stator avec des ajours destinés à laisser passer un fluide de refroidissement au travers du stator. Afin de limiter la transmission des vibrations du stack de tôles vers le carter, la demande de brevet US 2004/011 93 67 propose de limiter la longueur circonférentielle des zones d'appui entre la tôle et le carter. Une série de découpes sont ménagées sur la périphérie de la tôle. La tôle comporte un nombre restreint de dents, typiquement six dents, sur lesquelles sont bobinés les câbles électriques du stator. Des canaux de circulation de fluide sont ménagés dans le prolongement radial de chacune des dents, entre des zones évidées de la tôle et le carter. Des découpes d'ampleur radiale moindre sont ménagées à d'autres endroits de la circonférence de la tôle. Selon une variante de réalisation, le canal de circulation de fluide de refroidissement peut ne pas déboucher sur la circonférence extérieure de la tôle. Cependant, si cette géométrie permet de réduire la transmission des vibrations du stack de tôles au carter, les contraintes de frettage sont importantes au niveau des zones d'appui entre stack et carter. En réduisant la longueur des zones d'appui circonférentielles, on peut même rendre plus sévères les concentrations de contraintes exercées sur le carter au niveau des points d'appui.

L'invention a pour objectif de proposer une géométrie de tôle pour stator bobiné qui permette de limiter les concentrations de contraintes au niveau des zones d'appui entre les tôles et le carter, tout en assurant des contraintes radiales de maintien du stack dans le carter suffisantes sur toute la gamme de températures dans laquelle travaille le moteur. A cette fin, l'invention propose un stator de moteur électrique comprenant un carter dans lequel est fretté un empilement de tôles. Chaque tôle définit un disque plan avec une ouverture centrale munie de dents radiales configurées pour recevoir un bobinage électrique. Le disque comporte une série d'ajours disposés à proximité de sa circonférence extérieure, chaque ajour se prolongeant par un passage s'étendant de l'ajour vers la circonférence extérieure du disque. De manière préférentielle, la majorité des tôles de l'empilement sont sensiblement identiques. L'empilement ou "stack" de tôles est fretté radialement, c'est-à-dire que les efforts de frettage s'exercent essentiellement dans le plan de la tôle pour chaque tôle de l'empilement. Selon un premier mode de réalisation, le passage est non débouchant dans le plan de la tôle. Selon un second mode de réalisation, le passage débouche radialement sur la circonférence extérieure de la tôle. Par " débouche radialement sur la circonférence extérieure de la tôle", on entend que le passage crée une ouverture de l'ajour en direction de la paroi interne du carter. Selon un mode de réalisation préférentiel, des lames circonférentielles de tôle sont définies entre les ajours et la circonférence extérieure de la tôle, chaque lame comportant au moins une portion d'appui. Le contact de frettage entre la tôle et le carter se fait le long des portions d'appui des lames. Les tôles ont une découpe spécifique, mais restent des portions de tôle planes. En particulier, les lames restent dans le plan initial de la tôle. Chaque lame se positionne radialement entre un ajour et la circonférence extérieure du disque. Dans toute la description, les zones d'appui et zones radialement espacées du carter s'entendent à une température ambiante de 20°C une fois que les températures des tôles et du carter sont devenues égales à la température ambiante. Les longueurs des portions d'appui peuvent en effet varier avec la température du moteur. Avantageusement, le contact de frettage entre la circonférence de chaque tôle et le carter se fait exclusivement le long des portions d'appui des lames. Un anneau continu de tôle est défini dans l'espace radial entre les ajours et l'ouverture centrale. Les ajours ne débouchent pas sur l'ouverture centrale du disque. De manière préférentielle, l'étendue radiale des ajours, passages compris, est inférieure ou égale à la largeur radiale minimale de l'anneau. Les lames sont séparées radialement de l'anneau par les ajours. Chaque portion d'appui est une portion d'une des lames circonférentielles. Toute la longueur de la portion d'appui est séparée radialement de l'anneau par un ajour. De préférence, l'étendue angulaire de l'ajour est strictement supérieure à l'étendue angulaire de la portion d'appui. De plus, l'ajour s'étend angulairement, de la portion d'appui en direction d'une zone d'attache de la lame, jusqu'au-delà de la portion d'appui. Si la lame est rattachée à la tôle à chacune de ses deux extrémités, l'ajour s'étend de préférence angulairement au-delà de la portion d'appui de la lame en direction des deux extrémités de la lame. Avantageusement, la tôle comprend, entre deux ajours, une portion radiale s'étendant radialement vers l'extérieur de la tôle à partir de l'anneau plan. De cette portion radiale peuvent être solidaires une ou plusieurs lames. Chaque portion d'appui de lame est reliée par au moins une portion de flexion à au moins une portion radiale de la tôle. Un même ajour sépare la portion d'appui et la portion de flexion de l'anneau médian. Selon un mode de réalisation, au moins une lame est reliée à une de ses extrémités, par une portion de flexion, à une portion radiale, et cette lame présente une seconde extrémité qui est libre, séparée par un passage de la portion de tôle la plus proche. De manière préférentielle, le passage est alors sensiblement radial. Selon un autre mode de réalisation, au moins une lame est reliée par une première extrémité à une première portion radiale, et est reliée par une seconde extrémité à une seconde portion radiale. Avantageusement, dans ce mode de réalisation, la portion d'appui de la lame est encadrée par deux portions de flexion. Comme mentionné précédemment, la portion de flexion de la lame est espacée du carter. De manière préférentielle, la portion radiale est également espacée radialement du carter. Par espacées radialement du carter, on entend que la plus faible distance radiale séparant du carter la portion de flexion de la lame, et la plus faible distance radiale séparant du carter la portion radiale, est non nulle, de manière à ce que ni la portion de flexion de la lame ni la portion radiale ne soient en appui direct sur le carter. Selon un mode de réalisation préféré, la largeur orthoradiale minimale de la portion radiale est supérieure ou égale à la largeur radiale minimale de la portion de flexion de la lame attachée à cette portion radiale. En d'autres termes, si les ajours sont tous de forme identique, la distance minimale entre deux ajours consécutifs est supérieure ou égale à la largeur radiale minimale d'une portion de flexion des lames. Par direction orthoradiale en un point, on entend la direction perpendiculaire à la direction radiale en ce point, qui est dans le plan de la tôle. Selon un mode de réalisation préféré, la lame est séparée angulairement d'une portion de tôle voisine par au moins une zone de découpe de la tôle définissant un vide entre un côté d'extrémité de la lame et la portion de tôle voisine. La portion de tôle voisine peut en particulier correspondre à une portion radiale de la tôle, ou à l'extrémité d'une autre lame. Un passage débouchant peut séparer deux extrémités libres de lames. Les extrémités de lames peuvent se faire face deux à deux. De préférence, la distance entre les extrémités de lames est alors inférieure ou égale à la largeur radiale minimale des lames. On utilise ainsi une proportion maximale de la circonférence de la tôle pour répartir les contraintes de frettage entre les différentes lames. Selon une autre variante de réalisation, un passage débouchant sépare une extrémité libre de lame d'une extrémité non libre de lame. Toutes les extrémités de lames peuvent alors pointer suivant un même sens de rotation autour de la tôle. De manière préférentielle, la largeur radiale de la lame diminue alors de manière continue entre l'extrémité encastrée de la lame, et l'extrémité libre de la lame.

Selon un mode de réalisation avantageux, la portion radiale est reliée à l'anneau suivant un premier rayon de courbure, est reliée à la portion de flexion de la lame selon un second rayon de courbure, le premier rayon de courbure étant inférieur ou égal au second rayon de courbure.

Deux passages non débouchants peuvent s'étendre latéralement de part et d'autre d'un axe radial de symétrie de l'ajour. Dans un mode de réalisation qui peut notamment comprendre le précédent, au moins deux lames peuvent joindre une même portion d'appui à deux portions radiales distinctes. Selon un mode de réalisation préféré, la portion d'appui, les deux lames, et les deux portions radiales sont respectivement symétriques ou symétriques deux à deux par rapport à un plan radial qui est médian à la portion d'appui. Dans ce mode de réalisation, la portion de flexion de chaque lame peut former au moins un coude en direction de l'anneau entre la portion radiale et la portion d'appui. Deux passages non débouchants sont alors définis entre le coude et la portion radiale. Selon un mode de réalisation préférentiel, la portion de flexion est dimensionnée de manière à ce que le coude soit apte à venir en appui radial contre l'anneau lorsque l'on appuie radialement sur la portion d'appui. En particulier, on peut prévoir les dimensions du coude et sa proximité radiale par rapport à l'anneau de manière à ce que, lorsque la portion d'appui est amenée à la position radiale correspondant à la position frettée de la tôle, le coude soit en appui contre l'anneau. Selon un mode de réalisation avantageux, l'ajour est séparé radialement de l'extérieur de la tôle par une bande de tôle en forme de soufflet. Ce mode de réalisation peut se recouper avec le mode précédent, le soufflet comprenant les deux coudes de tôle. Selon un autre mode de réalisation, la bande de tôle en forme de soufflet comprend au moins une première portion d'appui et comprend au moins une première lame et une seconde lame joignant la portion d'appui à deux portions radiales distinctes, au moins une des deux lames comportant une seconde portion d'appui distincte de la première portion d'appui. De manière préférentielle, la première et la seconde lame comportent chacune au moins un coude en direction de l'anneau. Selon un mode de réalisation avantageux qui peut se combiner au précédent, au moins une des lames comporte plusieurs coudes en direction de l'anneau. Au moins une des lames peut comporter au moins un coude entre deux portions d'appui. La bande de tôle en forme de soufflet peut comporter plusieurs portions d'appui.

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 : la figure 1 est une vue schématique d'un support de bobinage de stator selon l'invention, la figure 2 est une vue de détail d'une portion de tôle de stator selon l'invention, au voisinage de la circonférence de la tôle, la figure 3 est une vue de détail d'une portion d'une autre tôle de stator selon l'invention, la figure 4 est une vue de détail d'une portion d'une troisième tôle de stator selon l'invention, et la figure 5 est une vue de détail d'une portion d'une quatrième tôle de stator selon l'invention.

Tel qu'illustré sur la figure 1, un stator de moteur électrique comprend un carter 1 dont l'intérieur présente un évidement sensiblement cylindrique de révolution, à l'intérieur duquel est frettée une pile de tôles 2 sensiblement identiques, si bien que sur la figure les contours de la première tôle coïncident sensiblement avec les contours des tôles suivantes. Sur la figure 1, un axe Z est pris comme axe central du carter. L'axe Z passe par un centre géométrique O de la tôle. L'axe Z est donc notamment l'axe de l'évidement cylindrique du carter 1. En chaque point M d'une tôle, par exemple en chaque point M de la tôle 2, on peut définir un axe radial X et un axe orthoradial Y, l'axe Y étant perpendiculaire au point M, à la fois à l'axe radial X et à l'axe central Z. Chaque tôle 2 est découpée de manière à former un disque 4.

Le matériau de la tôle est un acier magnétique au silicium pour stator, par exemple un acier de type à grains non orientés, pour limiter les anisotropies de comportement de la tôle. L'épaisseur de la tôle est typiquement comprise entre 0,3 et 0,6 mm. Les tôles peuvent éventuellement être soudées entre elles avant leur insertion par frettage dans le carter. Des lignes de soudure peuvent par exemple être déposées le long d'une ligne axiale longeant une des portions radiales 18 de chaque tôle tout en veillant que ce cordon de soudure ne forme pas un point de contact entre le stack et le carter. Les tôles peuvent par exemple être du type M 330 35A définies dans la norme EN 10 106 pages 12 à 23, qui sont notamment définies par des pertes maximales par dissipation lors d'un cyclage à 50 Hz et 1,5 Tesla, exprimées en watt/kg de tôle qui sont inférieures à 6 watt/kg et de préférence inférieures à 3,5 watt/kg.

Chaque tôle 2, délimitée par une circonférence extérieure 19, comprend une ouverture centrale 3 découpée de manière à former un contour en forme de dents 6, dents sur lesquelles peuvent venir s'appuyer les fils électriques de bobinage du stator. La tôle 2 comprend un anneau médian 5 sous forme de couronne continue de tôle délimitée par une circonférence intérieure Cl et par une circonférence extérieure C2. Du côté de la circonférence intérieure Cl, l'anneau médian 5 se prolonge radialement par les dents 6. Du côté de sa circonférence extérieure C2, l'anneau 5 se prolonge radialement par des reliefs d'appui 24 venant au contact le long de portions d'appui 20 avec le carter 1. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, chaque relief d'appui 24 comprend une lame circonférentielle 10 séparée de l'anneau médian 5 par un ajour 7. La lame 10 porte à une extrémité la portion d'appui 20 du relief 24. La lame 10 est reliée, par son extrémité opposée à la portion d'appui 20, à une portion radiale d'attache 18 reliant la lame 10 et l'anneau médian 5. Par portion radiale on entend une portion de tôle s'étendant suivant une direction radiale de la tôle de manière à pouvoir relier deux autres portions de tôles qui seraient radialement séparées.

Chaque lame 10 est associée à un ajour 7 séparant radialement la lame 10 de l'anneau 5. On peut définir une étendue angulaire a de l'ajour 7. On peut définir une étendue angulaire p de la portion d'appui 20 de la lame 10. L'étendue angulaire p de la portion d'appui est inférieure à l'étendue angulaire a de l'ajour 7. Typiquement, dans les exemples illustrés, l'étendue angulaire de chaque portion d'appui p est inférieure ou égale au quart de l'étendue angulaire de l'ajour associé a. La lame 10 fonctionne ainsi comme une poutre encastrée par une extrémité non libre 16 de la lame, reliée à la portion radiale 18. La lame 10 est libre à son extrémité portant la portion d'appui 20. La contrainte de frettage entre le carter 1 et la tôle 2 peut ainsi être compensée par une contrainte de flexion élastique de la lame 10. Sur la plage thermique de fonctionnement du moteur électrique, les différences de dilatation thermique radiales entre le carter 1 et la tôle 2 sont compensées par une flexion des lames 10. La plage de déformation rendue nécessaire par les différences de coefficients de dilatation entre tôles et carter est absorbée par la flexion, en direction du centre O de chaque tôle, des lames 10 de cette tôle. Cette flexion des lames engendre une contrainte moindre au niveau des portions d'appui 20, que si les portions d'appui se trouvaient au droit d'une portion radiale de la tôle qui fonctionnerait alors en compression radiale simple. La contrainte orthoradiale de traction engendrée dans le carter est ainsi plus faible au cours des cyclages thermiques du moteur. Un nombre élevé de lames, typiquement au moins une vingtaine de lames encastrées à une seule extrémité, voire une quarantaine de lames dans le cas illustré sur la figure 1, permet d'éviter des concentrations de contraintes trop importantes au niveau de chaque zone d'appui entre le stack de tôles et le carter.

On peut envisager des variantes de réalisation dans lesquelles le nombre de lames serait moindre (par exemple un nombre de lames compris entre 10 et 20). Les lames peuvent être alors à la fois plus étendues circonférentiellement et peuvent porter chacune une portion d'appui plus longue afin de limiter les effets de concentration de contraintes Pour faciliter la manipulation des tôles préalablement à leur assemblage en stack, chacune des extrémités de lame portant la portion d'appui 20 peut être reliée à la portion radiale de la lame voisine par une fine languette de matière typiquement de largeur radiale inférieure ou égale au quart de la largeur radiale minimale de la lame elle-même. Pendant la manipulation de la tôle 2 en sortie de presse, celle-ci présente ainsi une circonférence extérieure C3 dépourvue d'angles qui pourraient être blessants ou qui pourraient s'accrocher aux éléments prévus pour la manipulation de la tôle. On obtient une frontière C3 de la tôle qui est continue et relativement lisse, ce qui permet de manipuler chaque flanc de tôle en le tenant par sa circonférence, sans se blesser, et sans que le flanc de tôle s'accroche par des extrémités anguleuses de lames 10, à un obstacle quelconque. Une fois le stack de tôles 2 assemblé, au moment du frettage du stack dans le carter, ces languettes résiduelles 25 subissent un fort cisaillement qui soit les plastifie, soit les rompt dès l'assemblage par frettage. Si elles ne sont pas rompues au moment de l'assemblage par frettage, la résistance en cisaillement de ces languettes est fortement réduite et ne s'oppose pas au fonctionnement de la lame 10 en tant que poutre encastrée à une seule extrémité. Eventuellement, ces languettes résiduelles 25 peuvent être rompues au cours de cyclages thermiques ultérieurs du moteur. La figure 2 illustre un détail d'une tôle 2 pour stator, similaire à la tôle de la figure 1. On retrouve sur la figure 2 des éléments communs à la figure 1, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Comme visible sur la figure 2, l'anneau médian 5 se prolonge radialement vers l'extérieur par des portions radiales 18. Les portions radiales 18 s'étendent entre la circonférence extérieure C2 de l'anneau 5 et une frontière extérieure C3 La frontière extérieure C3 de la tôle est, sur la largeur angulaire de la portion radiale 18, espacée du carter 1. A partir de chaque portion radiale 18 s'étend suivant une direction sensiblement orthoradiale, une lame 10 de tôle. La lame 10 de tôle est rattachée à la portion radiale 18 par une portion de flexion 21 de la lame 10. La lame est séparée radialement de l'anneau 5 par l'ajour 7. La lame 10 comporte une portion d'appui 20 qui est en contact avec le carter 1, et comporte une portion de flexion 21 joignant la portion d'appui 20 et la portion radiale. La portion radiale 18 comme la portion de flexion 21 de la lame sont espacées radialement du carter une fois le stack fretté dans le carter. La portion radiale 18 est une portion de tôle comprenant une portion de tôle pleine - i.e; non ajourée - entre la circonférence extérieure C2 de l'anneau 5 et la frontière extérieure C3 de la tôle 2, sur un secteur angulaire 'y centré sur l'axe Z de la tôle. On peut définir une largeur orthoradiale d de la portion radiale 18, qui est la largeur minimale de matière séparant deux ajours situés de part et d'autre de la portion radiale 18. Chaque ajour 7 se prolonge par un passage débouchant ou quasi-débouchant 8, qui sépare la portion d'appui 20, de la portion radiale 18 la plus proche de cette portion d'appui 20. Par passage quasi débouchant, on entend un passage dont une extrémité est séparée de la frontière extérieure C3 de la tôle, par une portion de matière dont la largeur radiale est sensiblement plus faible que la plus petite dimension du passage,- par exemple inférieure au quart de la plus petite dimension du passage, toutes les dimensions étant bien sûr mesurées dans la plan de la tôle. Si une telle portion de matière, ou languette 25 existe, elle tend à se rompre dès que la lame 10 commence à travailler en flexion, lors de l'assemblage par frettage du stack dans le rotor, ou lors des premiers cyclages thermiques du moteur. Un jeu orthoradial "e" est défini entre l'extrémité "libre" 17 de la lame 10 -extrémité portant la portion d'appui 20-, et la portion radiale 18 voisine. Ce jeu e permet de fléchir la lame 10 sans que celle-ci vienne au contact de la portion radiale 18. Ce jeu se réduit quand la température de la tôle augmente, mais reste de préférence non nul sur toute la gamme de fonctionnement de températures du moteur. La portion de flexion 21 de la lame est limitée par une fibre radialement extérieure 26. La fibre extérieure 26 de la portion de flexion 21 de la lame 10 forme une ligne sensiblement rectiligne. La tangente à la fibre extérieure 26 pointant vers l'extrémité libre 17 de la lame forme, avant l'insertion du stack dans le carter, un angle ri inférieur à 90° avec une direction radiale pointant vers l'extérieur de la tôle et passant par un point M de la portion radiale 18 tenant la lame 10. De cette manière, le carter peut venir en appui sur l'extrémité libre 17 de la lame 10 tout en restant à distance -même réduite- d'une portion de la portion de flexion 21 de la lame 10. Les efforts exercés sur le carter résultent donc d'une sollicitation en flexion de la lame 10, et non directement d'une compression radiale des portions radiales 18 de la tôle. Dans l'exemple illustré sur la figure 2, lorsque la lame 10 subit une flexion vers le centre O de la tôle 2, l'extrémité libre 17 de la lame 10 tend donc à se rapprocher de la portion radiale d'attache 18 tenant la lame voisine. On peut envisager des variantes de réalisation dans lesquelles la découpe de la portion radiale 18 permet de garder un jeu "e" sensiblement constant entre l'extrémité libre 17 de la lame et la portion radiale 18. L'ajour 7 présente un contour régulier, c'est-à-dire sans angle vif. Ce contour est délimité essentiellement par des portions de droites et quelques zones arrondies dont les limites sont tangentes aux portions de droites. Un rayon de courbure RD est notamment ménagé entre une première portion radiale 18 bordant le passage 8 et le côté le l'ajour 7 longeant l'anneau 5. Un rayon de courbure RA est ménagé entre le côté de l'ajour 7 longeant l'anneau 5 et une seconde portion radiale 18 à laquelle est rattachée la lame 10 associée à l'ajour 7. La lame 10 vient se rattacher à la seconde portion radiale 18 par un premier rayon de courbure R, qui évolue vers un second rayon de courbure plus petit RB .

Afin de limiter les concentrations de contraintes, on peut typiquement choisir les rayons RA et RD pour qu'ils soient supérieurs ou égaux à 1 mm et de préférence supérieurs ou égaux à 2 mm. La portion radiale 18 peut typiquement s'étendre radialement sur 5 à 12 mm, par exemple sur 9 mm.

Les rayons RB et Rc, au niveau desquels la tôle 2 subit des déformations de compression importantes au cours de la flexion de la lame 10, sont a priori dimensionnés avec un rayon plus important que les rayons RA et RD. Typiquement RB peut être supérieur à 2 mm, il peut être limité à moins de 3 millimètres. Le rayon Rc venant tangenter la face intérieure de la lame peut lui, être typiquement supérieur à 5 mm. Il peut par ailleurs être limité à moins de 8 mm. La longueur A de la portion d'appui peut être par exemple comprise entre 4 mm et 5 mm. La longueur totale B de la lame, comptée entre l'extrémité de la portion d'appui 20 et la seconde portion radiale 18, peut être supérieure à 3 fois, et de préférence supérieure ou égale à 4 fois la longueur A de la portion d'appui. La longueur totale B de la lame peut par exemple être égale à 4 fois la longueur A de la portion d'appui 20.

La largeur minimale f de la portion de flexion 21 peut être du même ordre de grandeur que la longueur A de la portion d'appui 20 de la lame, par exemple être comprise entre une fois et deux fois la longueur A de la portion d'appui de la lame. Le jeu e est de préférence inférieur ou égal au quart de la longueur A de cette portion d'appui.

La largeur radiale ô de la languette 25 est de préférence inférieure ou égale au Sème de la largeur radiale f de la lame 10. La figure 3 illustre une variante de réalisation qui est très similaire à celle de la figure 2, à ceci près que les extrémités libres17 des lames 10 se font face. On retrouve sur la figure 3 des éléments communs aux figures précédentes, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Les lames 10 assurant le contact de la tôle 2 avec le carter 1 sont séparées de l'anneau médian 5 par des ajours 7. Des portions radiales 18 s'étendent vers l'extérieur de l'anneau 5, et portent chacune deux lames 10 se déployant circonférentiellement de part et d'autre de la portion radiale 18. Les portions d'appui 20 de deux lames 10 se font face et sont séparées par un jeu orthoradial e. Comme précédemment, le jeu e peut être choisi de manière à éviter que les extrémités des deux lames 10 ne se touchent lorsque les lames sont mises en flexion vers le centre O de la tôle 2. Les extrémités "libres" 17 de lames 10, portant les portions d'appui 20, peuvent être jointes par une languette résiduelle 25 destinée à faciliter la manipulation de la tôle avant l'opération de frettage et qui peut se rompre lors de l'utilisation ultérieure du stack de tôles. Comme précédemment, la longueur totale B de la lame 10 est de préférence supérieure ou égale à quatre fois l'épaisseur radiale minimale f de la portion de flexion 21. Dans cette variante de réalisation, l'extrémité libre 17 de la lame 10 est de largeur radiale légèrement supérieure à la largeur minimale 17 de la portion de flexion 21. Cet épaississement local de l'extrémité mobile de la lame ne modifie que modérément le comportement global en flexion de la lame, par rapport à une lame qui serait de largeur radiale constante. En effet, la déformation de la lame se produit en grande partie près de son extrémité d'encastrement. Cette surépaisseur de l'extrémité mobile de la lame permet de définir une forme régulière des ajours 7, qui sont ainsi limités sur leur circonférence intérieure et extérieure par deux portions de droites. On facilite ainsi l'opération de découpe des tôles sur la presse. Comme précédemment mentionné, ni les portions radiales 18 ni les portions de flexion 21 des lames ne viennent en contact avec le carter 1 lorsque le moteur est au repos à température ambiante. La figure 4 illustre une variante de réalisation différente des exemples des figures 2 et 3. On retrouve cependant sur la figure 4 quelques éléments communs aux figures précédentes, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Comme précédemment, la tôle 2 présente, à l'extérieur de son anneau médian 5, des portions radiales 18 prévues pour ne pas venir en contact avec le carter 1. A partir de ces portions radiales, s'étendent des lames de flexion 11 et 12 portant à leur extrémité une portion d'appui commune 20. La position radiale de la portion d'appui 20, sur la tôle à l'état libre -i.e. avant l'assemblage de la tôle dans le carter-, est telle que lors du frettage, seules ces portions d'appui 20 viennent en contact avec le carter. Les lames 11 et 12 présentent chacune un coude 23, par lequel, en s'éloignant de la portion radiale 18 qui porte sa base, la lame 11 ou 12 se rapproche de l'anneau médian 5, avant de s'éloigner à nouveau du centre O de la tôle 2 pour rejoindre la portion d'appui 20. La bande de tôle comprenant la portion d'appui 20 et les lames 11 et 12, forme ainsi un élément métallique déformable élastiquement, et assimilable du point de vue de son fonctionnement à un soufflet. Lorsque l'on appuie sur la portion d'appui 20, à partir de sa position sur la tôle non assemblée, pendant une première étape de la déformation, les lames 11 et 12 se déforment en flexion sur toute leur longueur. Puis l'extrémité intérieure du coude 23 peut venir en appui contre l'anneau médian 5, les lames 11 et 12 ne fonctionnant alors en flexion que sur une portion réduite de leur longueur. Les lames 11 et 12 ont alors a priori une réponse élastique de rigidité accrue par rapport à la première étape de la déformation. Le motif décrit par les lames 11, 12 peut être symétrique à la fois par rapport à un axe de symétrie T de chaque portion radiale 18, et par rapport à un axe de symétrie S passant par le centre de la tôle et par le milieu de la portion d'appui 20. L' ajour 7 sépare comme précédemment les lames 11 et 12 de l'anneau médian 5. L'espace vide délimité entre les coudes 23 des lames et les portions radiales 18 forme deux passages non débouchants 9 par lesquels l'ajour 7 s'étend en direction de la frontière intérieure du carter.

La figure 5 illustre une variante de réalisation de l'invention fonctionnant sur un principe similaire à celui de la figure 4. On retrouve sur la figure 5 des éléments communs à la figure 4, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Sur la figure 5 comme sur la figure 4, deux portions radiales 18 sont reliées par une bande de tôle 15 en forme de soufflet. La bande de tôle 15 comporte ici plusieurs portions d'appui 20 venant au contact du carter 1. En dehors de ces portions d'appui 20, le reste de la bande de tôle 15 comme la portion radiale 18, reste distante du carter 1 même en position frettée du stack de tôles.

On pourrait considérer que la bande de tôle 15 illustrée en figure 5 se décompose en deux lames 13 et 14 s'étendant chacune à partir d'une portion radiale 18 et se joignant au niveau d'un axe de symétrie F de l'ajour 7. Si l'on considère que la bande de tôle 15 est constituée de deux lames 13 et 14 symétriques, alors ces deux lames se rejoignent au niveau d'un coude 23 rentrant à l'intérieur de l'ajour 7, et non le long d'une portion d'appui 20. Outre le coude 23 sur lequel se joignent les deux lames 13 et 14, chacune des lames 13 et 14 comporte un second coude 23. Les trois coudes 23 associés à une même bande 15 sont sensiblement à la même distance radiale de la frontière intérieure du carter 1. La position des coudes ne permet pas ici une mise en appui d'un de coudes contre l'anneau médian 5. Dans le cas illustré en figure 5, le soufflet défini par la bande 15 fonctionne avec une grande souplesse, et un nombre élevé de portions d'appui 20 sont réparties tout autour de la circonférence interne du carter. Cette configuration peut être avantageuse si on recherche un faible niveau de contrainte au niveau des zones de contact entre carter et stack de tôles. Dans les exemples illustrés en figure 4 et en figure 5, une partie des bandes de tôle 15 en forme de soufflet, peut se rompre au cours de l'opération de frettage. Cependant, une proportion suffisante de bandes 15 en forme de soufflet reste intacte et permet d'assurer le maintien du stack à l'intérieur du carter. Dans l'exemple illustré en figure 5, on peut considérer que l'ajour 7 présente plusieurs passages rapprochant l'intérieur de l'ajour 7 de la circonférence intérieure du carter. On peut considérer que ces passages 9 sont définis entre deux coudes successifs 23 de la bande 15 en forme de soufflet, ou entre un coude latéral 23 de la bande 15 en forme de soufflet et la portion radiale 18.

L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. La portion de flexion des lames peut être dimensionnée de manière à ce que, pour une des températures extrémales de fonctionnement du moteur, les portions de flexions des lames viennent en contact avec le carter, et pour qu'elles s'écartent du carter pour les autres températures du domaine de fonctionnement du moteur. Dans une configuration comportant des lames 10 avec une extrémité libre portant la portion d'appui 20, l'extrémité libre peut comporter une portion de porte à faux située au-delà de la portion d'appui, du côté de la lame opposé à la portion de flexion 21. Une partie de cette portion de porte à faux peut venir en appui contre le carter au cours du cyclage thermique du moteur. L'invention peut être appliquée à des tôles plus épaisses en adaptant les dimensions des ajours et les rayons de courbure définis sur le pourtour de ces ajours. On remarque dans tous les cas de figure décrits, que l'étendue angulaire 13 de la ou des portions d'appui des lames est angulairement plus restreinte que l'étendue angulaire a de l'ajour 7 associé, ce qui laisse de la place le long de la lame pour une ou plusieurs portions de flexion 21 permettant d'obtenir un comportement élastique souple de la périphérie extérieure de chaque tôle. Pour une même déformation radiale des points périphériques extérieurs de la tôle, qui correspondent ici aux portions d'appui 20, le carter 1 ne subit qu'un niveau de contrainte réduit à l'endroit où viennent s'appuyer ces portions d'appui 20. On limite ainsi les risques de fissuration et d'éclatement du carter 1.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Stator de moteur électrique comprenant un carter (1) dans lequel est fretté un empilement de tôles (2), définissant chacune un disque plan (4) avec une ouverture centrale (3) munie de dents (6) radiales configurées pour recevoir un bobinage électrique, caractérisé en ce que le disque (4) comporte une série d'ajours (7) disposés à proximité de sa circonférence extérieure (19), chaque ajour (7) se prolongeant par un passage (8, 9) s'étendant de l'ajour (7) vers la circonférence extérieure du disque (4).
2. 2. Stator selon la revendication 1, dans lequel le passage (9) est non débouchant dans le plan de la tôle.
3. 3. Stator selon la revendication 1, dans lequel le passage débouche (8) radialement sur la circonférence extérieure du disque (4).
4. 4. Stator selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des lames circonférentielles (10, 11, 12, 13, 14) de tôle sont définies entre les ajours (7) et la circonférence extérieure de la tôle, chaque lame (10, 11, 12, 13, 14) comportant au moins une portion d'appui (20), le contact de frettage entre la tôle (2) et le carter (1)se faisant le long des portions d'appui (20) des lames, et comportant au moins une portion de flexion (21) pour chaque portion d'appui (20) de lame reliant la portion d'appui (20) à une portion radiale (18) de la tôle.
5. 5. Stator selon la revendication 4, dans lequel le contact de frettage entre la circonférence de chaque tôle (2) et le carter (1) se fait exclusivement le long des portions d'appui (20) des lames, et dans lequel l'étendue angulaire (a) d'un ajour (7) est strictement supérieure à l'étendue angulaire 03) d'une portion d'appui.
6. 6. Stator selon la revendication 4 dépendante de la revendication 3, dans lequel un passage (8) sépare deux extrémités libres (17) de lames (10).
7. 7. Stator selon la revendication 4 dépendante de la revendication 3, dans lequel un passage (8) sépare une extrémité libre de lame (17) d'une extrémité non libre (16) de lame.
8. 8. Stator selon la revendication 2, dans lequel deux passages (9) s'étendent latéralement de part et d'autre d'un axe radial (S) de symétrie de l'ajour (7).
9. 9. Stator selon la revendication 8, dans lequel l'ajour (7) est séparé radialement de l'extérieur de la tôle par une bande de tôle (15) en forme de soufflet.
10. 10. Stator selon la revendication 9, dans lequel la bande de tôle (15) en forme de soufflet comporte plusieurs portions d'appui (20).