FR3128833A1 - Process for manufacturing a stator body - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un corps (10) de stator (1) pour machine électrique, le corps comprenant un plateau (101) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1) et des dents (110) réparties sur une face du plateau autour de l’axe longitudinal, le plateau comprenant au moins une ouverture, au moins une desdites dents comprenant un relief en saillie engagé dans ladite ouverture. L’invention propose alors un procédé d’assemblage d’un tel corps de stator, qui comprend une étape d’insertion du relief dans l’ouverture, et une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique sur une partie au moins d’une zone de jonction entre le relief et le bord de l’ouverture. Figure pour l’abrégé : Fig.1The invention relates to a body (10) of a stator (1) for an electric machine, the body comprising a disc-shaped plate (101) centered on a longitudinal axis (A1) and teeth (110) distributed over one face of the plate around the longitudinal axis, the plate comprising at least one opening, at least one of said teeth comprising a projecting relief engaged in said opening. The invention then proposes a method for assembling such a stator body, which comprises a step of inserting the relief into the opening, and a step of metallization by cold spraying of a metallic material on a part at the less than one junction zone between the relief and the edge of the opening. Figure for abstract: Fig.1
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne de manière générale les machines électriques.The present invention generally relates to electrical machines.
Elle concerne plus particulièrement un procédé d’assemblage d’un corps de stator pour machine électrique, et notamment pour machine électrique à flux axial.It relates more particularly to a method of assembling a stator body for an electric machine, and in particular for an axial flux electric machine.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les moteurs électriques pour véhicules automobiles électriques ou hybrides.The invention finds a particularly advantageous application in electric motors for electric or hybrid motor vehicles.
Etat de la techniqueState of the art
Une machine électrique à flux axial pour véhicule électrique comprend en général un rotor en forme de disque, situé entre deux stators.An axial flux electric machine for an electric vehicle generally comprises a disc-shaped rotor, located between two stators.
Un corps de stator conventionnel d’une telle machine électrique comprend un plateau en forme de disque et des dents réparties de façon circonférentielle sur la face du plateau qui est tournée vers le rotor. Pour réaliser un stator à partir de ce corps, des bobines de fil conducteur sont placées autour des dents. Alors, sous l’effet de courants électriques, les bobines génèrent des champs magnétiques permettant au stator de mettre le rotor en mouvement.A conventional stator body of such an electric machine comprises a disc-shaped plate and circumferentially distributed teeth on the face of the plate which faces the rotor. To make a stator from this body, coils of conductive wire are placed around the teeth. Then, under the effect of electric currents, the coils generate magnetic fields allowing the stator to set the rotor in motion.
Une façon de simplifier le bobinage du fil conducteur autour des dents est de réaliser séparément le plateau et les dents, d’enrouler le fil conducteur autour de chaque dent puis de fixer les dents au plateau.One way to simplify winding the lead wire around the tines is to make the chainring and the tines separately, wrap the lead wire around each tine and then attach the tines to the chainring.
Classiquement, les dents sont fixées au plateau par collage ou au moyen de pièces de fixation additionnelles telles que des vis.Conventionally, the teeth are fixed to the plate by gluing or by means of additional fixing parts such as screws.
Pour améliorer la fixation des dents au plateau, on connaît par ailleurs du document WO2017121941 un corps de stator dont le plateau présente une pluralité de rainures radiales et dont les dents présentent chacune une nervure adaptée à s’emboiter dans l’une des rainures radiales. Un léger jeu de montage est prévu pour que les nervures puissent s’emboiter dans les rainures. Dans ce document, pour assurer la fixation définitive des dents sur le plateau, il est par exemple proposé de souder les nervures dans les rainures.To improve the attachment of the teeth to the plate, document WO2017121941 also discloses a stator body whose plate has a plurality of radial grooves and whose teeth each have a rib adapted to fit into one of the radial grooves. A slight fitting clearance is provided so that the ribs can fit into the grooves. In this document, to ensure the final fixing of the teeth on the plate, it is for example proposed to weld the ribs in the grooves.
Cette solution de fixation des dents par soudage présente des inconvénients.This solution for fixing the teeth by welding has drawbacks.
En particulier, l’opération de soudure entraine des déplacements ainsi que des déformations des pièces soudées, de sorte que la géométrie du stator obtenu n’est jamais exactement identique à la forme initialement souhaitée, ce qui a des conséquences sur les performances de la machine électrique et sur les vibrations engendrées par la rotation du rotor.In particular, the welding operation causes displacements as well as deformations of the welded parts, so that the geometry of the stator obtained is never exactly identical to the shape initially desired, which has consequences on the performance of the machine. electric and on the vibrations generated by the rotation of the rotor.
Présentation de l'inventionPresentation of the invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose de fixer autrement les dents sur le plateau du corps de stator.In order to remedy the aforementioned drawbacks of the state of the art, the present invention proposes to fix the teeth on the plate of the stator body in another way.
L’invention s’applique à l’assemblage d’un corps de stator comprenant un plateau en forme de disque centré sur un axe longitudinal et des dents réparties sur une face du plateau autour de l’axe longitudinal, le plateau comprenant au moins une ouverture, au moins une desdites dents comprenant un relief en saillie engagé dans ladite ouverture. On propose alors selon l’invention un procédé d’assemblage qui comprend une étape d’insertion du relief dans l’ouverture suivie d’une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique sur une partie au moins d’une zone de jonction entre le relief et le bord de l’ouverture.The invention applies to the assembly of a stator body comprising a disc-shaped plate centered on a longitudinal axis and teeth distributed over one face of the plate around the longitudinal axis, the plate comprising at least one opening, at least one of said teeth comprising a projecting relief engaged in said opening. An assembly method is then proposed according to the invention which comprises a step of inserting the relief into the opening followed by a step of metallization by cold spraying of a metallic material on at least part of an area junction between the relief and the edge of the opening.
Cette étape de métallisation permet de solidement fixer le relief de la dent au bord de l’ouverture du plateau.This metallization step makes it possible to firmly fix the relief of the tooth to the edge of the opening of the tray.
Grâce à l’invention, l’opération peut être réalisée « à froid », c’est-à-dire à des températures très inférieures à celles employées pour la soudure à chaud. Cette température est par exemple inférieure à 200°C et de l’ordre de 100°C. De cette façon, les composants du corps de stator ne sont pas déformés par cette opération d’assemblage.Thanks to the invention, the operation can be carried out “cold”, that is to say at temperatures much lower than those used for hot welding. This temperature is for example less than 200°C and of the order of 100°C. In this way, the components of the stator body are not deformed by this assembly operation.
Cette opération peut en outre être réalisée sur tout matériau métallique, et notamment sur l’aluminium alors que la soudure à chaud de l’aluminium reste une opération complexe et coûteuse.This operation can also be carried out on any metallic material, and in particular on aluminum, whereas the hot welding of aluminum remains a complex and costly operation.
Cette opération ne nécessite en outre aucune pièce de fixation, ce qui représente une réduction des coûts de fabrication et de poids.This operation also requires no fasteners, which represents a reduction in manufacturing costs and weight.
Enfin, cette opération est susceptible d’assurer une étanchéité autour de chaque ouverture du plateau. Ainsi, il est possible d’utiliser le plateau comme partie du boîtier extérieur du moteur (ce boîtier logeant le rotor). En outre, il est possible de refroidir les dents en faisant circuler un liquide de refroidissement sur la matière métallique projetée, du côté opposé aux dents, sans risque électrique.Finally, this operation is likely to ensure a seal around each opening of the tray. Thus, it is possible to use the platter as part of the outer casing of the motor (this casing housing the rotor). In addition, it is possible to cool the teeth by circulating a cooling liquid over the projected metallic material, on the side opposite the teeth, without electrical risk.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le relief comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal et l’ouverture présente une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief ;
- la matière métallique est projetée sur toute la zone de jonction entre le relief et le bord de l’ouverture ;
- le plateau comporte plusieurs ouvertures dans lesquelles sont engagées les reliefs de plusieurs dents ;
- le plateau présente des bords périphériques intérieur et extérieur ;
- la matière métallique est également projetée sur le plateau, entre ladite la zone de jonction et l’un desdits bords périphériques intérieur et extérieur du plateau, de façon à former une cloison en saillie du plateau, deux cloisons voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur jusqu’à distance du bord périphérique extérieur du plateau, et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur jusqu’à distance du bord périphérique intérieur ;
- la dent présentant une première face en appui contre le plateau, ladite première face présentant deux côtés opposés qui s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal, le relief s’étend sensiblement à égale distance des deux côtés ;
- la dent présentant une première face en appui contre le plateau, ladite première face présentant deux côtés opposés qui s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal, le relief présente deux parties qui longent les deux côtés ;
- l’une des deux parties du relief de la dent et l’autre des deux parties du relief de la dente voisine étant engagées dans ladite ouverture, la matière métallique est projetée sur tout le bord de l’ouverture ainsi que sur les deux parties engagées dans ladite ouverture et entre ces deux parties ;
- au moins une partie du bord de l’ouverture est chanfreinée du côté de la dent ;
- ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine ;
- l’ouverture s’étend à distance des bords périphériques intérieur et extérieur du plateau.Other advantageous and non-limiting characteristics of the process in accordance with the invention, taken individually or according to all the technically possible combinations, are the following:
- the relief comprises a part at least in the form of an elongated rib radially with respect to the longitudinal axis and the opening has a radially elongated shape of identical length to that of the relief;
- the metallic material is projected over the entire junction zone between the relief and the edge of the opening;
- The plate has several openings in which are engaged the reliefs of several teeth;
- The tray has inner and outer peripheral edges;
- the metallic material is also projected onto the plate, between said junction zone and one of said inner and outer peripheral edges of the plate, so as to form a partition projecting from the plate, two adjacent partitions extending one from the inner peripheral edge to a distance from the outer peripheral edge of the tray, and the other extending from the outer peripheral edge to a distance from the inner peripheral edge;
- the tooth having a first face resting against the plate, said first face having two opposite sides which extend substantially radially with respect to the longitudinal axis, the relief extends substantially at equal distance from the two sides;
- the tooth having a first face resting against the plate, said first face having two opposite sides which extend substantially radially with respect to the longitudinal axis, the relief has two parts which run along the two sides;
- one of the two parts of the relief of the tooth and the other of the two parts of the relief of the neighboring tooth being engaged in said opening, the metallic material is projected over the entire edge of the opening as well as on the two parts engaged in said opening and between these two parts;
- at least part of the edge of the opening is chamfered on the side of the tooth;
- said metallic material is a non-magnetic powder, preferably comprising a mixture of aluminum and alumina;
- The opening extends away from the inner and outer peripheral edges of the plate.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the different characteristics, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations insofar as they are not incompatible or exclusive of each other.
Claims (10)
ledit procédé comprend une étape d’insertion du relief (112) dans l’ouverture (102),
caractérisé en ce que ledit procédé comporte, après l’étape d’insertion, une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique sur une partie au moins d’une zone de jonction entre le relief (112) et le bord de l’ouverture (102).Method of assembling a body (10) of a stator (1) for an electric machine, the body (10) comprising a disc-shaped plate (101) centered on a longitudinal axis (A1) and teeth (110) distributed on one side of the plate (101) around the longitudinal axis (A1), the plate (101) comprising at least one opening (102), at least one of the said teeth (110) comprising a projection (112) in relief engaged in said opening (102),
said method comprises a step of inserting the relief (112) into the opening (102),
characterized in that said method comprises, after the insertion step, a step of metallization by cold spraying of a metallic material on at least part of a junction zone between the relief (112) and the edge of the opening (102).
- le plateau (101) comportant plusieurs ouvertures (102) dans lesquelles sont engagées les reliefs (112) de plusieurs dents (110),
- le plateau (101) présentant des bords périphériques intérieur (101A) et extérieur (101B),
- la matière métallique est également projetée entre ladite la zone de jonction et l’un des bords périphériques intérieur (101A) et extérieur (101B) du plateau (101) de façon à former une cloison (130) en saillie sur une face du plateau (101), deux cloisons (130) voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur (101A) jusqu’à distance du bord périphérique extérieur (101B) du plateau (101), et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur (101B) jusqu’à distance du bord périphérique intérieur (101A) du plateau (101).Assembly method according to claim 3, in which:
- the plate (101) comprising several openings (102) in which the reliefs (112) of several teeth (110) are engaged,
- the plate (101) having inner (101A) and outer (101B) peripheral edges,
- the metallic material is also projected between said junction zone and one of the inner (101A) and outer (101B) peripheral edges of the plate (101) so as to form a partition (130) projecting from one face of the plate (101), two neighboring partitions (130) extending one from the inner peripheral edge (101A) to a distance from the outer peripheral edge (101B) of the plate (101), and the other extending from the outer peripheral edge (101B) up to a distance from the inner peripheral edge (101A) of the plate (101).
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