FR3133108A1 - Procédé de fabrication d’un corps de stator - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un corps (10) de stator (1) pour machine électrique. Le corps (10) comprend un plateau (101) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1), une plaque de support (120), et des dents (110) réparties sur une première face (121) de la plaque de support (120), la plaque de support (120) comprenant au moins une ouverture (102, 102a, 102b), au moins une desdites dents (110) comprenant au moins un relief (112, 112a, 112b) en saillie, chaque relief (112, 112a, 112b) étant destiné à être engagé dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante. L’invention propose alors un procédé d’assemblage qui comprend une étape d’insertion de chaque relief (112, 112a, 112b) dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante. Le procédé comporte, après l’étape d’insertion, une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique (130) sur au moins une partie d’une zone de jonction entre chaque relief (112, 112a, 112b) et le bord de l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, et une étape de fixation du plateau sur une deuxième face (122) de la plaque de support (120), la deuxième face (122) étant opposée à ladite première face (121). Figure pour l’abrégé : Fig.2
Description
La présente invention concerne de manière générale les machines électriques.
Elle concerne plus particulièrement un procédé d’assemblage d’un corps de stator pour machine électrique, et notamment pour machine électrique à flux axial.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les moteurs électriques pour véhicules automobiles électriques ou hybrides.
Une machine électrique à flux axial pour véhicule électrique comprend en général un rotor en forme de disque, situé entre deux 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.
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.
Classiquement, les dents sont fixées au plateau par collage ou au moyen de pièces de fixation additionnelles telles que des vis.
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.
Cette solution de fixation des dents par soudage présente des inconvénients.
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, sur les résistances thermiques entre les stators et les canaux de refroidissement, et sur les vibrations engendrées par la rotation du rotor.
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.
L’invention s’applique à l’assemblage d’un corps de stator comprenant un plateau en forme de disque centré sur un axe longitudinal, une plaque de support, et des dents réparties sur une première face de la plaque de support, le plateau comprenant au moins une ouverture, au moins une desdites dents comprenant au moins un relief en saillie, chaque relief étant destiné à être engagé dans l’ouverture correspondante.
On propose alors selon l’invention un procédé d’assemblage qui comprend une étape d’insertion de chaque relief dans l’ouverture correspondante, 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 au moins une partie d’une zone de jonction entre chaque relief et le bord de l’ouverture correspondante, et une étape de fixation du plateau sur une deuxième face de la plaque de support, la deuxième face étant opposée à ladite première face.
Avantageusement, l’étape de métallisation permet de solidement fixer chaque relief de la dent au bord de l’ouverture correspondante de la plaque de support.
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.
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.
Enfin, cette opération est susceptible d’assurer une étanchéité autour de chaque ouverture de la plaque de support. 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 et sans risque de fuite.
L’utilisation de la plaque de support permet avantageusement de faciliter le bobinage du fil conducteur autour des dents. Autrement dit, le bobinage peut être réalisé de façon séparée avant l’étape de métallisation et l’étape de fixation. Par conséquent, le bobinage devient plus facile et la qualité du bobinage peut être assurée. L’étape de fixation du plateau sur la deuxième face de la plaque de support peut par exemple être réalisée au moyen de pièces de fixation additionnelles telles que des vis. En outre, il est plus facile et moins couteux d’usiner la plaque de support par rapport au plateau.
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 :
- chaque relief comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal et chaque ouverture présentant une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief correspondant ;
- au moins une desdites dents comprend deux reliefs en saillie disposés de part et d’autre d’un centre horizontal de ladite au moins une des dents, et la plaque de support comprend au moins une portion centrale, chaque portion centrale étant destinée à être engagée entre lesdits deux reliefs en saillie ;
- chaque bord de l’ouverture présente une forme plate ;
- au moins un bord de l’ouverture présente une forme inclinée et ladite au moins une desdites dents comprenant au moins une partie ayant une forme complémentaire dudit au moins un bord de l’ouverture ;
- la matière métallique est projetée à froid sur toute la zone de jonction entre chaque relief et le bord de l’ouverture correspondante ;
- la matière métallique est projetée jusqu’au niveau de la deuxième face de la plaque de support ;
- la matière métallique projetée dépasse le niveau de la deuxième face de la plaque de support de façon à former une espace entre la deuxième face de la plaque de support et le plateau après l’étape de fixation ;
- la plaque de support comporte plusieurs ouvertures dans lesquelles sont engagées les reliefs de plusieurs dents, la plaque de support présentant des bords périphériques intérieur et extérieur, ladite espace formée comportant des cloisons en saillie sur la deuxième face de la plaque de support, deux cloisons voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur jusqu’à distance du bord périphérique extérieur de la plaque de support, et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur jusqu’à distance du bord périphérique intérieur de la plaque de support ;
- ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine ;
- chaque relief comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal et chaque ouverture présentant une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief correspondant ;
- au moins une desdites dents comprend deux reliefs en saillie disposés de part et d’autre d’un centre horizontal de ladite au moins une des dents, et la plaque de support comprend au moins une portion centrale, chaque portion centrale étant destinée à être engagée entre lesdits deux reliefs en saillie ;
- chaque bord de l’ouverture présente une forme plate ;
- au moins un bord de l’ouverture présente une forme inclinée et ladite au moins une desdites dents comprenant au moins une partie ayant une forme complémentaire dudit au moins un bord de l’ouverture ;
- la matière métallique est projetée à froid sur toute la zone de jonction entre chaque relief et le bord de l’ouverture correspondante ;
- la matière métallique est projetée jusqu’au niveau de la deuxième face de la plaque de support ;
- la matière métallique projetée dépasse le niveau de la deuxième face de la plaque de support de façon à former une espace entre la deuxième face de la plaque de support et le plateau après l’étape de fixation ;
- la plaque de support comporte plusieurs ouvertures dans lesquelles sont engagées les reliefs de plusieurs dents, la plaque de support présentant des bords périphériques intérieur et extérieur, ladite espace formée comportant des cloisons en saillie sur la deuxième face de la plaque de support, deux cloisons voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur jusqu’à distance du bord périphérique extérieur de la plaque de support, et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur jusqu’à distance du bord périphérique intérieur de la plaque de support ;
- ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine ;
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.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
En préliminaire on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l’invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
Sur la , on a représenté un corps 10 de stator 1 obtenu au moyen d’un procédé d’assemblage conforme à l’invention.
Ce corps 10 de stator 1 est prévu pour faire partie d’une machine électrique à flux axial, cette machine étant en l’espèce un moteur permettant de propulser un véhicule électrique ou hybride. Une telle machine électrique comporte au moins un rotor et au moins un stator. En pratique, elle comporte plus généralement un rotor situé entre deux stators.
Le rotor comprend généralement un corps de forme annulaire qui loge une pluralité d’éléments à pôles magnétiques ayant la même fonction que des aimants permanents. Les éléments à pôles magnétiques sont par exemple constitués de petits aimants permanents assemblés.
De leurs côtés, les stators présentent des formes d’anneaux aplatis et sont équipés, sur leurs faces orientées vers le rotor, de dents autours desquelles sont enroulées des bobines 2 de fils électriquement conducteurs. Lorsque ces bobinages sont alimentés en courant électrique, ils permettent de générer un champ magnétique de manière à faire tourner le rotor. Les deux stators 1 sont généralement identiques si bien qu’un seul d’entre eux sera ici décrit.
L’invention porte plus précisément sur un tel stator 1.
Comme le montre la , ce stator 1 comprend un corps comportant pour sa part un support 100 et une pluralité de dents 110.
De manière préférentielle, le support 100 forme une partie du boîtier extérieur de la machine électrique (lequel loge le rotor). En d’autres termes, il est prévu de telle sorte que sa face extérieure forme une partie de la face extérieure de ce boîtier.
Ce support 100 comporte un plateau 101 en forme de disque centré sur un axe longitudinal A1. Il présente ici une ouverture centrale circulaire. Ainsi, le plateau 101 présente plus spécifiquement une forme d’anneau aplati délimité entre un bord périphérique extérieur 101B et un bord périphérique intérieur 101A.
La pluralité de dentes 110 sont fixées sur le plateau 101 à travers d’une plaque de support 120 (non visible sur la ) située entre la pluralité de dentes 110 et le plateau 101 après le procédé d’assemblage du stator 1.
Ici, ce plateau 101 est bordé extérieurement par un rebord extérieur 109 tubulaire, qui s’étend de part et d’autre du plateau 101.
Le plateau 101 comprend une face supérieure tournée vers la pluralité de dentes 110, et une face inférieure opposée.
On notera à ce stade que dans la suite de cet exposé, les termes « inférieur » et « supérieur » seront utilisés par rapport à ce rotor, le côté supérieur d’un élément désignant la partie de cet élément qui est tournée du côté du rotor et le côté inférieur désignant la partie de cet élément qui est tournée du côté opposé.
La face supérieure du plateau est plane et perpendiculaire à l’axe longitudinal A1.
L’épaisseur du plateau 101, c’est-à-dire sa dimension selon l’axe longitudinal A1, est par exemple comprise entre 1 mm et 30 mm. Le diamètre du plateau 101 est préférentiellement compris entre 10 cm et 100 cm.
Sur les figures 2 à 7, 9 et 10, pour simplifier, on a représenté seulement un secteur angulaire du corps 10 du stator 1. Ici, tous les secteurs angulaires formant le corps 10 sont identiques et chaque secteur angulaire ne comprend qu’une des dents 110. Par conséquent, seule une dent et un secteur angulaire seront décrits dans la suite.
Comme le montre la , la plaque de support 120 présente une forme similaire du plateau 101 et comprend une pluralité d’ouvertures 102 allongées.
Ici, chaque ouverture 102 s’étend à distance des bords périphériques de la plaque de support 120. Cela signifie ici que les ouvertures 102 ne débouchent pas sur l’extérieur ou sur l’ouverture centrale de la plaque de support 120.
Ici, chaque ouverture 102 présente un bord de forme rectangulaire et est allongée selon une direction radiale A2, perpendiculaire à l’axe longitudinal A1.
Les ouvertures 102 sont régulièrement réparties sur la plaque de support 120 autour de l’axe longitudinal A1.
Dans le mode de réalisation représenté sur la , le bord de l’ouverture est droit, ce qui signifie que ses quatre côtés s’étendent dans des plans parallèles à l’axe longitudinal A1.
Dans d’autres modes de réalisation, ce bord pourra ne pas être droit mais incliné ou chanfreiné. De tels modes seront décrits dans la suite de cet exposé.
Ici, le support 100 est réalisé d’une seule pièce en aluminium, mais en variante il pourrait être fabriqué en acier inoxydable ou en matériau non-magnétique.
Les dents 110 sont elles aussi régulièrement réparties sur la face supérieure du plateau 101, autour de l’axe longitudinal A1. La plaque de support 120 comporte une première face 121 tournée vers les dents 110 et une deuxième face opposée à la première face 122 tournée vers la face supérieure du plateau 101.
Chaque dent 110 présente globalement une forme de prisme droit ayant une section trapézoïdale et présentant un rétrécissement de section pour accueillir une bobine 2 de fil électrique. Chaque dent 110 présente ici plan de symétrie radiale.
Comme illustré sur la , chaque dent 110 comprend plus précisément une partie basse, appelée embase 117, s’étendant en regard du plateau 101 et une partie haute 118 s’élevant à partir de l’embase 117 selon l’axe longitudinal A1.
L’embase 117 présente une forme de trapèze épais. Elle est conçue pour former, avec les embases 117 des autres dents 110 du stator 1, une sorte d’anneau épais.
La partie haute 118 présente également une forme de trapèze épais, mais elle est plus fine que l’embase 117 car elle est conçue pour porter la bobine 2 de fil conducteur. Comme le montre la , le sommet de la partie haute 118 de chaque dent 110 est évasé de façon que la bobine 2 une fois enroulée autour de la partie haute 118 se trouve bloquée entre cet évasement et l’embase 117.
L’embase 117 présente une face inférieure 115 qui est plane et orthogonale à l’axe longitudinal A1. Cette face inférieure 115 est prévue pour s’appliquer contre la première face de la plaque de support 120.
Pour son assemblage sur le plateau 101, chaque dent 110 comprend au moins un relief, ici par exemple un relief 112 en saillie à partir de la face inférieure 115 de la dent 110.
Le relief 112 de chaque dent 110 est conçu pour s’emboiter dans une des ouvertures 102 de la plaque de support 120. Un relief 112 et l’ouverture 102 dans laquelle il s’emboite seront par la suite qualifiés d’« associés », comme illustré sur la .
Pour coopérer avec l’ouverture 102, il est donc prévu que le relief 112 s’étende également essentiellement radialement. Chaque relief 112 forme ainsi une nervure rectiligne s’étendant selon une direction radiale A2.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, chaque relief 112 présente une forme identique, en négatif et au jeu près, à celle de l’ouverture 102, de façon à remplir entièrement cette ouverture 102 et à ne pas faire saillie sur la face inférieure du plateau 101.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, le relief 112 présente une forme de parallélépipède rectangle.
De cette manière, une fois engagé dans l’ouverture 102, le relief 112 assure un blocage de la dent par rapport au plateau dans toutes les directions de l’espace, excepté selon l’axe longitudinal A1.
Alors, pour fixer définitivement la dent 110 sur la plaque de support 120, il est alors prévu de réaliser une opération de métallisation à froid par soufflage de matière métallique.
On peut alors décrire le procédé d’assemblage du corps 10 de stator représenté sur les figures 2 à 4.
Ce procédé comprend une première étape de fabrication du support 100 et des dents 110. Cette étape étant bien connue de l’Homme du métier, elle ne sera pas ici décrite. On pourra seulement préciser que les dents et les plaques de support peuvent être obtenues au moyen de tôles planes ou incurvées assemblées et découpées à la forme souhaitée.
La seconde étape consiste à placer un isolant électrique autour de la partie haute 118 de chaque dent 110, puis à enrouler le fil électrique de manière à former les bobines 2 autour des dents 110.
La troisième étape est une étape d’insertion et cette troisième étape consiste à engager le relief 112 de chaque dent 110 dans l’ouverture 102 associée de la plaque de support 120, comme on peut le voir sur la .
L’insertion du relief 112 est réalisée par un mouvement de translation rectiligne dans une direction parallèle à l’axe longitudinal A1. Elle se termine lorsque la face inférieure 115 de la dent 110 arrive en butée contre la première face 121 de la plaque de support 120.
La quatrième étape est 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. Cette étape est réalisée du côté de la deuxième face 122 de la plaque de support 120.
Comme le montre la , cette étape consiste préférentiellement à recouvrir la face d’extrémité inférieure du relief 112 et une partie de la deuxième face 122 de la plaque de support 120, tout autour du bord de l’ouverture 102, par une bande de matière 130, en projetant de la poudre métallique sur cette zone.
Cette bande de matière 130 s’étend préférentiellement sur des longueur et largeur plus grandes que celles de l’ouverture 102. Ainsi, elle déborde de l’ouverture 102 sur plus d’un millimètre en tout point du contour de cette ouverture 102.
Cette bande présente une épaisseur préférentiellement compris entre 0,3 et 3 millimètres.
Cette bande de matière 130, une fois déposée sur le plateau 101 et le relief 112 de la dent 110, permet de réaliser une sorte de soudure supprimant l’unique degré de liberté dont disposait encore la dent 110 une fois installée sur la plaque de support 120.
La bande de matière 130 peut par exemple couvrir entièrement l’ouverture 102 jusqu’ au niveau de la deuxième face 122 de la plaque de support 120. En variante, la bande de matière 130 est projetée de façon à dépasser la deuxième face 122 de la plaque de support 120.
La métallisation par projection à froid est une technique plus connue sous le nom anglais de « cold spray ». Elle consiste à projeter une poudre métallique à une vitesse supersonique via un gaz amené sous pression et chauffé. Elle est réalisée au moyen d’un appareil de projection 200, comme illustré sur la .
La poudre ici employée est de préférence amagnétique.
Elle est préférentiellement choisie de manière à former une couche imperméable à l’eau. Sa porosité est donc préférentiellement aussi basse que possible, par exemple inférieure à 1%.
Pour cela, la poudre choisie est ici un mélange d’au moins deux matériaux, l’un étant plus ductile pour bien s’appliquer contre la plaque de support lors de l’impact, et l’autre étant moins ductile de façon à avoir un effet de choc plus grand lors de l’impact, ce qui permet de densifier la bande de matière 130 et d’obtenir une porosité réduite.
Ici, le mélange choisi comprend de la poudre d’aluminium et de la poudre d’alumine (moins ductile que l’aluminium).
La composition comprend une majeure partie, en volume, d’aluminium (par exemple 80%). Elle permet d’obtenir une porosité de l’ordre de 0,14%.
Cette composition est en outre choisie pour obtenir une résistance thermique entre la plaque de support 120 et les dents 110 qui soit très faible.
Comme le montre la , la dernière étape est une étape de fixation et cette dernière étape consiste à fixer le plateau 101 sur la deuxième face 122, par exemple par des moyens de fixation 20 tels que des vis. La plaque de support 120 et le plateau 101 comportent chacun un trous traversant coaxial 21a, 21b de façon à recevoir une vis de fixation 20.
Comme décrit plus loin dans cet exposé, il est possible de former une espace de refroidissement entre la deuxième face 122 de la plaque de support 120 et le plateau 101. Cette espace de refroidissement est étanche à un liquide de refroidissement tel que l’eau ou l’huile, grâce aux bandes de matière 130.
Alors, en prévoyant deux ouvertures d’entrée et de sortie de liquide de refroidissement dans cette chambre, il est possible de faire circuler le liquide de refroidissement le long des bandes de matière 130 et la plaque de support 120, ce qui permet de refroidir les dents 110 et le support 100. Ces ouvertures d’entrée et de sortie sont de préférence diamétralement opposées par rapport à l’axe longitudinal A1.
Sur les figures 5 et 6, on a représenté une variante de la dent 110 et de la plaque de support 120.
Dans ce mode de réalisation illustré sur la , la dent 110 diffère de celui représenté sur les figures précédentes par le nombre de reliefs 112 en saillie.
La dent 110 comporte au moins deux reliefs, ici par exemple deux reliefs 112a, 112b en saillie disposés de part et d’autre d’un centre horizontal 113 de la dent 110, et la plaque de support 120 comprend au moins une portion centrale 125. Chaque portion centrale 125 est destinée à être engagée entre les deux reliefs 112a, 112b en saillie.
La plaque de support 120 comporte par conséquent deux ouvertures correspondantes 102a, 102b destinée à recevoir les deux reliefs 112a, 112b en saillie dans l’étape d’insertion. Les deux reliefs 112a, 112b en saillie se présentant sous la forme de deux nervures qui longent respectivement les bords radiaux de la face inférieure 115 de la dent 110, sur toute la longueur de cette face inférieure 115.
Chaque nervure présente une forme de parallélépipède rectangle, flanqué du côté intérieur d’un congé incliné à 45°. Cette forme permet de faciliter l’engagement de la portion centrale 125 entre les deux reliefs 112a, 112b en saillie.
En outre, les bords de ces ouvertures 102a, 102b sont, contrairement aux bords des ouvertures 102 décrites précédemment, non pas droits mais en partie chanfreinés.
Plus précisément, chaque ouverture 102a, 102b présente un bord rectangulaire qui est chanfreinée à 45° le long de ses deux grands côtés, du côté de la deuxième face 122. Ce chanfrein s’étend ici sur environ la moitié de l’épaisseur de la plaque de support 120. Cette forme chanfreinée permet avantageusement de créer des espaces pour recevoir la matière métallique projetée à froid de façon à souder la dent 110 sur la plaque de support 120.
Comme le montre la , les deux reliefs 112a, 112b de la dent 110 sont engagées dans les deux ouvertures 102a, 102b de la plaque de support 120 et la matière métallique est projetée à froid sur la partie chanfreinée des ouvertures 102a, 102b.
Un jeu est effet prévu pour permettre d’engager sans difficulté les reliefs 112a, 112b dans les ouvertures 102a, 102b de la plaque de support 120.
Ce jeu se retrouve entre chaque relief 112a, 112b et le bord des ouvertures 102a, 102b ainsi qu’entre les deux reliefs 112a, 112b engagées dans les ouvertures 102a, 102b. Un jeu est prévu dans la largeur de l’ouverture et dans sa longueur. Ce jeu cumulé est préférentiellement de 40 μm, mais une valeur plus grande peut être employée pour faciliter l’assemblage. Toutefois, cette valeur ne doit pas être trop élevée pour assurer une bonne fixation des dents au plateau. Cette valeur est donc préférentiellement inférieure à 200μm, et il est même préférable qu’elle ne dépasse pas 100 μm.
La représente une vue de coté de bord périphérique extérieur de la dent 110 selon un mode de réalisation après l’étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique.
La plaque de support 120 présente une forme plate et comporte des ouvertures 102a, 102b. La dent 110 comporte deux reliefs 112a, 112b en saillie destinés à être engagés dans les ouvertures 102a, 102b de la plaque de support 120.
Il convient de noter ici que les bandes de matière 130 déposées dans l’étape de métallisation couvrent les zones de jonction entre les bords des ouvertures 102a, 102b de la plaque de support 120 et les reliefs 112a, 112b. Les bandes de matière 130 dépassent la deuxième face 122 de la plaque de support 120 et assure l’étanchéité de la dent 110 vis-à-vis du plateau 101. Par conséquent, une espace 140 est formée entre la deuxième face 122 de la plaque de support 120 et le plateau 101 après l’étape de fixation de la plaque de support 120 sur le plateau 101 par exemple au moyen de vis. Cette espace 140 peut avantageusement être utilisée comme une partie d’un système de refroidissement du stator 1.
La illustre une vue dessous des dents 110 et la plaque de support 120 après l’étape de métallisation mais avant l’étape de fixation.
La plaque de support 120 comporte plusieurs ouvertures dans lesquelles sont engagées les reliefs de plusieurs dents. La plaque de support 120 présente des bords périphériques intérieur 120A et extérieur 120B.
Une espace est formée après l’étape de fixation de la plaque de support 120. Cette espace n’est pas visible sur la en raison de la non-présence du plateau. Ladite espace formée comportant des cloisons, ici des bandes de matières 130 visibles sur la , en saillie sur la deuxième face 122 de la plaque de support 120.
De manière préférentielle, comme le montre sur la , les bandes de matière 130 s’étendent en quinconce autour de l’ouverture centrale de la plaque de support 120, de façon à forcer le liquide de refroidissement à circuler le long de l’ensemble de la surface du plateau 101 (non visible sur la ) et de la deuxième face 122 de la plaque de support 120 après l’étape de fixation, et à évacuer la chaleur de manière aussi homogène et efficace que possible.
Dans ce mode de réalisation, les bandes de matière 130 font saillie de la deuxième face 122 de la plaque de support 120 sur une hauteur telle qu’elles viennent au contact du plateau 101 après l’étape de fixation entre la plaque de support 120 et le plateau 101. Elles forment donc des sortes de cloisons 130 empêchant le liquide de refroidissement du système de refroidissement de circuler directement depuis l’ouverture d’entrée jusqu’à l’ouverture de sortie.
De plus, dans ce mode de réalisation, les deux cloisons voisines 130 s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur 120A jusqu’à distance du bord périphérique extérieur 120B de la plaque de support 120, et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur 120B jusqu’à distance du bord périphérique intérieur 120A de la plaque de support 120.
De cette façon, comme le montre la flèche F1 sur la , le liquide de refroidissement est forcé de prendre un chemin en zig-zag, ce qui assure un refroidissement homogène et efficace du support 100 et des dents 110.
On notera ici que le procédé d’assemblage du corps 10 de stator 1 est avantageux en ce sens qu’il ne déforme pas les composants de la machine électrique, qu’il assure une bonne précision d’assemblage et qu’il est facilement reproductible pour une fabrication de la machine électrique sur chaîne d’assemblage. En outre, l’utilisation de la plaque de support 120 permet d’éviter un usinage coûteux et compliqué du plateau 101.
La illustre une vue de coté de bord périphérique extérieur de la dent 110 après l’étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique selon un autre mode de réalisation.
Dans ce mode de réalisation, la plaque de support 120 comporte une ouverture 1020 et la dent 110 comporte un relief 1120 en saillie destinée à être engagée dans l’ouverture 1020.
Un premier bord 1021a de l’ouverture 1020 présente une forme chanfreinée et un deuxième bord 1021b de l’ouverture 1020 présente une forme inclinée. La dent 110 comprend une partie ayant une forme complémentaire du deuxième bord 1021b de la plaque de support 120.
Comme on peut constater sur la , la bande de matière 130 couvre partiellement la partie inclinée 1021b de l’ouverture 1020 et le relief 112 en saillie et atteigne le niveau de la deuxième face 122 de la plaque de support 120.
La illustre une vue de coté de bord périphérique extérieur de la dent 110 après l’étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique selon encore un autre mode de réalisation.
La plaque de support 120 comporte deux ouvertures 102c, 102d et la dent 110 comporte deux reliefs 112c, 112d en saillie destinée à être engagée dans les ouvertures correspondantes 102c, 102d.
Chaque ouverture 102c, 102d comporte un bord 1021c, 1021d présentant une forme inclinée et la dent 110 comprend deux parties ayant chacune une forme complémentaire du bord incliné correspondant de la plaque de support 120.
Pendant l’étape de métallisation, la bande de matière 130 est formée partiellement sur les bords inclinés des ouvertures 102c, 102d et les reliefs 112c, 112d en saillie correspondants. La matière métallique est projetée jusqu’au niveau de la deuxième face 122 de la plaque de support, comme illustré sur la .
Selon d’autres variantes de l’invention, il aurait été possible de prolonger les bandes de matière 130 sur la plaque de support 120 de manière à forcer le liquide de refroidissement à circuler autour des reliefs ou même sur les reliefs.
Il aurait également été possible d’employer come matière à projeter de la poudre d’aluminium uniquement, ou de la poudre d’alumine seulement. D’autres matériaux auraient également pu être employés.
Claims (10)
- Procédé d’assemblage d’un corps (10) de stator (1) pour machine électrique, le corps (10) comprenant un plateau (101) en forme de disque centré sur un axe longitudinal (A1), une plaque de support (120), et des dents (110) réparties sur une première face (121) de la plaque de support (120), la plaque de support (120) comprenant au moins une ouverture (102, 102a, 102b), au moins une desdites dents (110) comprenant au moins un relief (112, 112a, 112b) en saillie, chaque relief (112, 112a, 112b) étant destiné à être engagé dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, ledit procédé comprenant une étape d’insertion de chaque relief (112, 112a, 112b) dans l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, caractérisé en ce que ledit procédé comporte, après l’étape d’insertion, une étape de métallisation par projection à froid d’une matière métallique (130) sur au moins une partie d’une zone de jonction entre chaque relief (112, 112a, 112b) et le bord de l’ouverture (102, 102a, 102b) correspondante, et une étape de fixation du plateau sur une deuxième face (122) de la plaque de support (120), la deuxième face (122) étant opposée à ladite première face (121).
- Procédé d’assemblage selon la revendication 1, dans lequel chaque relief (112) comporte une partie au moins en forme de nervure allongée radialement par rapport à l’axe longitudinal (A1) et chaque ouverture (102) présentant une forme allongée radialement de longueur identique à celle du relief (112) correspondant.
- Procédé d’assemblage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins une desdites dents (110) comprend deux reliefs (112a, 112b) en saillie disposés de part et d’autre d’un centre horizontal (113) de ladite au moins une des dents (110), et la plaque de support (120) comprend au moins une portion centrale (125), chaque portion centrale (125) étant destinée à être engagée entre lesdits deux reliefs (112a, 112b) en saillie.
- Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque bord de l’ouverture (102) présente une forme plate.
- Procédé d’assemblage selon la revendication 3, dans lequel au moins un bord (1021b, 1021c,1021d) de l’ouverture (1020, 102c, 102d) présente une forme inclinée et ladite au moins une desdites dents (110) comprenant au moins une partie ayant une forme complémentaire dudit au moins un bord (1021b, 1021c,1021d) de l’ouverture (1020, 102c, 102d).
- Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière métallique est projetée à froid sur toute la zone de jonction entre chaque relief (112) et le bord de l’ouverture (102) correspondante.
- Procédé d’assemblage selon la revendication 6, dans lequel la matière métallique est projetée jusqu’au niveau de la deuxième face (122) de la plaque de support (120).
- Procédé d’assemblage selon la revendication 6, dans lequel la matière métallique projetée dépasse le niveau de la deuxième face (122) de la plaque de support (120) de façon à former une espace (140) entre la deuxième face (122) de la plaque de support (120) et le plateau (101) après l’étape de fixation.
- Procédé d’assemblage selon la revendication 8, dans lequel
- la plaque de support (120) comportant plusieurs ouvertures (102) dans lesquelles sont engagées les reliefs (112) de plusieurs dents (110),
- la plaque de support (120) présentant des bords périphériques intérieur (120A) et extérieur (120B),
- ladite espace (140) formée comportant des cloisons (130) en saillie sur la deuxième face (122) de la plaque de support (120), deux cloisons (130) voisines s’étendant l’une depuis le bord périphérique intérieur (120A) jusqu’à distance du bord périphérique extérieur (120B) de la plaque de support (120), et l’autre s’étendant depuis le bord périphérique extérieur (120B) jusqu’à distance du bord périphérique intérieur (120A) de la plaque de support (120). - Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite matière métallique est une poudre amagnétique, comprenant préférentiellement un mélange d’aluminium et d’alumine.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3133108A1 true FR3133108A1 (fr) | 2023-09-01 |
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| EP2224577A1 (fr) * | 2007-12-17 | 2010-09-01 | Daikin Industries, Ltd. | Noyau magnétique d'induit, induit, machine électrique rotative et compresseur |
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2022
- 2022-02-25 FR FR2201666A patent/FR3133108A1/fr active Pending
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