Titre : Machine électrique tournante

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2203746 déposée le 22 avril 2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

Domaine technique

La présente invention concerne les machines électriques tournantes et plus particulièrement les stators de telles machines, insérés dans un carter de la machine. L’invention s’intéresse plus particulièrement au blocage en rotation du stator par rapport au carter.

L’invention porte plus particulièrement sur les machines synchrones ou asynchrones, à courant alternatif. Elle concerne notamment les machines de traction ou de propulsion de véhicules automobiles électriques (Battery Electric Vehicle) et/ou hybrides (Hybrid Electric Vehicle - Plug-in Hybrid Electric Vehicle), telles que voitures individuelles, camionnettes, camions ou bus. L’invention s’applique également à des machines électriques tournantes pour des applications industrielles et/ou de production d’énergie, notamment navales, aéronautiques ou éoliennes.

Technique antérieure

Afin de bloquer en rotation le stator par rapport à un carter de la machine, il est connu d’utiliser un emmanchement serré du stator dans le carter, réalisé en dilatant à chaud le carter. Cependant, lors de l’utilisation de la machine, à température élevée, le carter peut se dilater de nouveau, et le stator peut perdre son serrage. A l’inverse, le froid peut faire se contracter la matière et le carter peut se casser. Un alliage plus résistant mais plus coûteux ou un traitement thermique pour renforcer la matière du carter, également coûteux, peuvent être nécessaire afin de pallier ces problèmes.

Il est également connu d’utiliser une butée anti-rotation, par clavette ou par vissage ou goupille. Cependant, cela nécessite l’usinage du stator ainsi que du carter, et l’utilisation de pièces supplémentaires. Par ailleurs, dans le cas d’une butée par vissage ou goupille, le perçage du stator et du carter peut libérer des copeaux d’usinage polluants, et le procédé de fabrication peut se trouver perturbé par le cycle d’usinage. De plus, dans le cas d’une butée par clavette, l’utilisation de clavette nécessite un positionnement précis du stator par rapport au carter, qui même lorsqu’il est bien réalisé, n’empêche pas un jeu résiduel.

L’utilisation d’une bague de tolérance peut être aussi efficace pour bloquer le stator en rotation, mais cela peut engendrer de fortes contraintes sur le carter qui risque de se fissurer.

Le document EP 3 493 369 a pour objet un stator comportant des bandelettes en plastique s’étendant sur toute la longueur du stator, réparties angulairement autour de l’axe longitudinal du stator. Ces bandelettes en plastique comportent des bossages de forme partiellement circulaire, disposés sur toute la longueur des bandelettes, dont l’axe de courbure s’étend perpendiculairement à un axe longitudinal du stator. Ce document décrit également des éléments élastiques formés d’un seul tenant avec les tôles du stator.

Le document EP 3 836 368 décrit une bague élastique en matière organique, notamment en plastique, montée autour d’un stator, et comportant des bossages. Cette bague élastique ne permet pas de conférer un effort d’appui suffisamment élevé pour assurer le maintien du stator dans un carter lors du frettage.

Dans le document US 2010/320865, des ressorts s’étendent sur toute la longueur du stator, en étant clipsés à chaque extrémité. Ils sont répartis angulairement autour de l’axe longitudinal du stator et comportent chacun un unique bossage longitudinal, avec un axe de courbure du bossage qui s’étend parallèlement à l’axe longitudinal du stator.

Dans le document US 2020/235617, on a des inserts, espacés angulairement autour de l’axe longitudinal du stator, chaque insert comportant une première partie insérée dans un logement adapté sur la surface externe du stator, et une deuxième partie insérée dans un logement adapté sur la surface interne du carter. Une telle configuration nécessite l’usinage du stator et du carter, ainsi qu’un positionnement très précis entre eux.

Dans le document DE 10 2006 036836, on utilise des ressorts en forme de tubes fendus, répartis angulairement autour de l’axe longitudinal du stator, disposés entre le stator et le carter. Ces éléments ressorts s’étendent sur toute la longueur du stator et sont insérés dans des logements adaptés sur la surface externe du stator, de laquelle ils font saillie. On peut ne pas avoir un transfert thermique suffisant entre le stator et le carter, une couche d’air existant entre les deux. Le document US 2015/0022052 décrit un cylindre emmanché sur la surface externe du stator, entre le stator et le carter. Ce cylindre s’étend sur toute la longueur et sur toute la circonférence du stator. En outre, il vient se fixer de part et d’autre du stator.

Le document US 2020/0144882 porte sur un ressort ondulé disposé entre le stator et le carter, s’étendant sur toute la circonférence du stator, le ressort étant comprimé lors de l’insertion du stator dans le carter.

Dans le document US 2020/112226, les tôles du stator comportent des découpes sur la surface externe du stator, venue de matière avec les tôles, qui sont en contact avec la surface interne du carter lorsque le stator est inséré dans le carter.

Les documents US 2020/0313500 et US 2016/0156245 portent sur des stators fixés au carter par des tirants ou par des écrous et des boulons.

Il existe donc un besoin pour faciliter le blocage en rotation du stator dans le carter, et d’en réduire le coût.

Résumé de l’invention

L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à une machine électrique tournante comportant :

- un carter,

- un stator comportant une masse statorique, le stator étant disposé dans le carter, notamment par frettage,

- une ou plusieurs lamelles élastiques rapportées sur l’un du stator ou du carter à sa surface faisant face à l’autre du stator ou du carter, une étendue angulaire d’au moins une lamelle élastique autour d’un axe longitudinal de la machine étant strictement inférieure à 360°, une longueur de ladite au moins une lamelle élastique étant strictement inférieure à une longueur de la masse statorique.

Par « lamelle », il faut comprendre une pièce d’épaisseur relativement faible par rapport à sa longueur et à sa largeur.

Par « lamelle élastique », il faut comprendre que la lamelle élastique a la propriété de reprendre, au moins partiellement, sa forme et/ou son volume, après déformation. La ou les lamelles élastiques peuvent perdre leur forme et/ou leur volume lors de l’insertion du stator dans le carter, par exemple par frettage, en particulier lors de la dilatation du carter.

Par « lamelle rapportée », il faut comprendre que la lamelle rapportée est une pièce fabriquée indépendamment du stator et du carter.

La ou les lamelles élastiques rapportées, portées par l’un ou l’autre du stator ou du carter, sur sa surface en contact avec l’autre du stator ou du carter, permettent de fournir un effort constant entre le stator et le carter du fait de leur déformation mécanique, permettant ainsi un renfort anti-rotation du stator par rapport au carter et donc d’améliorer les performances du frettage du carter et du stator. En particulier, si le carter se dilate, la ou les lamelles élastiques permettent de maintenir cet effort constant sur l’un ou l’autre du carter ou du stator qui ne les porte pas.

L’élasticité des lamelles permet le montage réversible du stator dans le carter, lesdites lamelles élastiques pouvant reprendre leur forme et/ou volume initiale après retrait du stator.

La rigidifïcation de la machine, et en particulier de l’ensemble formé par le carter, la ou les lamelles élastiques et le stator, permet de réduire les amplitudes vibratoires et donc les efforts exercés sur les éléments les plus fragiles. Ceci permet de minimiser les différents risques vibratoires. La rigidifïcation de la machine permet également de minimiser les bruits dus aux vibrations.

La machine électrique conserve toutefois suffisamment de souplesse pour que l’ensemble ne soit pas cassant.

Lors de l’insertion du stator dans le carter, la ou les lamelles élastiques permettent de réduire, voire de supprimer, le temps d’attente nécessaire pour que le stator soit maintenu par le carter.

L’utilisation de cette ou ces lamelles élastiques permet aussi de ne pas imposer de fortes contraintes d’alignement du stator dans le carter et de réduire les efforts du stator sur le carter. Cela permet d’éviter un usinage du stator si les lamelles sont rapportées sur le carter. Cela permet aussi d’éviter un usinage du carter si les lamelles sont rapportées sur le stator. On peut également éviter d’utiliser, grâce à l’invention, un alliage plus résistant pour le carter. Enfin cela permet d’éviter un traitement thermique particulier du carter. Dans une variante de réalisation, le carter peut être fabriqué par fabrication additive. La machine peut comporter entre une et cinquante lamelles élastiques, de préférence entre deux et trente lamelles élastiques, voire par exemple entre trois et vingt lamelles élastiques.

Au moins une lamelle élastique, de préférence au moins deux lamelles élastiques, mieux toutes les lamelles élastiques peuvent être portées par le stator. En variante, au moins une lamelle élastique, de préférence au moins deux lamelles élastiques, mieux toutes les lamelles élastiques peuvent être portées par le carter.

Celui du carter ou du stator qui ne porte pas la ou les lamelles élastiques peut avoir une surface lisse en regard de cette ou de ces lamelles élastiques.

Par « étendue angulaire d’une lamelle élastique », il faut comprendre l’angle mesuré autour d’un axe longitudinal de la machine, sur lequel s’étend la lamelle élastique, dans sa largeur.

Par « largeur d’une lamelle élastique », il faut comprendre la dimension du côté de la lamelle élastique mesurée dans un plan normal à l’axe longitudinal de la machine.

Par « longueur d’une lamelle élastique », il faut comprendre la dimension du côté de la lamelle élastique mesurée le long de l’axe longitudinal de la machine.

Par « longueur de la masse statorique », il faut comprendre la dimension de la masse statorique mesurée le long de l’axe longitudinal de la machine.

Par « carter » il faut comprendre une enveloppe protégeant les différents éléments internes de la machine électrique, en particulier le stator. Le carter peut être rigide. Cette rigidité permet de ne pas engendrer d’harmoniques supplémentaires lors de tests vibratoires. Le carter peut être passif, c’est-à-dire dépourvu d’éléments électroniques, notamment d’électronique de puissance. Le carter peut être en une ou plusieurs parties, notamment en une, deux ou en trois parties. Les différentes parties du carter peuvent être réunies. En variante, le carter peut être fait en une seule partie d’un seul tenant. Le carter peut faire partie intégrante du châssis de l’appareil, par exemple d’un véhicule, comportant la machine électrique. Le carter peut porter les éléments principaux de la machine, notamment le stator.

Le carter peut être usiné et/ou peut être réalisé en fonderie et/ou peut être réalisé en impression 3D. Le carter peut être réalisé en métal, par exemple en aluminium. En variante le carter peut être réalisé en un matériau plastique.

Le carter peut être la pièce principale de la machine en poids et/ou en volume. Par « frettage » il faut comprendre un ajustement serré entre deux pièces, une extérieure, par exemple le carter, et une intérieure, par exemple le stator. La pièce extérieure peut être chauffée afin de la dilater avant de l’enfiler sur la pièce intérieure. En variante, la pièce intérieure peut être refroidie afin de la contracter avant de l’insérer dans la pièce extérieure. On peut également simultanément chauffer la pièce extérieure et refroidir la pièce intérieure.

Exposé de l’invention

Lamelles élastiques

Au moins une lamelle élastique peut comporter au moins un bossage.

Par « bossage », il faut comprendre une partie de la lamelle qui fait saillie. Cela signifie qu’au moins une lamelle élastique comporte au moins une saillie.

Au moins une lamelle élastique peut comporter entre 1 et 82 bossages, de préférence entre 1 et 40 bossages, mieux entre 2 et 15 bossages, par exemple 1, 2 ou 3 bossages.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques peuvent comporter entre 1 et 82 bossages, de préférence entre 1 et 40 bossages, mieux entre 2 et 15 bossages, par exemple 1, 2 ou 3 bossages.

La forme du ou des bossages peut dépendre du matériau de la ou des lamelles élastiques dont le ou les bossages font saillie et/ou de leur épaisseur.

Au moins un bossage peut être creux, de sorte que l’épaisseur de la lamelle élastique de laquelle le bossage fait saillie, peut être la même au niveau du bossage, qu’au niveau de la partie plane de la lamelle élastique.

Deux, trois, ou encore tous les bossages peuvent être creux.

Au moins un bossage, mieux deux, trois, ou encore tous les bossages peuvent être fermés à leurs extrémités. En variante, au moins un bossage, mieux deux, trois, ou encore tous les bossages peuvent être ouverts à leurs extrémités.

Par « épaisseur d’une lamelle élastique », il faut comprendre l’épaisseur de la matière composant la lamelle élastique, mesurée dans une direction perpendiculaire au plan dans lequel sont mesurées la longueur et la largeur de la lamelle. L’épaisseur d’au moins une lamelle élastique peut être comprise entre 0,1 mm et 2 mm, de préférence entre 0,2 mm et 1,5 mm, mieux entre 0,3 mm et 1 mm, mieux entre 0,4 mm et 0,7 mm, étant par exemple égale à 0,5 mm.

L’épaisseur de deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques peut être comprise entre 0,1 et 2 mm, de préférence entre 0,2 mm et 1,5 mm, mieux entre 0,3 mm et 1 mm, mieux entre 0,4 mm et 0,7 mm, étant par exemple égale à 0,5 mm.

Par « hauteur d’un bossage », il faut comprendre la distance entre la surface de la lamelle élastique de laquelle fait saillie le bossage et la surface supérieure du bossage.

La hauteur d’au moins un bossage avant insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0,1 mm et 5 mm, de préférence entre 0,3 mm et 4 mm, mieux entre 0,5 mm et 3 mm, mieux entre 0,7 mm et 2 mm, étant par exemple égale à 1,4 mm.

La hauteur d’au moins un bossage après insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0 mm et 5 mm, de préférence entre 0,3 mm et 4 mm, mieux entre 0,5 mm et 3 mm, mieux entre 0,6 mm et 1,8 mm, étant par exemple égale à 1,2 mm.

La hauteur de deux, trois, ou encore tous les bossages, avant insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0,1 mm et 5 mm, de préférence entre 0,3 mm et 4 mm, mieux entre 0,5 mm et 3 mm, mieux entre 0,7 mm et 2 mm, étant par exemple égale à 1,4 mm.

La hauteur de deux, trois, ou encore tous les bossages, après insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0 mm et 5 mm, de préférence entre 0,3 mm et 4 mm, mieux entre 0,5 mm et 3 mm, mieux entre 0,6 mm et 1,8 mm, étant par exemple égale à 1,2 mm.

Par « hauteur d’une lamelle élastique », il faut comprendre la distance entre la surface la plus inférieure et la surface la plus supérieure de la lamelle élastique, mesurée dans une direction perpendiculaire au plan dans lequel sont mesurées la longueur et la largeur de la lamelle.

La hauteur d’au moins une lamelle élastique avant insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0,5 mm et 20 mm, de préférence entre 0,5 mm et 8 mm, mieux entre 0,5 mm et 2 mm, étant par exemple égale à 1,9 mm.

La hauteur d’au moins une lamelle élastique après insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0,2 mm et 19,7 mm, de préférence entre 0,2 mm et 7,7 mm, mieux entre 0,2 mm et 1,7 mm, étant par exemple égale à 1,7 mm. La hauteur de deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques avant insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0,5 mm et 20 mm, de préférence entre 0,5 mm et 8 mm, mieux entre 0,5 mm et 2 mm, étant par exemple égale à 1,9 mm.

La hauteur de deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques après insertion du stator dans le carter peut être comprise entre 0,2 mm et 19,7 mm, de préférence entre 0,2 mm et 7,7 mm, mieux entre 0,2 mm et 1,7 mm, étant par exemple égale à 1,7 mm.

Au moins un bossage peut avoir un sommet arrondi. En variante, au moins un bossage peut avoir un sommet aplati. Deux, trois, ou encore tous les bossages peuvent avoir un sommet arrondi. En variante, deux, trois, ou encore tous les bossages peuvent avoir un sommet aplati. Le bossage arrondi permet de déformer localement la matière, ce qui permet une meilleure accroche de la matière. Ainsi, le coefficient de frottement est augmenté et donc amélioré.

Au moins un bossage peut être de forme circulaire, rectangulaire, ou carrée. Deux, trois, ou encore tous les bossages peuvent être de forme circulaire, rectangulaire, ou carrée.

Par « longueur d’un bossage », il faut comprendre la dimension de la saillie correspondante s’étendant selon l’axe du bossage.

La longueur d’au moins un bossage peut être comprise entre 1 mm et 190 mm, de préférence entre 1 mm et 110 mm, mieux entre 1 mm et 60 mm, mieux entre 1 mm et 30 mm, mieux encore entre 1 mm et 15 mm, étant par exemple égale à 15 mm.

La longueur de deux, trois, ou encore tous les bossages, peut être comprise entre 1 mm et 190 mm, de préférence entre 1 mm et 110 mm, mieux entre 1 mm et 60 mm, mieux entre 1 mm et 30 mm, mieux encore entre 1 mm et 15 mm, étant par exemple égale à 15 mm.

Par « largeur d’un bossage », il faut comprendre la dimension de la saillie correspondante s’étendant perpendiculairement à l’axe du bossage.

La largeur d’au moins un bossage peut être comprise entre 1 mm et 40 mm, de préférence entre 1 mm et 15 mm, mieux entre 1 mm et 5 mm, étant par exemple égale à 5 mm.

La largeur de deux, trois, ou encore tous les bossages, peut être comprise entre 1 mm et 40 mm, de préférence entre 1 mm et 15 mm, mieux entre 1 mm et 5 mm, étant par exemple égale à 5 mm. Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques d’une même machine peuvent avoir au moins un bossage de forme et de dimensions identiques.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques d’une même machine peuvent avoir deux, trois, ou encore tous leurs bossages de forme et de dimensions identiques.

Au moins une lamelle élastique peut comporter un unique bossage pouvant être aplati sur le dessus, ou arrondi sur le dessus, étant par exemple de forme sensiblement circulaire. Cet unique bossage peut être centré sur ladite au moins une lamelle.

Une lamelle élastique comportant un unique bossage peut avoir une largeur moins importante qu’une lamelle élastique comportant plusieurs bossages. Cela permet ainsi d’assurer une meilleure continuité du transfert thermique entre le carter et le stator. Le positionnement des lamelles élastiques comportant un unique bossage est plus facile que le positionnement des lamelles élastiques comportant plusieurs bossages, qui sont plus larges. Utiliser des lamelles élastiques comportant un unique bossage permet aussi de réduire le coût par rapport à l’utilisation de lamelles comportant plusieurs bossages.

En variante, au moins une lamelle peut comporter trois bossages s’étendant de préférence le long d’axes parallèles, arrondis sur le dessus, étant par exemple de forme sensiblement circulaire. Les axes le long desquels s’étendent les trois bossages peuvent être séparés d’une distance comprise entre 1 mm et 20 mm, de préférence entre 3 mm et 15 mm, mieux entre 5 mm et 10 mm, étant par exemple égale à 8 mm. Cette distance peut être la même entre le premier bossage latéral et le bossage central, et le second bossage latéral et le bossage central. La distance entre les bossages est mesurée au sommet de chaque bossage.

Une lamelle élastique comportant trois bossages permet une meilleure répartition des efforts par rapport à une lamelle élastique comportant un unique bossage.

Au moins une lamelle élastique peut être positionnée de sorte qu’au moins un bossage s’étende le long d’un axe parallèle à l’axe longitudinal de la machine.

L’orientation dudit au moins un bossage parallèle à l’axe longitudinal de la machine permet un meilleur blocage angulaire que l’orientation dudit au moins un bossage perpendiculaire à l’axe longitudinal de la machine.

En variante, au moins une lamelle élastique peut être positionnée de sorte qu’au moins un bossage s’étende dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal de la machine, ou au moins une lamelle élastique peut être positionnée de sorte qu’au moins un bossage s’étende en diagonale de ladite au moins une lamelle élastique.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent avoir au moins un bossage s’étendant dans la même direction, notamment selon des axes parallèles à l’axe longitudinal de la machine.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent avoir, deux, trois, ou encore tous leurs bossages s’étendant dans la même direction, notamment selon des axes parallèles à l’axe longitudinal de la machine.

On peut également avoir sur une même machine, au moins une lamelle élastique avec au moins un bossage s’étendant dans une direction et au moins une lamelle élastique avec au moins un bossage s’étendant dans une autre direction.

La longueur d’au moins une lamelle élastique peut être comprise entre 3 mm et 200 mm, de préférence entre 3 mm et 110 mm, mieux entre 3 mm et 70 mm, mieux entre 3 mm et 40 mm, étant par exemple égale à 18 mm ou 36 mm.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent avoir une longueur comprise entre 3 mm et 200 mm, de préférence entre 3 mm et 110 mm, mieux entre 3 mm et 70 mm, mieux entre 3 mm et 40 mm, étant par exemple égale à 18 mm ou 36 mm.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent être de même longueur.

Avoir des lamelles élastiques de longueur inférieure à celle de la masse statorique permet d’obtenir un meilleur transfert thermique entre le stator et le carter.

L’étendue angulaire d’au moins une lamelle élastique peut être inférieure ou égale à 350°, de préférence inférieure ou égale à 300°, mieux inférieure ou égale à 250°, encore mieux inférieure ou égale à 200°, encore mieux inférieure ou égale à 150°, encore mieux inférieure ou égale à 100°, étant par exemple inférieure ou égale à 50°, par exemple égale 13°.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent avoir une étendue angulaire inférieure ou égale à 350°, de préférence inférieure ou égale à 300°, mieux inférieure ou égale à 250°, encore mieux inférieure ou égale à 200°, encore mieux inférieure ou égale à 150°, encore mieux inférieure ou égale à 100°, étant par exemple inférieure ou égale à 13°. Avoir des lamelles élastiques de faible étendue angulaire permet d’obtenir un meilleur transfert thermique entre le stator et le carter.

L’étendue angulaire d’au moins une lamelle élastique peut être supérieure ou égale à 1°, de préférence supérieure ou égale à 5°, mieux supérieure ou égale à 9°, étant par exemple supérieure ou égale à 13°.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent avoir une étendue angulaire supérieure ou égale à 1°, de préférence supérieure ou égale à 5°, mieux supérieure ou égale à 9°, étant par exemple supérieure ou égale à 13°.

La largeur d’au moins une lamelle élastique peut être comprise entre 5 mm et 1600 mm, de préférence entre 5 mm et 1000 mm, mieux entre 5 mm et 600 mm, mieux entre 5 mm et 300 mm, mieux entre 5 mm et 100 mm, mieux encore entre 5 mm et 30 mm, étant par exemple égale à 24 mm.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent avoir une largeur comprise entre 5 mm et 1600 mm, de préférence entre 5 mm et 1000 mm, mieux entre 5 mm et 600 mm, mieux entre 5 mm et 300 mm, mieux entre 5 mm et 100 mm, mieux encore entre 5 mm et 30 mm, étant par exemple égale à 24 mm.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent être de même étendue angulaire, et/ou de même largeur.

Au-delà d’une certaine étendue angulaire de la lamelle élastique, celle-ci peut avoir une forme arrondie adaptée à la forme de la surface externe du stator.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques de la machine peuvent être dans le même matériau.

Au moins une lamelle élastique peut être au moins partiellement en un matériau métallique, de préférence au moins partiellement en acier ou acier inoxydable ou aluminium, mieux au moins partiellement en acier revêtu d’aluminium.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles peuvent être au moins partiellement en un matériau métallique, de préférence au moins partiellement en acier ou acier inoxydable ou aluminium, mieux au moins partiellement en acier revêtu d’aluminium.

Cela permet une continuité du transfert thermique local du carter vers le stator et une élasticité suffisante de la lamelle, sans détériorer les performances thermiques de la machine. Au moins une lamelle élastique, mieux deux, encore mieux toutes les lamelles élastiques, peuvent être réalisées à partir d’un acier amagnétique pouvant notamment être revêtu d’aluminium ou d’un autre métal.

Au moins une lamelle peut être fabriquée entièrement en métal. Deux, trois, ou encore toutes les lamelles peuvent être fabriquées entièrement en métal.

Du fait de leur réalisation métallique, les lamelles élastiques, notamment trois lamelles alignées circonférentiellement et espacées de 120°, sont aptes à conférer une force d’appui élevée, notamment de l’ordre de 120 Nm à 400 Nm.

Masse statorique

La masse statorique peut avoir un diamètre inférieur ou égal à 1000 mm, de préférence inférieur ou égal à 500 mm, mieux inférieur ou égal à 300 mm, notamment égal à 210 mm.

La masse statorique peut avoir une longueur comprise entre 10 mm et 1500 mm, de préférence entre 40 mm et 1000 mm, mieux entre 60 mm et 500 mm, mieux entre 80 mm et 200 mm, par exemple égale à 90 mm, égale à 110 mm, ou encore égale à 175 mm.

Dans une variante de réalisation, la masse statorique peut comporter un composite ferreux.

La masse statorique peut être formée d’un empilement de tôles. L’empilement de tôles peut comporter entre 2 et 5600 tôles, de préférence entre 50 et 1000 tôles, mieux entre 200 et 850 tôles, par exemple 407 tôles.

Au moins une tôle peut être d’épaisseur comprise entre 0,1 mm et 1 mm, de préférence entre 0,2 mm et 0,8 mm, mieux entre 0,2 mm et 0,4 mm, par exemple égale à 0,27 mm.

La masse statorique peut être composée d’au moins un paquet de tôles, de préférence d’au moins deux paquets de tôles, les paquets de tôles étant disposés consécutivement le long de l’axe longitudinal de la machine.

La masse statorique peut comporter entre 1 et 1000 paquets de tôles, de préférence entre 2 et 500 paquets de tôles, mieux entre 3 et 8 paquets de tôles, mieux entre 3 et 6 paquets de tôles.

Au moins un paquet de tôles peut comporter entre 2 et 1000 tôles, de préférence entre 10 et 800 tôles, mieux entre 20 et 600 tôles, mieux entre 30 et 400 tôles, mieux entre 40 et 200 tôles, par exemple 68 tôles. Dans un mode de réalisation, la masse statorique peut comporter trois paquets de tôles. Dans un autre mode de réalisation, la masse statorique peut comporter six paquets de tôles. En variante, la masse statorique peut comporter un unique paquet de tôles.

Au moins deux paquets de tôles peuvent avoir chacun la même longueur, ou en variante des longueurs différentes. Tous les paquets de tôles peuvent avoir chacun la même longueur, ou en variante des longueurs différentes. Par « longueur d’un paquet de tôles », il faut comprendre la dimension du paquet de tôles s’étendant le long de l’axe longitudinal de la machine.

La disposition des paquets de tôles dans la masse statorique peut être telle que la longueur des paquets de tôles peut augmenter puis diminuer lorsque l’on se déplace le long de l’axe longitudinal de la machine, ou augmenter tout le long de la masse statorique, ou diminuer tout le long de la masse statorique.

En variante encore, la longueur des paquets peut varier avec une variation en dents de scie lorsque l’on se déplace le long de l’axe du stator.

Des tôles des paquets de tôles peuvent être décalées angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine.

Des tôles des paquets de la masse statorique peuvent être décalées angulairement toutes dans un même sens autour de l’axe longitudinal de la machine.

En variante, des tôles des paquets de tôles de la masse statorique peuvent être décalées angulairement dans au moins deux sens autour de l’axe longitudinal de la machine.

Des tôles des paquets de tôles de la masse statorique peuvent être décalées angulairement successivement dans un sens puis dans l’autre.

Le décalage angulaire des paquets de tôles de la masse statorique permet de répartir les défauts de géométrie des tôles sur toute la circonférence de la masse statorique.

Des tôles des paquets de tôles de la masse statorique peuvent avoir des profils différents d’un paquet de tôles à un autre de la machine, notamment le diamètre extérieur des tôles des paquets de tôles peut être différent d’un paquet de tôles à un autre.

Par exemple, pour une masse statorique comportant au moins deux paquets de tôles, par exemple six paquets de tôles ou trois paquets de tôles, les deux paquets de tôles latéraux peuvent avoir des profils de tôles identiques. En variante, les deux paquets de tôles latéraux peuvent avoir des profils de tôles différents. Dans un mode de réalisation comportant au moins deux paquets de tôles, par exemple trois paquets de tôles ou six paquets de tôles, les profils de tôles de deux paquets de tôles consécutifs peuvent être identiques ou différents.

Dans un autre mode de réalisation comportant au moins deux paquets de tôles, par exemple trois paquets de tôles ou six paquets de tôles, les paquets de tôles peuvent avoir des profils de tôles identiques un paquet sur deux ou un paquet sur trois.

Positionnement des lamelles élastiques

Au moins une lamelle élastique peut être en contact avec au moins une tôle de l’empilement de tôles du stator. Au moins une lamelle élastique peut être en contact avec entre 1 et 5600 tôles, de préférence entre 3 et 1000 tôles, mieux entre 50 et 500 tôles, mieux entre 70 et 300 tôles, mieux entre 100 et 200 tôles, par exemple une lamelle élastique peut être en contact avec 140 tôles.

Au moins une lamelle élastique peut être en contact avec au moins un paquet de tôles de la masse statorique. Au moins une lamelle élastique peut être en contact avec un unique paquet de tôles. En variante, au moins une lamelle élastique peut être en contact avec strictement deux paquets de tôles consécutifs de la masse statorique.

Au moins une lamelle élastique peut être de longueur sensiblement égale à la longueur d’au moins un paquet de tôles de la masse statorique. En variante, au moins une lamelle élastique peut être de longueur sensiblement égale à la somme des longueurs de deux paquets de tôles consécutifs de la masse statorique.

Au moins une lamelle élastique peut ne pas être en contact avec au moins une tôle d’extrémité de l’empilement de tôles. Au moins une lamelle élastique peut ne pas être en contact avec au moins un paquet de tôles d’extrémité de la masse statorique.

Au moins un paquet de tôles peut être en contact avec entre 1 et 500 lamelles élastiques, de préférence entre 2 et 100 lamelles élastiques, mieux entre 3 et 6 lamelles élastiques. Par exemple, au moins un paquet de tôles peut être en contact avec trois lamelles élastiques ou six lamelles élastiques.

Dans un mode de réalisation, la masse statorique peut comporter trois paquets de tôles, avec trois lamelles élastiques ou six lamelles élastiques en contact uniquement avec le paquet de tôles central. En variante, la masse statorique peut comporter trois paquets de tôles, chacun en contact avec seulement trois lamelles élastiques ou six lamelles élastiques. Dans un mode de réalisation, la masse statorique peut comporter six paquets de tôles, chacun en contact avec seulement trois lamelles élastiques ou six lamelles élastiques. En variante, la masse statorique peut comporter six paquets de tôles, chacun des quatre paquets de tôles centraux étant en contact avec uniquement trois lamelles élastiques ou six lamelles élastiques.

Dans une autre variante, la masse statorique peut comporter six paquets de tôles, les paquets d’extrémité n’étant pas en contact avec des lamelles élastiques, trois premières lamelles élastiques ou six premières lamelles élastiques étant en contact avec strictement deux premiers paquets de tôles, et trois deuxièmes lamelles élastiques ou six deuxièmes lamelles élastiques étant en contact avec strictement deux deuxièmes paquets de tôles.

Au moins deux lamelles élastiques peuvent être alignées longitudinalement le long de l’axe longitudinal de la machine.

Par « lamelles élastiques alignées longitudinalement », il faut comprendre que ces lamelles élastiques sont alignées le long d’un même axe parallèle à l’axe longitudinal de la machine.

Au moins deux lamelles élastiques peuvent être alignées longitudinalement le long de l’axe longitudinal de la machine, la première lamelle élastique étant en contact avec un premier paquet de tôles et la deuxième lamelle élastique étant en contact avec un deuxième paquet de tôles.

La longueur cumulée de toutes les lamelles élastiques alignées longitudinalement peut être strictement inférieure à la longueur de la masse statorique.

Par « longueur cumulée de lamelles élastiques alignées longitudinalement », il faut comprendre la somme des longueurs individuelles des lamelles élastiques alignées longitudinalement entre elles le long d’un même axe parallèle à l’axe longitudinal de la machine.

La distance entre deux lamelles élastiques alignées longitudinalement peut être comprise entre 0 mm et 1500 mm, de préférence entre 5 mm et 1000 mm, mieux entre 10 mm et 500 mm, mieux entre 10 mm et 100 mm, mieux entre 15 mm et 50 mm, par exemple égale à 18,3 mm ou à 36,6 mm.

Des lamelles élastiques alignées longitudinalement peuvent être équiréparties le long de l’axe longitudinal de la machine. Cela permet de répartir longitudinalement les efforts entre le stator et le carter. En variante, la distance entre des lamelles élastiques alignées longitudinalement peut être irrégulière.

Au moins deux lamelles élastiques peuvent être alignées circonférentiellement autour de l’axe longitudinal de la machine, de préférence trois lamelles élastiques peuvent être alignées circonférentiellement ou six lamelles élastiques peuvent être alignées circonférentiellement, autour de l’axe longitudinal de la machine.

Par « lamelles élastiques alignées circonférentiellement », il faut comprendre des lamelles élastiques appartenant à un même plan normal à l’axe longitudinal de la machine.

Au moins deux lamelles élastiques peuvent être alignées circonférentiellement autour de l’axe longitudinal de la machine, la première lamelle élastique et la deuxième lamelle élastique étant en contact avec un même paquet de tôles.

L’étendue angulaire cumulée de toutes les lamelles élastiques alignées circonférentiellement peut être strictement inférieure à 360°, de préférence inférieure ou égale 350°, de préférence inférieure ou égale à 300°, mieux inférieure ou égale à 250°, encore mieux inférieure ou égale à 200°, encore mieux inférieure ou égale à 150°, encore mieux inférieure ou égale à 100°, par exemple égale à 39°.

Par « étendue angulaire cumulée de lamelles élastiques alignées circonférentiellement », il faut comprendre la somme des étendues angulaires individuelles des lamelles élastiques alignées circonférentiellement.

L’écart angulaire entre deux lamelles élastiques alignées circonférentiellement peut être compris entre 1° et 180°, de préférence entre 30° et 150°, mieux entre 70° et 130°, par exemple 60° ou 120°.

Des lamelles élastiques alignées circonférentiellement peuvent être équiréparties angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine. Cela permet de répartir angulairement les efforts entre le stator et le carter.

Dans un mode de réalisation comprenant trois lamelles élastiques alignées circonférentiellement et équiréparties angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine, l’écart angulaire entre deux lamelles élastiques peut être de 120°.

Trois lamelles élastiques alignées circonférentiellement et équiréparties angulairement autour de Taxe longitudinal de la machine permet un bon compromis entre un renvoi des efforts suffisants au centre du stator, qui pourrait être moins bon avec une ou deux lamelles élastiques alignées circonférentiellement, et un bon transfert thermique entre le stator et le carter, qui pourrait être moins bon avec plus de trois lamelles élastiques alignées circonférentiellement.

Dans une variante de réalisation comprenant six lamelles élastiques alignées circonférentiellement et équiréparties angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine, l’écart angulaire entre deux lamelles élastiques peut être de 60°.

En variante, l’écart angulaire entre des lamelles élastiques alignées circonférentiellement peut être irrégulier.

Au moins deux lamelles élastiques non alignées circonférentiellement peuvent être décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe longitudinal de la machine, notamment d’un angle compris entre 0° et 180°, de préférence entre 0° et 90°, étant par exemple égal à 60°.

Au moins une tôle de l’empilement de tôles de la masse statorique étant en contact avec une première lamelle élastique, au moins une deuxième tôle, notamment consécutive à la première tôle, étant en contact avec une deuxième lamelle élastique, la première lamelle élastique et la deuxième lamelle élastique peuvent être décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe longitudinal de la machine, par exemple d’un angle compris entre 0° et 180°, de préférence entre 0° et 90°, étant par exemple d’un angle égal à 60° ou à 30°.

En particulier, une première lamelle élastique en contact avec un premier paquet de tôles et une deuxième lamelle élastique en contact avec un deuxième paquet de tôles, notamment consécutif au premier, peuvent être décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe longitudinal de la machine, par exemple d’un angle compris entre 0° et 180°, de préférence entre 0° et 90°, étant par exemple d’un angle égal à 60° ou à 30°.

La répartition des lamelles en décalage angulaire d’un paquet de tôles à un autre permet de limiter les contraintes sur le carter.

Fixation des lamelles élastiques

Au moins une lamelle élastique peut être fixée sur le stator ou sur le carter par encliquetage dans un logement. La fixation par encliquetage ne nécessite pas d’usinage particulier de celui du stator ou du carter qui ne porte pas la ou les lamelles élastiques.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques peuvent être fixées sur le stator ou le carter par encliquetage dans des logements. Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut être de forme arrondie, sur un arc de cercle de diamètre de courbure sensiblement égal au diamètre de la masse statorique.

Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut avoir un fond s’étendant circonférentiellement sur le stator ou le carter, autour de l’axe longitudinal de la machine.

Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut être de longueur comprise entre 3 mm et 200 mm, de préférence entre 3 mm et 110 mm, mieux entre 3 mm et 70 mm, mieux entre 3 mm et 40 mm, par exemple égale à 18,3 mm ou 36,6 mm. Par « longueur d’un logement », il faut comprendre la dimension du côté du logement, mesurée le long de l’axe longitudinal de la machine.

Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut être de largeur comprise entre 5 mm et 1600 mm, de préférence entre 5 mm et 1000 mm, mieux entre 5 mm et 600 mm, mieux entre 5 mm et 300 mm, mieux entre 5 mm et 100 mm, mieux entre 5 et 30 mm, par exemple égale à 24 mm. Par « largeur d’un logement », il faut comprendre la dimension du côté du logement, mesurée dans un plan normal à l’axe longitudinal de la machine.

Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut avoir une étendue angulaire comprise entre 1° et 350°, de préférence entre 3° et 200°, mieux entre 5° et 100°, mieux entre 7° et 60°, mieux entre 10° et 20°, par exemple égale à 13°. Par « étendue angulaire d’un logement », il faut comprendre l’angle mesuré autour de l’axe longitudinal de la machine, sur lequel s’étend la largeur du logement.

Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut être de profondeur comprise entre 0,1 mm et 10 mm, de préférence entre 0,5 mm et 5 mm, mieux entre 1 mm et 3 mm, par exemple égale à 1.7 mm. Par « profondeur d’un logement », il faut comprendre la dimension radiale du logement par rapport à l’axe longitudinal de la machine. Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut être de profondeur constante sur toute sa longueur et sa largeur.

Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut être de largeur variable en fonction de sa profondeur. Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut comporter au moins une rainure, de préférence deux rainures. Les rainures peuvent être disposées sur les côtés du logement. Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut comporter une première rainure et une deuxième rainure opposée à la première.

La première rainure peut s’étendre selon un premier axe parallèle à l’axe longitudinal de la machine et la deuxième rainure peut s’étendre selon un deuxième axe parallèle au premier axe.

Au moins une rainure peut être de longueur identique à la longueur du logement adapté à la fixation par encliquetage. De préférence la première rainure et la deuxième rainure peuvent être de longueurs identiques à la longueur du logement adapté à la fixation par encliquetage.

Par « longueur d’une rainure », il faut comprendre la dimension de la rainure mesurée le long de l’axe longitudinal de la machine.

Au moins une rainure peut être de profondeur comprise entre 0,03 mm et 25 mm, de préférence entre 0,1 mm et 10 mm, mieux entre 0,3 mm et 2 mm, mieux entre 0,5 mm et 1 mm, étant par exemple égale à 0,65 mm.

La première rainure et la deuxième rainure peuvent être de profondeur comprise entre 0,03 mm et 25 mm, de préférence entre 0,1 mm et 10 mm, mieux entre 0,3 mm et 2 mm, mieux entre 0,5 mm et 1 mm, étant par exemple égale à 0,65 mm.

Par « profondeur d’une rainure », il faut comprendre la dimension radiale de la rainure par rapport à l’axe longitudinal de la machine.

La première rainure peut être de forme rectangulaire. La deuxième rainure peut être de forme rectangulaire.

La première rainure peut être d’épaisseur comprise entre 0,03 mm et 20 mm, de préférence entre 0,1 mm et 10 mm, mieux entre 0,2 mm et 2 mm, mieux entre 0,3 mm et 1 mm, étant par exemple égale à 0,5 mm.

La deuxième rainure peut être d’épaisseur comprise entre 0,03 mm et 20 mm, de préférence entre 0,05 mm et 10 mm, mieux entre 0,1 mm et 2 mm, mieux entre 0,15 mm et 1 mm, étant par exemple égale à 0,2 mm.

Par « épaisseur d’une rainure », il faut comprendre la dimension circonférentielle de la rainure par rapport à l’axe longitudinal de la machine. Au moins un logement adapté à la fixation par encliquetage peut comporter au moins une nervure située au-dessus d’une rainure, de préférence une première nervure située au-dessus de la première rainure et une deuxième nervure située au-dessus de la deuxième rainure.

Par « nervure au-dessus d’une rainure », il faut comprendre une nervure radialement alignée avec la rainure mais plus éloignée de l’axe longitudinal de la machine que la rainure.

La première nervure peut avoir un bord aligné avec la direction radiale de la machine.

La deuxième nervure peut avoir un bord incliné par rapport à la direction radiale de la machine, d’une inclinaison qui peut être comprise entre 1° et 90°, de préférence entre 5° et 60°, mieux entre 10° et 45°, étant par exemple égale à 19°.

Au moins un bossage d’une lamelle élastique encliquetée dans un logement sur le carter ou le stator, peut faire saillie du logement d’une hauteur comprise entre 0,05 mm et 15 mm, de préférence entre 0,05 mm et 5 mm, mieux entre 0,05 mm et 0,5 mm, par exemple égale à 0,2 mm.

Le profil du ou des logements adaptés à la fixation par encliquetage permet d’insérer facilement les lamelles sur le stator ou le carter, ainsi que de maintenir en place les lamelles durant le frettage entre stator et le carter.

En variante, au moins une lamelle élastique peut être fixée sur le stator ou le carter par collage, par soudage, par poinçonnage, par clipsage et/ou encore par un système de glissière.

Au moins une lamelle élastique portée par le stator peut être insérée par glissement lors de l’empilage des tôles, ladite au moins une lamelle élastique étant insérée dans une glissière avant l’assemblage des paquets de tôles. Cela peut avoir pour avantage d’empêcher les lamelles de se détacher du stator.

Deux, trois, ou encore toutes les lamelles élastiques peuvent être fixées de la même manière dans la machine.

Machine La machine peut être utilisée comme moteur ou comme générateur. La machine peut être à reluctance. Elle peut constituer un moteur synchrone ou en variante un générateur synchrone. En variante encore, elle constitue une machine asynchrone.

La vitesse maximale de rotation de la machine peut être élevée, étant par exemple supérieure à 10 000 tr/min, mieux supérieure à 12 000 tr/min, étant par exemple de l’ordre de 14 000 tr/min à 15 000 tr/min, voire même de 20 000 tr/min ou de 24 000 tr/min ou de 25 000 tr/min. La vitesse maximale de rotation de la machine peut être inférieure à 100 000 tr/min, voire à 60 000 tr/min, voire encore inférieure à 40 000 tr/min, mieux inférieure à 30 000 tr/min.

L’invention peut convenir tout particulièrement pour des machines de forte puissance.

La machine peut comporter en outre un rotor. Elle peut comporter un seul rotor intérieur ou, en variante, un rotor intérieur et un rotor extérieur, disposés radialement de part et d’autre du stator et accouplés en rotation.

La machine peut être seule dans le carter ou être insérée dans un carter de boite de vitesse. Dans ce cas, elle est insérée dans un carter qui loge également une boîte de vitesse.

Le stator peut comporter des dents définissant entre elles des encoches. Les encoches peuvent être au moins partiellement fermées. Une encoche partiellement fermée permet de ménager une ouverture au niveau de l’entrefer, qui peut servir par exemple à la mise en place des conducteurs électriques pour le remplissage de l’encoche. Une encoche partiellement fermée est notamment ménagée entre deux dents qui comportent chacune des épanouissements polaires au niveau de leur extrémité libre, lesquels viennent fermer l’encoche au moins en partie.

En variante, les encoches peuvent être entièrement fermées. Par « encoche entièrement fermée », on désigne des encoches qui ne sont pas ouvertes radialement vers l’entrefer.

Dans un mode de réalisation, au moins une encoche, voire chaque encoche, peut être continûment fermée du côté de l’entrefer par un pont de matière venu d’un seul tenant avec les dents définissant l’encoche. Toutes les encoches peuvent être fermées du côté de l’entrefer par des ponts de matière fermant les encoches. Les ponts de matière peuvent être venus d’un seul tenant avec les dents définissant l’encoche. La masse statorique est alors dépourvue de découpe entre les dents et les ponts de matière fermant les encoches, et les encoches sont alors continûment fermées du côté de l’entrefer par les ponts de matière venus d’un seul tenant avec les dents définissant l’encoche.

En outre, les encoches peuvent également être fermées du côté opposé à l’entrefer par une culasse rapportée ou d’un seul tenant avec les dents. Les encoches ne sont alors pas ouvertes radialement vers l’extérieur. La masse statorique peut être dépourvue de découpe entre les dents et la culasse.

Dans un mode de réalisation, chacune des encoches est de contour continûment fermé. Par « continûment fermé », on entend que les encoches présentent un contour fermé continu lorsqu’elles sont observées en section transversale, prise perpendiculairement à l’axe de rotation de la machine. On peut faire le tour complet de l’encoche sans rencontrer de découpe dans la masse statorique.

Le stator peut comporter des bobines disposées de manière répartie dans les encoches, ayant notamment des conducteurs électriques disposés de manière rangée dans les encoches. Par « réparti », on entend qu’au moins l’une des bobines passe successivement dans deux encoches non adjacentes.

Les conducteurs électriques peuvent ne pas être disposés dans les encoches en vrac mais de manière ordonnée. Ils sont empilés dans les encoches de manière non aléatoire, étant par exemple disposés en rangées de conducteurs électriques alignés. L’empilement des conducteurs électriques est par exemple un empilement selon un réseau hexagonal dans le cas de conducteurs électriques de section transversale circulaire.

Le stator peut comporter des conducteurs électriques logés dans les encoches. Des conducteurs électriques au moins, voir une majorité des conducteurs électriques, peuvent être en forme d'épingles, de U ou de I. L’épingle peut être en forme de U (« U-pin » en anglais) ou droite, étant en forme de I (« I-pin » en anglais).

Les conducteurs électriques peuvent ainsi former un bobinage distribué. Le bobinage peut ne pas être concentré ou bobiné sur dent.

Dans une variante de réalisation, le stator est à bobinage concentré. Le stator peut comporter des dents et des bobines disposées sur les dents. Le stator peut ainsi être bobiné sur dents, autrement dit à bobinage non réparti.

Les dents du stator peuvent comporter des épanouissements polaires. En variante, les dents du stator sont dépourvues d’épanouissements polaires.

Le stator peut comporter une carcasse extérieure entourant la culasse. Les dents du stator peuvent être réalisées avec un empilage de tôles magnétiques, recouvertes chacune d’une résine isolante, afin de limiter les pertes par courants induits.

Procédé de fabrication

L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’une machine électrique tournante, notamment telle que définie ci-dessus, comportant les étapes suivantes :

- fournir la masse statorique du stator comportant un empilement de tôles,

- fournir le carter,

- insérer la ou les lamelles élastiques dans un ou des logements ménagés sur la masse statorique et/ou sur le carter,

- insérer le stator dans le carter.

La ou les lamelles élastiques peuvent être insérées dans le ou les logements ménagés sur la masse statorique ou le carter, par collage, par clipsage, par encliquetage, par soudage, par poinçonnage, et/ou encore par un système de glissière.

L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’une machine électrique tournante, notamment telle que définie ci-dessus, comportant les étapes suivantes :

(a) fournir la masse statorique du stator comportant un empilement de tôles dans lesquelles sont découpés un ou des logements,

(b) insérer la ou les lamelles élastiques dans le ou les logements ménagés sur la masse statorique,

(c) insérer le stator dans le carter.

Lors de l’étape (b) du procédé de fabrication, au moins une lamelle élastique peut être insérée dans un logement ménagé sur la masse statorique par encliquetage et/ou au moins une lamelle élastique peut être insérée dans un logement ménagé sur la masse statorique par glissement.

L’insertion par encliquetage d’au moins une lamelle élastique dans un logement sur la masse statorique peut comporter les étapes suivantes :

(d) positionner un premier côté de la lamelle élastique dans une première rainure du logement sur le stator,

(d) positionner un deuxième côté de la lamelle élastique dans une deuxième rainure du logement, par glissement de ce deuxième côté le long d’un bord incliné d’une nervure du logement.

L’insertion par glissement d’au moins une lamelle élastique dans un logement sur la masse statorique peut comporter l’étape suivante :

(f) glisser la lamelle élastique le long d’un axe parallèle à l’axe longitudinal de la machine dans un logement, lors de l’empilage des tôles, grâce à un système de glissière.

Brève description des dessins

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de réalisation non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :

[Fig 1] La figure 1 est une vue en perspective, schématique et partielle, d’une machine électrique tournante selon l’invention,

[Fig 2A] La figure 2A est une vue en perspective, schématique et partielle, d’une lamelle élastique selon l’invention,

[Fig 2B] La figure 2B est une vue selon une autre perspective de la figure 2A,

[Fig 2C] La figure 2C est une vue en perspective, schématique et partielle, de la lamelle élastique de la figure 2A fixée sur le stator,

[Fig 2D] La figure 2D est une vue en coupe transversale de la figure 2C,

[Fig 2E] La figure 2E est une vue de dessus de la figure 2A,

[Fig 3A] La figure 3A est une vue de côté, schématique et partielle, d’une variante de réalisation de lamelle élastique,

[Fig 3B] La figure 3B est une vue schématique et partielle de la lamelle élastique de la figure 3 A fixée sur un stator,

[Fig 3C] La figure 3C est une vue en perspective de la figure 3B,

[Fig 4A] La figure 4A est une vue en perspective, schématique et partielle, d’une lamelle élastique selon un autre mode de réalisation,

[Fig 4B] La figure 4B est une vue en coupe transversale, schématique et partielle, de la lamelle élastique de la figure 4A, fixée sur un stator,

[Fig 5] La figure 5 est une vue en coupe transversale, schématique et partielle, d’une lamelle élastique selon un autre mode de réalisation, fixée sur un stator, [Fig 6] La figure 6 est une vue en perspective, schématique et partielle, d’une variante de réalisation de machine électrique tournante,

[Fig 7] La figure 7 est une vue en perspective, schématique et partielle d’une variante de réalisation de machine électrique tournante,

[Fig 8] La figure 8 est une vue en perspective, schématique et partielle d’une variante de réalisation de machine électrique tournante.

Description détaillée

Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent des éléments identiques ou similaires.

On a illustré à la figure 1 une machine électrique tournante selon l’invention, comportant un stator 1. Le stator 1 comporte une masse statorique 2 comportant un empilement de tôles. La masse statorique 2 comporte trois paquets de tôles consécutifs, 21, 22 et 23. Elle comporte aussi des encoches 5.

Le paquet de tôles central 22 comporte, sur sa surface externe, trois logements 3 et porte trois lamelles élastiques 4 fixées dans ces logements. Les logements 3, et donc les lamelles élastiques 4, sont équirépartis angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine. Il y a ainsi une lamelle élastique 4 tous les 120° sur le paquet de tôles central 22 de la masse statorique 2, ce qui permet de répartir les efforts du stator sur le carter. Les paquets de tôles d’extrémité, 21 et 23 ne portent pas de lamelles élastiques.

Les lamelles élastiques 4 sont préférentiellement galbées pour s’adapter à la forme arrondie de la surface externe du stator.

Les lamelles élastiques 4 comporte chacune trois bossages 41a, 41b et 41c, s’étendant le long d’axes parallèles à l’axe longitudinal de la machine, et une surface plane 42 de laquelle font saillie les bossages 41a, 41b et 41c.

Comme illustré en détails aux figures 2A à 2E, les bossages 41a, 41b et 41c, sont de forme identique, aplatie sur le dessus.

Dans une variante de réalisation illustrée sur les figures 3A à 3C, les bossages 41a, 41b et 41c, sont de forme identique, sensiblement circulaire et arrondie sur le dessus.

Comme visible sur la figure 2B, les bossages 41a, 41b et 41c, sont creux. Dans le mode de réalisation des figures 2C et 2D, les lamelles élastiques 4 sont montées par glissement dans leurs logements 3 et sont maintenues par emprisonnement entre les paquets de tôles d’extrémité, 21 et 23.

En variante, dans le mode de réalisation des figures 3B et 3C, les lamelles élastiques 4 sont fixées par encliquetage dans des logements 3b.

Les lamelles élastiques 4 peuvent être de longueur L de l’ordre de 36 mm dans le cas d’une masse statorique 2 comportant trois paquets de tôles 21, 22 et 23, comme sur la figure 1, ou de l’ordre de 18 mm dans le cas d’une masse statorique comportant six paquets de tôles 24a, 24b, 24c, 24d, 24e ou 24f, comme sur la figure 6, et peuvent être de largeur / de l’ordre de 24 mm. Elles peuvent être d’épaisseur e de l’ordre de 0,5 mm et peuvent être de hauteur h de l’ordre de 1,9 mm avant insertion du stator dans le carter et de l’ordre de 1,7 mm après insertion du stator dans le carter.

Les bossages 41a, 41b et 41c, peuvent être de longueur Lb de l’ordre de 15 mm et peuvent être de largeur lb de l’ordre de 5 mm. La distance entre les axes longitudinaux de deux bossages db peut être de l’ordre de 8 mm. La hauteur h _p des bossages, avant insertion du stator dans le carter, peut être de l’ordre de 1,4 mm.

Les logements 3 peuvent être de profondeur p de l’ordre de 1,7 mm. Les bossages 41a, 41b et 41c, peuvent faire saillie des logements 3 d’une hauteur h _s de l’ordre de 0,2 mm.

Les logements 3b peuvent être adaptés à l’encliquetage des lamelles élastiques 4, comme illustré sur les figures 3B et 3C. Les logements 3b comportent une première rainure 31 et une deuxième rainure 32, opposées l’une à l’autre, s’étendant le long d’axes parallèles à l’axe longitudinal de la machine. Les rainures 31 et 32 peuvent être de profondeur p _r de l’ordre de 0,65 mm. La deuxième rainure 32 peut être d’épaisseur e _r de l’ordre de 0,2 mm.

Les logements 3b comportent aussi une première nervure 33 et une deuxième nervure 34. La deuxième nervure comporte notamment un bord incliné 35 par rapport à la direction radiale, d’un angle a de l’ordre de 19°. Les logements 3b ont une diagonale entre l’arête inférieure de la première rainure 31 et l’arête supérieure de la deuxième nervure 34, de l’ordre de 31,1 mm.

On va maintenant décrire le procédé de fabrication de la machine électrique tournante, dont des détails sont particulièrement illustrés sur les figures 2C et 2D. Dans une première étape, on fournit le paquet de tôles central 22 de la masse statorique 2 du stator 1, comportant les trois logements 3.

Dans une deuxième étape, on monte les trois lamelles élastiques 4 par glissement dans les logements 3.

Puis on fournit les paquets de tôles d’extrémité 21 et 23 que l’on fixe au paquet de tôles central 22, ce qui permet d’emprisonner les lamelles élastiques 4 et de les maintenir dans les logements 3.

Enfin, on insère le stator 1 dans le carter.

En variante, le procédé de fabrication de la machine électrique tournante, dont des détails sont particulièrement illustrés sur les figures 3B et 3C est le suivant.

Dans une première étape, on fournit la masse statorique 2 du stator 1 , comportant les trois paquets de tôles consécutifs, 21, 22 et 23, et les logements 3b sur le paquet de tôles central 22 adaptés à la fixation par encliquetage.

Dans un deuxième temps, on fixe les trois lamelles élastiques 4, par encliquetage, dans les trois logements 3b selon les étapes suivantes, réalisées dans l’ordre :

(a) on positionne un premier côté de la lamelle élastique 4 dans la première rainure 31 du logement 3b,

(b) on positionne un deuxième côté de la lamelle élastique 4 dans la deuxième rainure 32 du logement 3b, par glissement de ce deuxième côté le long du bord incliné 35 de la nervure 34 du logement 3b.

Enfin, on insère le stator 1 dans le carter.

Dans une variante de réalisation, les lamelles élastique 4 peuvent comporter un unique bossage 43 longitudinal et centré sur les lamelles élastiques 4, comme illustré sur les figures 4A, 4B et 5. Le bossage 43 peut être aplati sur le dessus comme illustré sur les figures 4A et 4B. Le bossage 43 peut en variante être de forme circulaire, arrondi sur le dessus, comme illustré à la figure 5.

Dans les modes de réalisations des figures 4 A, 4B et de la figure 5, les lamelles élastiques 4 sont insérées par glissement dans les logements 3.

Dans des variantes de réalisation, les lamelles élastiques 4 peuvent être fixées sur le carter.

Elles peuvent notamment être fixées sur le stator 1 ou le carter par soudage, poinçonnage, clipsage ou encore collage de leurs bords sur le stator 1 ou le carter. Dans des variantes de réalisation, la masse statorique 2 peut comporter six paquets de tôles 24a, 24b, 24c, 24d, 24e et 24f, comme illustré sur les figures 6 à 8.

Dans le mode de réalisation de la figure 6, chaque paquet de tôles, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e ou 24f, porte trois lamelles élastiques 4 équiréparties angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine, l’écart angulaire entre deux lamelles élastiques 4 consécutives d’un même paquet de tôles, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e ou 24f, est donc de 120°. Les lamelles élastiques comportent chacune, dans cet exemple, trois bossages 41a, 41b et 41c, longitudinaux, et sont de longueur L de l’ordre de 18 mm. Les lamelles élastiques 4 de deux paquets de tôles consécutifs, 24a et 24b, ou 24b et 24c, ou 24c et 24d, ou 24d et 24e, ou 24e et 24f, sont décalées angulairement d’un angle de 60°. Dans cet exemple de réalisation, les lamelles élastiques 4 sont insérées par glissement dans les logements 3 et sont fixées par clipsage. Dans le cas de lamelles élastiques comportant plusieurs bossages, et donc notamment trois bossages, la fixation par clipsage est préférable car elle permet d’améliorer l’élasticité des lamelles élastiques.

Dans le mode de réalisation de la figure 7, les paquets de tôles d’extrémité, 24a et 24f, ne comportent pas de logements. Les quatre paquets de tôles centraux, 24b, 24c, 24d et 24e, comportent chacun trois logements 3b équirépartis angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine, les logements 3b étant adaptés à l’encliquetage des lamelles élastiques 4. Les logements 3b de deux paquets de tôles centraux consécutifs, 24b et 24c, ou 24c et 24d, ou 24d et 24e, sont décalés angulairement d’un angle de 60°. La masse statorique 2 représentée sur la figure 7 comporte alors trois profils de tôles différents : un profil de tôles identique pour les paquets de tôles d’extrémité 24a et 24f, un profil de tôles identique pour deux paquets de tôles centraux non consécutifs 24b et 24d, et un profil de tôles identique pour les deux derniers paquets de tôles 24c et 24e.

En variante, les lamelles élastiques 4 peuvent être portées par plus d’un paquet de tôles, notamment par deux paquets de tôles consécutifs.

Dans le mode de réalisation de la figure 8, les paquets de tôles d’extrémité, 24a et 24f, ne comportent pas de logements. Chaque couple de paquets de tôles centraux, 24b et 24c, ou 24d et 24e, porte trois lamelles élastiques 4 comportant chacune un unique bossage 43 longitudinal et centré sur les lamelles élastiques 4. Les lamelles élastiques 4 sont dans cet exemple de longueur sensiblement égale à la somme des longueurs de deux paquets de tôles consécutifs et sont fixées dans des logements 3 s’étendant en longueur sur deux paquets de tôles consécutifs 24b et 24c, ou 24d et 24e. Les lamelles élastiques 4 portées par un même couple de paquets de tôles 24b et 24c, ou 24d et 24e, sont équiréparties angulairement autour de l’axe longitudinal de la machine. D’un couple de paquets de tôles à l’autre 24b et 24c, ou 24d et 24e, les lamelles élastiques sont décalées d’un angle de 60°. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrits. Par exemple, le nombre de lamelles élastiques et/ou leur forme et/ou leur disposition sur le stator et/ou le carter peuvent varier.