L’invention porte sur un carter de machine électrique tournante et sur une machine électrique tournante comprenant un tel carter.

Il est connu de la demande FR3071978 Al un carter pour machine électrique tournante ayant un axe de rotation, le carter comprenant un premier flasque et un deuxième flasque aptes à supporter en rotation un arbre de rotor par exemple par l’intermédiaire respectivement d’un premier roulement et d’un deuxième roulement. Le premier flasque comprend une première partie radiale et une première extension axiale. Le deuxième flasque comprend une deuxième partie axiale et une deuxième extension axiale. La première extension axiale est radialement à l’extérieur de la deuxième extension axiale. Une chambre de refroidissement apte à recevoir un fluide de refroidissement est formée entre la première extension axiale et la deuxième extension axiale.

Ce type de chambre de refroidissement nécessite un usinage précis de la première extension axiale et de la deuxième extension axiale ainsi que l’usage de joints pour permettre l’étanchéité de la chambre de refroidissement. La réalisation d’une telle chambre de refroidissement est donc particulièrement coûteuse. De plus les matériaux de la première extension axiale et de la deuxième extension axiale doivent présenter une porosité réduite pour permettre également l’étanchéité de la chambre de refroidissement. Cette exigences d’une porosité réduite entraîne des surcoûts par exemple liés à l’utilisation de procédé de fonderie sous haute pression. De plus l’empilement radial de la première extension axiale, des joints et de la deuxième extension axiale est particulièrement encombrant radialement. Pour limiter cet encombrement radial, l’épaisseur radiale des pièces est réduite ce qui peut entraîner une faiblesse de ces pièces, notamment par rupture en fatigue, lorsque la machine électrique tournante est soumise à des vibrations.

Par ailleurs une telle chambre de refroidissement permet de refroidir le stator mais ne permet le refroidissement d’aucune des première partie radiale et deuxième partie radiale des flasques. Cette absence de refroidissement peut entraîner un échauffement de la liaison en rotation de P arbre du rotor, exemple au niveau d’un roulement. Un tel échauffement peut entraîner une baisse de la durée de vie de la machine électrique tournante.

La présente invention vise à résoudre tout ou partie de ces inconvénients.

L’invention porte sur un carter pour machine électrique tournante ayant un axe de rotation, le carter comprenant :

- un corps comprenant une surface radialement intérieure apte à porter un stator de machine électrique tournante et comprenant :

- une poche formant une chambre de refroidissement apte à recevoir un fluide de refroidissement, la poche s’étendant sur tout ou partie du pourtour de l’axe de rotation,

- une enveloppe au moins partiellement surmoulée sur la poche, - une première paroi latérale apte à supporter en rotation un arbre de rotor, notamment par l’intermédiaire d’un premier roulement, et située à une extrémité axiale du carter.

La poche est distincte d'un espace vide ménagé à l'intérieur du corps. L’utilisation d’une telle poche et d’une enveloppe surmoulée sur la poche permet de simplifier la fabrication du carter. En effet, la chambre de refroidissement étant formée dans la poche il est possible de réduire voire supprimer les usinages dans la réalisation de la chambre de refroidissement. De plus, il est possible de réaliser l’enveloppe dans un matériau plus poreux, la poche pouvant assurer l’étanchéité de la chambre de refroidissement. Le coût du carter peut ainsi être réduit.

La poche peut avoir une surface extérieure suivant une forme cylindrique circulaire ayant pour axe G axe de rotation.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la poche comprend une entrée et une sortie respectivement aptes à permettre l’entrée d’un fluide de refroidissement dans la poche et la sortie d’un fluide de refroidissement de la poche.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la poche comprend une partie tubulaire enroulée par rapport à l’axe de rotation s’étendant sur un angle compris entre 300° et 360° autour de l’axe de rotation.

L’utilisation d’un tube permet de réduire le nombre de pièces du carter. La fabrication du carter est ainsi simplifiée.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la partie tubulaire comprend une première extrémité circonférentielle et une deuxième extrémité circonférentielle, l’entrée et la sortie débouchant dans un secteur de 40°, de préférence de 20°, autour de l’axe de rotation, respectivement par rapport à la première extrémité circonférentielle et par rapport à la deuxième extrémité circonférentielle.

De telles position pour l’entrée et la sortie permettent une circulation du fluide sur une partie importante de la longueur du tube. Le refroidissement d’une machine électrique équipée d’un tel carter est ainsi amélioré.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la poche comprend une première paroi interne et une deuxième paroi externe, la première paroi interne et la deuxième paroi externe étant assemblées l’une avec l’autre de manière étanche, notamment par soudure.

La réalisation de la poche par l’assemblage d’une première paroi interne et d’une deuxième paroi externe permet l’utilisation de matériau en feuille simple. Le coût de fabrication du carter est ainsi réduit. Il est aussi possible de réaliser une poche ayant une dimension radiale importante.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, chacune des première paroi interne et deuxième paroi externe comprend une première extrémité axiale et une deuxième extrémité axiale opposée à la première extrémité axiale, les premières extrémités axiales étant assemblées de manière étanche et les deuxièmes extrémités axiales étant assemblées de manière étanche. La réalisation de l’assemblage de la première paroi interne et de la deuxième paroi externe au niveau de leurs extrémités axiales permet de réduire l’encombrement radial de la poche. De plus G assemblage de la poche est simplifié. En effet les parties des premières paroi interne et deuxième paroi externe qui sont assemblées étant des extrémités, elles sont plus accessibles pour un outil d’assemblage, par exemple un outil de soudure.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un muret est formé entre la première paroi interne et la deuxième paroi externe, le muret s’étendant entre les premières extrémités axiales et les deuxièmes extrémités axiales de manière à séparer au moins partiellement l’entrée et la sortie de liquide de refroidissement.

Un tel muret permet de favoriser l’écoulement d’un fluide de refroidissement dans la longueur circonférentielle de la chambre de refroidissement en limitant l’écoulement du fluide dans le chemin le plus court entre l’entrée et la sortie.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le muret comprend un rapprochement entre la première paroi interne et la deuxième paroi externe, notamment la première paroi interne et la deuxième paroi externe sont soudées au niveau du rapprochement.

La réalisation du muret par un rapprochement entre la première paroi interne et la deuxième paroi externe a un coût particulièrement réduit. En effet, le muret étant fait d’une seule pièce avec la première paroi interne et/ou la deuxième paroi externe, l’utilisation d’une pièce additionnelle pour la réalisation du muret est inutile.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le muret s’étend partiellement circonférentiellement de sorte que l’entrée et la sortie sont axialement de part et d’autre du muret. Un tel muret permet une adaptation à des environnements spécifiques de la position de l’entrée et de la sortie, par exemple quand l’entrée et la sortie doivent être axialement alignées.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la surface radialement intérieure est une surface interne de la poche, la surface interne étant apte à porter un stator de la machine électrique tournante notamment par emmanchement à force.

Une telle caractéristique peut permettre de réduire les usinages nécessaires à la fabrication du carter et donc de réduire le coût du carter. En effet la surface interne peut être réalisée directement sans qu’il soit nécessaire de l’usiner pour la rendre apte à recevoir un stator de machine électrique tournante. De plus le contact entre le stator et la poche étant direct, c’est-à-dire sans couche intermédiaire appartenant à l’enveloppe, l’évacuation des calories du stator est donc facilitée et le refroidissement amélioré.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la première paroi latérale comprend une extension radialement intérieure du corps, la première paroi latérale étant ainsi au moins partiellement formée de matière avec le corps. Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la poche s’étend radialement dans la première paroi latérale.

Une telle extension radiale de la poche permet de refroidir la première paroi latérale. Il est ainsi possible de refroidir le premier roulement. La fiabilité de la machine est ainsi améliorée.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la poche est réalisée dans un ou plusieurs matériaux dont les températures de fusion sont supérieures à la température de fusion de l’enveloppe.

Un tel choix de matériaux permet de limiter la déformation de la poche lors du surmoulage de l’enveloppe.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la poche est réalisée en acier. L’invention porte également sur une machine électrique tournante comprenant :

- un carter tel que décrit précédemment,

- un stator portée par le corps du carter,

- un rotor supporté en rotation par la première paroi latérale notamment par l’intermédiaire d’un arbre et d’un roulement.

Dans tout ce qui précède, le rotor peut comprendre un nombre de paires de pôles quelconque, par exemple six ou huit paires de pôles.

Dans tout ce qui précède, la machine électrique tournante peut avoir un stator ayant un bobinage électrique polyphasé, par exemple formé par des fils ou par des barres conductrices reliées les unes les autres.

La machine électrique tournante peut comprendre un composant électronique de puissance, apte à être connecté au réseau de bord d’un véhicule. Ce composant électronique de puissance comprend par exemple un onduleur/redresseur permettant, selon que la machine électrique tournante fonctionne en moteur ou en génératrice, de charger un réseau de bord du véhicule ou d’être électriquement alimenté depuis ce réseau.

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

- la figure 1 représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant un carter selon un premier mode de réalisation de l’invention,

- la figure 2 représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant un carter selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 3 représente une vue schématique partielle d’un carter selon un troisième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 4 représente une vue schématique partielle d’un carter selon un quatrième mode de réalisation de l’invention, - la figure 5 représente une vue schématique partielle d’un carter selon un cinquième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 6 représente une vue schématique partielle d’un carter selon une première variante du deuxième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 7 représente une vue schématique partielle d’un carter selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 8 représente une autre vue schématique partielle du carter selon le deuxième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 9 représente une autre vue schématique partielle du carter selon le quatrième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 10 représente une vue schématique partielle d’une deuxième paroi externe d’une poche d’un carter selon un sixième mode de réalisation de l’invention,

- la figure 11 représente une vue schématique partielle d’un carter selon un septième mode de réalisation de l’invention.

Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. La figure 1 représente une vue partielle schématique en coupe d’une machine électrique tournante 1 ayant un axe de rotation A. La machine électrique tournante 1 comprend un stator 10 et un rotor 3 dans un carter 28 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le carter 28 comprend une première paroi latérale 6 située à une première extrémité du carter 28 et une deuxième paroi latérale 5 située à une deuxième extrémité du carter 28. Le stator 10 est fixé à l’intérieur du carter 7.

Le stator 10 comprend un corps de stator 2 et un bobinage 8. Le corps de stator 2 comprend par exemple un empilage de tôles magnétiques. Par exemple, le bobinage 8 comprend des conducteurs électriques dont une partie active passe dans des encoches formées dans le corps 2 et une partie de connexion ou chignon 26 est formée à l’extérieur des encoches. Le bobinage 8 est par exemple un bobinage de type en épingles.

Le rotor 3 est par exemple un rotor à aimants permanents.

Dans un autre mode de réalisation non représenté, le rotor comprend un bobinage de rotor.

Le rotor 3 est monté sur un arbre 4 d’ axe de rotation A. L’ arbre 4 est guidé en rotation par un premier roulement 18 monté dans la première paroi latérale 6 et un deuxième roulement 9 monté dans la deuxième paroi latérale 5. Le premier roulement 18 est par exemple monté dans une première portée de roulement 30 formée dans la première paroi latérale 6. Le deuxième roulement 9 est par exemple monté dans une deuxième portée de roulement 29 formée dans la deuxième paroi latérale 5.

Un élément d’entrainement 13, par exemple une poulie ou un engrenage est fixé à l’arbre 4. Dans un autre mode de réalisation non représenté, l’arbre 4 est guidé en rotation par rapport à la première paroi latérale et à la deuxième paroi latérale grâce à d’autres moyens de guidage en rotation connus, par exemple des paliers lisses.

Le carter 28 comprend en outre un corps 7 comprenant une surface radialement intérieure 42 apte à porter le stator 10 de la machine électrique tournante 1. Le corps 7 comprend :

- une poche 11 formant une chambre de refroidissement 23 apte à recevoir un fluide de refroidissement, la poche 11 s’étendant sur tout ou partie du pourtour de l’axe de rotation A,

- une enveloppe 14 au moins partiellement surmoulée sur la poche IL

La poche 11 est par exemple réalisée dans un ou plusieurs matériaux dont les températures de fusion sont supérieures à la température de fusion de l’enveloppe 14. Par exemple la poche 11 est réalisée en acier et l’enveloppe 14 est réalisée en aluminium.

Dans le premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 , le corps 7 est par exemple enserré entre la première paroi latérale 6 et la deuxième paroi latérale 5.

La poche 11 peut comprendre une entrée 21 et une sortie 22 respectivement aptes à permettre l’entrée d’un fluide de refroidissement dans la poche 11 et la sortie d’un fluide de refroidissement de la poche 11.

La figure 2 représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante 1 comprenant un carter 28 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Sur la figure 2 seuls le corps 7, le première paroi latérale 6 et le stator 10 ont été représentés pour des raison de lisibilité de la figure. L’entrée 21 et la sortie 22 n’ont pas été représentées sur la figure 2, la figure 3, la figure 4, la figure 5, et la figure 11. Des variantes d’entrée 21 et de sortie 22 sont représentées sur la figure 6, la figure 7, la figure 8 et la figure 9. Ces variantes seront décrites par la suite.

La première paroi latérale 6 peut comprendre une extension radialement intérieure 43 du corps 7. La première paroi latérale 6 est ainsi au moins partiellement formée de matière avec le corps 7. La poche 11 peut comprendre une partie tubulaire 31 enroulée par rapport à l’axe de rotation A. La partie tubulaire 31 s’étend par exemple sur un angle 32 compris entre 300° et 360° autour de l’axe de rotation A comme représenté sur la figure 8.

La partie tubulaire 31 peut comprendre une première extrémité circonférentielle 33 et une deuxième extrémité circonférentielle 34. L’entrée 21 est formée dans la partie tubulaire 31 par exemple dans un secteur de 40°, de préférence de 20°, autour de l’axe de rotation A, par rapport à la première extrémité circonférentielle 33. La sortie 22 est formée dans la partie tubulaire 31 par exemple dans un secteur de 40°, de préférence de 20°, autour de l’axe de rotation A, par rapport à la deuxième extrémité circonférentielle 34. On comprendra que les deux secteurs angulaires sont chacun pris dans la partie tubulaire respectivement à partir de la première extrémité circonférentielle 33 et de la deuxième extrémité circonférentielle 34. Les deux secteurs angulaires ont donc des directions circonférentielles opposées.

La figure 3 représente une vue schématique partielle d’un carter 28 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Comme dans le deuxième mode de réalisation de l’invention, la première paroi latérale 6 peut comprendre une extension radialement intérieure 43 du corps 7, la première paroi latérale 6 étant ainsi au moins partiellement formée de matière avec le corps 7. De même, la poche 11 peut comprendre une partie tubulaire 31 enroulée par rapport à l’axe de rotation A. Cependant dans le troisième mode de réalisation de l’invention la poche 11 s’étend dans la première paroi latérale 6. La partie tubulaire 31 présente par exemple une section en forme de L dans un plan passant par l’axe de rotation A.

La figure 4 représente une vue schématique partielle d’un carter 28 selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Contrairement au deuxième mode de réalisation de l’invention dans lequel la poche 11 comprend une partie tubulaire 31, c’est-à-dire une partie formée dans un tube, dans le quatrième mode de réalisation, la poche 11 peut comprendre une première paroi interne

35 et une deuxième paroi externe 36. La première paroi interne 35 et la deuxième paroi externe

36 sont par exemple assemblées l’une avec l’autre de manière étanche, notamment par soudure. La soudure est par exemple une soudure laser.

Chacune des première paroi interne 35 et deuxième paroi externe 36 comprend une première extrémité axiale 37, 39 et une deuxième extrémité axiale 38, 40 opposée à la première extrémité axiale 37, 39. Les premières extrémités axiales 37, 39 peuvent être assemblées de manière étanche et les deuxièmes extrémités axiales 38, 40 peuvent être également assemblées de manière étanche. Un assemblage par soudure peut assurer cette étanchéité.

Le carter 28 peut comprendre un muret 41 formé entre la première paroi interne 35 et la deuxième paroi externe 36. Le muret 41 s’étend par exemple entre les premières extrémités axiales 37, 39 et les deuxièmes extrémités axiales 38, 40 de manière à séparer au moins partiellement l’entrée 21 et la sortie 22 de liquide de refroidissement. La figure 9 représente une autre vue schématique partielle du carter selon le quatrième mode de réalisation de l’invention sur laquelle un tel muret 41 est représenté.

Le muret 41 comprend par exemple un rapprochement entre la première paroi interne 35 et la deuxième paroi externe 36. La première paroi interne 35 et la deuxième paroi externe 36 sont par exemple soudées au niveau du rapprochement. Avec un tel rapprochement, le muret 41 peut être fait d’une seule pièce avec la première paroi interne et/ou la deuxième paroi externe. Dans un autre mode de réalisation non représenté, le muret 41 est au moins une pièce rapportée sur la première paroi interne 35 et/ou la deuxième paroi externe 36. Par exemple le muret 41 est soudé sur la première paroi interne 35 et/ou la deuxième paroi externe 36.

La figure 10 représente une vue schématique partielle d’une deuxième paroi externe d’une poche 11 d’un carter 28 selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode de réalisation, le muret 41 s’étend partiellement circonférentiellement de sorte que l’entrée 21 et la sortie 22 sont axialement de part et d’autre du muret 41.

La figure 11 représente un septième mode de réalisation de l’invention dans lequel la surface radialement intérieure 42 est une surface interne 44 de la poche 11. La surface interne 44 est apte à porter le stator 10 de la machine électrique tournante 1. Par exemple le stator 10 de la machine électrique tournante 1 est emmanché en force dans la surface interne 44 de la poche 11.

Par exemple la poche 11 est en acier.

Dans le quatrième mode de réalisation de l’invention, la poche 11 ne s’étend pas radialement dans la première paroi latérale 6. La première paroi interne 35 délimite radialement l’intérieur de la poche 11 et la deuxième paroi externe 36 délimite radialement l’extérieur de la poche 11.

La figure 5 représente une vue schématique partielle d’un cinquième mode de réalisation de l’invention. Le cinquième mode de réalisation de l’invention est similaire au quatrième mode de réalisation de l’invention. A la différence du quatrième mode de réalisation de l’invention, la poche 11 du cinquième mode de réalisation de l’invention s’étend dans la première paroi latérale 6. La poche 11, comprenant la première paroi interne 35 et la deuxième paroi externe 36, présente par exemple une section en forme de L dans un plan passant par G axe de rotation A.

Dans le cinquième mode de réalisation l’utilisation d’un muret 41 est également possible. Le muret 41 peut s’étendre dans la partie de la poche s’étendant dans la première paroi latérale.

La figure 6 et la figure 7 représentent respectivement une première variante et une deuxième variante du deuxième mode de réalisation. Sur la figure 6 et la figure 7 seule une de l’entrée 21 et de la sortie 22 est représentée pour des raisons de lisibilité.

Dans la première variante l’entrée 21 et/ou la sortie 22 peuvent être formées respectivement par une tubulure d’entrée 45 et une tubulure de sortie 46. La tubulure d’entrée 45 et la tubulure de sortie 46 est par exemple formée de matière avec la partie tubulaire 31.

L’enveloppe 14 peut comprendre des manchons 47 recouvrant au moins partiellement une surface extérieure de la tubulure d’entrée 45 et de la tubulure de sortie 46.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, la tubulure d’entrée et/ou la tubulure de sortie est formée de matière dans la deuxième paroi externe.

La tubulure d’entrée 45 et/ou la tubulure de sortie 46 peuvent être rapportées et par exemple soudées ou emmanchées en force sur la deuxième paroi externe 36 comme représenté sur la figure La tubulure d’entrée 45 et/ou la tubulure de sortie 46 peuvent être rapportées et par exemple soudées ou emmanchées en force sur la partie tubulaire 31 comme représenté sur la figure 8.

La tubulure d’entrée 45 et la tubulure de sortie 46 peuvent permettre une connexion à un circuit de refroidissement externe. Dans la deuxième variante représentée sur la figure 7, l’entrée 21 et/ou la sortie 22 sont formées par des ouvertures dans la partie tubulaire 31. Des cheminées 47 sont par exemple formées dans l’enveloppe pour permettre une connexion à un circuit de refroidissement externe.

Ces différentes variantes permettant une connexion à un circuit de refroidissement externe peuvent être utilisées sur les différents modes de réalisation. Par exemple, les tubulure d’entrée 45 et tubulure de sortie 46 formées de matière avec la partie tubulaire 31 de la figure 6 peuvent être utilisées dans une variante du mode de réalisation de la figure 9 en remplacement des tubulures rapportées du mode de réalisation de la figure 9.

Dans tous les modes de réalisation de l’invention, la poche peut avoir une surface extérieure suivant une forme cylindrique circulaire ayant pour axe l’axe de rotation.