CA3011515A1 - Stator pour machine electromagnetique a flux axial avec des portions unitaires formant une couronne du stator - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un stator pour machine électromagnétique à flux axial, le stator formant une couronne (1) présentant deux faces sensiblement circulaires (1a, 1b) reliées par une épaisseur comportant des bobinages (3) régulièrement répartis dans la couronne (1). Chaque bobinage (3) est porté par une portion unitaire (4) présentant un noyau (5) autour de laquelle est enroulé le bobinage (3). Les portions unitaires (4) sont disposées concentriquement bord à bord les unes aux autres et présentent des moyens de solidarisation (12, 12a, 14) avec un organe de support (6) faisant partie ou non d'un carter logeant la couronne (1) portés soit par des faces axiales et latérales de chaque portion unitaire (4) bord à bord ou soit par au moins une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire faisant partie d'une face sensiblement circulaire.
Description
Stator pour machine électromagnétique à flux axial avec des portions unitaires formant une couronne du stator La présente invention concerne un stator pour machine électromagnétique à flux axial avec des portions unitaires formant une couronne du stator. L'invention concerne aussi une machine électromagnétique à flux axial et un procédé de montage d'un tel stator.
Une machine électromagnétique comprend au moins .un stator et au moins un rotor, un entrefer séparant ces deux éléments. Le rotor porte au moins un aimant permanent, avantageusement une série d'aimants permanents, tandis qu'au moins une série d'éléments de bobinage est portée par le stator.
De manière classique, chacun des éléments de bobinage comprend un noyau ou une dent portant une bobine, le noyau étant encadré sur chacun de ses côtés par une encoche, un fil métallique bon conducteur de l'électricité
étant enroulé autour du noyau pour former la bobine.
Quand la série ou les séries de bobinages sont alimentées électriquement, le rotor qui est solidarisé à l'arbre de sortie du moteur est soumis à un couple résultant du champ magnétique, le flux magnétique créé
étant un flux axial pour une machine électrique à flux axial.
La demande de machines électriques pouvant délivrer une puissance élevée tout en gardant un poids et un encombrement réduits est actuellement très forte.
De plus, dans les applications industrielles, la réduction de la masse et de l'encombrement du moteur pour un rendement optimal, la réduction du couple de détente et de la variation du couple total sont des critères aussi importants que la facilité de réalisation, la production en série et le gain en temps de fabrication.
Le document EP-A2-1624555 représentant l'état de la technique le plus proche, décrit un stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial, le stator formant une couronne présentant deux faces opposées sensiblement circulaires, le stator étant composé de plusieurs portions unitaires définissant les deux faces opposées sensiblement circulaires, chaque portion unitaire présentant un noyau autour duquel est enroulé le bobinage, les portions
Une machine électromagnétique comprend au moins .un stator et au moins un rotor, un entrefer séparant ces deux éléments. Le rotor porte au moins un aimant permanent, avantageusement une série d'aimants permanents, tandis qu'au moins une série d'éléments de bobinage est portée par le stator.
De manière classique, chacun des éléments de bobinage comprend un noyau ou une dent portant une bobine, le noyau étant encadré sur chacun de ses côtés par une encoche, un fil métallique bon conducteur de l'électricité
étant enroulé autour du noyau pour former la bobine.
Quand la série ou les séries de bobinages sont alimentées électriquement, le rotor qui est solidarisé à l'arbre de sortie du moteur est soumis à un couple résultant du champ magnétique, le flux magnétique créé
étant un flux axial pour une machine électrique à flux axial.
La demande de machines électriques pouvant délivrer une puissance élevée tout en gardant un poids et un encombrement réduits est actuellement très forte.
De plus, dans les applications industrielles, la réduction de la masse et de l'encombrement du moteur pour un rendement optimal, la réduction du couple de détente et de la variation du couple total sont des critères aussi importants que la facilité de réalisation, la production en série et le gain en temps de fabrication.
Le document EP-A2-1624555 représentant l'état de la technique le plus proche, décrit un stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial, le stator formant une couronne présentant deux faces opposées sensiblement circulaires, le stator étant composé de plusieurs portions unitaires définissant les deux faces opposées sensiblement circulaires, chaque portion unitaire présentant un noyau autour duquel est enroulé le bobinage, les portions
2 unitaires formant au moins partiellement la couronne étant disposées les unes par rapport aux autres concentriquement.
L'organe de support présente des encoches entourant chacune une portion de la périphérie d'une portion unitaire. Les encoches sont séparées par une paroi. Il s'ensuit que les portions unitaires ne peuvent être mises bord à bord et qu'il reste toujours un intervalle entre elles. Ceci ne permet pas d'obtenir un stator compact.
Le document US-A-2010/275260 décrit un stator avec des bobinages formant chacune une portion unitaire. Les portions unitaires présentent à leur face supérieure un moyen de solidarisation avec un organe de support. Les bobinages sont fixés sur des sièges qui les écartent les uns des autres et empêchent leur rapprochement. Ces sièges présentent aussi l'inconvénient d'augmenter le prix du stator par la présence de pièces auxiliaires de même que le poids du stator.
Le problème à la base de la présente invention est de concevoir un stator pour une machine électromagnétique à flux axial qui soit simple de montage en étant facilement adaptable tout en permettant au stator de conserver une forme compacte en gardant une distance réduite entre les bobinages.
A cet effet, on prévoit selon l'invention un stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial, le stator formant une couronne présentant deux faces sensiblement circulaires, le stator étant composé de plusieurs portions unitaires définissant les deux faces opposées sensiblement circulaires, chaque portion unitaire présentant un noyau autour duquel est enroulé le bobinage, les portions unitaires formant au moins partiellement la couronne étant disposées les unes par rapport aux autres concentriquement, caractérisé en ce que les portions unitaires définissent en continu les deux faces opposées sensiblement circulaires en étant disposées concentriquement bord à bord les unes aux autres et présentent chacune des moyens de solidarisation, avec un organe de support faisant partie ou non d'un carter logeant la couronne, portés par des faces axiales et latérales de chaque portion unitaire bord à bord avec une portion unitaire adjacente, ou des moyens de solidarisation avec ledit organe de support portés par au moins une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire faisant partie d'une face sensiblement circulaire.
L'organe de support présente des encoches entourant chacune une portion de la périphérie d'une portion unitaire. Les encoches sont séparées par une paroi. Il s'ensuit que les portions unitaires ne peuvent être mises bord à bord et qu'il reste toujours un intervalle entre elles. Ceci ne permet pas d'obtenir un stator compact.
Le document US-A-2010/275260 décrit un stator avec des bobinages formant chacune une portion unitaire. Les portions unitaires présentent à leur face supérieure un moyen de solidarisation avec un organe de support. Les bobinages sont fixés sur des sièges qui les écartent les uns des autres et empêchent leur rapprochement. Ces sièges présentent aussi l'inconvénient d'augmenter le prix du stator par la présence de pièces auxiliaires de même que le poids du stator.
Le problème à la base de la présente invention est de concevoir un stator pour une machine électromagnétique à flux axial qui soit simple de montage en étant facilement adaptable tout en permettant au stator de conserver une forme compacte en gardant une distance réduite entre les bobinages.
A cet effet, on prévoit selon l'invention un stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial, le stator formant une couronne présentant deux faces sensiblement circulaires, le stator étant composé de plusieurs portions unitaires définissant les deux faces opposées sensiblement circulaires, chaque portion unitaire présentant un noyau autour duquel est enroulé le bobinage, les portions unitaires formant au moins partiellement la couronne étant disposées les unes par rapport aux autres concentriquement, caractérisé en ce que les portions unitaires définissent en continu les deux faces opposées sensiblement circulaires en étant disposées concentriquement bord à bord les unes aux autres et présentent chacune des moyens de solidarisation, avec un organe de support faisant partie ou non d'un carter logeant la couronne, portés par des faces axiales et latérales de chaque portion unitaire bord à bord avec une portion unitaire adjacente, ou des moyens de solidarisation avec ledit organe de support portés par au moins une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire faisant partie d'une face sensiblement circulaire.
3 Les faces sont dites sensiblement circulaires car ces faces peuvent porter des moyens de solidarisation pouvant faire saillie axialement en gardant la majeure partie de la face plane et çirculaire, les moyens de solidarisation n'occupant qu'une place limitée sur la face circulaire qui leur est associée.
Quand les portions unitaires sont mises bout à bout, cela signifie que les portions unitaires sont disposées adjacentes tout en formant une configuration en forme de couronne, les bords adjacents des portions unitaires s'étendant radialement. Il reste entre les portions latérales les plus en saillie vers l'extérieur de portions unitaires adjacentes un jeu juste suffisant pour l'assemblage. Il y a donc un gain de place par rapport à l'état de la technique le plus proche pour lequel les portions unitaires sont éloignées les unes des autres. Le stator ainsi réalisé est compact, d'un encombrement réduit et d'un poids allégé.
L'effet technique obtenu est une simplicité de montage. Les portions unitaires peuvent être fabriquées longtemps avant le montage dans le stator sur un autre poste de montage et sont facilement individuellement montées dans le stator. Quand un bobinage est déficient, sa portion unitaire associée peut aussi être retirée du stator facilement notamment quand chaque portion unitaire est solidarisée de manière amovible dans le stator. Il n'est plus nécessaire d'enrouler les bobinages sur un noyau déjà positionné sur le stator, ce qui procure plus de place pour l'enroulement du bobinage sur une portion unitaire séparée des autres qu'autour d'un noyau déjà positionné sur le stator.
L'effet technique est aussi une grande adaptabilité du stator. Il est par exemple possible de changer la série de bobinages de la couronne par une autre série de bobinages sans effectuer un déroulement des bobinages mais en remplaçant les portions unitaires de la couronne du stator par des portions unitaires portant un autre type de bobinage. Ces portions unitaires peuvent être de taille différente, seules les moyens de solidarisation restant les mêmes.
Le stator selon la présente invention peut donc comprendre des portions unitaires faites en série indépendamment de la couronne et comprenant des moyens de solidarisation permettant d'améliorer le processus
Quand les portions unitaires sont mises bout à bout, cela signifie que les portions unitaires sont disposées adjacentes tout en formant une configuration en forme de couronne, les bords adjacents des portions unitaires s'étendant radialement. Il reste entre les portions latérales les plus en saillie vers l'extérieur de portions unitaires adjacentes un jeu juste suffisant pour l'assemblage. Il y a donc un gain de place par rapport à l'état de la technique le plus proche pour lequel les portions unitaires sont éloignées les unes des autres. Le stator ainsi réalisé est compact, d'un encombrement réduit et d'un poids allégé.
L'effet technique obtenu est une simplicité de montage. Les portions unitaires peuvent être fabriquées longtemps avant le montage dans le stator sur un autre poste de montage et sont facilement individuellement montées dans le stator. Quand un bobinage est déficient, sa portion unitaire associée peut aussi être retirée du stator facilement notamment quand chaque portion unitaire est solidarisée de manière amovible dans le stator. Il n'est plus nécessaire d'enrouler les bobinages sur un noyau déjà positionné sur le stator, ce qui procure plus de place pour l'enroulement du bobinage sur une portion unitaire séparée des autres qu'autour d'un noyau déjà positionné sur le stator.
L'effet technique est aussi une grande adaptabilité du stator. Il est par exemple possible de changer la série de bobinages de la couronne par une autre série de bobinages sans effectuer un déroulement des bobinages mais en remplaçant les portions unitaires de la couronne du stator par des portions unitaires portant un autre type de bobinage. Ces portions unitaires peuvent être de taille différente, seules les moyens de solidarisation restant les mêmes.
Le stator selon la présente invention peut donc comprendre des portions unitaires faites en série indépendamment de la couronne et comprenant des moyens de solidarisation permettant d'améliorer le processus
4 d'industrialisation du montage du stator permettant de réduire le temps et le coût de production.
Avantageusement, chaque portion unitaire présente un corps ou dent formé par un assemblage de tôles mises les unes contre les autres radialement à la couronne. Cette caractéristique est très avantageuse étant donné qu'elle permet de fabriquer de manière simple chaque portion unitaire.
Avantageusement, l'organe de support fait partie intégrante du carter ou est une pièce rapportée solidaire du carter. Un tel ensemble est donc plus résistant avec des éléments solidaires les uns des autres et reliés au carter ou d'un seul tenant avec le carter.
Avantageusement, entre deux noyaux de portions unitaires adjacentes subsiste un espace libre formant une encoche et, le cas échéant, un isthme formé par les bords situé du côté destiné à former un entrefer sur une première face circulaire de la couronne, les bords de chaque portion unitaire d'une seconde face de la couronne opposée à la première face circulaire, une première forme en saillie latérale étant comprise entre les bords des première et seconde faces de chaque côté latéral d'une portion unitaire, les portions unitaires adjacentes étant disposées bord à bord au moins par leurs premières formes en saillie latérale.
Cette encoche permet d'espacer faiblement les bobinages les uns des autres. Les premières formes en saillie latérale de deux portions unitaires établissent un contact entre ces deux portions unitaires et aident au positionnement des portions unitaires les unes contre les autres. Ces premières formes en saillie peuvent faire partie des moyens de solidarisation latérale des portions unitaires individuellement par rapport au carter du stator, comme il sera ultérieurement précisé.
Avantageusement, les moyens de solidarisation sont amovibles ou permanents, les moyens de solidarisation amovibles étant effectués par des éléments de vissage ou d'encliquetage entre les portions unitaires adjacentes et les moyens de solidarisation permanents étant effectués par soudage, collage ou par des éléments de type rivet. Les moyens de solidarisation amovibles seront préférés quand les portions unitaires sont susceptibles d'être fréquemment démontées.
Avantageusement, les moyens de solidarisation amovibles sont effectués par des éléments de vissage, de liaison ou d'encliquetage sur les bords des portions unitaires adjacentes de la seconde face en vis-à-vis et disposés bord à bord des portions unitaires adjacentes. Ainsi, les portions unitaires mises bord à bord réalisent au moins une face circulaire continue de la couronne du stator.
Avantageusement, les moyens de solidarisation permanente sont effectués par soudage, collage ou rivetage des bords en vis-à-vis et disposés bord à bord par les bords des portions unitaires adjacentes de la seconde face et l'organe de support. Ceci permet de solidariser directement les portions unitaires entre elles et évite d'utiliser un organe de support supplémentaire, ce qui représente une économie de moyens et une diminution du poids du stator.
Avantageusement, l'organe de support présente des lumières radiales à la couronne et positionnées en s'étendant parallèlement aux bords des portions unitaires adjacentes.
Avantageusement, l'organe de support présente des formes de solidarisation complémentaires associées à des formes des portions unitaires adjacentes réalisant les moyens de solidarisation portés par chaque portion unitaire.
Avantageusement, les formes de solidarisation portées par l'organe de support sont des taquets d'insertion, chaque taquet d'insertion étant de forme prismatique constante ou variable sur la longueur du taquet, un sommet d'une section triangulaire de la forme prismatique pointant vers l'organe de support et chacun des deux autres sommets d'une section triangulaire de la forme prismatique se logeant dans une rainure d'une deuxième forme en saillie axiale respective portée par un bord en vis-à-vis de chacune des deux portions unitaires adjacentes, la première forme en saillie latérale et la deuxième forme en saillie axiale encadrant entre elles le taquet d'insertion.
Ceci permet un maintien axial des portions unitaires ainsi qu'une facilité
de positionnement des portions unitaires par coulissement le long du taquet.
La forme prismatique offre une surface de support du taquet d'insertion importante pour deux portions unitaires adjacentes. Il peut aussi être envisagé
une autre forme que la forme prismatique comme par exemple une forme en demi-cylindre.
Avantageusement, les formes de solidarisation portées par l'organe de support sont des lumières radiales à la couronne traversant l'organe de support en formant des mortaises, en vis-à-vis de l'organe de support des portions unitaires adjacentes présentant un tenon pénétrant dans une mortaise respective en position monte des portions unitaires adjacentes sur la couronne, le tenon occupant seulement une partie mineure d'une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire.
Partie mineure signifie que la plus grande partie de la face supérieure et inférieure est libre de tout tenon. Ceci différencie un tenon selon la présente invention de la liaison selon un état de la technique où c'était toute la surface de la face supérieure ou inférieure qui formait tenon. Une liaison tenon et mortaise procure un blocage simple et efficace des portions unitaires par rapport à l'organe de support. L'occupation d'une partie mineure de la face par le tenon signifie que la majeure partie de la face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire n'entre pas à l'intérieur de la mortaise. Cela permet de mettre bord à bord dans une configuration circulaire les portions unitaires.
Avantageusement, chaque tenon et la mortaise associée sont soudés l'un avec l'autre. Ceci renforce ce mode de solidarisation.
Avantageusement, quand une culasse formant la tranche de la couronne est présente, une bague externe entoure la culasse de la couronne sur toute sa périphérie.
Il ne peut y avoir de débattement radial des portions unitaires de bobinage hors de la couronne par l'extérieur de la couronne. La bague externe assure par frettage la tenue mécanique des portions unitaires dans la couronne.
Avantageusement, les noyaux des portions unitaires sont réalisés avec des tôles feuilletées, des matériaux magnétiques frittés ou tout autre matériau magnétique ou amagnétique.
Avantageusement, les portions unitaires sont de formes et dimensions variables pour une même couronne. Le fait notamment que les moyens de solidarisation sur les faces supérieure ou inférieure de la portion unitaire n'occupent pas la totalité de cette face, permet d'adapter différentes formes et dimensions de portions unitaires à un même organe de support, les moyens de solidarisation restant les mêmes pour des portions unitaires différentes et pouvant s'adapter par exemple dans des mortaises similaires. Il peut être prévu plus de mortaises que de portions unitaires afin d'avoir une liberté
d'adaptation de différentes portions unitaires sur le stator.
L'enroulement du bobinage sur chaque portion unitaire se fait sans limite d'espace étant donné que les portions unitaires ne se trouvent pas les unes adjacentes aux autres lors de cet enroulement ce qui représente une facilité de montage impossible à obtenir pour une couronne déjà montée dans le stator pour laquelle l'espace laissé disponible entre deux éléments de bobinage est très réduit.
L'invention concerne aussi une machine électromagnétique présentant au moins un stator portant une série de bobinages et au moins un rotor portant au moins un aimant, caractérisée en ce que ledit au moins un stator est un stator tel que précédemment décrit. Cette machine peut revêtir diverses formes comme moteur, génératrice ou actionneur électromagnétique.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un premier mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires portant chacune un bobinage, un organe de support muni de moyens de solidarisation avec chaque portion unitaire, les bobinages et les encoches de bobinage entre les portions unitaires étant visibles à cette figure, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en perspective du premier mode de réalisation selon la présente invention montré à la figure 1, l'organe de support muni de taquets étant représenté à
cette figure 2, certains bobinages ayant été ôtés à cette figure, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires, les portions unitaires adjacentes étant solidarisées entre elles dans ce deuxième mode de réalisation, les bobinages étant représentés à cette figure 3, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en perspective du deuxième mode de réalisation selon la présente invention montré à la figure 3, les bobinages n'étant pas représentés et les encoches de bobinage entre les portions unitaires étant visibles à cette figure 4, - la figure 5 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires, les portions unitaires adjacentes étant solidarisées entre elles dans ce mode de réalisation par l'intermédiaire d'un organe de support présentant des lumières dans ce troisième mode de réalisation, - la figure 6 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un quatrième mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires, les portions unitaires adjacentes étant solidarisées entre elles dans ce mode de réalisation par l'intermédiaire d'un organe de support présentant des formes de solidarisation coopérant avec des formes complémentaires prévues sur chaque portion unitaire.
Les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différentes pièces ne sont pas représentatives de la réalité.
Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
Pour simplification, quand dans une figure il existe plusieurs éléments du même type comme par exemple des portions unitaires, des mortaises et tenons, des encoches, etc..., il n'est référencé qu'un seul élément par type pour simplification et clarté des figures.
En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne un stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial. Le stator formant une couronne 1 présentant deux faces opposées sensiblement circulaires la, lb. Ces faces opposées sensiblement circulaires la, lb sont reliées par une épaisseur ou tranche de la couronne 1, pouvant former une culasse 15. La face circulaire la de la couronne 1 peut être la face de la couronne en vis-à--vis du rotor donc formant une partie de l'entrefer de la machine électrique comprenant le stator.
La couronne 1 présente une cavité interne 2 délimitée par une périphérie interne tandis que le pourtour de la couronne peut être délimité
par la culasse 15 à la périphérie externe de la couronne 1.
Le stator comporte des bobinages 3 régulièrement répartis dans la couronne 1. Selon l'invention, chaque portion unitaire 4 présente un noyau 5 autour duquel est enroulé un bobinage 3, les portions unitaires 4 formant au moins partiellement la couronne 1 étant disposées les unes par rapport aux autres concentriquement et mises bord à bord. Bord à bord signifie qu'il n'existe qu'entre les bords latéraux les plus en saillie vers l'extérieur de deux portions unitaires 4 adjacentes, par exemple les bords référencés 4b ou 4a ou les premières formes en saillie latérale 14 aux figures, qu'un jeu juste suffisant pour l'assemblage des portions unitaires 4.
Une portion unitaire 4 de bobinage est montrée à distance de la couronne 1 du stator aux figures 1, 2 et 6.
L'ensemble des portions unitaires 4 de bobinage formant au moins partiellement la couronne 1 du stator avec les portions unitaires 4 disposées adjacentes les unes aux autres concentriquement au centre de la couronne 1.
Les portions unitaires 4 présentent des faces supérieure et inférieure formant respectivement la face supérieure et la face inférieure de la couronne 1 du stator. Les portions unitaires 4 présentent chacune des moyens de solidarisation 11 avec un organe de support 6 faisant partie ou non d'un carter logeant la couronne 1, par au moins une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire 4 faisant partie d'une face sensiblement circulaire la, lb et/ou des moyens de solidarisation 12, 12a, 14 avec le carter portés par des faces axiales et latérales de chaque portion unitaire 4 bord à bord avec une portion unitaire adjacente.
Les deux types de moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 précédemment décrits peuvent ainsi être utilisés en combinaison ou en alternative. Quand les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 sont utilisés en combinaison, la solidarisation est plus forte et le problème de maintien des portions unitaires 4 sur le stator est résolu.
Les bobinages 3 élémentaires portés par les portions unitaires 4 après assemblage en formant la couronne du stator peuvent être interconnectés pour former des enroulements. =
Les portions unitaires 4 formant la couronne 1 du stator peuvent être réalisées avec des tôles feuilletées ou à base de matériaux magnétiques ou amagnétiques.
Chaque portion unitaire 4 peut présenter ainsi un corps ou dent formé
par un assemblage de tôles mises les unes contre les autres radialement à la couronne à la couronne 1. Ceci peut se faire par différentes tôles ou par une ou des tôles repliées ou enroulées plusieurs fois sur elles-mêmes. Les portions de tôle ainsi crées forment des arcs de cercle concentriques. Ceci est particulièrement bien visible aux figures 1 à 4. Une autre disposition des tôles peut cependant être mise en oeuvre.
Un carter, non montré aux figures peut loger la couronne 1. Dans ce cas, l'organe de support 6, si celui-ci est présent, peut faire partie du carter ou l'organe de support 6 peut être une pièce rapportée solidaire du carter, de même matériau ou de matériau différent par rapport au carter.
Entre deux noyaux 5 de portions unitaires 4 adjacentes subsiste un espace libre formant une encoche 13 et, le cas échéant, un isthme 13a formé
par les bords 4a situé du côté destiné à former un entrefer sur une première face circulaire la de la couronne 1.
Une première forme en saillie latérale 14 peut être comprise entre les bords 4a, 4b des première et seconde faces, ceci sur chaque côté latéral d'une portion unitaire 4. Les portions unitaires 4 adjacentes sont alors disposées bord à bord au moins par leurs premières formes en saillie latérale 14 s'abutant. C'est la face lb de la couronne 1 destinée à se trouver opposée à l'entrefer qui peut porter un organe de support 6.
Les premières formes en saillie latérale 14 de deux portions unitaires 4 adjacentes peuvent délimiter avec les portions d'extrémité proches des bords 4b des portions unitaires un espace de réception pour un élément de solidarisation porté par un organe de support 6, avantageusement un taquet 9.
Les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 peuvent être amovibles ou permanents. Dans le premier cas, les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 amovible peuvent être effectués par des éléments de vissage, des éléments de liaison ou d'encliquetage entre portions unitaires 4 adjacentes.
Par exemple, les moyens de solidarisation amovibles peuvent être effectués par des éléments de vissage, de liaison ou d'encliquetage sur les bords 4b en vis-à-vis des portions unitaires 4 adjacentes.
Dans le second cas, les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 permanente peuvent être effectués par soudage, collage ou par des éléments du type rivet. Par exemple, les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 permanente peuvent être effectués par soudage, collage ou rivetage des bords 4b en vis-à-vis des portions unitaires 4 adjacentes. Le soudage ou le collage peut s'effectuer par points ou par cordon.
Par exemple, les portions unitaires 4 adjacentes peuvent être soudées au niveau des périphéries interne et externe de la couronne 1 afin d'améliorer la tenue mécanique, ceci en alternative ou en complément de moyens de solidarisation amovible, la périphérie interne délimitant la cavité
interne 2 de la couronne 1.
Les dimensions d'un organe de support 6 peuvent être adaptées à
celles de la face circulaire lb associée. Par exemple, l'organe de support 6 peut être de configuration circulaire, notamment sous forme d'un disque, en étant d'un diamètre un peu plus grand que la couronne 1 et en étant concentrique à la couronne 1.
L'organe de support 6 peut présenter des passages 8 dans la couronne 1 et positionnées en s'étendant parallèlement aux bords 4b des portions unitaires 4 adjacentes.
L'organe de support 6 peut présenter des moyens de solidarisation complémentaires 9, 10 associées aux moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 portés par les portions unitaires 4.
Comme montré à la figure 5, les passages 8 peuvent être sous la forme de lumières radiales à la couronne 1 et positionnées en étant alignées à une encoche 13 respective entre bobinages 3 de portions unitaires 4 adjacentes, à
cette figure au-dessus de chaque encoche 13, ceci au moins lors de l'opération de soudage. Il est à noter que ceci peut aussi être valable pour une opération de collage.
L'encoche 13 peut être fermée, auquel cas les bords 4b des portions unitaires 4 adjacentes délimitant partiellement l'encoche 13 sont directement en contact. L'encoche 13 peut aussi être semi-fermée auquel cas un espace subsiste entre les bords 4b des portions unitaires 4 adjacentes délimitant un côté de l'encoche 13, comme il est montré à la figure 4.
Les cordons ou points de soudure se font avantageusement sur les bords 4b des portions unitaires 4 collés l'un contre l'autre donc en étant alignés avec le milieu de l'encoche 13 respective entre deux portions unitaires 4 adjacentes.
Aux figures 3 et 4, il n'est pas utilisé d'organe support. La solidarisation par soudage ou collage peut se faire par points ou par cordon de soudure ou de collage sur des bords 4b en vis-à-vis appliqués l'un contre l'autre des deux portions unitaires 4 adjacentes. Cela peut se faire avantageusement sur une face lb des deux faces sensiblement circulaires la, lb de la couronne 1 ou suries deux faces la, lb.
A la figure 5, il est utilisé un organe de support 6 pour une des faces sensiblement circulaires. La solidarisation par soudage ou collage peut se faire par points ou par cordon de soudure ou de collage sur des bords 4b en vis-à-vis appliqués l'un contre l'autre de deux portions unitaires 4 adjacentes, les bords 4b étant accessibles de l'extérieur de la couronne 1 à travers les lumières 8 quand un organe de support 6 est prévu.
En alternative, une face circulaire lb ne présentant pas d'organe de support des deux faces sensiblement circulaires la, lb de la couronne 1 peut présenter les bords 4b aboutant de deux portions unitaires 4 adjacentes soudés ou collés l'un contre l'autre.
Enfin, il est aussi possible de ne pas utiliser d'organe de support 6.
Dans ce cas, ce sont les portions unitaires 4 qui sont solidarisées entre elles, soit de manière permanente, par exemple par collage ou soudage, soit de manière amovible par des éléments de liaison, de vissage ou équivalents techniques.
Dans le mode de réalisation montré aux figures 1 et 2, les formes de solidarisation 9 portées par l'organe de support 6 en tant que moyens de solidarisation complémentaires peuvent être des taquets d'insertion 9.
Chaque taquet d'insertion 9 peut être de forme prismatique constante sur la longueur du taquet.
Un sommet d'une section triangulaire de la forme prismatique peut pointer vers l'organe de support 6 en étant fixé sur cet organe de support 6.
Chacun des deux autres sommets d'une section triangulaire de la forme prismatique peuvent se loger dans une rainure 12a d'une deuxième forme en saillie axiale 12 respective portée à proximité d'un bord 4b en vis-à-vis de chacune des deux portions unitaires 4 adjacentes encadrant le taquet 9.
La première forme en saillie latérale 14 et la deuxième forme en saillie axiale 12 peuvent encadrer entre elles le taquet d'insertion 9 en limitant son débattement.
Dans le mode de réalisation montré à la figure 6, les formes de solidarisation 10 portées par l'organe de support 6 peuvent être des lumières radiales à la couronne 1 traversant de part en part l'organe de support 6 en formant des mortaises 10.
Chaque face des portions unitaires 4 en vis-à-vis de l'organe de support peut alors présenter un tenon 11 en tant que moyens de solidarisation portés par chaque portion unitaire 4. Chaque tenon 11 pénètre dans une mortaise 10 respective en position montée des portions unitaires 4 adjacentes sur la couronne 1. Il est possible qu'en complément, chaque tenon 11 et la mortaise 10 associée soient soudés l'un avec l'autre.
Le tenon 11 peut occuper seulement une partie mineure de la face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire 4. Ceci présente l'avantage majeur de libérer de la place, les bords de la mortaise 10 étant directement au-dessus ou en dessous de chaque portion unitaire 4 et non décalés latéralement au-dessus ou en dessous, comme cela serait le cas si c'était toute la face supérieure ou inférieure de la portion unitaire 4 qui pénétrait dans la mortaise, comme montré dans l'état de la technique le plus proche.
Il peut être prévu plus de mortaises 10 que de tenons 11 pour offrir une liberté d'adaptation d'un nombre de portions unitaires 4 différents, par exemple une combinaison de portions unitaires 4 de différentes dimensions, les tenons 11 de portions unitaires 4 de différentes dimensions restant inchangées pour s'adapter dans les mêmes mortaises 10.
Pour ces deux modes de réalisation, il est possible de solidariser les portions unitaires 4 entre elles sur la face circulaire la, lb opposée à celle portant des formes de solidarisation 9, 10. Il est même possible de prévoir un organe de support 6 pour cette face circulaire la, lb opposée. Ceci n'est pas montré aux figures 1, 2 et 6.
Il est à garder à l'esprit que tous les modes de réalisation précédemment détaillés peuvent être combinés les uns aux autres, deux organes de support, un seul organe de support 6 ou aucun organe de support 6 pouvant être utilisés.
Dans certains modes de réalisation, quand une culasse 15 est présente sur la tranche de la couronne 1, une bague externe 7 peut entourer la culasse 15 de la couronne 1 sur toute sa périphérie, ce qui permet un maintien auxiliaire radial des portions unitaires 4 solidarisées à la couronne selon les différents modes de réalisation.
La présente invention concerne aussi une machine électromagnétique présentant au moins un stator portant une série de bobinages 3 et au moins un rotor portant au moins un aimant, caractérisée en ce que ledit au moins un stator est un stator tel que précédemment décrit.
Par machine à flux axial électrique il est entendu toute sorte de moteurs, de génératrices ou d'actionneurs électromagnétiques à flux axial.
Cette machine peut être aussi bien mono-entrefer que poly-entrefers en présentant un ou plusieurs stators et un ou plusieurs rotors pouvant se superposer les uns par rapport aux autres en étant séparés par au moins un entrefer sur un même arbre. Dans une machine électrique poly-entrefers, il est préféré de ne pas utiliser d'organe de support comme les deux faces opposées sensiblement circulaires la et lb sont situés du côté d'un entrefer respectif.
Pour une même couronne 1, les portions unitaires 4 peuvent être de formes et de dimensions variables, par exemple deux fois plus grandes ou présenter des profils différents.
Dans un procédé de fabrication d'un tel stator et d'une machine électromagnétique, il est effectué l'enroulement d'un bobinage 3 sur un noyau formant une portion unitaire 4 dissociée des autres portions unitaires 4. Ceci .= peut être fait séparément pour chaque portion unitaire 4 alors dissociée des autres portions unitaires 4.
Ceci peut être fait dans un autre poste que le poste de montage du stator et pas forcément directement avant le montage du stator. Les portions unitaires 4 ainsi unitairement assemblées peuvent être conservées telles quelles et par exemple stockées en attendant d'être montées pour former la couronne 1 du stator.
Il est ensuite effectué la solidarisation des portions unitaires 4 entre elles et/ou au moins à un organe de support 6 pour former la couronne 1 du stator.
Les solutions que propose la présente invention sont bien adaptées pour la réalisation d'un stator avec des noyaux ou dents semi-fermés et peuvent être appliquées dans le cas d'encoches ouvertes. Les noyaux peuvent être de dimension variable.
L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'a titre d'exemples.
Avantageusement, chaque portion unitaire présente un corps ou dent formé par un assemblage de tôles mises les unes contre les autres radialement à la couronne. Cette caractéristique est très avantageuse étant donné qu'elle permet de fabriquer de manière simple chaque portion unitaire.
Avantageusement, l'organe de support fait partie intégrante du carter ou est une pièce rapportée solidaire du carter. Un tel ensemble est donc plus résistant avec des éléments solidaires les uns des autres et reliés au carter ou d'un seul tenant avec le carter.
Avantageusement, entre deux noyaux de portions unitaires adjacentes subsiste un espace libre formant une encoche et, le cas échéant, un isthme formé par les bords situé du côté destiné à former un entrefer sur une première face circulaire de la couronne, les bords de chaque portion unitaire d'une seconde face de la couronne opposée à la première face circulaire, une première forme en saillie latérale étant comprise entre les bords des première et seconde faces de chaque côté latéral d'une portion unitaire, les portions unitaires adjacentes étant disposées bord à bord au moins par leurs premières formes en saillie latérale.
Cette encoche permet d'espacer faiblement les bobinages les uns des autres. Les premières formes en saillie latérale de deux portions unitaires établissent un contact entre ces deux portions unitaires et aident au positionnement des portions unitaires les unes contre les autres. Ces premières formes en saillie peuvent faire partie des moyens de solidarisation latérale des portions unitaires individuellement par rapport au carter du stator, comme il sera ultérieurement précisé.
Avantageusement, les moyens de solidarisation sont amovibles ou permanents, les moyens de solidarisation amovibles étant effectués par des éléments de vissage ou d'encliquetage entre les portions unitaires adjacentes et les moyens de solidarisation permanents étant effectués par soudage, collage ou par des éléments de type rivet. Les moyens de solidarisation amovibles seront préférés quand les portions unitaires sont susceptibles d'être fréquemment démontées.
Avantageusement, les moyens de solidarisation amovibles sont effectués par des éléments de vissage, de liaison ou d'encliquetage sur les bords des portions unitaires adjacentes de la seconde face en vis-à-vis et disposés bord à bord des portions unitaires adjacentes. Ainsi, les portions unitaires mises bord à bord réalisent au moins une face circulaire continue de la couronne du stator.
Avantageusement, les moyens de solidarisation permanente sont effectués par soudage, collage ou rivetage des bords en vis-à-vis et disposés bord à bord par les bords des portions unitaires adjacentes de la seconde face et l'organe de support. Ceci permet de solidariser directement les portions unitaires entre elles et évite d'utiliser un organe de support supplémentaire, ce qui représente une économie de moyens et une diminution du poids du stator.
Avantageusement, l'organe de support présente des lumières radiales à la couronne et positionnées en s'étendant parallèlement aux bords des portions unitaires adjacentes.
Avantageusement, l'organe de support présente des formes de solidarisation complémentaires associées à des formes des portions unitaires adjacentes réalisant les moyens de solidarisation portés par chaque portion unitaire.
Avantageusement, les formes de solidarisation portées par l'organe de support sont des taquets d'insertion, chaque taquet d'insertion étant de forme prismatique constante ou variable sur la longueur du taquet, un sommet d'une section triangulaire de la forme prismatique pointant vers l'organe de support et chacun des deux autres sommets d'une section triangulaire de la forme prismatique se logeant dans une rainure d'une deuxième forme en saillie axiale respective portée par un bord en vis-à-vis de chacune des deux portions unitaires adjacentes, la première forme en saillie latérale et la deuxième forme en saillie axiale encadrant entre elles le taquet d'insertion.
Ceci permet un maintien axial des portions unitaires ainsi qu'une facilité
de positionnement des portions unitaires par coulissement le long du taquet.
La forme prismatique offre une surface de support du taquet d'insertion importante pour deux portions unitaires adjacentes. Il peut aussi être envisagé
une autre forme que la forme prismatique comme par exemple une forme en demi-cylindre.
Avantageusement, les formes de solidarisation portées par l'organe de support sont des lumières radiales à la couronne traversant l'organe de support en formant des mortaises, en vis-à-vis de l'organe de support des portions unitaires adjacentes présentant un tenon pénétrant dans une mortaise respective en position monte des portions unitaires adjacentes sur la couronne, le tenon occupant seulement une partie mineure d'une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire.
Partie mineure signifie que la plus grande partie de la face supérieure et inférieure est libre de tout tenon. Ceci différencie un tenon selon la présente invention de la liaison selon un état de la technique où c'était toute la surface de la face supérieure ou inférieure qui formait tenon. Une liaison tenon et mortaise procure un blocage simple et efficace des portions unitaires par rapport à l'organe de support. L'occupation d'une partie mineure de la face par le tenon signifie que la majeure partie de la face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire n'entre pas à l'intérieur de la mortaise. Cela permet de mettre bord à bord dans une configuration circulaire les portions unitaires.
Avantageusement, chaque tenon et la mortaise associée sont soudés l'un avec l'autre. Ceci renforce ce mode de solidarisation.
Avantageusement, quand une culasse formant la tranche de la couronne est présente, une bague externe entoure la culasse de la couronne sur toute sa périphérie.
Il ne peut y avoir de débattement radial des portions unitaires de bobinage hors de la couronne par l'extérieur de la couronne. La bague externe assure par frettage la tenue mécanique des portions unitaires dans la couronne.
Avantageusement, les noyaux des portions unitaires sont réalisés avec des tôles feuilletées, des matériaux magnétiques frittés ou tout autre matériau magnétique ou amagnétique.
Avantageusement, les portions unitaires sont de formes et dimensions variables pour une même couronne. Le fait notamment que les moyens de solidarisation sur les faces supérieure ou inférieure de la portion unitaire n'occupent pas la totalité de cette face, permet d'adapter différentes formes et dimensions de portions unitaires à un même organe de support, les moyens de solidarisation restant les mêmes pour des portions unitaires différentes et pouvant s'adapter par exemple dans des mortaises similaires. Il peut être prévu plus de mortaises que de portions unitaires afin d'avoir une liberté
d'adaptation de différentes portions unitaires sur le stator.
L'enroulement du bobinage sur chaque portion unitaire se fait sans limite d'espace étant donné que les portions unitaires ne se trouvent pas les unes adjacentes aux autres lors de cet enroulement ce qui représente une facilité de montage impossible à obtenir pour une couronne déjà montée dans le stator pour laquelle l'espace laissé disponible entre deux éléments de bobinage est très réduit.
L'invention concerne aussi une machine électromagnétique présentant au moins un stator portant une série de bobinages et au moins un rotor portant au moins un aimant, caractérisée en ce que ledit au moins un stator est un stator tel que précédemment décrit. Cette machine peut revêtir diverses formes comme moteur, génératrice ou actionneur électromagnétique.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un premier mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires portant chacune un bobinage, un organe de support muni de moyens de solidarisation avec chaque portion unitaire, les bobinages et les encoches de bobinage entre les portions unitaires étant visibles à cette figure, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en perspective du premier mode de réalisation selon la présente invention montré à la figure 1, l'organe de support muni de taquets étant représenté à
cette figure 2, certains bobinages ayant été ôtés à cette figure, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires, les portions unitaires adjacentes étant solidarisées entre elles dans ce deuxième mode de réalisation, les bobinages étant représentés à cette figure 3, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en perspective du deuxième mode de réalisation selon la présente invention montré à la figure 3, les bobinages n'étant pas représentés et les encoches de bobinage entre les portions unitaires étant visibles à cette figure 4, - la figure 5 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires, les portions unitaires adjacentes étant solidarisées entre elles dans ce mode de réalisation par l'intermédiaire d'un organe de support présentant des lumières dans ce troisième mode de réalisation, - la figure 6 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un quatrième mode de réalisation selon la présente invention d'une couronne d'un stator comprenant des portions unitaires, les portions unitaires adjacentes étant solidarisées entre elles dans ce mode de réalisation par l'intermédiaire d'un organe de support présentant des formes de solidarisation coopérant avec des formes complémentaires prévues sur chaque portion unitaire.
Les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différentes pièces ne sont pas représentatives de la réalité.
Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
Pour simplification, quand dans une figure il existe plusieurs éléments du même type comme par exemple des portions unitaires, des mortaises et tenons, des encoches, etc..., il n'est référencé qu'un seul élément par type pour simplification et clarté des figures.
En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne un stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial. Le stator formant une couronne 1 présentant deux faces opposées sensiblement circulaires la, lb. Ces faces opposées sensiblement circulaires la, lb sont reliées par une épaisseur ou tranche de la couronne 1, pouvant former une culasse 15. La face circulaire la de la couronne 1 peut être la face de la couronne en vis-à--vis du rotor donc formant une partie de l'entrefer de la machine électrique comprenant le stator.
La couronne 1 présente une cavité interne 2 délimitée par une périphérie interne tandis que le pourtour de la couronne peut être délimité
par la culasse 15 à la périphérie externe de la couronne 1.
Le stator comporte des bobinages 3 régulièrement répartis dans la couronne 1. Selon l'invention, chaque portion unitaire 4 présente un noyau 5 autour duquel est enroulé un bobinage 3, les portions unitaires 4 formant au moins partiellement la couronne 1 étant disposées les unes par rapport aux autres concentriquement et mises bord à bord. Bord à bord signifie qu'il n'existe qu'entre les bords latéraux les plus en saillie vers l'extérieur de deux portions unitaires 4 adjacentes, par exemple les bords référencés 4b ou 4a ou les premières formes en saillie latérale 14 aux figures, qu'un jeu juste suffisant pour l'assemblage des portions unitaires 4.
Une portion unitaire 4 de bobinage est montrée à distance de la couronne 1 du stator aux figures 1, 2 et 6.
L'ensemble des portions unitaires 4 de bobinage formant au moins partiellement la couronne 1 du stator avec les portions unitaires 4 disposées adjacentes les unes aux autres concentriquement au centre de la couronne 1.
Les portions unitaires 4 présentent des faces supérieure et inférieure formant respectivement la face supérieure et la face inférieure de la couronne 1 du stator. Les portions unitaires 4 présentent chacune des moyens de solidarisation 11 avec un organe de support 6 faisant partie ou non d'un carter logeant la couronne 1, par au moins une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire 4 faisant partie d'une face sensiblement circulaire la, lb et/ou des moyens de solidarisation 12, 12a, 14 avec le carter portés par des faces axiales et latérales de chaque portion unitaire 4 bord à bord avec une portion unitaire adjacente.
Les deux types de moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 précédemment décrits peuvent ainsi être utilisés en combinaison ou en alternative. Quand les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 sont utilisés en combinaison, la solidarisation est plus forte et le problème de maintien des portions unitaires 4 sur le stator est résolu.
Les bobinages 3 élémentaires portés par les portions unitaires 4 après assemblage en formant la couronne du stator peuvent être interconnectés pour former des enroulements. =
Les portions unitaires 4 formant la couronne 1 du stator peuvent être réalisées avec des tôles feuilletées ou à base de matériaux magnétiques ou amagnétiques.
Chaque portion unitaire 4 peut présenter ainsi un corps ou dent formé
par un assemblage de tôles mises les unes contre les autres radialement à la couronne à la couronne 1. Ceci peut se faire par différentes tôles ou par une ou des tôles repliées ou enroulées plusieurs fois sur elles-mêmes. Les portions de tôle ainsi crées forment des arcs de cercle concentriques. Ceci est particulièrement bien visible aux figures 1 à 4. Une autre disposition des tôles peut cependant être mise en oeuvre.
Un carter, non montré aux figures peut loger la couronne 1. Dans ce cas, l'organe de support 6, si celui-ci est présent, peut faire partie du carter ou l'organe de support 6 peut être une pièce rapportée solidaire du carter, de même matériau ou de matériau différent par rapport au carter.
Entre deux noyaux 5 de portions unitaires 4 adjacentes subsiste un espace libre formant une encoche 13 et, le cas échéant, un isthme 13a formé
par les bords 4a situé du côté destiné à former un entrefer sur une première face circulaire la de la couronne 1.
Une première forme en saillie latérale 14 peut être comprise entre les bords 4a, 4b des première et seconde faces, ceci sur chaque côté latéral d'une portion unitaire 4. Les portions unitaires 4 adjacentes sont alors disposées bord à bord au moins par leurs premières formes en saillie latérale 14 s'abutant. C'est la face lb de la couronne 1 destinée à se trouver opposée à l'entrefer qui peut porter un organe de support 6.
Les premières formes en saillie latérale 14 de deux portions unitaires 4 adjacentes peuvent délimiter avec les portions d'extrémité proches des bords 4b des portions unitaires un espace de réception pour un élément de solidarisation porté par un organe de support 6, avantageusement un taquet 9.
Les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 peuvent être amovibles ou permanents. Dans le premier cas, les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 amovible peuvent être effectués par des éléments de vissage, des éléments de liaison ou d'encliquetage entre portions unitaires 4 adjacentes.
Par exemple, les moyens de solidarisation amovibles peuvent être effectués par des éléments de vissage, de liaison ou d'encliquetage sur les bords 4b en vis-à-vis des portions unitaires 4 adjacentes.
Dans le second cas, les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 permanente peuvent être effectués par soudage, collage ou par des éléments du type rivet. Par exemple, les moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 permanente peuvent être effectués par soudage, collage ou rivetage des bords 4b en vis-à-vis des portions unitaires 4 adjacentes. Le soudage ou le collage peut s'effectuer par points ou par cordon.
Par exemple, les portions unitaires 4 adjacentes peuvent être soudées au niveau des périphéries interne et externe de la couronne 1 afin d'améliorer la tenue mécanique, ceci en alternative ou en complément de moyens de solidarisation amovible, la périphérie interne délimitant la cavité
interne 2 de la couronne 1.
Les dimensions d'un organe de support 6 peuvent être adaptées à
celles de la face circulaire lb associée. Par exemple, l'organe de support 6 peut être de configuration circulaire, notamment sous forme d'un disque, en étant d'un diamètre un peu plus grand que la couronne 1 et en étant concentrique à la couronne 1.
L'organe de support 6 peut présenter des passages 8 dans la couronne 1 et positionnées en s'étendant parallèlement aux bords 4b des portions unitaires 4 adjacentes.
L'organe de support 6 peut présenter des moyens de solidarisation complémentaires 9, 10 associées aux moyens de solidarisation 11, 12, 12a, 14 portés par les portions unitaires 4.
Comme montré à la figure 5, les passages 8 peuvent être sous la forme de lumières radiales à la couronne 1 et positionnées en étant alignées à une encoche 13 respective entre bobinages 3 de portions unitaires 4 adjacentes, à
cette figure au-dessus de chaque encoche 13, ceci au moins lors de l'opération de soudage. Il est à noter que ceci peut aussi être valable pour une opération de collage.
L'encoche 13 peut être fermée, auquel cas les bords 4b des portions unitaires 4 adjacentes délimitant partiellement l'encoche 13 sont directement en contact. L'encoche 13 peut aussi être semi-fermée auquel cas un espace subsiste entre les bords 4b des portions unitaires 4 adjacentes délimitant un côté de l'encoche 13, comme il est montré à la figure 4.
Les cordons ou points de soudure se font avantageusement sur les bords 4b des portions unitaires 4 collés l'un contre l'autre donc en étant alignés avec le milieu de l'encoche 13 respective entre deux portions unitaires 4 adjacentes.
Aux figures 3 et 4, il n'est pas utilisé d'organe support. La solidarisation par soudage ou collage peut se faire par points ou par cordon de soudure ou de collage sur des bords 4b en vis-à-vis appliqués l'un contre l'autre des deux portions unitaires 4 adjacentes. Cela peut se faire avantageusement sur une face lb des deux faces sensiblement circulaires la, lb de la couronne 1 ou suries deux faces la, lb.
A la figure 5, il est utilisé un organe de support 6 pour une des faces sensiblement circulaires. La solidarisation par soudage ou collage peut se faire par points ou par cordon de soudure ou de collage sur des bords 4b en vis-à-vis appliqués l'un contre l'autre de deux portions unitaires 4 adjacentes, les bords 4b étant accessibles de l'extérieur de la couronne 1 à travers les lumières 8 quand un organe de support 6 est prévu.
En alternative, une face circulaire lb ne présentant pas d'organe de support des deux faces sensiblement circulaires la, lb de la couronne 1 peut présenter les bords 4b aboutant de deux portions unitaires 4 adjacentes soudés ou collés l'un contre l'autre.
Enfin, il est aussi possible de ne pas utiliser d'organe de support 6.
Dans ce cas, ce sont les portions unitaires 4 qui sont solidarisées entre elles, soit de manière permanente, par exemple par collage ou soudage, soit de manière amovible par des éléments de liaison, de vissage ou équivalents techniques.
Dans le mode de réalisation montré aux figures 1 et 2, les formes de solidarisation 9 portées par l'organe de support 6 en tant que moyens de solidarisation complémentaires peuvent être des taquets d'insertion 9.
Chaque taquet d'insertion 9 peut être de forme prismatique constante sur la longueur du taquet.
Un sommet d'une section triangulaire de la forme prismatique peut pointer vers l'organe de support 6 en étant fixé sur cet organe de support 6.
Chacun des deux autres sommets d'une section triangulaire de la forme prismatique peuvent se loger dans une rainure 12a d'une deuxième forme en saillie axiale 12 respective portée à proximité d'un bord 4b en vis-à-vis de chacune des deux portions unitaires 4 adjacentes encadrant le taquet 9.
La première forme en saillie latérale 14 et la deuxième forme en saillie axiale 12 peuvent encadrer entre elles le taquet d'insertion 9 en limitant son débattement.
Dans le mode de réalisation montré à la figure 6, les formes de solidarisation 10 portées par l'organe de support 6 peuvent être des lumières radiales à la couronne 1 traversant de part en part l'organe de support 6 en formant des mortaises 10.
Chaque face des portions unitaires 4 en vis-à-vis de l'organe de support peut alors présenter un tenon 11 en tant que moyens de solidarisation portés par chaque portion unitaire 4. Chaque tenon 11 pénètre dans une mortaise 10 respective en position montée des portions unitaires 4 adjacentes sur la couronne 1. Il est possible qu'en complément, chaque tenon 11 et la mortaise 10 associée soient soudés l'un avec l'autre.
Le tenon 11 peut occuper seulement une partie mineure de la face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire 4. Ceci présente l'avantage majeur de libérer de la place, les bords de la mortaise 10 étant directement au-dessus ou en dessous de chaque portion unitaire 4 et non décalés latéralement au-dessus ou en dessous, comme cela serait le cas si c'était toute la face supérieure ou inférieure de la portion unitaire 4 qui pénétrait dans la mortaise, comme montré dans l'état de la technique le plus proche.
Il peut être prévu plus de mortaises 10 que de tenons 11 pour offrir une liberté d'adaptation d'un nombre de portions unitaires 4 différents, par exemple une combinaison de portions unitaires 4 de différentes dimensions, les tenons 11 de portions unitaires 4 de différentes dimensions restant inchangées pour s'adapter dans les mêmes mortaises 10.
Pour ces deux modes de réalisation, il est possible de solidariser les portions unitaires 4 entre elles sur la face circulaire la, lb opposée à celle portant des formes de solidarisation 9, 10. Il est même possible de prévoir un organe de support 6 pour cette face circulaire la, lb opposée. Ceci n'est pas montré aux figures 1, 2 et 6.
Il est à garder à l'esprit que tous les modes de réalisation précédemment détaillés peuvent être combinés les uns aux autres, deux organes de support, un seul organe de support 6 ou aucun organe de support 6 pouvant être utilisés.
Dans certains modes de réalisation, quand une culasse 15 est présente sur la tranche de la couronne 1, une bague externe 7 peut entourer la culasse 15 de la couronne 1 sur toute sa périphérie, ce qui permet un maintien auxiliaire radial des portions unitaires 4 solidarisées à la couronne selon les différents modes de réalisation.
La présente invention concerne aussi une machine électromagnétique présentant au moins un stator portant une série de bobinages 3 et au moins un rotor portant au moins un aimant, caractérisée en ce que ledit au moins un stator est un stator tel que précédemment décrit.
Par machine à flux axial électrique il est entendu toute sorte de moteurs, de génératrices ou d'actionneurs électromagnétiques à flux axial.
Cette machine peut être aussi bien mono-entrefer que poly-entrefers en présentant un ou plusieurs stators et un ou plusieurs rotors pouvant se superposer les uns par rapport aux autres en étant séparés par au moins un entrefer sur un même arbre. Dans une machine électrique poly-entrefers, il est préféré de ne pas utiliser d'organe de support comme les deux faces opposées sensiblement circulaires la et lb sont situés du côté d'un entrefer respectif.
Pour une même couronne 1, les portions unitaires 4 peuvent être de formes et de dimensions variables, par exemple deux fois plus grandes ou présenter des profils différents.
Dans un procédé de fabrication d'un tel stator et d'une machine électromagnétique, il est effectué l'enroulement d'un bobinage 3 sur un noyau formant une portion unitaire 4 dissociée des autres portions unitaires 4. Ceci .= peut être fait séparément pour chaque portion unitaire 4 alors dissociée des autres portions unitaires 4.
Ceci peut être fait dans un autre poste que le poste de montage du stator et pas forcément directement avant le montage du stator. Les portions unitaires 4 ainsi unitairement assemblées peuvent être conservées telles quelles et par exemple stockées en attendant d'être montées pour former la couronne 1 du stator.
Il est ensuite effectué la solidarisation des portions unitaires 4 entre elles et/ou au moins à un organe de support 6 pour former la couronne 1 du stator.
Les solutions que propose la présente invention sont bien adaptées pour la réalisation d'un stator avec des noyaux ou dents semi-fermés et peuvent être appliquées dans le cas d'encoches ouvertes. Les noyaux peuvent être de dimension variable.
L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'a titre d'exemples.
Claims (16)
1. Stator destiné à une machine électromagnétique à flux axial, le stator formant une couronne (1) présentant deux faces opposées sensiblement circulaires (1a, 1 b), le stator étant composé de plusieurs portions unitaires (4) définissant les deux faces opposées sensiblement circulaires (1 a, 1 b), chaque portion unitaire (4) présentant un noyau (5) autour duquel est enroulé le bobinage (3), les portions unitaires (4) formant au moins partiellement la couronne (1) étant disposées les unes par rapport aux autres concentriquement, caractérisé en ce que les portions unitaires (4) définissent en continu les deux faces opposées sensiblement circulaires (1a, 1 b) en étant disposées concentriquement bord à bord les unes aux autres et présentent des moyens de solidarisation (12, 12a, 14) avec un organe de support (6) faisant partie ou non d'un carter logeant la couronne (1), portés par des faces axiales et latérales de chaque portion unitaire (4) bord à bord avec une portion unitaire adjacente, ou des moyens de solidarisation (11) avec ledit organe de support (6) portés par au moins une face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire faisant partie d'une face sensiblement circulaire.
2. Stator selon la revendication précédente, dans lequel chaque portion unitaire (4) présente un assemblage de tôles mises les unes contre les autres radialement à la couronne (1).
3. Stator selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel l'organe de support (6) fait partie intégrante du carter ou est une pièce rapportée solidaire du carter.
4. Stator selon l'une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel entre deux noyaux (5) de portions unitaires (4) adjacentes subsiste un espace libre formant une encoche (13) et, le cas échéant, un isthme (13a) formé par les bords (4a) situé du côté destiné à former un entrefer sur une première face circulaire (1 a) de la couronne (1), les bords (4b) de chaque portion unitaire (4) d'une seconde face (1 b) de la couronne (1) opposée à la première face circulaire (1a), une première forme en saillie latérale (14) étant comprise entre les bords (4a, 4b) des première et seconde faces de chaque côté latéral d'une portion unitaire (4), les portions unitaires (4) adjacentes étant disposées bord à bord au moins par leurs premières formes en saillie latérale (14).
5. Stator selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de solidarisation (12, 12a, 14) sont amovibles ou permanents, les moyens de solidarisation amovibles (12, 12a, 14) étant effectués par des éléments de vissage ou d'encliquetage entre les portions unitaires (4) adjacentes et les moyens de solidarisation permanents étant effectués par soudage, collage ou par des éléments de type rivet.
6. Stator selon la revendication 5, dans lequel les moyens de solidarisation amovibles effectués par des éléments de vissage, de liaison ou d'encliquetage sont actifs sur les bords (4b) des portions unitaires (4) adjacentes de la seconde face (1b) en vis-à-vis et disposés bout à bout.
7. Stator selon la revendication 5, dans lequel les moyens de solidarisation permanents sont effectués par soudage, collage ou rivetage des bords en vis-à-vis des portions unitaires (4) adjacentes de la seconde face (1b) et l'organe de support (6).
8. Stator selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel l'organe de support (6) présente des lumières (8) radiales à la couronne (1) et positionnées en s'étendant parallèlement aux bords (4b) des portions unitaires (4) adjacentes.
9. Stator selon la revendication précédente, dans lequel l'organe de support (6) présente des formes de solidarisation complémentaires (9, 10) associées à des formes (11, 12, 12a, 14) des portions unitaires (4) adjacentes réalisant les moyens de solidarisation portés par chaque portion unitaire (4).
10.Stator selon la revendication 9, dans lequel les formes de solidarisation portées par l'organe de support (6) sont des taquets d'insertion (9), chaque taquet d'insertion (9) étant de forme prismatique constante ou variable sur la longueur du taquet, un sommet d'une section triangulaire de la forme prismatique pointant vers l'organe de support (6) et chacun des deux autres sommets d'une section triangulaire de la forme prismatique se logeant dans une rainure (12a) d'une deuxième forme en saillie axiale (12) respective portée par un bord en vis-à-vis de chacune des deux portions unitaires (4) adjacentes, la première forme en saillie latérale (14) et la deuxième forme en saillie axiale (12) encadrant entre elles le taquet d'insertion (9).
11.Stator selon la revendication 9, dans lequel les formes de solidarisation portées par l'organe de support (6) sont des lumières radiales à la couronne (1) traversant l'organe de support (6) en formant des mortaises (10), en vis-à-vis de l'organe de support (6) des portions unitaires (4) adjacentes présentant un tenon (11) pénétrant dans une mortaise (10) respective en position montée des portions unitaires (4) adjacentes sur la couronne, le tenon (11) occupant seulement une partie mineure de la face supérieure ou inférieure de chaque portion unitaire (4).
12.Stator selon la revendication précédente, dans lequel chaque tenon (11) et la mortaise (10) associée sont soudés l'un avec l'autre.
13.Stator selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, quand une culasse (15) formant la tranche de la couronne (1) est présente, une bague externe (7) entoure la culasse (15) de la couronne (1) sur toute sa périphérie.
14. Stator selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les noyaux (5) des portions unitaires (4) sont réalisés avec des tôles feuilletées, des matériaux magnétiques frittés ou tout autre matériau magnétique ou amagnétique.
15.Stator selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les portions unitaires (4) sont de formes et dimensions variables pour une même couronne (1).
16.Machine électromagnétique présentant au moins un stator portant une série de bobinages (3) et au moins un rotor portant au moins un aimant, caractérisée en ce que ledit au moins un stator est un stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
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