FR3056356A1

FR3056356A1 - Manchon et arbre de machine electrique

Info

Publication number: FR3056356A1
Application number: FR1658872A
Authority: FR
Inventors: Guy Diemunsch
Original assignee: Institut Vedecom
Current assignee: Institut Vedecom
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-03-23
Anticipated expiration: 2036-09-21
Also published as: US20190214882A1; WO2018055253A1; FR3056356B1; CN109937519A; US10978930B2; EP3516755A1; JP2019533422A

Abstract

L'invention concerne un manchon (1) assurant une liaison mécanique entre un arbre d'une machine électrique et un palier de rotation de la machine électrique (100) comprenant : - une première partie (3) configurée pour coopérer avec l'arbre de la machine électrique, - une deuxième partie (5) configurée pour coopérer avec le palier de rotation, caractérisé en ce que la première partie (3) délimite au moins une chambre interne (4) et comprend au moins un moyen de mise en communication (6) entre un milieu environnant le manchon (1) et la chambre interne (4). Application aux véhicules automobiles.

Description

Titulaire(s) : INSTITUT VEDECOM.

Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.

FR 3 056 356 - A1 (t>4) MANCHON ET ARBRE DE MACHINE ELECTRIQUE.

- une première partie (3) configurée pour coopérer avec l'arbre de la machine électrique,

- une deuxième partie (5) configurée pour coopérer avec le palier de rotation, caractérisé en ce que la première partie (3) délimite au moins une chambre interne (4) et comprend au moins un moyen de mise en communication (6) entre un milieu environnant le manchon (1 ) et la chambre interne (4).

Application aux véhicules automobiles.

MANCHON ET ARBRE DE MACHINE ELECTRIQUE

Le domaine de la présente invention est celui des machines électriques, de préférence tournantes, telles que des générateurs ou des moteurs. Plus particulièrement, ces machines électriques sont destinées à être installées sur des véhicules, notamment automobiles, comme par exemple des véhicules routiers ou des trains. Ces machines électriques sont par exemple employées pour mettre en mouvement le véhicule.

Les machines électriques tournantes telles que des générateurs ou des moteurs, comprennent un stator et un rotor. Des enroulements formant des bobines sont montés sur le stator et, par exemple, des aimants permanents sont fixés au rotor. Le rotor est mobile en rotation par l’intermédiaire d’un arbre. Lorsque la machine électrique est un générateur, le mouvement en rotation du rotor face aux bobines du stator permet de générer une énergie électrique et lorsque la machine électrique est un moteur, la mise en rotation du rotor par le biais des bobines génère une énergie mécanique.

Dans le cas où ces machines électriques sont utilisées pour mettre en mouvement un véhicule électrique, il convient de minimiser le poids de tous les éléments embarqués sur le véhicule car ce poids impacte directement l’autonomie d’une source électrique chargée d’alimenter la machine électrique de propulsion du véhicule. Cette recherche de réduction de poids se traduit par une optimisation de la compacité de cette machine électrique, tout en conservant le même niveau de performance.

Cette situation conduit à une augmentation de la densité de chaleur produite par la machine électrique. II convient donc de la refroidir pour éviter une surchauffe pouvant engendrer une réduction des performances, voire une destruction de la machine électrique.

L’invention résout ce problème technique en proposant un manchon assurant une liaison mécanique entre un arbre d’une machine électrique et un palier de rotation de la machine électrique comprenant :

- une première partie configurée pour coopérer avec l’arbre de la machine électrique,

- une deuxième partie configurée pour coopérer avec le palier de rotation, caractérisé en ce que la première partie délimite au moins une chambre interne et comprend au moins un moyen de mise en communication entre un milieu environnant le manchon et la chambre interne.

Ainsi, l’invention permet à la fois de créer un passage de fluide entre le manchon et l’arbre de la machine électrique de manière à refroidir une portion interne du manchon, et corrélativement un volume interne de l’arbre de la machine électrique. Le passage du fluide permet un refroidissement par convection du manchon et de l’arbre de la machine électrique auquel il est relié.

îo Plus précisément, les moyens de mise en communication permettent de créer un passage pour le fluide de refroidissement, de sorte à autoriser une circulation de fluide de refroidissement entre le milieu environnant du manchon situé à l’extérieur de celui-ci et la chambre interne du manchon.

Selon différentes caractéristiques de l’invention prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :

- la première partie comprend une pluralité de paroi de transfert de couple délimitant la chambre interne, dont au moins deux parois de transfert de couple adjacentes sont séparées par au moins un moyen de mise en communication. Les parois de transfert de couple assurent la transmission de l’effort tout en délimitant

0 la chambre interne.

- le moyen de mise en communication est au moins une encoche.

- au moins une paroi de transfert de couple comprend un épaulement configuré pour former une butée longitudinale à l’égard de l’arbre.

- l’épaulement est ménagé sur une face interne de la paroi de transfert de 25 couple. La face interne étant la face du manchon située dans ou en regard de la chambre interne. Autrement dit, la face interne est la face du manchon se situant au plus proche de l’axe de rotation du manchon.

- au moins une paroi de transfert de couple s’étend longitudinalement selon un axe de rotation du manchon et à partir d’une embase du manchon.

- les parois de transfert de couple sont régulièrement réparties angulairement autour d’un axe de rotation du manchon, un secteur angulaire pour un nombre N de parois de transfert de couple étant égal à 360/N. Par exemple, si le manchon comprend quatre parois de transfert de couple, le secteur angulaire est égal à 90 degrés, ainsi chaque paroi de transfert de couple est disposée tous les 90 degrés.

- la deuxième partie prend la forme d’un tourillon s’étendant selon un axe de rotation du manchon apte à recevoir un palier de rotation de la machine électrique.

- le manchon est réalisé en acier. Ainsi, le manchon peut transférer le couple et supporter les paliers de rotation tout en étant allégé par la présence des îo moyens de mise en communication.

L’invention a également pour objet un arbre creux pour machine électrique comprenant :

- un volume interne,

- une portion centrale configurée pour recevoir un rotor de la machine 15 électrique,

- au moins une portion d’extrémité configurée pour coopérer avec au moins un manchon, caractérisé en ce qu’au moins une portion d’extrémité comprend sur une périphérie externe au moins une gorge destinée à coopérer avec le manchon.

Selon différentes caractéristiques de l’invention prises seules ou en 20 combinaison, on pourra prévoir que :

- l’arbre comprend au moins une nervure longitudinale s’étendant à l’intérieur du volume interne et parallèlement à un axe de rotation de l’arbre.

- l’arbre est réalisé en aluminium. Ainsi, l’arbre creux en aluminium présente de bonnes propriétés de transfert thermique et offre une facilité de fabrication, notamment pour une fabrication par extrusion.

L’invention a également pour objet un ensemble pour machine électrique, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un manchon tel que précédemment défini et un arbre creux tel que précédemment défini et dont le volume interne est en communication avec la chambre interne du manchon.

- la gorge de l’arbre coopère avec une portion de contact de la paroi de transfert de couple du manchon. Ainsi, selon un exemple de réalisation, quatre gorges sur la périphérie externe de l’arbre coopèrent avec quatre parois de transfert de couple du manchon. La coopération des gorges et des parois de transfert de couple est entendue comme un assemblage. Par exemple, les parois de transfert de couple du manchon sont assemblées avec les gorges de l’arbre par sertissage, brasage, pressage ou collage. Ainsi, la portion de contact de la îo paroi de transfert de couple est logée dans la gorge.

- une face externe d’au moins une paroi de transfert de couple du manchon affleure une surface externe de l’arbre. La face externe est la face du manchon située dans le milieu environnant du manchon. Autrement dit, la face externe est la face du manchon la plus éloignée de l’axe de rotation du manchon. La surface externe est la surface de l’arbre située dans le milieu environnant de l’arbre. Autrement dit, la surface externe est la surface de l’arbre la plus éloignée de l’axe de rotation de l’arbre. L’axe de rotation du manchon et l’axe de rotation de l’arbre sont ici confondus. Ainsi une fois assemblé, l’ensemble ne présente pas d’aspérités extérieures au niveau de leur jonction commune.

0 - une face interne d’au moins une paroi de transfert de couple du manchon affleure une surface interne de l’arbre. La face interne est la face du manchon située dans la chambre interne. Autrement dit, la face interne est la face du manchon se situant au plus proche de l’axe de rotation du manchon. La surface interne est la surface de l’arbre située dans le volume interne de l’arbre.

Autrement dit, la surface interne est la surface de l’arbre la plus proche de l’axe de rotation de l’arbre. L’axe de rotation du manchon et l’axe de rotation de l’arbre sont ici confondus.

L’invention a également pour objet une machine électrique caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un manchon tel que précédemment défini ou un arbre tel que précédemment défini ou un ensemble tel que précédemment défini.

Selon une réalisation, la machine électrique est refroidie par un fluide de refroidissement passant au moins par les moyens de mise en communication du manchon.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus 5 clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :

- la figure 1 est une vue de côté d’un manchon selon la présente invention,

- la figure 2 est une vue en perspective du manchon selon la présente invention, îo - la figure 3 est une vue de face du manchon selon la présente invention,

- la figure 4 est une vue en perspective d’un ensemble selon la présente invention comprenant un arbre coopérant avec deux manchons de la figure 1,

- la figure 5 est une vue en coupe de l’ensemble de la figure 4,

- la figure 6 est une vue en perspective d’un arbre creux selon la présente 15 invention,

- la figure 7 est une coupe partielle d’une machine électrique selon l’invention équipée de l’ensemble de la figure 4.

Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

Dans la description qui suit, les notions relatives telles que « interne >> ou « externe >> sont définies par rapport à un axe de rotation R. L’axe de rotation R est défini comme l’axe autour duquel tournent le manchon et l’arbre. La notion « d’interne >> selon ce repère signifie que l’élément considéré se situe ou se dirige radialement vers l’intérieur du manchon et/ou de l’arbre, en se rapprochant de l’axe de rotation R, tandis que la notion « d’externe >> selon ce repère signifie que l’élément considéré se situe ou se dirige radialement vers l’extérieur du manchon et/ou de l’arbre, en s’éloignant de l’axe de rotation R. Un axe longitudinal est défini comme l’axe selon lequel le manchon et/ou l’arbre s’étend dans sa longueur, l’axe longitudinal et l’axe de rotation R étant alors confondus. Dans la description qui va suivre, on se référera aussi à une orientation en fonction des axes verticaux V et transversaux T, tels qu’ils sont définis par le trièdre R,V,T représenté sur certaines figures.

La figure 1 montre un manchon 1 comprenant une première partie 3 configurée pour coopérer avec un arbre de machine électrique et une deuxième partie 5 configurée pour coopérer avec un palier de rotation de la machine électrique. Une embase 9 est ménagée entre la première partie 3 et la deuxième partie 5 et relie ces dernières, l’embase faisant partie de la première partie 3 et/ou de la deuxième partie 5. Le manchon 1 comprenant la première partie 3, l’embase 9 et la deuxième partie 5 sont monobloc, avantageusement issus d’une même matière.

La première partie 3 du manchon 1 comprend des parois de transfert de couple 8. Les parois de transfert de couple 8 sont séparées l’une de l’autre par des moyens de mise en communication 6. Les moyens de mise en communication 6 sont par exemple des encoches, une encoche correspondant à une entaille, c’est-à-dire un enlèvement de matière d’une partie du manchon 1 résultant d’un moulage ou d’un usinage. Ainsi, deux parois de transfert de couple 8 adjacentes, c’est-à-dire situées chacune dans le voisinage immédiat l’une de l’autre, sont séparées par une unique encoche 6a.

Dans l’exemple de réalisation montré en figure 1, la première partie 3 s’étend sur une longueur inférieure à une longueur de la deuxième partie 5. De manière non limitative, la deuxième partie 5 peut être plus courte que la première partie 3 afin d’assurer une liaison avec un roulement ou un pallier de rotation ou être plus longue que la première partie 3 afin de ménager une liaison mécanique avec une boîte de vitesses, par exemple. Le diamètre extérieur de l’embase 9 est identique au diamètre extérieur d’un cercle dans lequel s’inscrivent les parois de transfert 8. Le diamètre de la deuxième partie 5 est inférieur au diamètre de la première partie

3. Une face externe de la deuxième partie est une zone apte à porter un moyen de rotation, comme par exemple un roulement tel qu’évoqué ci-dessous. Le moyen de mise en communication 6, notamment sous la forme d’une encoche, s’étend longitudinalement en formant ici une découpe dans une bague qui forme la première partie 3.

La figure 2 met en évidence que l’ensemble des parois de transfert de couple 8, ici au nombre de quatre, délimite une chambre interne 4. La chambre interne 4 communique avec le milieu environnant du manchon 1 par l’intermédiaire des moyens de mise en communication 6. Dans l’exemple de réalisation représenté, quatre encoches 6a, 6b, 6c et 6d permettent de créer quatre passages pour un fluide de refroidissement entre le milieu environnant du manchon 1 et la chambre interne 4. Ces passages de fluide de refroidissement permettent de refroidir par îo convection le manchon 1 et l’arbre de la machine électrique auquel le manchon est relié. Bien entendu, les moyens de mise en communication 6 peuvent prendre toute autre forme que des encoches tout en permettant une circulation du fluide de refroidissement entre le milieu environnant du manchon 1 et la chambre interne 4.

Il est à noter que chaque paroi de transfert de couple 8 présente une face externe 80 confondue avec au moins une partie d’une face externe 90 de l’embase 9. Autrement dit, les parois de transfert de couple 8 sont situées à la périphérie externe de l’embase 9 et les faces externes 80 des parois de transfert de couple 8 affleurent avec le périmètre de l’embase 9. Les faces externes 80, 90 des parois de transfert de couple 8 et de l’embase 9 sont les faces situées dans le

0 milieu environnant du manchon 1. Autrement dit, les faces externes 80, 90 des parois de transfert de couple 8 et de l’embase 9 sont les faces les plus éloignées de l’axe de rotation R du manchon 1.

Chaque paroi de transfert de couple 8 s’étend longitudinalement selon l’axe de rotation R du manchon 1 à partir de l’embase 9 du manchon 1, de manière opposée à la deuxième partie 5 par rapport à l’embase 9. L’embase 9 étant de forme cylindrique, les parois de transfert de couple 8 sont répartie angulairement autour de l’axe de rotation R, par exemple de manière régulière. De manière générale, la répartition angulaire ou secteur angulaire pour un nombre N de parois de transfert de couple 8 correspond à 360/N. Ainsi, avec quatre parois de transfert

0 de couple 8, chaque paroi de transfert de couple 8 est disposée tous les 90 degrés de l’embase 9 autour de l’axe de rotation R.

Comme montré en figure 3, les parois de transfert de couple 8 s’étendent périphériquement sur l’embase 9 suivant une courbure circulaire C tournant autour de l’axe de rotation R. La courbure circulaire C suit ici le périmètre extérieur de l’embase 9. Ainsi, les parois de transfert de couple 8 assurent une fonction de transmission de l’effort mécanique de l’arbre vers la deuxième partie 5, ou de la deuxième partie 5 vers l’arbre, en fonction de l’utilisation de la machine électrique, tout en dégageant un volume interne suffisant pour y ménager une chambre interne 4 de circulation du fluide de refroidissement.

Selon un exemple de réalisation, chaque paroi de transfert de couple 8 îo comprend au moins un épaulement 82 formant une butée longitudinale contre laquelle l’arbre de la machine électrique vient appuyer. Cet épaulement 82 est réalisé sur une face interne 84 de la paroi de transfert de couple 8. La face interne 84 est ici la face de la paroi de transfert de couple 8 qui délimite la chambre interne 4. Autrement dit, la face interne 84 est la face de la paroi de transfert de couple 8 se situant au plus près de l’axe de rotation R du manchon 1. Un tel épaulement 82 est réalisé par une réduction de l’épaisseur de la paroi de transfert de couple 8, au niveau de son extrémité libre, de manière à former une paroi de fond 83 contre lequel l’arbre est apte à venir en appui, cette paroi de fond 83 étant un exemple de réalisation de la butée longitudinale. Un tel épaulement 82

0 présente une forme courbée et il est bordé par une face courbée d’une paroi de transfert de couple 8. Cette face courbée est destinée à venir en contact sur l’arbre et elle s’étend périphériquement le long de la paroi de transfert de couple 8. Cette face courbée forme une portion de contact 85 destinée à coopérer avec l’arbre. Cette portion de contact 85 s’étend d’une extrémité libre de la paroi de transfert de couple 8 jusqu’à la paroi de fond 83.

Comme visible sur les figures 2 ou 4, la deuxième partie 5 du manchon 1 prend la forme d’un tourillon 50 qui s’étend depuis l’embase 9 selon l’axe de rotation R du manchon 1 et dans une direction opposée aux parois de transfert de couple 8. Ce tourillon 50 est configuré pour coopérer avec un palier de rotation de la machine électrique. Ainsi, le manchon 1 assure la liaison mécanique entre l’arbre d’une machine électrique et le palier de rotation de la machine électrique.

Le manchon 1 est par exemple réalisé en métal. De préférence, le manchon est réalisé en acier. En effet, l’acier forme un bon compromis pour permettre à la fois au manchon 1 de transférer le couple, de supporter les paliers de rotation et d’être évidé pour autoriser la circulation de fluide de refroidissement depuis son environnement extérieur vers la chambre interne 4 par le biais des moyens de mise en communication 6, et vice-et versa.

Les figures 4 et 5 montrent un ensemble 10 pour machine électrique comprenant un arbre 2 sur lequel sont montés deux manchons 1, notamment à chaque extrémité longitudinale de cet arbre 2. Il est à noter que les faces externes 80, 90 respectivement des parois de transfert de couple 8 et de l’embase 9 du îo manchon 1 affleurent une surface externe 20 de l’arbre 2. Ainsi, l’ensemble 10 ne présente pas d’aspérités extérieures. De la même manière, les faces internes 84 des parois de transfert de couple 8 du manchon 1 affleurent une surface interne de l’arbre 2.

Ainsi, selon un exemple de réalisation, quatre gorges 23 (visibles en figure 15 6) situées sur la périphérie externe de l’arbre 2 coopèrent chacune avec les quatre parois de transfert de couple 8 du manchon 1, plus précisément avec la portion de contact 85 des parois de transfert de couple 8 formée par la face courbée qui borde l'épaulement 82. La coopération des gorges 23 et des portions de contact 85 forme un assemblage reliant le manchon 1 à l’arbre 2. Par exemple, les

0 portions de contact 85 du manchon 1 sont assemblées avec les gorges 23 de l’arbre 2 par sertissage, brasage, pressage ou collage. Ainsi, la portion de contact 85 de la paroi de transfert de couple 8 est logée dans la gorge 23.

La paroi de fond 83 de l’épaulement 82 est en appui contre une paroi d’extrémité 25 de l’arbre 2, tel que cela ressort de la figure 5. Il est ainsi généré une mise en position longitudinale du manchon 1 par rapport à l’arbre 2, sous la forme d’une butée longitudinale. De manière alternative ou complémentaire, une telle mise en butée peut intervenir par un appui entre une face terminale 15 du manchon 1 et un flanc 27 qui délimite la gorge 23 dans un plan radial, comme visible sur la figure 6.

0 Par ailleurs, l’arbre 2 est creux et comprend un volume interne 28 permettant le passage pour le fluide de refroidissement depuis la chambre interne 4 du ίο premier manchon 1 vers une autre chambre interne 4 du deuxième manchon 1.

L’arbre 2, visible en figure 6, comprend une portion centrale 22 configurée pour recevoir un rotor de machine électrique et des portions d’extrémités 24 sur lesquelles les manchons 1 peuvent être montés afin de constituer l’ensemble 10.

Les portions d’extrémités 24 comprennent sur une périphérie externe les gorges 23 destinées à coopérer avec le manchon 1. Plus précisément, les gorges 23 présentent une forme complémentaire des portions de contact 85 et débouchent sur la paroi d’extrémité 25 de l’arbre 2. Cette paroi d’extrémité 25 s’étend dans un plan radial orthogonal à l’axe de rotation R.

îo Les gorges 23 s’étendent longitudinalement suivant l’axe de rotation R. La longueur des gorges 23 correspond sensiblement à la longueur des portions de contact 85 du manchon 1. On notera, que la paroi d’extrémité 25 circulaire présente ici un diamètre identique à un diamètre de l’embase 9.

Les gorges 23 s’étendent périphériquement suivant une courbure similaire à la courbure circulaire C, autour de l’axe de rotation R, la courbure C suivant ici le périmètre de la paroi d’extrémité 25. La largeur des gorges 23 correspond sensiblement à la largeur des portions de contact 85 du manchon 1.

Par ailleurs, l’arbre 2 comprend dans son volume interne 28 des nervures 26 qui s’étendent dans celui-ci. Ces nervures 26 s’étendent longitudinalement de

0 manière parallèle à l’axe de rotation R de l’arbre 2, entre chacune des extrémités longitudinales de l’arbre 2. Ces nervures 26 s’étendent aussi radialement autour de l’axe de rotation R. Ces nervures 26 augmentent la surface de contact entre la paroi interne de l’arbre 2 et le fluide de refroidissement qui circule dans le volume interne 28. Elles agissent donc comme des dissipateurs thermiques et participent donc de manière complémentaire au refroidissement de la machine électrique.

L’arbre est réalisé en un matériau métallique. Afin d’améliorer le transfert thermique, l’arbre 2 est réalisé, de préférence, en aluminium ou en un alliage d’aluminium. En effet, l’aluminium, en plus de présenter de bonnes propriétés de transfert thermique, offre une facilité de fabrication de l’arbre 2, notamment pour

0 une fabrication par extrusion.

Il est à noter que le fluide de refroidissement qui circule dans les passages formés par les moyens de mise en communication 6 du manchon 1, puis par l’arbre creux 2, peut tout aussi bien être un liquide qu’un gaz. De manière non limitative, la description qui suit considère que le fluide de refroidissement est ici de l’air.

La figure 7 représente une machine électrique 100 comprenant l’ensemble

10. La machine électrique 100 comprend, en plus des deux manchons 1 et de l’arbre 2, un rotor 101 pouvant être entraîné en rotation par l’arbre 2, ainsi qu’un stator 102. Un entrefer 103 existe entre le stator 102 et le rotor 101 formant un îo deuxième passage de fluide de refroidissement permettant de refroidir la machine électrique 100.

Le stator 102 est réalisé par un empilement de tôles sur lesquelles sont montées des enroulements formant une pluralité de bobines (non représentée ici). Les bobines présentent des têtes de bobines et chaque tête de bobine dépasse longitudinalement de l’empilement des tôles du stator 102, le long de l’axe de rotation R du manchon 1. Chaque tôle du stator 102 peut optionnellement comprendre au moins une ailette de refroidissement 104 issue de sa périphérie externe et permettant ainsi un refroidissement de la face externe du stator 102, notamment quand la machine électrique 100 comprend un troisième passage de

0 fluide de refroidissement permettant de la refroidir.

Par ailleurs, la machine électrique 100 peut comprendre au moins un flasque 105 disposé à une extrémité longitudinale du stator 102. Dans l’exemple illustré ici, la machine électrique 100 comprend deux flasques 105 disposés chacun à une extrémité longitudinale du stator 102. Chaque flasque 105 permet de maintenir l’arbre 2 entraînant en rotation le rotor 101 via le manchon 1 puis le palier de rotation 106, ce dernier pouvant par exemple être un roulement à billes.

La machine électrique 100 comprend encore une chemise 107 recouvrant les flasques 105 et le stator 102. Le recouvrement se fait selon l’axe de rotation R du rotor 1, selon lequel la machine électrique 100 s’étend aussi. La chemise 107 n’est

0 pas non plus plaquée contre les ailettes de refroidissement 104 du stator 102 ceci participe au troisième passage de fluide de refroidissement, notamment en autorisant une circulation de celui-ci entre les ailettes de refroidissement 104 et la chemise 107.

Pour assurer un brassage amélioré de l’air dans les passages de fluide de refroidissement évoqués ci-dessus, une hélice 108 peut être placée à une extrémité longitudinale de la machine électrique 100. Lorsque la machine électrique 100 comprend deux flasques 105, l’hélice 108 est positionnée contre un de ces deux flasques 108 et peut être mobile en rotation par l’intermédiaire du tourillon 50 du manchon 1. Dans ce cas, le flasque 105 destiné à recevoir l’hélice 108 comprend des entretoises définissant périphériquement et transversalement à l’axe de rotation R des ouvertures autorisant la circulation du flux d’air dans la machine électrique 100. Le flasque 105 opposé quant à lui peut soit être ouvert afin de permettre une sortie d’air vers l’extérieur de la machine électrique 100, soit être fermé afin de générer une circulation du fluide en U, par exemple un flux d’air, dans la machine électrique 100. Dans le cas d’un flasque fermé, celui-ci comprend des ouvertures périphériques pour la circulation du flux d’air en U, permettant ainsi à l’air brassé de former une boucle à l’intérieur de la machine électrique 100 pour ensuite sortir du côté où est située l’hélice 108, notamment par l’impulsion de celle-ci.

De manière alternative, l’hélice peut être configurée pour être entraînée en rotation par un actionneur électrique indépendant de la machine électrique. Par indépendant on entend que l’actionneur électrique est mécaniquement indépendant de la machine électrique. De préférence, l’actionneur électrique de l’hélice 108 est fixé sur le flasque 105 de la machine électrique 100, notamment en étant placé entre le flasque 105 et l’hélice 108.

Ainsi, un flux d’air circule dans la machine électrique 100 selon un premier sens, c’est-à-dire dans un sens où l’air se dirige en s’éloignant de l’hélice 108 et vers l’intérieur de la machine électrique 100. Ce flux d’air circule, par exemple, dans les premiers passages de fluide ménagés au travers des manchons 1 via les moyens de mise en communication 6, refroidissant ainsi le manchon 1 en passant dans la chambre interne 4 puis dans l’arbre 2 de la machine électrique 100 en circulant dans le volume interne 28, par exemple le long des nervures longitudinales 26. Ce flux d’air circule ensuite dans la chambre interne 4 du manchon 1 opposé, puis peut circuler dans l’entrefer 103 situé entre le rotor 101 et le stator 102 ou bien emprunter le troisième passage de fluide situé entre la chemise 107 et le stator 102, troisième passage dans lequel s’étendent les ailettes 104 du stator 102. Dans le cas d’un flasque opposé 105 ouvert, le flux d’air pourra sortir directement de la machine électrique en suivant une circulation dite en « I >> parallèle à l’axe de rotation R du rotor 101 de la machine 100.

Il est entendu que compte tenu de la nature du fluide de refroidissement, d’autres parcours dans la machine électrique 100 sont possibles. Notamment, le flux d’air peut être entrant dans la machine électrique 100 en circulant le long de la face externe du stator 102, puis revenir vers l’hélice 108 en passant par les manchons 1 et l’arbre 2.

L’invention décrite selon ses différentes réalisations permet ainsi de tirer une performance importante d’une machine électrique de propulsion d’un véhicule, notamment automobile, tout en maintenant un encombrement limité qui permet de disposer la machine électrique sur le véhicule et de limiter son poids. A encombrement ou poids identique, les performances de la machine électrique sont accrues puisque son refroidissement est renforcé.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier au manchon 1, à l’arbre 2, et à la machine électrique 100 qui les accueille, dans la mesure où le manchon 1 et/ou l’arbre 2 précédemment décrits sont réalisés et/ou présentent les principales caractéristiques du passage de fluide telles qu’elles ont été décrites dans le présent document. En effet, l’arbre 2 pourrait par exemple porter les parois de transfert de couple 8 avec les moyens de mise en communication 6 et le manchon pourrait, dans ce cas, comprendre les gorges 23. En d’autres termes, l’assemblage illustré sur la figure 4 entre le manchon 1 et l’arbre 2 peut être inversé sans sortir du cadre de l’invention.

En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter uniquement aux exemples de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.

Claims

REVENDICATIONS

1. Manchon (1) assurant une liaison mécanique entre un arbre (2) d’une machine électrique (100) et un palier de rotation (106) de la machine électrique (100) comprenant :

- une première partie (3) configurée pour coopérer avec l’arbre (2) de la machine électrique (100),

- une deuxième partie (5) configurée pour coopérer avec le palier de rotation (106), caractérisé en ce que la première partie (3) délimite au moins une chambre interne (4) et comprend au moins un moyen de mise en communication (6) entre un milieu environnant le manchon (1) et la chambre interne (4).
2. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (3) comprend une pluralité de paroi de transfert de couple (8) délimitant la chambre interne (4), dont au moins deux parois de transfert de couple (8) adjacentes sont séparées par au moins un moyen de mise en communication (6).
3. Manchon selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de mise en communication (6) est au moins une encoche (6a, 6b, 6c, 6d).
4. Manchon selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce qu’au moins une paroi de transfert de couple (8) comprend un épaulement (82) configuré pour former au moins une butée longitudinale à l’égard de l’arbre (2).
5. Manchon selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’épaulement (82) est ménagé sur une face interne (84) de la paroi de transfert de couple (8).
6. Manchon selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce qu’au moins une paroi de transfert de couple (8) s’étend longitudinalement selon un axe de rotation (R) du manchon (1 ) et à partir d’une embase (9) du manchon (1 ).
7.

Manchon selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que les parois de transfert de couple (8) sont régulièrement réparties angulairement autour d’un axe de rotation (R) du manchon (1), un secteur angulaire pour un nombre N de parois de transfert de couple (8) étant égal à 360/N.
8. Manchon selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (5) prend la forme d’un tourillon (50) s’étendant selon un axe de rotation (R) du manchon (1) apte à recevoir un palier de rotation (106) de la machine électrique (100).
9. Manchon selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est réalisé en acier.
10. Arbre (2) creux pour machine électrique (100) comprenant :

- un volume interne (28),

- une portion centrale (22) configurée pour recevoir un rotor (101) de la machine électrique (100),

- au moins une portion d’extrémité (24) configurée pour coopérer avec au moins un manchon (1), caractérisé en ce qu’au moins une portion d’extrémité (24) comprend sur une périphérie externe au moins une gorge (23) destinée à coopérer avec le manchon (1).
11. Arbre selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une nervure (26) longitudinale s’étendant à l’intérieur du volume interne (28) et parallèlement à un axe de rotation (R) de l’arbre (2).
12. Arbre selon l’une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu’il est réalisé en aluminium ou en un alliage d’aluminium.
13. Ensemble (10) pour machine électrique (100), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un manchon (1) défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 et un arbre creux (2) défini selon l’une quelconque des revendications 10 à 12 et dont le volume interne (28) est en communication avec la chambre interne (4) du manchon (1).
14. Ensemble selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la gorge (23) de l’arbre (2) coopère avec une portion de contact (85) de la paroi de transfert de couple (8) du manchon (1).
15. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu’une face interne (84) d’au moins une paroi de transfert de couple (8) du manchon (1) affleure une surface interne (21) de l’arbre (2).

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16. Machine électrique (100) caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un manchon (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou un arbre (2) selon l’une quelconque des revendications 10 à 12 ou un ensemble (10) défini selon l’une quelconque des revendications 13 à 15.
17. Machine électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce îo qu’elle est refroidie par un fluide de refroidissement passant au moins par les moyens de mise en communication (6) du manchon (1).

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