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FR3129537A1 - Systeme de connexion electrique protegee par boitier imperdable - Google Patents

Systeme de connexion electrique protegee par boitier imperdable Download PDF

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FR3129537A1
FR3129537A1 FR2112335A FR2112335A FR3129537A1 FR 3129537 A1 FR3129537 A1 FR 3129537A1 FR 2112335 A FR2112335 A FR 2112335A FR 2112335 A FR2112335 A FR 2112335A FR 3129537 A1 FR3129537 A1 FR 3129537A1
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lugs
bolt
axial
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Vincent François Georges MILLIER
Franck Robert DROUET
Jean-Louis DI BARTOLOMEO
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Safran Aircraft Engines SAS
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

L’invention concerne un système (10) de connexion électrique protégée, comportant : deux éléments conducteurs (12, 14) comportant chacun à une extrémité une patte (12a, 14a) de connexion,au moins un boulon (28) de fixation desdits éléments conducteurs (12, 14), traversant lesdites pattes (12a, 14a),un boîtier (30) encapsulant lesdits au moins un boulon (28), pattes (12a, 14a) et éléments conducteurs (12, 14), caractérisé en ce que le boîtier (30) est constitué de deux demi-boitiers (30a, 30b) jointifs montés respectivement sur lesdits deux éléments conducteurs et délimitant ensemble une cavité de réception (32) dudit au moins un boulon (28), ces demi-boîtiers (30a, 30b) comportant des premières extrémités ouvertes complémentaires (34a, 34b), fixées l’une à l’autre et d’une dimension transversale supérieure à celle (E) dudit au moins un boulon (28), et des secondes extrémités tubulaires (36a, 36b), opposées traversées chacune par un élément conducteur associé (12, 14) et d’une dimension transversal inférieure à celle (E) dudit au moins un boulon (28). Figure pour l'abrégé : Figure 3.

Description

SYSTEME DE CONNEXION ELECTRIQUE PROTEGEE PAR BOITIER IMPERDABLE
Domaine technique de l'invention
L’invention concerne un système de connexion électrique entre deux éléments conducteurs d’orientation axiale tels que des barres ou harnais de puissance destinés à assurer la connexion à un aéronef d’un équipement électrique tel qu’une machine électrique faisant partie d’une turbomachine hybride motorisant cet aéronef.
La présente invention concerne notamment un système de connexion électrique muni de moyens d’isolation et de protection de cette connexion.
Arrière-plan technique
L’état de l’art comprend notamment les documents FR-A1-2 842 565, FR-A1-2 896 537 et FR-A1-2 922 265 qui décrivent des turbomachines équipées de machines électriques.
Le monde aéronautique se pose aujourd’hui de nombreuses questions quant à la pertinence d’utiliser des moteurs hybrides pour l’aviation commerciale. L’utilisation de l’énergie électrique est aujourd’hui envisagée non seulement pour répondre à des fonctions de l’aéronef mais également pour électrifier des fonctions de la turbomachine.
Ce constat conduit à étudier des solutions d’architecture moteur hybridée, c’est-à-dire à développer des turbomachines hybrides combinant l’énergie fossile du carburant et l’énergie électrique pour assurer l’entraînement de la partie propulsive (soufflante de la turbomachine) et l’alimentation de certaines fonctions des moteurs et/ou de l’aéronef.
Ces architectures peuvent notamment se baser sur une architecture de type à grand taux de dilution et à réducteur, mais aussi à multiple corps. Dans ces architectures, la turbomachine comprend un ou plusieurs corps basse pression et un corps haute pression, chaque corps comportant un arbre reliant un rotor d’un compresseur à un rotor d’une turbine. De telles turbomachines peuvent comprendre une ou plusieurs machines électriques accouplées mécaniquement aux corps basse pression ou haute pression de la turbomachine, avec des puissances allant de quelques kW à plusieurs MW.
Cette multiplication des machines électriques induit une augmentation sensible du nombre de connexions à réaliser, et ce d’autant que la conception modulaires des turbomachines sous forme de modules axiaux implique que les modules électrifiés puissent être livrés avec leur connectique, prêts à être assemblés aux autres modules de la turbomachine.
De plus, la grande diversité des emplacements possibles des machines électriques implique qu’un soin particulier soit apporté à leurs connexions, tant en termes de protection envers divers risques comme des départs de feu, des étincelles etc, que d’isolation vis-à-vis des éléments métalliques environnants.
Il existe donc un réel besoin pour un système de connexion électrique protégée permettant d’assurer ces fonctions de protection et d’isolation tout en étant compatible avec une conception modulaire de la turbomachine.
La présente invention propose une solution à au moins une partie des contraintes évoquées dans ce qui précède.
L’invention propose à cet effet un système de connexion électrique protégée pouvant être facilement assemblé, imperdable, et protégeant la connexion de toutes les agressions.
Dans ce but, l’invention propose un système de connexion électrique protégée pour la connexion d’une machine électrique d’une turbomachine d’aéronef, ledit système comportant :
  • deux éléments conducteurs tels que des barres ou harnais de puissance, comportant chacun à une extrémité une patte de connexion,
  • au moins un boulon de fixation desdits éléments conducteurs, traversant des orifices desdites pattes, et
  • un boîtier encapsulant ledit au moins un boulon, lesdites pattes et une partie de chacun desdits éléments conducteurs,
caractérisé en ce que le boîtier comprend deux demi-boitiers jointifs montés respectivement sur lesdits deux éléments conducteurs et délimitant ensemble une cavité de réception dudit au moins un boulon et des pattes de connexion, ces demi-boîtiers comportant des premières extrémités axiales ouvertes complémentaires qui sont fixées l’une à l’autre et qui comportent chacune une ouverture ayant une dimension transversale mesurée dans une direction qui est supérieure à une dimension transversale dudit au moins un boulon mesurée dans cette même direction, et des secondes extrémités ouvertes, opposées axialement au premières extrémités, qui sont traversées chacune par un élément conducteur associé et qui comportent chacune une ouverture ayant une dimension transversale mesurée dans ladite direction inférieure à la dimension transversale précitée dudit au moins un boulon.
Selon d’autres caractéristiques du système de connexion électrique :
- la première extrémité axiale d’un demi-boîtier est une extrémité mâle, la première extrémité axiale de l’autre demi-boîtier est une extrémité femelle, et lesdites premières extrémités sont emboîtées l’une dans l’autre, ladite première extrémité axiale mâle comportant une gorge externe dans laquelle est emboîtée une lèvre interne de ladite première extrémité axiale femelle.
- la première extrémité axiale femelle comporte en outre, axialement au droit de sa lèvre interne, une gorge externe recevant un collier de serrage.
- le système comporte un manchon qui est serti sur un des éléments conducteurs à proximité dudit au moins un boulon, et qui porte extérieurement des premiers moyens d’immobilisation axiale et la seconde extrémité d’un des demi-boîtiers est agencée axialement au droit dudit manchon et comporte des seconds moyens d’immobilisation axiale coopérant avec les premiers moyens d’immobilisation axiale pour immobiliser axialement ledit demi-boitier par rapport audit manchon,
- les premiers moyens d’immobilisation axiale comportent au moins deux séries d’ergots parallèles faisant saillie transversalement à partir du manchon, lesdites séries d’ergots étant opposées transversalement de chaque côté du manchon, et les seconds moyens d’immobilisation axiale comportent au moins deux dents internes transversalement opposées s’étendant transversalement à l’intérieur de la seconde extrémité tubulaire du demi-boîtier correspondant, chaque dent interne étant reçue entre deux ergots d’une des séries d’ergots du manchon,
- le manchon est serti autour de l’élément conducteur,
- le manchon fait partie d’un support de l’élément conducteur qui comporte au moins une patte transversale de fixation,
- l’élément conducteur présente une section sensiblement rectangulaire et le support comporte deux pattes transversales opposées, le manchon étant tubulaire, de section sensiblement rectangulaire complémentaire de l’élément conducteur, avec deux grandes faces en regard l’une de l’autre et deux petites faces en regard l’une de l’autre, chaque grande face comportant à une extrémité axiale les deux ergots parallèles et à l’autre extrémité une des deux pattes de fixation, une petite face étant fendue sur toute sa longueur selon une fente pour permettre l’introduction de l’élément conducteur, et la petite face opposée comportant dans une partie centrale une lumière oblongue et, de part et d’autre de cette lumière oblongue jusqu’aux extrémités axiales du manchon, deux rigoles d’affaiblissement formant une charnière permettant d’ouvrir le manchon en écartant les pattes l’une de l’autre pour introduire l’élément conducteur dans la fente,
- chaque demi-boitier est réalisé en un matériau semi-rigide configuré pour se déformer élastiquement afin de permettre l’emboîtement de la lèvre interne dans la gorge externe et l’emboîtement des dents entre les ergots, et pour maintenir ces emboîtements,
- la première extrémité de chaque demi-boîtier présente une section en forme de triangle, de quadrilatère tel qu’un losange, un rectangle ou un trapèze, ou une section ovale ou circulaire.
L’invention concerne aussi un procédé d’assemblage d’un système du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une première étape au cours de laquelle on sertit le manchon sur un des éléments conducteurs et on enfile chaque demi-boitier par sa seconde extrémité sur l’élément conducteur correspondant,
- une deuxième étape au cours de laquelle on relie électriquement et mécaniquement les éléments conducteurs avec ledit au moins un boulon,
- une troisième étape au cours de laquelle on fait glisser un des demi-boîtiers jusqu’à ce que les dents de sa seconde extrémité pénètrent entre les ergots du manchon,
- une quatrième étape au cours de laquelle on rapproche les demi-boîtiers jusqu’à ce que la lèvre interne de la première extrémité femelle d’un des demi-boitiers soit reçue dans la gorge externe de la première extrémité mâle de l’autre demi-boîtier,
- une cinquième étape au cours de laquelle on dispose un collier dans la gorge externe de la première extrémité femelle et on serre ledit collier.
L’invention concerne enfin une turbomachine d’aéronef comportant un système de connexion de connexion électrique protégée du type décrit précédemment.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
la est une vue en coupe axiale d’une turbomachine comportant un système de connexion électrique selon l’invention ;
la est une vue de côté du système de connexion électrique selon l’invention ;
la est une vue en coupe du système de connexion électrique avec son boîtier assemblé ;
la est une vue en coupe du système de connexion électrique avec son boîtier en cours d’assemblage ;
la est une vue en perspective d’un demi-boîtier ;
la est une vue en perspective d’un premier mode de réalisation d’un manchon destiné à immobiliser le demi-boîtier de la ;
la est une vue en perspective d’un second mode de réalisation d’un manchon destiné à immobiliser le demi-boîtier de la ;
la est une vue en perspective illustrant le montage du demi-boîtier de la sur son manchon ;
la est une vue en coupe axiale illustrant une première position du boîtier s’étant échappé du manchon ;
la est une vue en coupe axiale illustrant une seconde position du boîtier s’étant échappé du manchon ;
la est une autre vue en perspective du premier mode de réalisation du manchon destiné à immobiliser le demi-boîtier de la ;
la est une vue en bout illustrant l’écartement des pattes du manchon de la ;
la est une vue en perspective illustrant le montage du manchon de la sur un élément conducteur ;
la est une vue en perspective illustrant une première forme de section de la première extrémité d’un demi-boîtier ;
la est une vue en perspective illustrant une deuxième forme de section de la première extrémité d’un demi-boîtier ;
la est une vue en perspective illustrant une troisième forme de section de la première extrémité d’un demi-boîtier ;
la est une vue en perspective illustrant une quatrième forme de section de la première extrémité d’un demi-boîtier ;
la est une vue en perspective illustrant une cinquième forme de section de la première extrémité d’un demi-boîtier ;
la est une vue en perspective illustrant une quatrième forme de section de la première extrémité d’un demi-boîtier ;
la est un diagramme-bloc illustrant les étapes d’un procédé d’assemblage d’un système de connexion électrique selon l’invention.

Claims (11)

  1. Système (10) de connexion électrique protégée pour la connexion d’une machine électrique (22) d’une turbomachine d’aéronef, ledit système (10) comportant :
    deux éléments conducteurs (12, 14) tels que des barres ou harnais de puissance, comportant chacun à une extrémité une patte (12a, 14a) de connexion,
    au moins un boulon (28) de fixation desdits éléments conducteurs (12, 14), traversant des orifices desdites pattes (12a, 14a), et
    un boîtier (30) encapsulant ledit au moins un boulon (28), lesdites pattes (12a, 14a) et une partie de chacun desdits éléments conducteurs (12, 14),
    caractérisé en ce que le boîtier (30) comprend deux demi-boitiers (30a, 30b) jointifs montés respectivement sur lesdits deux éléments conducteurs et délimitant ensemble une cavité de réception (32) dudit au moins un boulon (28) et des pattes de connexion (12a, 14a), ces demi-boîtiers (30a, 30b) comportant des premières extrémités axiales ouvertes complémentaires (34a, 34b) qui sont fixées l’une à l’autre et qui comportent chacune une ouverture ayant une dimension transversale mesurée dans une direction qui est supérieure à une dimension transversale dudit au moins un boulon mesurée dans cette même direction, et des secondes extrémités ouvertes (36a, 36b), opposées axialement au premières extrémités (34a, 34b), qui sont traversées chacune par un élément conducteur associé (12, 14) et qui comportent chacune une ouverture ayant une dimension transversale mesurée dans ladite direction inférieure à la dimension transversale précitée dudit au moins un boulon.
  2. Système (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première extrémité axiale (34a) ouverte d’un demi-boîtier (30a) est une extrémité mâle, en ce que la première extrémité axiale ouverte (34b) de l’autre demi-boîtier (30b) est une extrémité femelle, et en ce que lesdites premières extrémités (30a, 30b) sont emboîtées l’une dans l’autre, ladite première extrémité axiale mâle (30a) comportant une gorge externe (38a) dans laquelle est emboîtée une lèvre interne (38b) de ladite première extrémité axiale femelle (30b).
  3. Système (30b) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première extrémité axiale femelle (30b) comporte en outre, axialement au droit de sa lèvre interne (38b), une gorge externe (40b) recevant un collier de serrage (42).
  4. Système (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un manchon (44) qui est serti sur un des éléments conducteurs (14) à proximité dudit au moins un boulon (28), et qui porte extérieurement des premiers moyens d’immobilisation axiale (46), et en ce que la seconde extrémité ouverte (36b) d’un des demi-boîtiers (30b) est agencée axialement au droit dudit manchon (44) et comporte des seconds moyens d’immobilisation axiale (44) coopérant avec les premiers moyens d’immobilisation axiale (46) pour immobiliser axialement ledit demi-boitier (30b) par rapport au manchon (44).
  5. Système (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premiers moyens d’immobilisation axiale comportent au moins deux séries d’ergots parallèles (46) faisant saillie transversalement à partir du manchon (44), lesdites séries d’ergots (46) étant opposées transversalement de chaque côté du manchon (44), et en ce que les seconds moyens d’immobilisation axiale comportent au moins deux dents internes (48) transversalement opposées s’étendant transversalement à l’intérieur de la seconde extrémité ouverte (36b) du demi-boîtier (30b) correspondant, chaque dent interne (48) étant reçue entre deux ergots (46) d’une des séries d’ergots (46) du manchon (44).
  6. Système (10) selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le manchon (44) est serti sur l’élément conducteur (14).
  7. Système (10) selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le manchon (44) fait partie d’un support (50) de l’élément conducteur (14), et en ce que ledit support (50) comporte au moins une patte transversale (52) de fixation.
  8. Système (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’élément conducteur (14) présente une section sensiblement rectangulaire et en ce que le support (50) comporte deux pattes transversales opposées (52), le manchon (44) étant tubulaire, de section sensiblement rectangulaire complémentaire de l’élément conducteur (14), avec deux grandes faces (54) en regard l’une de l’autre et deux petites faces (56) en regard l’une de l’autre, chaque grande face comportant à une extrémité axiale les deux ergots parallèles (46) et à l’autre extrémité une des deux pattes de fixation (52), une petite face (56) étant fendue sur toute sa longueur selon une fente (58) pour permettre l’introduction de l’élément conducteur (14), et la petite face opposée (56) comportant dans une partie centrale une lumière oblongue (60) et, de part et d’autre de cette lumière oblongue jusqu’aux extrémités axiales du manchon, deux rigoles d’affaiblissement (62) formant une charnière permettant d’ouvrir le manchon (44) en écartant les pattes (52) l’une de l’autre pour introduire l’élément conducteur (14) dans la fente (58).
  9. Système (10) selon l’une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que chaque demi-boitier (30a, 30b) est réalisé en un matériau semi-rigide configuré pour se déformer élastiquement afin de permettre l’emboîtement de la lèvre interne (38b) dans la gorge externe (30a) et l’emboîtement des dents (48) entre les ergots (46), et pour maintenir ces emboîtements.
  10. Procédé d’assemblage d’un système selon l’une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte :
    une première étape (ET1) au cours de laquelle on sertit le manchon sur un des éléments conducteurs (14) et on enfile chaque demi-boitier (30a, 30b) par sa seconde extrémité ouverte (36a, 36b) sur l’élément conducteur (12, 14) correspondant,
    une deuxième étape (ET2) au cours de laquelle on relie électriquement et mécaniquement les éléments conducteurs (12, 14) avec ledit au moins un boulon (28),
    une troisième étape (ET3) au cours de laquelle on fait glisser un des demi-boîtiers (30b) jusqu’à ce que les dents (48) de sa seconde extrémité (36b) pénètrent entre les ergots (46) du manchon (44),
    une quatrième étape (ET4) au cours de laquelle on rapproche les demi-boîtiers (30a, 30b) jusqu’à ce que la lèvre interne (38b) de la première extrémité femelle (34b) d’un des demi-boitiers (30b) soit reçue dans la gorge externe (34a) de la première extrémité mâle (38a) de l’autre demi-boîtier (30a),
    une cinquième étape (ET5) au cours de laquelle on dispose un collier (42) dans la gorge externe (42) de la première extrémité femelle (38b) et on serre ledit collier (42).
  11. Turbomachine d’aéronef comportant un système de connexion de connexion électrique protégée selon l’une des revendications 1 à 9.
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