EP0231696A1 - Régulateur, notamment pour turbomachine à interface électrohydraulique à montage rapide - Google Patents

Régulateur, notamment pour turbomachine à interface électrohydraulique à montage rapide Download PDF

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EP0231696A1
EP0231696A1 EP86402836A EP86402836A EP0231696A1 EP 0231696 A1 EP0231696 A1 EP 0231696A1 EP 86402836 A EP86402836 A EP 86402836A EP 86402836 A EP86402836 A EP 86402836A EP 0231696 A1 EP0231696 A1 EP 0231696A1
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EP
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regulator
hydraulic
electro
electrical
plate
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EP86402836A
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Guy D'agostino
André Dhainaut
Jacques Alphonse André Petiteau
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of regulating devices, in particular for aviation turbomachines, and more particularly devices in which a part, called a fixed part, includes all the integrated hydromechanical functions while the electro-hydraulic functions are performed by external components made integral with the fixed part and electrically connected to current sources, and hydraulically to the fixed part of the regulator.
  • the electrical connections of these components are usually external to the regulator or to the hydraulic connection plate associated with the regulator, and are made by means of connectors arranged on the faces of the equipment opposite the regulator or on the lateral faces of the components and by means of cables. electric.
  • the object of the invention is to make the connection of the external electro-hydraulic elements to the regulator or to a hydraulic connection plate simultaneously with the positioning of the external element on the regulator.
  • the invention therefore relates to an electro-hydraulic regulator, in particular for aviation turbomachines, comprising on the one hand a hydromechanical fixed part, on the other hand external electro-hydraulic elements having at least one electrical circuit to be connected to a general contactor of the regulator and at least one hydraulic circuit to be connected to a hydraulic circuit complementary to the fixed part of the regulator.
  • all the external electro-hydraulic elements are grouped together on the same flat face of the regulator and an electrical connection plate comprising on the one hand contact sockets is interposed between the electro-hydraulic elements and the flat face of the regulator. cooperating with contactors belonging to the electro-hydraulic elements and on the other hand electrical connections in particular between the sockets and the general contactor.
  • the hydraulic connections between the hydraulic circuit of each external element and the complementary circuits of the regulator are made in sealed manner through the electrical connection plate.
  • the electrical connection plate is preferably produced in the form of a so-called printed circuit and the electrical contacts obtained by means of conductive rings cooperating with rotating pins of the external elements, to ensure a self-cleaning contact.
  • the watertightness of the hydraulic connections can be ensured either by O-rings or by layers of elastomer coating the printed circuit board.
  • the reference 1 represents the fixed part of a regulator or a hydraulic connection plate associated with a hydromechanical regulator.
  • this part 1 has a flat external surface and will be referred to in the following text as the flat face of the regulator.
  • This flat face 1 comprises hydraulic pipes 2, 3 making it possible to ensure the hydraulic connection between the hydromechanical functions of the regulator and external elements 4, shown diagrammatically in broken lines, which fulfill electro-hydraulic or electro-pneumatic functions, for example solenoid valves, solenoid valves or others.
  • the elements 4 comprise an electrical circuit whose power is supplied by a contactor 5 (which will be described below with reference to Figures 3 and 4) and a hydraulic circuit of which only one tube 6 opening into the underside 7 of the element 4 has been shown and must be connected to the pipe 3 opening perpendicular to the flat face 1 for the operation of element 4.
  • all the electro-hydraulic or electropneumatic equipment is grouped together such as 4 on the same flat face 1 of the regulator and on this is disposed an electrical connection plate 8 constituted by a metallized circuit 9 printed on a substrate commonly called "printed circuit".
  • the plate 8 can be screwed onto the flat face 1 with the interposition of a layer of elastomer 10 which will provide a sealing function between the plate 8 and the flat face 1 of the regulator.
  • the printed circuit 9 provides the electrical connection between the contactors 5 of the elements 4 and a general connector 11 electrically connected to the circuit 9 and screwed at 12 on the flat face of the regulator.
  • connection plate 8 is pierced at 13 with slots in correspondence with the locations of the pipes 3 and the pipes 6 facing each other.
  • a second layer of elastomer 14 produced on the upper face of the plate 8 will provide a sealing function between said plate and the entire lower face 7 of the element 4.
  • the latter is held on the flat face 1 by a known means, for example screws 15 cooperating with threads 16 on the flat face 1, or by studs and nuts.
  • a cover 17 can be placed on the plate 8 to cover all the elements 4 of the regulator, except of the general connector 11.
  • the hydraulic connection between the tubing 6 and the pipe 3 is also produced through a lumen 13 of the plate 8 but this lumen has a larger diameter than that of FIG. 1.
  • a sealing ring 18 comprising two O-rings 20, 21 arranged in two cylindrical housings 22 on either side of a shoulder 23 separating them (see detail in FIG. 2a).
  • the sealing ring 18 being of a certain thickness, it is then necessary to ensure the parallelism of the plate 8 and the underside 7 of the element 4 to maintain the spacing of the latter at its fixing 15 by means of a spacer 24 surrounded by a shock absorber, for example made of silicones 25.
  • the printed circuit board 8 is covered with two layers of insulating varnish 40 and a single seal 21a is placed in the light 13 of the plate 8, compressed by the tightening of the fixing element 15, between the lower face 7 of the element 4 and the flat face 1 of the regulator.
  • each contactor 5 of the elements 4 is produced in a modular fashion to be housed in a bore 26 of the element 4.
  • Each contactor 5 comprises a cylindrical socket 27 inside which can slide longitudinally a conductive pin 28 electrically connected to a twisted wire 29 by a weld 30, the pin comprising a transverse pin 31 cooperating with an opening 32 inclined at 45 ° to the socket 27 to rotate the pin 28 during its translation.
  • the contact surface 37 of the socket 36 is gold-colored to ensure better conduction.
  • rotation of the pin 28 by cooperation of the pin 31 and the opening 32, under the action of the spring 33, ensures self-cleaning of the contact surface 37 at each installation / removal of the contactor.
  • connection plate 8 makes all the electrical connections provided between the various pieces of equipment such as the electro-hydraulic elements 4, while all the electrical connections between the printed circuit board 8 and the outside (engine and aircraft equipment) are grouped into a limited number of connectors 11.
  • the arrangement of the fixing screws 15 of each element 4, in combination with the arrangement of the threads 16 and the corresponding holes of the connection plate 8, makes it possible to ensure a position and only one for each electro-hydraulic element, which allows a safe key when installing / removing an element.
  • This assembly makes it easy to deposit: - either one or more pieces of equipment individually, - either the regulator and / or the hydraulic connection plate with the connection plate and all the equipment associated with it, - or the connection plate with all its associated external elements without touching the regulator.
  • a similar assembly can be carried out with electropneumatic and / or electromechanical equipment having pneumatic and / or mechanical connections with the regulator with which they are associated.
  • connection plate 8 can also carry purely electrical components with a conventional fixing or similar to that which has just been described.
  • the invention is particularly applicable to aeronautical turbojets whose maintenance operations are frequent and must be carried out within a very short time and with very good reliability.

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Abstract

L'invention concerne un régulateur électro hydraulique, notamment pour turbomachine. Selon l'invention, on regroupe tous les équipements électro hydrauliques ou électro pneumatiques tels que des électrorobinets 4 sur une même face plane 1 du régulateur et sur celle-ci est disposée une plaque de connexion électrique 8 constituée par un circuit métallisé 9 imprimé sur un substrat. Les connexions hydrauliques sont effectuées de façon étanche entre les équipements et le régulateur au travers de lumières de la plaque 8 de circuit imprimé. Application aux turboréacteurs d'aviation.

Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs de régulation, notamment pour turbo­machines d'aviation, et plus particulièrement des dispositifs dans lesquels une partie, dite fixe, comporte toutes les fonctions hydromécaniques intégrées tandis que les fonctions électro-hydrauliques sont réalisées par des composants externes rendus solidaires de la partie fixe et connectés électriquement à des sources de courant, et hydrauliquement à la partie fixe du régulateur.
  • Les liaisons électriques de ces composants sont habituel­lement extérieures au régulateur ou à la plaque de raccordement hydraulique associée au régulateur, et sont réalisées au moyen de connecteurs disposés sur les faces des équipements opposées au régulateur ou sur les faces latérales des composants et au moyen de câblages électriques.
  • L'ensemble des câblages est lourd, encombrant et difficile à manipuler. Or le montage et le démontage d'un régulateur ou d'une plaque de raccordement impliquent la connexion et la déconnexion de ces liaisons. Chacun de ces mouvements prend beaucoup de temps, nuit à la fiabilité de l'ensemble et augmente le risque d'endommagement des connecteurs et des câblages, dont le remplacement est très coûteux.
  • L'invention a pour but de réaliser la connexion des élément électro-hydrauliques externes sur le régulateur ou une plaque de raccordement hydraulique d'une façon simultanée au positionnement de l'lélément externe sur le régulateur.
  • Elle a également pour buts de diminuer le nombre des connecteurs électriques nécessaires, ainsi que la taille des câblages afin de rendre les opérations d'entretien du régulateur plus rapides, plus fiables et moins coûteuses.
  • L'invention a donc pour objet un régulateur électro-­hydraulique, notamment pour turbomachines d'aviation, comprenant d'une part une partie fixe hydromécanique, d'autre part des éléments électro-hydrauliques externes possédant au moins un circuit électrique devant être relié à un contacteur général du régulateur et au moins un circuit hydraulique devant être raccordé à un circuit hydraulique complémentaire de la partie fixe du régulateur.
  • Selon l'invention, tous les éléments électro-hydrauliques externes sont regroupés sur une même face plane du régulateur et on interpose entre les éléments électro-­hydrauliques et la face plane du régulateur une plaque de connexion électrique comprenant d'une part des douilles de contact coopérant avec des contacteurs appartenant aux éléments électro-hydrauliques et d'autre part des liaisons électriques notamment entre les douilles et le contacteur général. De plus, les connexions hydrauliques entre le circuit hydraulique de chaque élément externe et les circuits complémentaires du régulateur sont réalisées de façon étanche au travers de la plaque de connexion électrique.
  • La plaque de connexion électrique est préférentiellement réalisée sous forme dite de circuit imprimé et les contacts électriques obtenus au moyen de bagues conduc­trices coopérant avec des pions tournants des éléments externes, pour assurer un contact autonettoyant.
  • L'étanchéité des connexions hydrauliques peut être assurée soit par joints toriques, soit par des couches d'élastomère enrobant la plaque de circuit imprimé.
  • D'autres particularités de l'invention et des modes de réalisation seront montrées en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
    • - La figure 1 montre en coupe un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel l'étanchéité des connexions hydrauliques est assurée par des couches d'élastomère enrobant la plaque de circuit imprimé.
    • - La figure 2 représente en coupe un deuxième mode de réalisation dans lequel l'étanchéité est assurée par des bagues d'étanchéité dont le détail est montré à plus grande échelle à la figure 2a, tandis que la figure 2b illustre un mode de montage étanche de plus faible épaisseur que celui de la figure 2a.
    • - La figure 3 montre en coupe un mode de réalisation des contacteurs modulaires des éléments externes électro-hydrauliques.
    • - La figure 4 montre en vue externe le même contacteur retiré de son élément électro-hydraulique.
  • En regard de la figure 1, la référence 1 représente la partie fixe d'un régulateur ou une plaque de raccordement hydraulique associée à un régulateur hydromécanique. Dans les deux cas cette partie 1 comporte une surface externe plane et sera dénommée dans la suite du texte la face plane du régulateur. Cette face plane 1 comporte des canalisations hydrauliques 2, 3 permettant d'assurer la liaison hydraulique entre les fonctions hydromécaniques du régulateur et des éléments externes 4, schématisés en traits interrompus, qui remplissent des fonctions électro-­hydrauliques ou électro-pneumatiques, par exemple des électrovannes, électro-robinets ou autres.
  • Les éléments 4 comportent un circuit électrique dont l'alimentation est assurée par un contacteur 5 (qui sera décrit plus loin en référence aux figures 3 et 4) et un circuit hydraulique dont seule une tubulure 6 débouchant dans la face inférieure 7 de l'élément 4 a été représentée et doit être mise en liaison avec la canalisation 3 débouchant perpendiculairement à la face plane 1 pour la mise en fonctionnement de l'élément 4.
  • Selon l'invention, on regroupe tous les équipements électro-hydrauliques ou électropneumatiques tels que 4 sur une même face plane 1 du régulateur et sur celle-ci est disposée une plaque de connexion électrique 8 constituée par un circuit métallisé 9 imprimé sur un substrat communément appelé "circuit imprimé". La plaque 8 peut être vissée sur la face plane 1 avec interposition d'une couche d'élastomère 10 qui assurera une fonction d'étanchéité entre la plaque 8 et la face plane 1 du régulateur.
    Le circuit imprimé 9 assure la liaison électrique entre les contacteurs 5 des éléments 4 et un connecteur général 11 relié électriquement au circuit 9 et vissé en 12 sur la face plane du régulateur.
  • La plaque de connexion 8 est percée en 13 de lumières en correspondance avec les emplacements des canalisations 3 et des tubulures 6 en regard. Une seconde couche d'élas­tomère 14 réalisée sur la face supérieure de la plaque 8 assurera une fonction d'étanchéité entre ladite plaque et la totalité de la face inférieure 7 de l'élément 4. Ce dernier est maintenu sur la face plane 1 par un moyen connu, par exemple des vis 15 coopérant avec des tarau­dages 16 de la face plane 1, ou par des goujons et des écrous.
    Un couvercle 17 peut être posé sur la plaque 8 pour recou­vrir tous les éléments 4 du régulateur, à l'exception du connecteur général 11.
  • En regard de la figure 2, les éléments identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Seule est modifiée dans cette figure la façon de réaliser l'étanchéité entre l'élément 4, la plaque 8 et la face plane 1 du régulateur.
  • Dans ce mode de réalisation, la liaison hydraulique entre la tubulure 6 et la canalisation 3 est également réalisée au travers d'une lumière 13 de la plaque 8 mais cette lumière possède un diamètre plus important que celle de la figure 1.
  • A l'intérieur de cette lumière est disposée une bague d'étanchéité 18 comportant deux joints toriques 20, 21 disposés dans deux logements cylindriques 22 de part et d'autre d'un épaulement 23 les séparant (voir détail de la figure 2a).
  • La bague d'étanchéité 18 étant d'une certaine épaisseur, il convient alors pour assurer le parallélisme de la plaque 8 et de la face inférieure 7 de l'élément 4 de maintenir l'écartement de celui-ci au niveau de sa fixation 15 au moyen d'une entretoise 24 entourée d'un amortisseur par exemple en silicones 25.
  • Dans la variante de la figure 2b, destinée à assurer une étanchéité équivalente avec un montage de plus faible encombrement, la plaque de circuit imprimé 8 est recou­verte de deux couches de vernis isolant 40 et un joint d'étanchéité unique 21a est disposé dans la lumière 13 de la plaque 8, comprimé par le serrage de l'élément de fixation 15, entre la face inférieure 7 de l'élément 4 et la face plane 1 du régulateur.
  • En se reportant maintenant aux figures 3 et 4, on voit que le contacteur 5 des éléments 4 est réalisé de façon modu­laire pour se loger dans un alésage 26 de l'élément 4. Chaque contacteur 5 comprend une douille cylindrique 27 à l'intérieur de laquelle peut coulisser longitudinalement un pion conducteur 28 relié électriquement à un fil torsadé 29 par une soudure 30, le pion comportant une goupille transversale 31 coopérant avec une ouverture 32 inclinée à 45° de la douille 27 pour faire tourner le pion 28 lors de sa translation.
  • Un ressort 33 comprimé entre le fond 34 de la douille et un épaulement 35 du pion 28 maintient élastiquement le pion en contact avec une douille de contact 36 sertie dans la plaque 8 sur une des surfaces métallisées du circuit imprimé.
  • La surface de contact 37 de la douille 36 est dorée pour assurer une meilleure conduction. De plus la mise en rotation du pion 28 par coopération de la goupille 31 et de l'ouverture 32, sous l'action du ressort 33, assure un autonettoyage de la surface de contact 37 à chaque pose/­dépose du contacteur.
  • Les circuits électriques 9 de la plaque de connexion 8 réalisent toutes les liaisons électriques prévues entre les divers équipements tels que les éléments électro-­hydrauliques 4, alors que toutes les liaisons électriques entre la plaque de circuit imprimé 8 et l'extérieur (équipements moteur et équipements avion) sont rassemblées en un nombre restreint de connecteurs 11.
  • La disposition des vis de fixation 15 de chaque élément 4, en combinaison avec la disposition des taraudages 16 et des trous correspondants de la plaque de connexion 8, permet d'assurer une position et une seule pour chaque élément électro-hydraulique, ce qui permet un détrompage sûr au moment de la pose/dépose d'un élément.
  • En outre, la connexion simultanée des circuits électriques et hydrauliques de chaque élément externe avec la partie correspondante du régulateur s'effectue par simple mise en position de l'élément 4 sur la plaque 8 et par son serrage au moyen des vis 15.
  • Ce montage permet de déposer facilement :
    - soit un ou plusieurs équipements individuellement,
    - soit le régulateur et/ou la plaque de raccordement hydraulique avec la plaque de connexion et tous les équipements qui lui sont associés,
    - soit la plaque de connexion avec tous ses éléments externes associés sans toucher au régulateur.
  • Sans sortir du cadre de l'invention, on peut également pour alléger le dispositif, intégrer la plaque de connexion 8 dans la face plane 1 du régulateur par exemple au moyen d'un simple collage.
  • En outre un montage semblable peut être réalisé avec des équipements électropneumatiques et/ou électromécaniques ayant des liaisons pneumatiques et/ou mécaniques avec le régulateur auquel ils sont associés.
  • De plus, la plaque de connexion 8 peut porter également des composants purement électriques avec une fixation classique ou semblable à celle qui vient d'être décrite.
  • L'invention s'applique tout particulièrement aux turboréacteurs aéronautiques dont les opérations de maintenance sont fréquentes et doivent être effectuées dans un délai très bref et avec une très bonne fiabilité.

Claims (8)

1. Régulateur électro-hydraulique, notamment pour turbomachine d'aviation, comprenant d'une part une partie fixe hydromécanique, d'autre part des éléments électo-­hydrauliques externes possédant au moins un circuit électrique devant être relié à un contacteur général du régulateur, et au moins un circuit hydraulique devant être raccordé à un circuit hydraulique complémentaire de la partie fixe du régulateur, caractérisé en ce que tous les éléments électro-hydrauliques externes (4) sont regroupés sur une même face plane (1) du régulateur, en ce que entre les éléments électro-hydrauliques (4) et ladite face plane (1) du régulateur est interposée une plaque de connexion électrique (8) comprenant d'une part des douilles de contact (36) coopérant avec des contacteurs (5) appar­tenant aux éléments électro-hydrauliques et d'autre part des liaisons électriques (9) notamment entre les douilles et le contacteur général (11), et en ce que des connexions hydrauliques étanches sont réalisées au travers de lumiè­res (13) pratiquées dans la plaque (8) de connexion élec­trique, entre le circuit hydraulique de chaque élément externe et les circuits hydrauliques correspondants du régulateur, débouchant orthogonalement à la face plane de celui-ci.
2. Régulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plaque de connexion électrique (8) est du type à circuits imprimés métallisés (9) sur un substrat solidaire de la face plane du régulateur, et assurant les liaisons électriques notamment entre les éléments électro-­hydrauliques et le contacteur général.
3. Régulateur selon la revendication 2 caractérisé en ce que les douilles de contact sont constituées par des bagues conductrices (36) possédant une surface de contact (37) dorée, serties sur la plaque métallisée du circuit imprimé.
4. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les connecteurs électriques (5) de chaque élément externe sont constitués par un pion (28) conducteur tournant dans une douille (27) et venant en appui par rotation sur la douille de contact (36) sous l'action d'un ressort (33) comprimé dans la douille (27) pour assurer un contact électrique auto-nettoyant avec la douille (36).
5. Régulateur selon la revendication 4 caractérisé en ce que le pion (28) comporte une goupille (31) transversale coopérant avec au moins une ouverture (32) de la douille inclinée par rapport à l'axe longitudinal du pion pour assurer la rotation de celui-ci lors de sa mise en contact avec la douille (36).
6. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'étanchéité des connexions hydrauliques au travers des lumières (13) de la plaque de connexion est réalisée au moyen de bagues (18) rapportées sur ladite plaque et comportant deux joints toriques (20, 21) séparés par un épaulement (23).
7. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'étanchéité des connexions hydrauliques au travers des lumières (13) de la plaque de connexion est réalisée au moyen de deux couches d'élastomère (10, 14) recouvrant chaque face de ladite plaque.
8. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que chaque élément électro-­hydraulique externe (4) comporte un moyen de fixation (15) sur le régulateur au travers de la plaque de connexion pour assurer la connexion, respectivement la déconnexion, simultanée des circuits hydrauliques et des circuits électriques lors de la pose, respectivement la dépose, de l'élément externe.
EP86402836A 1985-12-30 1986-12-17 Régulateur, notamment pour turbomachine à interface électrohydraulique à montage rapide Expired - Lifetime EP0231696B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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