FR2765733A1 - Electrical connection module for nuclear environment receiver operation - Google Patents
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Abstract
Description
MODULE DE CONNEXION ELECTRIQUE ET MéCANIQUE POUR
RECEPTEUR ELECTRIQUE.ELECTRICAL AND MECHANICAL CONNECTION MODULE FOR
ELECTRIC RECEIVER.
L'invention concerne un module de connexion électrique et mécanique destiné à permettre l'adaptation d'un récepteur électrique, et plus particulièrement d'un moteur électrique au niveau d'un dispositif complémentaire prévu à cet effet, fixe ou mobile, tel que par exemple un organe de manutention. The invention relates to an electrical and mechanical connection module intended to allow the adaptation of an electrical receiver, and more particularly of an electric motor at the level of a complementary device provided for this purpose, fixed or mobile, such as by example a handling device.
L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine des dispositifs fonctionnant en atmosphère hostile, et, plus spécifiquement dans des zones fortement irradiées, qui interdisent l'accès de tout personnel dans ce type de zone compte tenu du rayonnement radioactif local. The invention finds more particularly its application in the field of devices operating in a hostile atmosphere, and, more specifically in highly irradiated areas, which prohibit the access of any personnel in this type of area taking into account the local radioactive radiation.
De fait, I'invention trouve une application privilégiée, mais non limitée, dans le cadre de l'utilisation de matériel de manutention dans l'ingénierie nucléaire. In fact, the invention finds a preferred, but not limited, application in the context of the use of handling equipment in nuclear engineering.
Dans les enceintes des centrales nucléaires, qu'elles soient de production d'énergie électrique, ou d'expérimentation, un certain nombre de matériels de manutention sont mis en oeuvre, notamment au niveau des zones irradiées, ces matériels étant téléguidés ou télécommandés depuis des zones protégées. De tels matériels doivent, le cas échéant, être soumis à des opérations de dépannage ou de maintenance, nécessitant de fait une conception et une réalisation permettant une manipulation à distance des organes susceptibles d'être l'objet de pannes, ou d'avaries, ou de manière générale permettant d'assurer les services de maintenance minimum prévus. In the enclosures of nuclear power plants, whether for the production of electrical energy or for experimentation, a certain number of handling equipment is used, in particular in the irradiated areas, this equipment being remote-controlled or remotely controlled from protected areas. Such equipment must, where appropriate, be subjected to troubleshooting or maintenance operations, effectively necessitating a design and an embodiment allowing remote manipulation of the components likely to be subject to breakdowns, or damage, or in general to ensure the minimum maintenance services provided.
Outre ces organes et matériels de manutention, un certain nombre de capteurs sont également mis en oeuvre afin de permettre d'assurer le fonctionnement correct et en toute sécurité de l'installation considérée. Ces capteurs sont également soumis à de très fortes radiations et demandent à être remplacés périodiquement ou simplement réparés. In addition to these handling devices and equipment, a certain number of sensors are also used in order to ensure the correct and safe operation of the installation in question. These sensors are also subjected to very strong radiation and require to be replaced periodically or simply repaired.
Ces opérations de maintenance ou de dépannage sont donc, compte-tenu de l'hostilité du milieu, effectuées mécaniquement à l'aide d'engins de manutention assistés de télémanipulateurs sous contrôle visuel par le biais de circuits vidéo ou à travers des hublots blindés. These maintenance or repair operations are therefore, taking into account the hostility of the environment, carried out mechanically using handling equipment assisted by telemanipulators under visual control by means of video circuits or through armored portholes.
S'agissant des engins de manutention proprement dits, ceux-ci sont généralement actionnés au moyen d'un moteur électrique associé à un réducteur, afin, de manière connue, de réduire la vitesse ou l'amplitude de débattement des organes qu'ils actionnent. As regards handling equipment proper, these are generally actuated by means of an electric motor associated with a reduction gear, in order, in a known manner, to reduce the speed or the amplitude of movement of the members that they actuate .
L'expérience montre que la partie sensible de la chaîne cinématique ainsi constituée, réside davantage dans le moteur électrique que dans la partie réducteur . De fait, il convient de procéder régulièrement à un échange dudit moteur. Experience shows that the sensitive part of the kinematic chain thus formed resides more in the electric motor than in the reduction part. In fact, it is advisable to regularly exchange said motor.
De manière traditionnelle, la liaison du moteur avec le reste de la chaîne cinématique concernée du matériel de manutention, est effectuée par l'intermédiaire d'une roue dentée extérieure, de module suffisamment important pour permettre la mise en place de l'ensemble moto-réducteur ou son enlèvement sans détérioration, et afin de pouvoir fonctionner avec une lubrification pratiquement inexistante. La liaison mécanique entre le moteur et le réducteur et la connexion électrique correspondante acheminant l'énergie électrique au moteur, sont réalisées distinctement au moyen d'une part, d'un organe mécanique appropné et, d'autre part, par une prise de courant à contact de surface cylindrique de type prise de courant domestique. Traditionally, the connection of the engine with the rest of the kinematic chain concerned of the handling equipment, is carried out by means of an external toothed wheel, of sufficiently large module to allow the installation of the motor assembly. reduction gear or its removal without deterioration, and in order to be able to operate with practically non-existent lubrication. The mechanical connection between the motor and the reduction gear and the corresponding electrical connection conveying the electrical energy to the motor, are made distinctly by means of, on the one hand, an appropriate mechanical member and, on the other hand, by an electrical outlet with cylindrical surface contact of household outlet type.
L'utilisation d'une telle prise de courant à contact de surface cylindrique et sa situation excentrée par rapport à la liaison mécanique principale, impose un positionnement tout particulièrement précis de ces différents composants. La mise en place du moteur et de sa connexion électrique est le plus souvent effectuée par gravité, et le décalage des connexions respectivement mécanique et électrique nécessite des guidages précis, tout particulièrement difficiles à mettre en oeuvre. Il en est de même lorsqu'il s'agit de simples capteurs. The use of such a socket outlet with cylindrical surface contact and its eccentric location with respect to the main mechanical connection, requires particularly precise positioning of these various components. The installation of the motor and its electrical connection is most often carried out by gravity, and the shifting of the mechanical and electrical connections respectively requires precise guides, which are particularly difficult to implement. It is the same when it comes to simple sensors.
En d'autres termes, la dimension et la précision des connecteurs ou de leurs composants (broches) s'accordent difficilement avec le jeu inhérent au couplage des composants mécaniques. In other words, the size and precision of the connectors or their components (pins) hardly agree with the play inherent in the coupling of mechanical components.
L'objet de l'invention est de s'affranchir de ces différents inconvénients. The object of the invention is to overcome these various drawbacks.
Elle propose un module de connexion d'un récepteur électrique susceptible d'assurer la connexion électrique, voire mécanique, ne nécessitant pas une telle précision lors du raccordement, et partant, facilitant les opérations de maintenance ou de réparation des organes concernés.It proposes a module for connecting an electric receiver capable of ensuring the electrical, even mechanical, connection, not requiring such precision during connection, and therefore facilitating the maintenance or repair operations of the members concerned.
Ce module de connexion d'un récepteur électrique sur un support comportant au moins une source d'alimentation électrique, comprend:
- une embase solidarisée audit support, munie d'au moins une zone de couplage électrique par contact frontal;
- et un organe complémentaire, solidarisé audit récepteur électrique, et susceptible de venir se plaquer contre ladite embase, ledit organe complémentaire étant également muni d'au moins une zone de couplage électrique disposée de telle sorte à entrer en contact frontal avec le contact électrique de l'embase lorsque l'organe complémentaire et ladite embase sont plaqués l'un contre l'autre,
L'embase et l'organe présentant des éléments complémentaires, destinés à coopérer les uns avec les autres, de telle sorte à faire coïncider les zones de couplage lorsqu'ils sont plaqués l'un avec l'autre.This module for connecting an electrical receiver to a support comprising at least one electrical power source, comprises:
- A base secured to said support, provided with at least one electrical coupling zone by frontal contact;
- And a complementary member, secured to said electrical receiver, and capable of pressing against said base, said complementary member also being provided with at least one electrical coupling zone arranged so as to come into frontal contact with the electrical contact of the base when the complementary member and said base are pressed against each other,
The base and the member having complementary elements, intended to cooperate with each other, so as to make the coupling zones coincide when they are pressed against each other.
Selon l'invention, l'embase et l'organe complémentaire sont munis de plusieurs contacts électriques répartis de manière similaire et complémentaire. According to the invention, the base and the complementary member are provided with several electrical contacts distributed in a similar and complementary manner.
Les connecteurs sont reçus au sein d'un porte-connecteur, lui-même intégré respectivement au sein de l'embase et de l'organe complémentaire, et sont constitués d'un tube cylindrique, dont l'une des extrémités est reliée à des fils de connexion électrique et dont l'extrémité libre est destinée à former contact frontal. The connectors are received within a connector holder, itself integrated respectively within the base and the complementary member, and consist of a cylindrical tube, one end of which is connected to electrical connection wires, the free end of which is intended to form frontal contact.
Avantageusement, les connecteurs de l'organe complémentaire ou de l'embase sont montés sur ressort, solidaire du porte connecteur correspondant afin d'assurer un contact frontal permanent lorsque l'organe complémentaire et l'embase sont couplés. Par ce biais, il est possible de disposer davantage de jeu lors de la mise en place du récepteur électrique au niveau de l'embase. Advantageously, the connectors of the complementary member or of the base are mounted on a spring, integral with the corresponding connector holder in order to ensure permanent frontal contact when the complementary member and the base are coupled. In this way, it is possible to have more play when installing the electric receiver at the base.
Les porte-connecteurs, de l'embase présentent une extrémité libre susceptible de coopérer avec l'extrémité libre des porte-conecteurs de l'organe complémentaire, de telle sorte à favoriser la connexion électrique au niveau de chacun d'eux. The connector holders of the base have a free end capable of cooperating with the free end of the connector holders of the complementary member, so as to promote the electrical connection at each of them.
Selon l'invention, le module de connexion a également pour fonction d'assurer la connexion mécanique du récepteur, L'embase recevant à cet effet des éléments de couplage d'un moteur ou d'un réducteur, et l'organe complémentaire recevant quant à lui les éléments de couplage complémentaires d'un réducteur ou d'un moteur respectivement, le couplage mécanique étant central et les connecteurs assurant le couplage électrique étant répartis selon un cercle concentrique par rapport au couplage mécanique. According to the invention, the connection module also has the function of ensuring the mechanical connection of the receiver, the base receiving for this purpose coupling elements of a motor or a reduction gear, and the complementary member receiving to it the complementary coupling elements of a reduction gear or of a motor respectively, the mechanical coupling being central and the connectors ensuring the electrical coupling being distributed in a concentric circle with respect to the mechanical coupling.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the example of embodiment which follows, given by way of non-limiting example, in support of the appended figures.
La figure 1 est une représentation schématique en section du module de connexion électrique conforme à l'invention, dont la figure 2 est une vue schématique du dessus. Figure 1 is a schematic sectional representation of the electrical connection module according to the invention, of which Figure 2 is a schematic view from above.
Au sein de la figure 1, on a représenté le module de connexion électrique et mécanique d'un moteur-frein (1) sur un réducteur, l'ensemble moto-réducteur-frein ainsi constitué assurant, par exemple, le déplacement d'un robot au sein d'une enceinte fortement irradiée (type zone 4). Ce moteur-frein (1), par exemple de type électrique asynchrone, est fixé par le biais d'une tige (2), à un coulisseau (3), susceptible de coulisser sur une barre de guidage (4), verticale dans le cas d'espèce, afin de permettre le déblocage dudit frein. Cette barre de guidage (4) sert également de tirant avec une autre barre parallèle, reliés, d'une part à un flasque (7), dont la fonction sera décrite plus en détail ultérieurement, et d'autre part, à leur autre extrémité, à une plaque de préhension (5). De la sorte, I'ensemble formé par le moteur (1), les tirants (4) et le flasque (7) constitue une entité unique, susceptible d'être manipulée, notamment par le biais de la plaque de préhension (5), notamment par des engins télécommandés. In Figure 1, there is shown the electrical and mechanical connection module of a motor-brake (1) on a reduction gear, the motor-reduction-brake assembly thus formed ensuring, for example, the movement of a robot within a highly irradiated enclosure (zone 4 type). This brake motor (1), for example of the asynchronous electric type, is fixed by means of a rod (2), to a slide (3), capable of sliding on a guide bar (4), vertical in the case, to allow the release of said brake. This guide bar (4) also serves as a tie rod with another parallel bar, connected, on the one hand to a flange (7), the function of which will be described in more detail later, and on the other hand, at their other end. , to a gripping plate (5). In this way, the assembly formed by the motor (1), the tie rods (4) and the flange (7) constitutes a single entity, capable of being manipulated, in particular by means of the gripping plate (5), in particular by remote-controlled devices.
Le flasque (7) est en outre solidarisé au moteur (1), au niveau de son extrémité inférieure, par exemple au moyen de vis de fixation (12). The flange (7) is also secured to the motor (1), at its lower end, for example by means of fixing screws (12).
Parallèlement, le réducteur au niveau duquel est destiné à venir être accouplé le moteur électrique (1), comporte une embase (6), de forme complémentaire au flasque (7) solidarisé au moteur. Cette embase (6), est fixée au bâti ou au châssis de l'installation, voire, s'il s'agit d'un élément mobile, au châssis dudit élément mobile. Cette embase (6) libère un emplacement (20), situé en position centrale, et destiné à recevoir l'organe ou les organes d'accouplement du réducteur avec l'axe moteur (8) du moteur électrique (1), du type accouplement à dentures. In parallel, the reduction gear at the level of which the electric motor (1) is intended to be coupled, comprises a base (6), of shape complementary to the flange (7) secured to the motor. This base (6) is fixed to the frame or the chassis of the installation, or even, if it is a mobile element, to the chassis of said mobile element. This base (6) frees a location (20), located in the central position, and intended to receive the member or the coupling members of the reducer with the motor axis (8) of the electric motor (1), of the coupling type. with teeth.
Ainsi qu'on peut l'observer, ledit axe (8) du moteur est solidarisé à un pignon (9) destiné à engrener dans un élément complémentaire (10) actionnant alors à son tour l'arbre (11) du réducteur. Des paliers du type roulement à billes (21) et (22) sont ménagés au niveau de l'espacement (20) ainsi qu'on peut bien l'observer sur la figure 1, et destinés à permettre la rotation des éléments de raccordement du réducteur à l'axe du moteur. As can be observed, said axis (8) of the motor is secured to a pinion (9) intended to mesh in a complementary element (10) then in turn actuating the shaft (11) of the reducer. Bearings of the ball bearing type (21) and (22) are provided at the spacing (20) as can be seen in FIG. 1, and intended to allow the rotation of the connection elements of the reducer to the motor axis.
Parallèlement, l'embase (6) et le flasque (7) présentent également des évidements, respectivement (23) et (24), situés en vis-à-vis lorsque le flasque (7) et l'embase (6) sont accolés l'un à l'autre ainsi que représenté sur la figure 1, et destinés à recevoir chacun un porte-connecteur respectivement (13) et (14), dont les zones de coopération sont complémentaires ainsi qu'on peut bien l'observer sur la figure 1. Ces porte-connecteurs, réalisés en un matériau isolant (par exemple en polyéthylène Haute Densité), sont destinés à assurer le maintien de connecteurs électriques (15, 16), constitués d'un tube cylindrique métallique, et en tout cas conducteurs de l'électricité. L'extrémité respectivement inférieure et supérieure des connecteurs (15, 16) est reliée à un fil de connexion électrique (17, 18). Les extrémités respectivement supérieure et inférieure desdits connecteurs (15, 16) sont destinées à entrer en contact frontal l'une avec l'autre, afin d'assurer la conduction du courant électrique de l'embase (6), c'est-à-dire du support au niveau duquel a été mise en place le moteur (1) en direction dudit moteur afin d'assurer l'alimentation d'énergie électrique de celui-ci. In parallel, the base (6) and the flange (7) also have recesses, respectively (23) and (24), located opposite when the flange (7) and the base (6) are joined to each other as shown in FIG. 1, and each intended to receive a connector holder respectively (13) and (14), the areas of cooperation of which are complementary as can be seen on Figure 1. These connector holders, made of an insulating material (for example high density polyethylene), are intended to ensure the maintenance of electrical connectors (15, 16), consisting of a metallic cylindrical tube, and in any case conductors of electricity. The respectively lower and upper ends of the connectors (15, 16) are connected to an electrical connection wire (17, 18). The respectively upper and lower ends of said connectors (15, 16) are intended to come into frontal contact with one another, in order to ensure the conduction of the electric current of the base (6), that is to say -to say of the support at which the motor has been put in place (1) in the direction of said motor in order to ensure the supply of electrical energy thereof.
Dans l'exemple décrit, les connecteurs maintenus au sein du flasque (7) sont fixés sur des ressorts (25) du type ressorts à boudins afin de leur permettre un léger débattement vertical pour assurer, quoiqu'il arrive, la connexion électrique avec l'extrémité supérieure du connecteur du l'embase (6), c'est-à-dire afin de disposer d'une marge de manoeuvre minimum pour tenir compte du jeu inhérent à la connexion mécanique. In the example described, the connectors held within the flange (7) are fixed on springs (25) of the coil spring type in order to allow them a slight vertical clearance to ensure, whatever happens, the electrical connection with the 'upper end of the connector of the base (6), that is to say in order to have a minimum room for maneuver to account for the play inherent in the mechanical connection.
Selon une caractéristique de l'invention, les porte connecteurs (13, 14) et partant les connecteurs (15, 16) qu'ils portent, sont positionnés selon un cercle concentrique par rapport à la connexion mécanique. According to a characteristic of the invention, the connector holders (13, 14) and hence the connectors (15, 16) which they carry, are positioned in a concentric circle with respect to the mechanical connection.
On observe ainsi que le contact électrique n'est plus réalisé sur une surface cylindrique nécessitant une grande précision, mais sur une surface plane en bout de contact permettant de disposer d'un certain jeu au niveau de la liaison mécanique. It is thus observed that the electrical contact is no longer made on a cylindrical surface requiring high precision, but on a flat surface at the end of the contact allowing a certain clearance to be made at the level of the mechanical connection.
De fait, les connexions électriques sont réalisées simultanément avec la connexion mécanique. In fact, the electrical connections are made simultaneously with the mechanical connection.
En fonctionnement normal, le flasque (7) est solidarisé sur l'embase (6), par exemple au moyen d'un ensemble vis - écrou (19). Lorsque l'on désire procéder à une opération de maintenance au niveau du moteur, ou à son remplacement, il suffit alors de dévisser l'ensemble (20) au moyen d'un bras manipulateur, puis simplement de soulever l'entité moteur par la plaque de préhension (5). In normal operation, the flange (7) is secured to the base (6), for example by means of a screw - nut assembly (19). When it is desired to carry out a maintenance operation at the level of the engine, or to replace it, it then suffices to unscrew the assembly (20) by means of a manipulator arm, then simply to lift the engine unit by the grip plate (5).
Une fois l'opération de maintenance souhaitée effectuée au niveau dudit moteur, l'entité moteur est à nouveau acheminée au dessus de l'embase (6), puis est doucement abaissée, jusqu'à faire coincider les axes moteurs, puis, on agit par de légères rotations au niveau de la plaque de préhension (5) pour aboutir à la coopération des connecteurs entre eux. Once the desired maintenance operation has been carried out on said motor, the motor unit is again routed above the base (6), then is gently lowered, until the motor axes coincide, then, action is taken. by slight rotations at the level of the gripping plate (5) to achieve cooperation between the connectors.
Ainsi, ce type de positionnement permet d'assurer les connexions électriques à l'interface des deux parties, fixe et mobile, constitutives de l'organe considéré, et de disposer d'un volume important pour ces liaisons. Par ailleurs, et ainsi que déjà souligné, les connexions électriques étant de type frontal, la précision du positionnement des deux parties l'une par rapport à l'autre est beaucoup moins contraignante. Thus, this type of positioning makes it possible to ensure the electrical connections at the interface of the two parts, fixed and mobile, constituting the organ considered, and to have a large volume for these connections. Furthermore, and as already pointed out, the electrical connections being of the frontal type, the precision of the positioning of the two parts relative to one another is much less restrictive.
Si l'exemple décrit montre la double connexion à la fois mécanique et électrique d'un moteur au niveau d'un réducteur, l'invention concerne également la mise en place selon le même principe de simples capteurs au niveau desquels peuvent être assurés deux types de connexion électrique, à savoir de puissance et de contrôle. If the example described shows the double connection, both mechanical and electrical, of a motor at the level of a reduction gear, the invention also relates to the installation according to the same principle of simple sensors at the level of which two types can be ensured. electrical connection, namely power and control.
Ces capteurs subissent en effet d'importants dommages liés à l'irradiation, et il est nécessaire de procéder régulièrement à leur changement. Celui-ci s'effectue de la même manière que celle précédemment décrite en liaison avec les moteurs électriques. These sensors undergo significant damage due to irradiation, and it is necessary to regularly change them. This is carried out in the same manner as that previously described in connection with the electric motors.
Il ressort de l'invention un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut notamment citer:
la facilité de mise en place,
un guidage simplifié,
et par ailleurs, une étanchéité accrue, attendu que dans cette forme de
réalisation, il n'existe plus d'engrenage nu, toute la transmission
mécanique pouvant être maintenant un carter étanche avec bain d'huile It emerges from the invention a certain number of advantages among which there may be mentioned in particular:
ease of installation,
simplified guidance,
and moreover, increased tightness, since in this form of
realization, there is no more naked gear, the whole transmission
mechanical can now be a sealed housing with oil bath
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2765733B1 (en) | 2002-10-11 |
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