FR3129537A1 - ELECTRICAL CONNECTION SYSTEM PROTECTED BY CAPTIVE BOX - Google Patents
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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.The invention relates to a protected electrical connection system (10), comprising: two conductive elements (12, 14) each comprising at one end a connection lug (12a, 14a), at least one bolt (28) for fixing said elements conductors (12, 14), passing through said tabs (12a, 14a), a casing (30) encapsulating said at least one bolt (28), tabs (12a, 14a) and conductive elements (12, 14), characterized in that the housing (30) consists of two contiguous half-housings (30a, 30b) respectively mounted on said two conductive elements and together delimiting a receiving cavity (32) of said at least one bolt (28), these half-housings (30a , 30b) comprising first complementary open ends (34a, 34b), fixed to each other and of a transverse dimension greater than that (E) of said at least one bolt (28), and second tubular ends ( 36a, 36b), opposite each traversed by an associated conductive element (12, 14) and of a transverse dimension less than that (E) of said at least one bolt (28). Figure for abstract: Figure 3.
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the 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.The invention relates to an electrical connection system between two conductive elements of axial orientation such as power bars or harnesses intended to ensure the connection to an aircraft of electrical equipment such as an electrical machine forming part of a turbomachine. hybrid powering this aircraft.
La présente invention concerne notamment un système de connexion électrique muni de moyens d’isolation et de protection de cette connexion.The present invention relates in particular to an electrical connection system provided with means for isolating and protecting this connection.
Arrière-plan techniqueTechnical background
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.The state of the art includes in particular the documents FR-A1-2 842 565, FR-A1-2 896 537 and FR-A1-2 922 265 which describe turbomachines equipped with electric machines.
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.The aeronautical world is now asking many questions about the relevance of using hybrid engines for commercial aviation. The use of electrical energy is now envisaged not only to respond to aircraft functions but also to electrify turbomachine functions.
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.This observation leads to the study of hybrid engine architecture solutions, i.e. to the development of hybrid turbomachines combining fossil fuel energy and electrical energy to ensure the drive of the propulsion part (fan of the turbomachine) and supplying certain engine and/or aircraft functions.
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.These architectures can in particular be based on an architecture of the type with a high dilution rate and with a reducer, but also on multiple bodies. In these architectures, the turbomachine comprises one or more low-pressure spools and a high-pressure spool, each spool comprising a shaft connecting a rotor of a compressor to a rotor of a turbine. Such turbomachines can comprise one or more electric machines mechanically coupled to the low-pressure or high-pressure bodies of the turbomachine, with powers ranging from a few kW to several 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.This multiplication of electrical machines induces a significant increase in the number of connections to be made, especially since the modular design of turbomachines in the form of axial modules implies that the electrified modules can be delivered with their connectors, ready to be assembled with the others. turbomachinery modules.
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.In addition, the great diversity of possible locations for electrical machines means that particular care must be taken in their connections, both in terms of protection against various risks such as fire outbreaks, sparks, etc., and insulation against screws from the surrounding metal elements.
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.There is therefore a real need for a protected electrical connection system making it possible to ensure these protection and insulation functions while being compatible with a modular design of the turbomachine.
La présente invention propose une solution à au moins une partie des contraintes évoquées dans ce qui précède.The present invention proposes a solution to at least some of the constraints mentioned above.
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.The invention proposes for this purpose a protected electrical connection system that can be easily assembled, cannot be lost, and protects the connection from all attacks.
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 :For this purpose, the invention proposes a protected electrical connection system for connecting an electrical machine of an aircraft turbine engine, said system comprising:
- deux éléments conducteurs tels que des barres ou harnais de puissance, comportant chacun à une extrémité une patte de connexion,two conductive elements such as power bars or harnesses, each comprising a connection lug at one end,
- au moins un boulon de fixation desdits éléments conducteurs, traversant des orifices desdites pattes, etat least one fixing bolt of said conductive elements, passing through the orifices of said lugs, and
- un boîtier encapsulant ledit au moins un boulon, lesdites pattes et une partie de chacun desdits éléments conducteurs,a casing encapsulating said at least one bolt, said lugs and part of each of said conductive elements,
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.characterized in that the housing comprises two adjoining half-housings respectively mounted on said two conductive elements and together delimiting a cavity for receiving said at least one bolt and connection lugs, these half-housings comprising first complementary open axial ends which are fixed to each other and which each comprise an opening having a transverse dimension measured in a direction which is greater than a transverse dimension of said at least one bolt measured in this same direction, and second open ends, axially opposite the first ends, which are each traversed by an associated conductive element and which each comprise an opening having a transverse dimension measured in said direction less than the aforementioned transverse dimension of said at least one bolt.
Selon d’autres caractéristiques du système de connexion électrique :According to other characteristics of the electrical connection system:
- 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.- the first axial end of one half-housing is a male end, the first axial end of the other half-housing is a female end, and said first ends are nested one inside the other, said first axial end male having an external groove in which is fitted an internal lip of said first female axial end.
- la première extrémité axiale femelle comporte en outre, axialement au droit de sa lèvre interne, une gorge externe recevant un collier de serrage.- The first female axial end further comprises, axially in line with its inner lip, an outer groove receiving a clamping collar.
- 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,- the system comprises a sleeve which is crimped onto one of the conductive elements close to said at least one bolt, and which externally carries first axial immobilization means and the second end of one of the half-housings is arranged axially in line with said sleeve and comprises second axial immobilization means cooperating with the first axial immobilization means to immobilize said half-box axially with respect to said sleeve,
- 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,- the first axial immobilization means comprise at least two series of parallel lugs projecting transversely from the sleeve, said series of lugs being opposite each other transversely on each side of the sleeve, and the second axial immobilization means comprise at least two transversely opposite internal teeth extending transversely inside the second tubular end of the corresponding half-housing, each internal tooth being received between two lugs of one of the series of lugs of the sleeve,
- le manchon est serti autour de l’élément conducteur,- the sleeve is crimped around the conductive element,
- le manchon fait partie d’un support de l’élément conducteur qui comporte au moins une patte transversale de fixation,- the sleeve is part of a support for the conductive element which comprises at least one transverse fixing lug,
- 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,- the conductive element has a substantially rectangular section and the support comprises two opposite transverse lugs, the sleeve being tubular, of substantially rectangular section complementary to the conductive element, with two large faces facing each other and two small faces facing each other, each large face comprising at one axial end the two parallel lugs and at the other end one of the two fixing lugs, a small face being split over its entire length according to a slot for allow the introduction of the conductive element, and the small opposite face comprising in a central part an oblong slot and, on either side of this oblong slot as far as the axial ends of the sleeve, two weakening channels forming a hinge allowing the sleeve to be opened by moving the tabs apart to introduce the conductive element into the slot,
- 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,- each half-box is made of a semi-rigid material configured to deform elastically in order to allow the fitting of the internal lip in the external groove and the fitting of the teeth between the lugs, and to maintain these fittings,
- 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.- the first end of each half-box has a section in the shape of a triangle, a quadrilateral such as a rhombus, a rectangle or a trapezium, or an oval or circular section.
L’invention concerne aussi un procédé d’assemblage d’un système du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte :The invention also relates to a method for assembling a system of the type described above, characterized in that it comprises:
- 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,- a first step during which the sleeve is crimped on one of the conductive elements and each half-box is slipped by its second end on the corresponding conductive element,
- une deuxième étape au cours de laquelle on relie électriquement et mécaniquement les éléments conducteurs avec ledit au moins un boulon,- a second step during which the conductive elements are electrically and mechanically connected with said at least one bolt,
- 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,- a third step during which one of the half-boxes is slid until the teeth of its second end penetrate between the lugs of the sleeve,
- 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,- a fourth step during which the half-housings are brought together until the internal lip of the first female end of one of the half-housings is received in the external groove of the first male end of the other half -housing,
- 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.- A fifth step during which a collar is placed in the external groove of the first female end and said collar is tightened.
L’invention concerne enfin une turbomachine d’aéronef comportant un système de connexion de connexion électrique protégée du type décrit précédemment.The invention finally relates to an aircraft turbine engine comprising a protected electrical connection connection system of the type described above.
Brève description des figuresBrief description of 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 :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
Claims (11)
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.Protected electrical connection system (10) for connecting an electrical machine (22) of an aircraft turbine engine, said system (10) comprising:
two conductive elements (12, 14) such as power bars or harnesses, each comprising at one end a connection lug (12a, 14a),
at least one bolt (28) for fixing said conductive elements (12, 14), passing through the orifices of said legs (12a, 14a), and
a housing (30) encapsulating said at least one bolt (28), said lugs (12a, 14a) and a portion of each of said conductive elements (12, 14),
characterized in that the box (30) comprises two contiguous half-boxes (30a, 30b) mounted respectively on the said two conductive elements and together delimiting a cavity (32) for receiving said at least one bolt (28) and connection lugs (12a, 14a), these half-housings (30a, 30b) comprising first complementary open axial ends (34a, 34b) which are fixed to one another and which each comprise an opening having a transverse dimension measured in a direction which is greater than a transverse dimension of said at least one bolt measured in this same direction, and second open ends (36a, 36b), axially opposite the first ends (34a, 34b), which are each traversed by an associated conductive element (12, 14) and which each comprise an opening having a transverse dimension measured in said direction less than the aforementioned transverse dimension of said at least one bolt.
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).Method of assembling a system according to one of Claims 4 to 9, characterized in that it comprises:
a first step (ET1) during which the sleeve is crimped onto one of the conductive elements (14) and each half-box (30a, 30b) is slipped via its second open end (36a, 36b) onto the conductive element ( 12, 14) corresponding,
a second step (ET2) during which the conductive elements (12, 14) are electrically and mechanically connected with said at least one bolt (28),
a third step (ET3) during which one of the half-boxes (30b) is slid until the teeth (48) of its second end (36b) penetrate between the lugs (46) of the sleeve (44) ,
a fourth step (ET4) during which the half-boxes (30a, 30b) are brought together until the internal lip (38b) of the first female end (34b) of one of the half-boxes (30b) either received in the external groove (34a) of the first male end (38a) of the other half-housing (30a),
a fifth step (ET5) during which a collar (42) is placed in the outer groove (42) of the first female end (38b) and said collar (42) is tightened.
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