Brevet FR2614478A1 — publié le 19881028

La présente invention concerne un système de distribution électrique, du type comportant une pluralité de contacteurs commandables par circuit logique et montés sur un support électriquement isolant. L'invention s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à la réalisation de coeurs électriques d'aéronefs. Actuellement, les solutions mises en oeuvre pour la réalisation d'un coeur électrique d'aéronef sont mal adaptées lorsque l'aéronef présente une faible capacité. Du fait du faible volume disponible pour l'installation du coeur électrique et du nombre, malgré tout élevé, de pièces à y implanter, on doit réaliser des ensembles couteux, relativement lourds et dont le manque d'accessibilité rend délicates les opérations de maintenance. En se référant aux figures 1 et 2 illustrant deux exemples d'agencement de contacteurs dans des systèmes de distribution électrique connus, les contacteurs 1 et 2 sont fixés, dans l'exemple de la figure 1, sur le fond 3 du boltier (non représenté en totalité) par une embase 4. Le fond 3 est réalisé en stratifié monolithique isolant et les contacteurs 1 et 2 sont séparés par une cloison 8. Des goujons particuliers 5 soudés sur les contacteurs 1 ou 2 permettent le raccordement de barres électriques de puissance 6 (ou éventuellement de câbles de forte jauge). Par ailleurs, la liaison de la partie logique peut etre réalisée par enfilage en fil à fil 7. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser des outils de fabrication et d'assemblage onéreux et des pièces nombreuses et donc moins accessibles, ce qui affecte sensiblement les opérations de maintenance. Par exemple, la dépose d'un contacteur hors service nécessite le désenfichage des fils du circuit logique, le démontage des barres électriques et des pièces associées à ces barres, et enfin le démontage du contacteur. De plus, après remontage, un contrôle approfondi des liaisons électriques doit être effectué. On notera également le positionnement défavorable du centre de gravité 9 des contacteurs 1 et 2. Dans l'exemple connu de la figure 2, les contacteurs 1 et 2 sont fixés au fond 3 du boîtier, qui est, dans ce cas, un ensemble métallique assemblé par rivetage et protégé par une peinture isolante, par l'intermédiaire d'un socle 10, tandis que la liaison à la partie logique peut être réalisée par une prise 11 déconnectable manuellement, ces améliorations, par rapport à la réalisation précédente, permettant un démontage plus rapide du contacteur. Cependant, cette réalisation entralne un surcrolt de masse et de prix (à cause du socle), un encombrement excessif en hauteur (pour la même raison) et, comme dans le premier cas, un positionnement défavorable du centre de gravité 9 des contacteurs 1 et 2. La présente invention a pour objet d'éviter ces inconvénients, et concerne un système de distribution électrique du type indiqué précédemment, adapté pour permettre, d'une part, la mise en place rapide et simple des contacteurs sur le support et, d'autre part, le démontage et le remplacement d'un contacteur hors service, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des outils spécifiques. A cet effet, selon l'invention, le système de distribution électrique, du type comportant une pluralité de contacteurs commandables par circuit logique et montés sur un support électriquement isolant, est remarquable en ce que ledit support comporte au moins autant d'ouvertures traversantes qu'il est prévu de contacteurs pour ledit système, et en ce que chaque contacteur est logé au moins partiellement dans une desdites ouvertures et est fixé à la périphérie de ladite ouverture, de façon à définir, d'un côté dudit support, une première zone où sont rassemblés les circuits de puissance dudit système et, de l'autre côté du support, une seconde zone où sont rassemblés les circuits logiques de commande desdits contacteurs. Grâce à la ségrégation ainsi obtenue entre les circuits de logique et les circuits de puissance, il serait, par exemple, possible de commander un contacteur en train de prendre feu, même si le circuit de puissance est à ltorigine du défaut. De plus, l'accessibilité des contacteurs est grandement améliorée. Avantageusement, ledit support présente, à la périphérie de chacune desdites ouvertures, des premiers et seconds moyens de connexion permettant de réaliser, respectivement, les connexions de puissance entre les différents contacteurs, et la connexion de chaque contacteur au circuit logique de commande correspondant. En particulier, lesdits premiers moyens de connexion sont associés à des moyens de fixation du contacteur sur ledit support. Avantageusement, lesdits moyens de fixation du contacteur sur le support permettent le guidage et le positionnement dudit contacteur sur ledit support. Selon une autre caractéristique de l'invention, les seconds moyens de connexion sont adaptés pour pouvoir etre reliés, par enfichage, à des moyens de connexion correspondants prévus sur ledit contacteur. En particulier, lesdits seconds moyens de connexion sont associés à des moyens de fixation auxiliaires du contacteur sur le support. Ces différentes caractéristiques permettent, d'une part, un gain de masse appréciable, du fait de l'intégration des fixations des contacteurs à la fonction de raccordement électrique, et de la suppression ou la simplification d'un bon nombre de pièces et supports intermédiaires, et, d'autre part, une amélioration en maintenance due à la possibilité de démonter très rapidement les contacteurs et à la meilleure accessibilité des cheminements électriques. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, entre le bord de chacune desdites ouvertures et le contacteur correspondant, est prévu au moins un passage d'air de ventilation, permettant une meilleure ventilation par air forcé autour des contacteurs. De façon à isoler le système de distribution électrique de l'environnement, et les différents contacteurs du système l'un de l'autre, ledit support est disposé, en position intermédiaire, dans un boîtier comportant un fond et des cloisons internes définissant des compartiments pour lesdits contacteurs ; de façon à réaliser ainsi, par exemple, un coeur électrique d'aéronef. Avantageusement, lesdites cloisons internes sont réalisées en un matériau électriquement isolant. Aussi bien pour le support que pour les cloisons internes, le matériau électriquement isolant est avantageusement un matériau composite présentant, de préférence, une structure en nid d'abeille dont les deux faces sont recouvertes de plis de fibres de verre. En particulier, lesdites cloisons sont recouvertes sur au moins une face d'une tôle mince, par exemple en titane, protégée par un pli de fibres de verre. Ainsi, l'utilisation de panneaux composites préfabriqués permet de diminuer les temps et couts de fabrication du système de distribution électrique selon l'invention, lesdits panneaux pouvant etre découpés au jet de fluide et assemblés par collage, sans nécessiter d'outillages particuliers. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 illustre un premier exemple d'agencement connu de deux contacteurs d'un système de distribution électrique. La figure 2 illustre un second exemple d'agencement connu de deux contacteurs d'un système de distribution électrique. La figure 3 est une figure semblable aux figures 1 et 2 montrant l'agencement, selon l'invention, de deux contacteurs dans un système de distribution électrique. La figure 4 est une vue en perspective montrant un contacteur, avant mise en place, et la portion de support correspondante. La figure 5 est une vue éclatée en coupe correspondant à la figure 4. La figure 6 illustre la mise en place d'un contacteur dans la portion de support correspondante. La figure 7 est une figure semblable aux figures 5 et 6 montrant le contacteur en place. La figure 8 est une vue de dessus d'une ouverture traversante, et de sa périphérie, dans le support. La figure 9 montre un contacteur en vue de dessous. La figure 10 est une vue en perspective schématique d'un boîtier pour système de distribution électrique, selon l'invention, utilisable pour réaliser un coeur électrique d'aéronef. La figure il est une vue semblable à la figure 10 illustrant l'assemblage dudit boltier. La figure 12 est une vue en coupe partielle du boîtier des figures 10 et 11. Les figures 13A et 13B montrent en plan la face avant et la face arrière, respectivement, d'un coeur électrique d'aéronef. En se référant aux figures 3 à 9, le système de distribution électrique, comporte une pluralité de contacteurs, commandables par circuit logique (deux contacteurs 1 et 2 sont représentés sur la figure 3) et montés sur un support électriquement isolant 3. Selon l'invention, le support 3 comporte au moins autant d'ouvertures traversantes 12 qu'il est prévu de contacteurs 1, 2 pour le système. Chaque contacteur 1, 2 est logé partiellement dans une des ouvertures 12 et est fixé à la périphérie de l'ouverture 12, de façon à définir, d'un côté du support 3, une première zone 13 où sont rassemblés les circuits de puissance du système (comme les barres électriques de puissance 6 de la figure 3) et, de l'autre côté du support 3, une seconde zone 14 où sont rassemblés les circuits logiques de commande 15 des contacteurs 1, 2. Plus particulièrement, la partie inférieure 16 (partie logique) de chaque contacteur 1, 2 est logée dans une ouverture correspondante 12, le contacteur 1, 2 étant fixé au support 3 à l'aide de goujons 16 permettant également le guidage et le positionnement du contacteur 1, 2 sur le support 3. La vue éclatée de la figure 5 montre plus en détail les différents éléments permettant le montage du contacteur 1, 2 sur ie support 3. Le contacteur 1, 2 présente deux pattes latérales 17 percées chacune d'un orifice 18 pour le passage d'un goujon 16 correspondant. Un écrou 19 coopérant avec le goujon 16 permet la fixation du contacteur 1, 2 au support 3. La partie inférieure de chaque goujon 16 est destinée à etre insérée dans un logement métallique correspondant 20 prévu dans le support 3, qui, comme on le verra plus en détail par la suite, présente une structure en nid d'abeille dont les deux faces sont recouvertes de plis de fibres de verre. Les logements métalliques 20 sont noyés dans la structure en nid d'abeille par de la résine 23 (figure 8) à haute température (2600C). Les goujons 16 peuvent être vissés, et freinés à l'aide d'un vernis, dans les logements 20 et permettent, dans un premier temps (figure 6), la fixation des barres électriques de puissance 6, percées d'un orifice 21 pour le passage d'un goujon 16 correspondant et calées à l'aide d'une rondelle 22, par exemple, en Téflon (marque déposée). Par ailleurs, un connecteur 24 de circuit logique et ses câbles 31 sont montés sur le support 3 en étant fixé sur une plaque de support 25 à l'aide de vis d'entretoise 26, la plaque de support 25 étant elle-même fixée au support 3 à l'aide de goujons épaulés 27 pouvant être vissés dans des logements 28 prévus, comme les logements 20, dans le support 3. Le connecteur 24 monté sur le support 3 est susceptible de coopérer avec un connecteur 29 de circuit logique correspondant, monté flottant sur le contacteur 1, 2 et sur lequel sont câblés les faisceaux 30 des câbles de logique correspondants. Le contacteur 1, 2 est, de plus, muni de deux vis imperdables 32 susceptibles de coopérer avec les goujons épaulés 27. Ainsi, la fixation mécanique du contacteur 1, 2 sur le support 3, et son raccordement électrique, sont assurés par le serrage des deux écrous 19 sur les goujons 16 (raccordement électrique de puissance), et grâce également aux deux vis imperdables 32. Le raccordement électrique de la logique est effectué automatiquement lors de l'imbrication du connecteur flottant 29 du contacteur 1, 2 dans le connecteur fixe 24 monté sur le support 3. On notera que les goujons 16 sont creux. Ce perçage dans l'axe du goujon, en plus de l'allègement qu'il procure (de l'ordre de 30%) est défini de façon à ce qu'il y ait rupture du goujon par cisaillement en cas d'un serrage supérieur à la normale et cela avant la rupture des parois du logement métallique. Le démontage du goujon cassé peut se faire aisément à l'aide d'un extracteur engagé dans le goujon creux. En outre, entre le bord de chaque ouverture 12 et le contacteur correspondant 1, 2, sont prévus des passages 45 (figure 4) d'air de ventilation (flèches 33 de la figure 3) permettant une meilleure ventilation par air forcé autour des contacteurs. Comme on peut le voir sur la figure 3, le centre de gravité 9 des contacteurs 1, 2 est également notablement abaissé par rapport aux réalisations antérieures (figures 1 et 2). Comme indiqué précédemment, l'invention s'applique plus particulièrement à la réalisation d'un coeur électrique d'aéronef, qui sera décrit en référence aux figures 10 à 13A, 13B. Dans ce cas, le support 3 est disposé, en position intermédiaire, dans un boîtier 34 comportant un fond 35, des parois latérales 36 et des cloisons internes 8 définissant des compartiments 37 pour les contacteurs. Comme on peut le voir sur la figure 11, le boîtier 34 du coeur électrique est constitué d'un ensemble de panneaux composites plans 38 assemblés par tenons et mortaises, puis collés. Comme indiqué précédemment, la fixation des différents équipements électriques dans le coeur se fait directement dans des logements noyés dans le support (figures 5 à 7). Contrairement aux agencements existant actuellement (figures 1 et 2), ces fixations sont non débouchantes, ce qui permet un isolement électrique total entre les deux faces du support 3. Les différents panneaux constituant le boîtier 34 du coeur électrique présentent une structure en nid d'abeille 39 revêtue sur chaque face de plusieurs plis de fibres de verre qui assurent une bonne résistance à la flamme en cas de feu interne (figure 12). De plus, les cloisons internes 8, séparant les différents compartiments 37, sont revêtues, sur une face, d'une tôle mince en titane 41 protégée par un pli de verre. Cette tôle a pour but d'éviter que, dans le cas de l'explosion d'un contacteur, les éclats puissent entraîner le perte des compartiments voisins. Comme déjà indiqué, les différents panneaux sont solidarisés par collage 42. Ainsi le boîtier du coeur électrique constitue un caisson compartimenté aussi bien en partie avant qu'en partie arrière. En se référant aux figures 13A et 13B, la face avant 43 du boîtier comprend toute la partie "puissance" : contacteurs, barres électriques, câblages de puissance, tandis que la face arrière 44 comprend toute la partie "logique de commande" des contacteurs et relais. Cette disposition assure une très bonne ségrégation entre la logique et la puissance associées à chaque compartiment. L'exemple du coeur électrique, en ce qui concerne l'agencement des contacteurs et leurs connexions, représenté sur les figures 13A et 13B, ne sera pas décrit en détail, comme ne faisant pas partie, en soi, de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Système de distribution électrique, du type comportant une pluralité de contacteurs commandables par circuit logique et montés sur un support électriquement isolant, caractérisé en ce que ledit support (3) comporte au moins autant d'ouvertures traversantes (12) qu'il est prévu de contacteurs (1, 2) pour ledit système, et en ce que chaque contacteur (1, 2) est logé au moins partiellement dans une desdites ouvertures (12), de façon à définir, d'un côté dudit support (3), une première zone (13) où sont rassemblés les circuits de puissance dudit système et, de l'autre côté du support (3), une seconde zone (14) où sont rassemblés les circuits logiques de commande desdits contacteurs. 2 - Système de distribution électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (3) présente, à la périphérie de chacune desdites ouvertures, des premiers (6) et seconds (24) moyens de connexion permettant de réaliser, respectivement, les connexions de puissance entre les différents contacteurs, et la connexion de chaque contacteur au circuit logique de commande correspondant. 3 - Système de distribution électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de connexion (6) sont associés à des moyens (16) de fixation du contacteur (1, 2) sur ledit support (3). 4 - Système de distribution électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation (16) du contacteur (1, 2) sur le support (3) permettent le guidage et le positionnement dudit contacteur (1, 2) sur ledit support (3). 5 - Système de distribution électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les seconds moyens de connexion (24) sont adaptés pour pouvoir être reliés, par enfichage, à des moyens de connexion (29) correspondants prévus sur ledit contacteur (1, 2). 6 - Système de distribution électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de connexion (24) sont associés à des moyens de fixation auxiliaires (27) du contacteur (1, 2) sur le support (3). 7 - Système de distribution électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, entre le bord de chacune desdites ouvertures (12) et le contacteur (1, 2) correspondant, est prévu au moins un passage (45) d'air de ventilation. 8 - Système de distribution électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit support (3) est disposé, en position intermédiaire, dans un boîtier (34) comportant un fond (35) et des cloisons internes (8) définissant des compartiments (37) pour lesdits contacteurs (1, 2). 9 - Système de distribution électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites cloisons internes (8) sont réalisées en un matériau électriquement isolant. 10 - Système de distribution électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau électriquement isolant est un matériau composite. 11 - Système de distribution électrique selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit matériau composite présente une structure en nid d'abeille (39) dont les deux faces sont recouvertes de plis de fibres de verre (40). 12 - Système de distribution électrique selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lesdites cloisons (8) sont recouvertes sur au moins une face d'une tôle mince (41) protégée par un pli de fibres de verre. 13 - Système de distribution électrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite tôle (41) est constituée de titane. 14 - Coeur électrique d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de distribution électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.