Brevet FR2374820A1 — publié le 19780713

La prdsente invention, étudie dans le cadre de la Division NTI de la Société des Produits Industriels SPI-ITT, a pour obJet u~ système diaccou- plement mécanique et électrique entre un organe amovible et une structure fixe. Ce système apporte des compléments et modifications à la méthode classique de construction des équipements électriques #t électroniques selon laquelle la plus petite unité d'équipement est un organe amovible comprenant au moins une plaque à circuits imprimés et un connecteur enfichable. Plusieurs unités de ce type sont introduites dans un casier ou alvéole comprenant au soins des montures pour lesdits organes, généralement sous la forme de glissières, et des connec- teurs fixes. Les alvéoles sont montés dans un cbftssis de baie ou d'aruire. L'installation peut en comprendre plusieurs. Un câblage réunit les connecteurs fixes pour associer fonctionnellement les organes de l'installation. Cette méthode bien connue donne satisfaction dans la plupart des cas, mais s'est révélée insuffisante, notamment pour les systWmes d'automatisation de processus industriels. Un tel système prend la forme d'une installation, appelée quelquefois simplement automate, comprenant des moyens pear saisir des données analogiques ou numériques relatives au processus, reçues sous la forme de grandeurs électriques et pour les convertir en signaux logiques normalisés, un processeur à programme ciblé ou enregistré, des moyens pour transmettre des données de commande vers les appareils mettant en oeuvre le processus automa- tisé,sous la forme de signaux électriques. L'automate comprend ainsi deux parties, généralement séparées#: le processeur et les organes d'entrée et de sortie. Le processeur ntest autre qu'un petit calculateur électronique relié aux organes d'entrée et de sortie par une extension de son canal d'entrée/sortie. L2invention concerne plus particulièrement le mode de construction des organes d'entrée et de sortie. Du point de vue électrique, un organe d'entrée comprend plusieurs entrées, chacune à un ou plusieurs conducteurs, pour la réception de signaux relatifs au processus. Ces signaux sont d'ordinaire å niveaux élevés (tensions de plusieurs dizaines, voire centaines, de volts et courant de l'ordre de l'ampère). L'organe d'entrée comprend aussi des circuits de conversion dérivant des signaux logiques à partir des signaux d'entrée, ainsi que accès au moine au canal d#entrée/sortie du processeur. Côté processeur, les signaux transmis sont à niveau faible, la tension se chiffrant en volts et les' courants en nilliampères.Un organe de sortie est conçu de façon analogue. La simple application de la méthode de construction classique conduirait à réaliser organe dten*rée ou de sortie comme un organe amovible prévu pour être enfiché dans un alvéole d'un châssîs contenant tout ou partie des organes d'entrée et de sortie de l'automate. Chaque organe aurait au moins deux connecteurs enfichables et serait introduit entre des glissières qu'au fond de l'alvéole, l'accouplement électrique se produisant en fin de course, B l'aide des connecteurs, tant au câblage d'utilisation, pour les signaux d'en- trée ou de sortie, qu'au cabrage de données, vers le processeur.Les connecteurs seraient donc côte b côte au fond de l'alvéole et les deux types de câblage voisineraient. Une telle solution est criticable à différents égards - il n'est pas souhaitable que le cftblqe électronique soit proche du ctblage d'utilisation, en raison des parasites et des risques électriques dont le deuxième peut outre la source - s'il convient bien que le câblage de données soit en fond d'alvéole, ctesst~à-dire abrité, il est par contre désirable que le câblage d'utilisation soit aisément accessible de la face avant des alvéoles, pour faciliter les extensions et modifications nécessitées par l'évolution continuelle des appareils appliquant le processus automatisé - les deux connecteurs sont enfichés ensemble, or l'un est un connecteur pour courants forts qui demande des efforts importants et est conçu pour les supporter, tandis quequeçl'autre est un connecteur pour courants faibles qui exige d'autre utilisé avec certaines précautions ; il risque autre endommagé; - il serait par ailleurs souhaitable que l'organe puisse être séparé de ses entrées ou sorties, sans être déconnecté du processeur, pour des opéra- tisons de vérification ou de maintenance. La présente invention apporte donc des compléments et uodifieatiorsà la méthode de construction d'équipements éleetriques et a pour objet,d'une façon générale, un système d'accouplenent mécanique et électrique entre un organe amovible et une structure fixe qui soit affranchi des inconvénients ou insuffisances mentionnés. L'invention est principalement caractérisée par le fait qu'un dispositif pivotant est intercalé entre l'accouplement à glissières connu et la structure fixe, pour que l'organe puisse Store animé d'un mouvement de pivotement par rapport è la structure, lorsque l'accouplement au moyen des glissières est réalisé, tandis que l'un des deux connecteurs - celui qui sert à l'accouple- ment au ctblage d'utilisation - est disposé de manière à réaliser un accouplement électrique lorsque l'organe effectue un mouvement de pivotement par rapport à la structure après avoir été complètement introduit entre les glissières. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pivotant porte un connecteur fixe - celui qui sert à l'accouplement au ctblage de données. Selon une autre caractéristique de l'invention,le connecteur accouplé par le mouvement de pivotement est disposé en un emplacement éloigné de l'ase de pivotement et, selon d'autres caractéristiques de l'invention, cet axe est parallèle au plan des glissières et perpendiculaire B celles-ci, tandis que des dispositions sont prévues pour limiter le mouvement de pivotement. Les différents objets et caractéristiques de- l'invention seront maintenant détaillés dans la description d'un exemple de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif en se référant aux Figures annexées qui représentent: - la Pigure 1, une vue des parties essentielles de la structure fixe dans le système de l'invention, - la Figure 2, une vue des parties essentielles de l'organe amovible dans le système de l'invention. en se référera simultanément aux deux Figures pour faire d'abord une description sommaire d'un exemple de réalisation du système faisant l'obJet de l'invention. La structure fixe de la Figure 1 comprend essentiellement deux mon-tants 1 et 2, portant une platine fixe 3, laquelle porte à son tour une platine pivotante 4 pourvue de deux glissières 5 et 6 et d'un socle de connecteur 7. La platine pivotante 4, que l'on doit imaginer plaquée contre la platine fixe 3, peut accomplir un mouvement de pivotement dans le sens de la flèche 8, puis revenir se plaquer contre la platine fixe. La platine fixe 3 porte au moins un socle de connecteur 9. L'organe amovible de la Figure 2 comprend essentiellement une platine coulissante 10 portant une plaque à circuits imprimés il et à laquelle un panneau avant 12 est réuni notamment par l'entremise d'une pièce de renfort 13. La platine coulissante porte aussi au moins un connecteur enfichable 14 et la plaque 11, un connecteur enfichable 15. La platine pivotante 4, écartée de la platine fixe 3 par un mouvement de pivotement selon la flèche 8, est destinée à recevoir entre les glissières 5 et 6 la platine coulissante 10 à laquelle est assujeti le panneau 12 pourvu d'une poignée 16. La platine coulissante 10 est ainsi poussée complètement, jusqu'à ce que le connecteur enfichable 15 s'engage dans le socle 7, l'effort étant dosé en fonction de la résistance rencontrée et ne risquant pas d'endommager gravement le connecteur, en cas de défaut d'alignenent par exemple. Ensuite, toujours à l'aide de la poignée 16 du panneau 12, un effort est appliqué sur la platine coulissante 10 et sur la platine pivotante 4 dont elle est solidaire, dans le sens inverse de la flèche -8. L'ensemble vient se plaquer contre la platine fixe 3 et le connecteur enfichable 14 s'engage dans le socle correspondant 9. L'èffort sera dosé en raison de la résistance rencontrée. Il peut,sans inconvénient,Otre notablement plus important que le précédent si la résistance à l'insertion est élevée et si la technologie du connecteur le demande. Sans entrer plus avant dans les détails, on voit déjè que, du point de vue mécanique, l'accouplexent de ltorgane de la Figure 2 à la structure de la Figure 1 s'accomplit en deux temps nettement séparés. Au cours du premier temps, le connecteur 15 peut être inséré dans son socle 7 dans des conditions qui lui sont propres et conviennent à ce connecteur. Au cours du second temps, le connecteur 14 est inséré à son tour dans son socle 9, également dans des conditions qui lui sont propres et conviennent à ce type de connecteur. L'invention rend indépendantes les opérations d'insertion des deux connecteurs, ce qui évite un risque de détérioration de l'un du fait des carac- téristiques de l'autre. En même temps, l'accouplement mécanique est rendu particulièrement rigide, car la platine coulissante ne peut plus glisser en arrière. De plus, il est loisible à l'opérateur d'insérer le connecteur 15 dans son socle 7 et d'en rester là, ou, après accouplement complet, de faire accomplir à la platine pivotante et à la platine coulissante qu'elle porte un ou- vement selon la flèche 8, pour séparer le connecteur 14 de son socle 9, sans séparer le connecteur 15 de son socle 7.Cela laisse l'organe de la Figure 2 partiellement connecté et peut être utile, par exemple pour des opérations de maintenance ou d'essais. On voit également que le socle de connecteur 7 est situé du côté opposé au panneau avant 12. Le câblage non représenté,qui relie ce socle à d'autres semblables et à des appareils extérieurs ,est donc assez éloigné de la face avant de l'équipement pour ne pas risquer d'être victime d'une fausse manoeuvre quelconque, mame lorsque l'organe de la Figure 2 n'est pas inséré. Par contre, le socle de connecteur 9 est, lui, au voisinage de la face avant. Il sera donc aisé d'accéderau criblage non représenté de ce connecteur. Toute- fois, ce câblage est éloigné de celui du connecteur 7, ce qui évite toute influence éventuellement perturbatrice. Le système de l'invention répond donc bien aux exigences mises en évidence précédemment, en se référant, à titre d'exemple, au cas d'un système d'automatisation. On considérera maintenant dans de plus amples détails le mode de réalisation proposé par les Figures 1 et 2. Sur la Figure 1, les montants 1 et 2 auxquels la platine fixe 5 est fixée par des vis 17a à 17d illustrent un mode de fixation parmi d'autres. Des traverses auraient pu Store utilisées à leur place, coiffant, par exemple, les quatre angles de la platine fixe 3. En fait, des structures semblables à celles de la Figure 1 sont disposées cate à côte à intervalles suffisants pour permettre sans heurt l'introduction des organes amovibles et leur mouvement de pivotement. Le montage de la platine pivotante 4 sur la platine fixe 3 est effectué à l'aide d'équerres fixes 18 et 19 et d'équerres mobiles dont on ne voit que l'équerre 20. Ces équerres sont porches de trous tels que 21 qui reçoivent un axe non représenté et tous moyens appropriés pour constituer un support permettant le pivotement aisé de la platine 4 Le mouvemen-t de pivote- ment de la platine 4 peut autre limité de plusieurs manières. On a illustré à cet effet deux butoirs 22a, 22b, fixés aux bords supérieur et inférieur de la platine 3 et dont les extrémités telles que 23 sont repliées en oroehet. Lorsqu'elle est montée sur ces pivots 18, 19, 20, la platine 4 est introduite entre les butoirs 22a, 22b. Son mouvement de pivotement,selon la flèche 8, est ainsi limité pour éviter qu'elle n'aille heurter l'élément de structure sem- blable placé à sa droite et pour faciliter aussi l'introduction de la platine coulissante. Sur la Ligure 1, on n'a représenté qu'un socle de connecteur avant 9. Une échancrure 25 est prévue pour recevoir un deuxi#me connecteur semblable. - Entre eux, une fente 26 est également utilisée pour limiter le mouvement de pivotement, comme on le verra par la suite Enfin, toujours à propos de la platine fixe 3 la large échancrure 27 est là pour faciliter le câblage da connecteur 7 de la platine pivotante. La platine pivotante 4 est une plaque terminée par une aile à angle droit 28 qui porte les équerres telles que 20 et le socle de connecteur 7. Ces deux platines sont pleines et faites en métal. Bulles pourraient cependant titre plus ou moins évidées et faites d'un autre matériau. On nta pas représenté les modes de fixation des séquerres, butoirs, glissières, connecteurs; ils sont bien connus dans la technique. Les dimensions réciproques de la platine fixe et de la platine pivotante ne sont pas critiques. Il faut seulement que la platine pivotante soit assez courte pour ne pas venir sur le connecteur 9 ni sur la fente 26 et néanmoins assez longue pour soutenir fermement l'organe amovible de la Figure 2, malgré son poids relativement élevé. En se tournant maintenant -vers la ligure 2, l'organe amovible a été représenté, pour simplifier, de façon sommaire et incomplète pour tout ce qui ne concerne pas l'invention. Cet organe que l'on appelle communément tiroir, comprend la platine coulissante 10, portant une plaque à circuits imprimés 11, par l'intermédiaire d'entretoises 29, 30, 31. D'autres entretoises 32, 33, 34, 35 prolongent les précédentes et sont prévues pour le montage d'un panneau métallique couvrant la plaque 11 et les connecteurs tels que 14,- c'est à dire pratiquement de même surface que la platine 10. Un tel arrangement protège a tous égards la plaque Il et les circuits qu'elle porte, tout en permettant la circulation de l'air le long de ses deux faces. La platine coulissante 10 s' engage dans les glissières de la platine pivotante par des arêtes 36 et 37 dont la longueur est suffisante pour que le connecteur enfichable 15 s'insère dans le socle 7. Ces arêtes se terminent par des épaulements 38 et 39 jouant le roule de butées. Le connecteur 14 est monté sur la platine coulissante 10 par tout moyen approprié, en vue de son insertion dans le socle 9. La platine 10 est,à cet effet,percée d'une ouverture rectangulaire, une autre semblable est repré- sentie en 40 pour le montage d'un deuxième connecteur. L'assemblage du panneau avant 12 et de la platine coulissante 10 fait appel au renfort 13, à la poignée 16 et à une barre 41. La barre 41 se monte par tout moyen le long de l'autre 42 de la platine 10. Le renfort 13 est pourvu d'une découpe 43 correspondant à la section de la barre 41. Il prend place an milieu de la barre, laquelle est insérée dans la découpe et se fixe à la platine 10 par des vis 44 vissées dans des trous taraudés 45. La face 46 du renfort 13 est alors dans le momie plan que la face avant de la barre 41 et que l'arSte 42 de la platine 10. Le panneau avant 12 vient, dans ce plan, se fixer par une vis 47 vissée dans le trou taraudé 48 du renfort 13 et par deux vis non représentées, traversant les perçages 49 et 50 de la narre 41, pour se visser dans les extrémités des branches de la poignée 16.On obtient ainsi un asses- blage solide du panneau 12 et surtout de la poignée 16 avec la platine 10. Le renfort 13 est doté d'une saillie 51 destinée à jouer le rible de butoir à la séparation du connecteur 9, 14. Les dimensions sont telles qu'à l'insertion du tiroir dans les glissières, compte tenu des crochets 22a; 22b, la partie chanfreinée 52 de la saillie 51 passe par la fente 26 de la platine fixe 3, porte sur l'arête terminale 53 et glisse dans le sens inverse de la flèche 8. L'insertion du tiroir tant complète, la saillie 51 est à l'extérieur de la platine 3 et limite le mouvement de la platine pivotante et du tiroir dans le sens de la flèche 8.C'est cette saillie qui soutiendra les efforts brusques résultant de la séparation du connecteur 14 de son socle 9, plutôt que les butées 22a, 22b. On n'a pas représenté sur la Figure 2, pour simplifier et parce que cela n'a pas de rapport direct avec l'intention, le cabrage imprimé de la plaque 11, les composants que porte cette plaque, le ctblage entre les circuits imprimés et les broches des connecteurs 14 et 15. Le panneau avant 12 est de meme nu, alors que son rible est de porter des indications identifiant le tiroir et sa fonction,en momie temps que divers voyants ou affichages. Enfin, il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'd titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent titre imaginées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'accouplement mécanique et électrique utilisable entre un organe amovible et une structure fixe, comprenant au moins deux glissières parallèles pour l'accouplement mécanique, un premier connecteur en deux parties solidaires l'une de ladite structure, l'autre de l'organe et disposées pour établir un premier#accouplement électrique lorsque l'accouplement mécanique au moyen des glissières est complètement -réalisé, ainsi qu'un deuxième connecteur en deux parties solidaires l'une de la structure et l'autre de l'organe, caractérisé par le fait que ladite structure fixe comporte un dispositif pivotant portant l'accouplement à gl#issières et ladite partie solidaire de la structure du premier connecteur, pour que l'organe puisse être animé d'un mouvement de pivotement lorsque l'accouplement mécanique au moyen des glissières et l'accouplement électrique au moyen du premier connecteur sont réalisés, et que les deux parties dudit deuxième connecteur sont disposées de manière à réaliser un deuxième accouplement électrique lorsque l'organe effectue un mouvement de pivotement, ce deuxième accouplement électrique étant ainsi indépendant du premier. 2. Système d'accouplement tel que défini en l et caractérisé par le fait que ledft#deuxième connecteur est disposé en un emplacement relativement éloigné de l'axe de pivotement dudit dispositif pivotant. 3. Système d'accouplement tel que défini en l et caractérisé par le fait que l'axe de pivotement du dispositif pivotant est parallèle au plan passant par lesdites glissières. 4. Système d'accouplement tel que défini en 3 et caractérisé par le fait que l'axe de pivotement est perpendiculaire aux glissières. 5. Système d'accouplement tel que défini en l et caractérisé par le fait que ledit organe amovible comprend une pièce présentant au moins une arête destinée à coopérer avec un élément de ladite structure afin de limiter ledit mouvement de pivotement.