Brevet FR2482819A1 — publié le 19811120

La présente invention concerne des mécanismes de serrage et plus particulièrement de tels mécanismes destinés à fixer des pièces en bon contact thermique. Il existe de très nombreux dispositifs de serrage destinés à fixer des plaquettes à circuits imprimés en bon contact thermique avec des parois froides. Il est de pratique courante de prévoir des parois froides dans des paires d'encoches opposées desquelles sont insérées des plaquettes respectives à circuits imprimés. Les plaquettes supportent un réseau de bandes conductrices de la chaleur, qu'on appellera ci-après "échelle", dont les éléments transversaux sont à proximité de composants électriques répartis sur la plaquette et dont les éléments latéraux se trouvent sur les surfaces marginales de cette dernière.Il est prévu un mécanisme qui, lorsque la plaquette est insérée dans ses encoches opposées, sert à la solliciter de manière qu'au moins l'un des éléments latéraux de l'échelle conductrice de la chaleur établisse un bon contact thermique avec la paroi froide. Les mécanismes utilisés dans ce but comportaient des tampons élastiques adhérant aux surfaces marginales de la plaquette. D'autres mécanismes comprennent un dispositif comportant des organes ayant des surfaces de coincement. bout à bout, fixées à une surface marginale de la plaquette. Un mécanisme à vis est utilisé dans le dispositif pour entraîner les organes de façon que, par suite d'un glissement entre les surfaces de coincement, les organes exercent une pression latérale, les éléments latéraux de l'échelle conductrice de la chaleur étant poussés au contact de la paroi froide. Les tampons presseurs sont des organes relativement faibles et le contact entre les éléments latéraux de l'échelle et les parois froides n'est assuré que par un contact ponctuel généralement peu fréquent ; la plaquette est légèrement déformée et un contact intime entre l'échelle thermique et la paroi froide n'est donc pas assuré De plus, les tampons ne sont pas considérés comme appropriés pour constituer le seul moyen de retenue d'une plaquette lorsque celle-ci est soumise à des chocs ou des vibrations. Malgré ce qui précède, les tampons presseurs sont raisonnablement satisfaisants lorsque la puissance à dissiper n'est pas trop grande, mais la tendance est à l'utilisation de plaquettes de plus en plus grandes supportant de beaucoup plus nombreux composants électroniques. En conséquence, la puissance à dissiper est fortement accrue si les composants doivent être maintenus dans leur plage de températures en fonctionnement. Les tampons presseurs élastiques ne peuvent pas assurer la plus forte dissipation de chaleur nécessaire. Une augmentation de la pression élastique exercée par les tampons peut améliorer quelque peu le pouvoir de dissipation de chaleur, mais la plus grande friction entre la paroi froide et l'échelle thermique rend alors difficile l'extraction de la plaquette. Les dispositifs comportant des organes de coincement (généralement au nombre de trois), utilisent une tige filetée passant à travers des orifices longitudinaux généralement alignés ménagés dans les organes. La force exercée par le filetage de la tige provoque un déplacement latéral relatif entre les organes de coincement et par suite la plaquette est poussée au contact de la paroi froide. Un petit nombre d'organes ne peut pas assurer une répartition uniforme de la pression et l'actionnement au moyen d'une vis impose une limitation du couple pour éviter tout dommage. La présente invention a pour objet un mécanisme de serrage, qui convient pour fixer des éléments en bon contact électrique et qui surmonte les difficultés susmentionnées. Selon l'invention, un mécanisme de serrage d'un élément allongé s'étendant entre deux parois planes parallèles opposées comprend un dispositif monté sur une première surface principale de l'élément allongé et comportant une pile d'organes. coulissants dans une enceinte longeant une région de la première surface principale r les organes coulissants étant disposés en séries et décalés les uns par rapport aux autres, et un dispositif manuel d'actionnement relié à l'élément allongé et susceptible d'exercer des forces égales et opposées sur les organes coulissants extrêmes de la pile pour provoquer entre lesdits organes un mouvement coulissant qui, en étant limité par la largeur de l'enceinte, exerce une#force répartie le long de la région de la première surface principale de l'élément allongé de façon à pousser une seconde surface principale de ce dernier au contact de l'une des parois opposées et une paroi de l'enceinte au contact de l'autre paroi opposée. De préférence, l'enceinte comprend un élément externe profilé en U et un élément interne profilé en U qui est sensiblement contenu entièrement dans l'élément externe et orienté en sens oppose par rapport à ce dernier de façon que les deux éléments profilés délimitent un espace sensiblement fermé dont la profondeur est supérieure à la largeur et dont la largeur est sensiblement égale à la dimension, dans une direction correspondante, des organes coulissants. De préférence, ledit élément externe profilé en U présente une boutonnière s'étendant le long de son âme et à travers laquelle certains des organes coulissants sont en contact avec la première surface principale de l'élément allongé et d'autres organes coulissants sont en contact avec la surface interne de l'âme de l'élément interne profilé en U. De préférence, les organes coulissants sont maintenus en position décalée par une cage. Ces organes peuvent être des sphères, auquel cas la cage se compose avantageusement d'un élément héli coïdal. En variante, les organes coulissants peuvent être constitués de cylindres, auquel cas la cage se compose d'un élément en zigzag. De préférence, ledit dispositif manuel d'actionnement comprend un organe actionné à la main et deux butées qui peuvent venir au contact des deux organes coulissants extrêmes #espectivement, une butée étant associée à l'élément externe pro olé en U et l'autre butée à l'élément interne profilé en U, l'une des butées étant mobile par rapport à l'autre de façon que la manoeuvre de l'élément actionné à la main déplace la butée mobile en mettant les deux organes coulissants extrêmes respectivrkment en contact avec les deux butées. -De préférence, il est prévu un moyen permettant d'ajuster la position de la butée mobile par rapport à l'élément profilé en U qui lui est associé ; de façon à pouvoir dnterminer à l'avance la force exercée par les organes coulissants lorsque l'élément manuel est actionné. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément externe profilé en U est associé à la butée mobile et peut coulisser longitudinalement par rapport à l'élément interne profilé en U, ladite butée mobile occupant une position éloignée de l'élément manuel et la manoeuvre de ce dernier provoque le coulissement longitudinal de Itélément externe profilé en U par rapport à l'élément interne profilé en U, de façon à obliger la butée ,mobile à exercer une pression sur l'organe coulissant qui est éloigné de l'élément manuel. De préférence, dans la forme de réalisation décrite plus haut, l'élément manuel est un levier articulé sur une surface marginale de llélément allongé et en contact avec l'élément externe profilé en U. Il est également prévu de préférence un moyen permettant de bloquer l'élément manuel pour l'empêcher d'effectuer un mouvement contraire sous l'effet de forces clastiques s'exerçant par suite de la souplesse du mécanisme en cas de déplacement relatif des organes coulissants. Le moyen de blocage de ltélément manuel comprend convena blement un verrou relié de façon coulissante à l'élément allongé, à ladite surface marginale, et mobile à l'encontre de l'action d'un ressort entre une position dans laquelle une saillie du verrou vient en prise avec une saillie de l'élément manuel, et une position dans laquelle ce dernier est libéré du verrou. De préférence, l'élément manuel comporte une saillie qui peut extraire l'élément allongé de la position qu'il occupe entre les parois parallèles opposées. Dans une application particulière de l'invention, les parois parallèles opposées sont des nervures d'une paroi froide formant une face d'un échangeur de chaleur, l'élément allongé est une partie marginale d'une plaquette à circuits imprimés portant une bande conductrice de la chaleur qui évacue de la plaquette la chaleur engendrée par ses composants électriques et qui, lorsque le dispositif d'actionnement est manoeuvré, est en contact intime avec une nervure de la paroi froide. En utilisant des organes coulissants, en particulier des billes, qui sont peu coûteux et présentent de bonnes propriétés mécaniques, aux fins de l'invention, il est possible d'utiliser un grand nombre, par exemple quarante, d'organes coulissants individuels. Etant donné que le bras de levier est en rapport avec le nombre des organes coulissants utilisés, la force disponible pour assurer un contact superficiel intime entre les éléments conducteurs de la chaleur et la paroi froide est relativement grande. En conséquence, il est donc possible d'utiliser un levier articulé, ce qui ne pouvait pas être le cas dans les mécanismes antérieurs utilisant par exemple trois organes de coincement. Dans ces derniers mécanismes, à cause du bras de levier relativement faible, il faut utiliser un élément fileté,comme on l'a déjà mentionné.Un tel agencement est peu commode à utiliser, peut être la cause de dommages et ne donne aucun avertissement lorsqu'une plaquette n'est pas en bon contact thermique avec la paroi froide si, par inadvertance, l'élément fileté n'a pas été manoeuvré. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation et en ar rachement d'une partie d'un coffret destiné à contenir des plaquettes à circuits imprimés la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1 la figure 3 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1 la figure s est une coupe brisée suivant la ligne C-C de la figure 2 la figure 5 est une coupe suivant la ligne D-D de la figure 1 la figure 6 est une vue en élévation d'une plaquette à circuits imprimés équipée selon la présente invent ion la figure 7 est une vue en bout de la plaquette de la figure 6 la figure 8 est une vue en plan de la plaquette de la figure 6 ; et la figure 9 est une vue en arrachement d'une partie de la plaquette de la figure 6. En se référant aux figures 1 à 4, les plaquettes 15 à circuits imprimés sont disposées dans le coffret à d stance les unes des autres et parallèlement. Les parties marginales latérales de chaque plaquette sont situées dans des guides ayant la forme d'encoches 13 délimitées par des paires de nervures adjacentes lia formées sur les parois latérales opposées 11 du coffret, lesdites parois latérales nervurées constituant les parois froides destinées à dissiper la chaleur engendrée sur les plaquettes en cours de fonctionnement.Ainsi, les parois 11 peuvent être creuses pour permettre la circulation d'un réfrigérant liquide ou gazeux ou peuvent être munies d'ailettes, si on le désire A la base de chaque plaquette 15 est disposé un connecteur électrique 93 qui coopère avec un autre connecteur non représenté) situé à la base (non représentée) du coffret. Maintenant, en examinant aussi la figure 6, chaque plaquette 15 présente une échelle conductrice de la chaleur 17, dont les éléments transversaux 17a se trouvent à proximité de composants électroniques 19 montés sur la plaquette et dont les éléments latéraux 17b sont des bandes longeant des marges latérales 21 d'une surface principale 23 de la plaquette. A l'opposé de chaque marge supportant un élément latéral 17b, il est prévu un dispositif 25 qui est relié à la plaquette 15 et longe une marge correspondante 27 de la surface principale opposée 29 de la plaquette. Ce dispositif comprend plusieurs billes classiques de roulement 35 dans un espace 51 sensiblement fermé dont la largeur w est sensiblement égale au diamètre des billes et dont la profondeur d est supérieure à la largeur w, les billes étant maintenues successivement en position décalée et obliquement en contact les unes avec les autres par un fil métallique hélicoïdal 37 qui s'étend le long de l'espace 51. Ledit espace 51 est délimité par des éléments 31 et 33 profilés en U et orientés en sens opposé, le profilé interne 33 étant contenu sensiblement en totalité dans le. profilé externe 31. Le profilé externe 31 présente une boutonnière 47 qui s'étend le long de son âme 49. Cette boutonnière est recouverte par la surface 29 de la plaquette correspondante 15 et plus particulièrement par une bande métallique 61 fixée à la marge 27 de la surface 29. Une bille 35 sur deux est en contact avec la bande 61 et les autres billes sont en contact avec la surface interne de l'âme 63 du profilé interne 33. L'âme 49 du profilé externe 31 et un appendice 33a à l'extrémité supérieure du profilé interne 33 sont reliés à l'extrémité supérieure de la plaquette 15 par un rivet 53a. L'âme 49 du profilé externe 31 est également reliée à l'extrémité inférieure de la plaquette 15 par un second rivet 53b. Les rivets traversent des boutonnières 55a, 55b respectivement de l'âme 49 du profilé externe 31 de façon à permettre des mouvements longitudinaux coulissants du profilé externe par rapport au profilé interne 33 et à la plaquette 15. Les extrémités supérieures des ailes 57a, 57b du profilé externe 31 présentent d'autres boutonnières 59a, 59b. Des blocs inférieur et supérieur 60a, 60b sont fixés au profilé externe 31 respectivement au-dessous et au-dessus des boutonnières 59a et 59b. Chaque dispositif 25 composte en outre un élément manuel d'actionnement comprenant un levier 45 articulé en 65 sur la marge supérieure du panneau associé 15. Le levier 45 a généralement la forme d'un profilé 69 en U dont les ailes forment une fourche à une extrémité. Le profilé 69 est à cheval sur l'extrémité supérieure de la plaquette 15. Une branche 71a de la fourche du levier pénètre dans les boutonnières 59a, 59b du profilé externe 31. L'autre branche 71b de la fourche du levier occupe une'posi- tion telle que, lorsque la plaquette 15 est entièrement introduite dans le guide, la branche 71b se trouve à proximité de la surface supérieure de la nervure adjacente Ila de guidage de la plaquette de sorte qu'en faisant tourner le levier 45 (dextrorsum en observant la figure 1) r la branche 71b peut etre mise en contact avec la surface supérieure de la nervure adjacente de guidage de la plaquette puis, en poursuivant la rotation, la plaquette peut être partiellement extraite de son encoche 13 et son connecteur 93 peut être déconnecté. En se référant en particulier aux figures 1 et 3, l'extrémité du levier 45, qui est éloignée des branches 71a, 71b de la fourche, présente une saillie 73. Un autre profilé 75 en U , qui sert de verrou au levier 45, est monté coulissant sur le bord supérieur de la plaquette 15. La marge supérieure de la plaquette présente une boutonnière 77 et le profilé 75, qui chevauche le bord de la plaquette, est relié à cette dernière par une goupille transversale 79 qui traverse la boutonnière 77. Un ressort 78, intercalé entre la goupille 79 et la paroi extrême de la boutonnière 77, sollicite le profilé 75 en direction du levier 45. En se référant maintenant plus particulièrement à la figure 2, une butée mobile 39 associée au profilé externe 31 est formée par la surface extrême d'un élément fileté 81. Ce dernier présente une tête 83 qui est vissée dans un élément taraudé 85. Ce dernier est fixé au profilé externe 31. Comme on le voit en particulier sur la figure 2, le profilé interne 33 présente à son extrémité inférieure une patte 87 repliée vers l'intérieur. La patte 87 est percée d'un orifice dans lequel pénètre l'élément 81. Un ressort 89 est comprimé entre des rondelles 91a, 91b qui butent contre la patte 87 et contre la surface supérieure de ltélément 85, respectivement. Pour assurer le serrage du dispositif 25, on fait pivoter le levier 45 (dextrorsum en observant la figure 1) pour le mettre dans la position représentée sur la figure 1. Pendant ce mouvement, la branche 71a de la fourche de levier 45 pénètre dans les boutonnières 59a, 59b pour venir au contact du bloc supérieur 60b et pousser ainsi le profilé externe 31 de bas en haut par rapport au profilé interne 33 et à la plaquette 15. Le mouvement ascendant résultant de la butée mobile 39 qui est associée au profilé externe 31, la met en contact avec la bille inférieure extrême 35,en exerçant une poussée sur elle. Cette poussée est transmise jusqu'à la bille extrême supérieure et est soumise à la réaction de la butée fixe -41 qui est associée au profilé interne 33. La poursuite du pivotement provoque un glissement latéral entre les billes décalées, en exerçant ainsi des forces en direction de la bande 61 et de la surface interne de 11 âme du profilé interne 33. Etant donné que le dispositif 25 est maintenu dans les limites de la largeur de l'encoche 13, l'élément latéral 17b de l'échelle sur la marge latérale 21 de la plaquette 15 est poussé en contact intime avec la paroi froide 11 qui lui fait face. Lorsque le levier 45 occupe la position représentée sur la figure 1, la force latérale agissant sur la bande 61 est relativement grande et, grâce au dispositif, est répartie de manière sensiblement régulière le long de la bande 61.Cette force peut être modifiée en ajustant la position de la tête 83 dans l'élément taraudé 85, c'est-à-dire en modifiant la position de la butée mobile 39 par rapport au profilé externe. Le mouvement coulissant relatif entre les billes alternées peut se produire principalement grâce à l'élas- ticité du profilé interne 33. Lorsque le verrou 75 est dégagé, la détente du profilé interne 33, qui était déformé élastiquement, tend à déplacer les billes vers l'intérieur et donc vers le bas, en exerçant une force de haut en bas sur la butée mobile 39. En outre, le ressort 89 sert aussi à solliciter le profilé externe et, par suite, la butée 39 vers le bas. Ce mouvement est transmis au levier 45, de sorte que ce dernier est amorcé pour effectuer un mouvement rotatif en sens contraire, comme représenté sur la figure 1. Cependant, la friction peut empêcher ce mouvement et, dans ce cas, il peut être -néces- saire de compléter l'action par un pivotement manuel du levier 45 pour assurer la contraction du mécanisme de serrage. Pendant ce pivotement par une force musculaire du levier 45, la branche 71a de la fourche du levier 45 est déplacée vers le bas dans les boutonnières 59a, 59b, entre en contact avec le bloc inférieur 60a et pousse ainsi le profilé externe 31 de haut en bas par rapport au profilé interne 33 et à la plaquette 15. Ce mouvement peut être favorisé par le ressort 89. Le mouvement descendant résultant de l'élément 81 libère les billes de leur position, en permettant ainsi d'extraire aisément la plaquette 15 de son guide et de la réintroduire dans ce dernier Comme indiqué plus, l'extraction de la plaquette du guide est encore facilitée par la branche 71b de la fourche qui est en contact avec la surface supérieure de la nervure adjacente de guidage de la plaquette. Selon une caractéristique de cette forme de réalisation, la position du levier 45 sert à indiquer si le mécanisme de serrage est engage etest-à-dire S'il existe un bon contact de transmission de chaleur entre les éléments latéraux 17b de l'échelle thermique et les parois froides associées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées auxmécanismes décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mécanisine de serrage d'un élément allongé 15) s'étendant entre deux parois parallèles sensiblement planes et opposées (11a), mécanisme caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (25) monté sur une première surface principale (29) de l'élément allongé et comprenant une pile d'organes coulissants (35) dans une enceinte (51) longeant une région (27) de la première surface principale (29), les organes coulissants étant maintenus successivement en position décalée les uns par rapport aux autres ; et un dispositif manuel d'actionnement relié à l'élément allongé et pouvant engendrer des forces égales et opposées sur les organes coulissants- extrêmes (35) de la pile pour provoquer entre ces derniers un mouvement coulissant qui, en étant limité à la largeur de l'enceinte (51 > , crée une force répartie le long de la région de la première surface principale de 1 'élément allongé servant à pousser une seconde surface principale (21) de l'élément allongé au contact de l'une des parois opposées et une paroi (63) de l'enceinte (51) au contact de l'autre paroi opposée. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caraoté- risé en ce que l'enceinte comprend un profilé externe en U (31) et un profile interne en U (33) qui est pratsiquement contenu entièrement dans le profilé externe et dirigé en sens opposé par rapport à ce dernier, de sorte que les deux profilés délimitent un espace sensiblement fermé dont la profondeur (d) est supérieure à sa largeur (w) et dont cette largeur est sensiblement égale à la dimension, dans une direction correspondante, des organes coulissants (35). 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profilé externe présente une boutonnière (47) qui s'étend le long de son âme (49) et à travers laquelle certains des organes coulissants (35) entrent en contact avec la première surface principale de l'élément allongé, d'autres organes coulissants étant en contact avec la surface interne de l'âme (63) du profilé interne (33). 4. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes coulissants sont maintenus à l'état décalé par une cage (37). 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'élément manuel d'actionnement comprend un organe manuel et deux butées (39, 41) qui peuvent entrer en contact avec les deux organes coulissants extrêmes respectivement, une butée (39) étant associée au profilé externe (31) et l'autre butée (41) étant associée au profilé interne (33), l'une des butées étant mobile par rapport à l'autre de sorte que la manoeuvre de l'élément manuel (45) a pour effet de déplacer la butée mobile (39), ce qui provoque un contact entre les deux butées et les deux organes coulissants extrêmes respectifs (35). 6. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen destiné àajuster la position de la butée mobile (39) par rapport au profilé associé (31), ce qui permet de déterminer à l'avance la force exercée par les organes coulissants (35) lorsque l'élément manuel est actionné. 7. Mécanisme selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le profilé externe (31) est associé à la butée mobile (39) et peut coulisser longitudinalement par rapport au profilé interne, ladite butée mobile (39) se trouvant à une position éloignée de l'élément manuel (45), et en ce que l'actionnement dudit élément manuel fait coulisser longitudinalement le profilé externe (31) par rapport au profilé interne (33) de manière que la butee mobile (39) exerce une pression sur l'organe coulissant qui est éloigné de l'élément manuel. 8. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'élément manuel est un levier (45) articulé sur une surface marginale de l'élément allongé et en contact avec le profilé externe. 9. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 5 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen destiné à bloquer l'élément manuel pour l'empêcher d'effectuer un mouvement en sens contraire sous l'effet de forces élastiques résultant de la souplesse du mécanisme en cas de déplacement relatif des organes coulissants. 10. Mécanisme selon la revendication 9, carac térisé en ce que ledit moyen de blocage de l'élément manuel comprend convenablement un verrou (75) relié de façon coulissante à 1' élément allongé (15)1à ladite surface marginale,et mobile à l'encontre d'un ressort (78) entre une position dans laquelle une saillie du verrou entre en contact avec une saillie de l'élément manuel, et une position dans laquelle ce dernier est dégagé du verrou. 11. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que l'élément manuel présente une saillie (71b) qui permet d'extraire l'élé- ment allongé de sa position entre les parois parallèles et opposées. 12. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois parallèles opposées sont des nervures (lia) d'une paroi froide (11) formant une face d'un échangeur de chaleur, l'élément allongé étant une partie marginale d'une plaquette à circuits imprimes portant une bande conductrice de la chaleur (61) qui évacue de la plaquette la chaleur engendrez par des composants électriques (19) et qui, lorsque le dispositif d'actionnement est manoeuvré, est en contact intime avec une nervure de la paroi froide.