Brevet FR2535932A1 — publié le 19840511

La présente invention concerne un module universel pour équipements électroniques et, plus particulièrement, un module qui serve de conteneur pour des cartes de circuits imprimés, qui accepte les différents systèmes de raccordement de ces cartes moyennant le montage à la demande de pièces d'adaptation et qui puisse se monter dans les structures aux dimensions normalisées déjà existantes. Dans de nombreuses techniques, la construction des équipements fait de plus en plus appel à la modularité. C'est le cas, notamment, des équipements électroniques auxquels la modularité confère une grande souplesse de réalisation. Il existe sur le marché de nombreux équipements admettant une construction modulaire. Cependant s ils sont généralement conçus pour admettre la modularité par division d'une structure déjà existante - telle qu'une armoi-re, un bâti - et les modules ainsi définis dépendent de la structure dont ils dérivent, de sorte que si la construction est effectivement modulaire, elle n'est pas universellement utilisable. Or, l'intérêt d'un élément modulaire réside précisément dans sa faculté d'être un élément unitaire facile à être associé à d'autres éléments semblables mais réside également dans son caractère universel pour permettre son utilisation avec les équipements et les matériels déjà existants. En somme, un élément modulaire, pour être universel, devrait être un élément "passe-partout" et un élément "à tout faire". L'aspect "passe-partout" d'un tel élément signifie que sa conception tienne compte de l'environnement existant avec lequel il# doit être compatible : il en va ainsi, par exemple, de ses dimensions qui, non seu!lamet-at sont un compromis entre l'encombrement qu'il occupe, sa capacité d'hébergement en matériel et les caractéristiques mécaniques des matériaux qui le constituent, mais qu;i doivent également tenir compte des normes en vigueur régissant les équipements, les coffrets déjà existants dans lesquels il est susceptible d'être monté.Quant à l'asllect d'élément "à tout faire",il indique qu'un tel élément soit capable d'être associé à d'autres éléments semblables pour former à la demande n'importe quel type de structure ; il correspond aussi au fait que cet élément accepte de recevoir les différents systèmes de raccordement et de liaison utilisés sur le marché. C'est l'objet de l'invention de prendre en compte ces deux aspects pour réaliser un module dont le caractère universel lui permette une utilisation extensive et dont la fabrication soit simple et économique. En effet, le module de l'invention constitue une structure de base moulée d'un seul bloc, destinée à servir de contenant de petite capacité à des cartes de circuits imprimés. Il peut répondre à n importe quelle organisation d'équipement puisqu'il peut être aussi bien empilé que juxtaposé avec d'autres modules semblables. Des dispositions de moulage lui confèrent la rigidité nécessaire tout en facilitant l'économie de matière et de poids. 5es dimensions le rendent compatibles avec les équipements de matériel électronique en usage, notamment ceux qui sont à la norme généralisée de 19 pouces. Par ailleurs, le module de 1 'invention est prévu pour recevoir n'importe quel type de raccordement des cartes de circuits imprimés dont il assure le logement : pour l'adapter à tel ou tel système de raccordement, il suffit de lui adjoinre des pièces annexes qui le rendent d'emblée spéeîfique à l'utilisation envisagée. Les différents objets et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue en perspective du module faisant l'objet de l'invention - la figure 2, une vue partiellement détaillée d'une paroi latérale du module de la figure 1 la figure 3, une vue partiellement détaillée d'une paroi inférieure ou supérieure du module de la figure 1 - la figure 4, une vue en perspective illustrant la pièce d'adaptation permettant le montage des dispositifs de raccordement des cartes de circuits imprimés du module de la figure 1 - la figure 5, une vue en perspectivé d'un exemple de raccordement d'une carte de circuits imprimés - les figures 6 à 8, des vues en perspective illustrant des exemples d'utilisation possible du module de la figure 1. On va commencer la description en se reportant tout d'abord à la figure 1 qui donne une vue d'ensemble du module proposé par l'invention. On voit qu'il a une forme générale de parallélépipède constitué par quatre parois qui sont identiques deux à deux, à savoir les parois latérales 1-1' et les parois supérieure et inférieure 2-2'.Ce module forme une structure monobloc obtenue par moulage d'une matière plastique appropriée pouvant être chargée de fibre de verre pour lui conférer la rigidité voulue et le rendre pratiquement indéforable. Ses dimensions ont été déterminées en fonction de normes généralement adoptées par les constructeurs d'équi#pements - tels qu'armoires et coffrets - pour matériel électronique, ce qui permet d'y loger des cartes de circuits imprimés deedifférentes dimensions normalisées. La largeur du module a été choisie pour qu'il assure le logement de quinze cartes de circuits imprimés disposées dans des rainures au pas de 10,16 mm.Le choix de cette capacité de quinze cartes de circuits imprimés a été guidé par le désir de ne pas constituer un volume trop grand qui ne serait occupé que partiellement dans le cas des petits équipements ainsi que par la possibilité de grouper dbux modules côte à côte lorsque l'on veut utiliser une structure existante au standard 19 pouces (environ 482 mm) qui est une norme d'équipement largement répandue. Si l'un examine les parois 1-1' et 2-2', on constate qu'elles sont constituées par un (parois 1-1') ou plusieurs (parois 2-2') croisillons.. Ces croisillons ménagent des ouvertures telles que 3-3' sur les parois latérales et telles que 4-4' sur les parois supérieure et inférieure, ce qui réduit le poids du module, la quantité de matière nécessaire et facilite la circulation de leur pour assurer un bon refroidissement des composants montés sur les cartes de circuits imprimés logées dans le module. Les croisillons sont formés par des nervures profilées en "#" - telle la nervure 5 - qui rendent le démoulage du modula plus aisé et assurent un bon compromis entre la quant-ité de matière employée et la rigidité recherchée pour les parois. On remarquera que les ouvertures 4-4' sont de dimensions plus faibles que celles des ouvertures 3-3' ; ceci s'explique par le fait que les parois 2-2' sont de-stinées à recevoir les cartes de circuits imprimés, donc à supporter un poids auquel ne sont pas soumises les parois 1-1'. Sur les faces internes des croisillons constituant les parois 2-2', on trouve des rainures 6 - au nombre de quinze dans notre exemple - alignées sur chaque branche homologue des croisillons de manière à servir - de façon connue de guide aux cartes de circuits imprimés.On notera que les parvis 2-Z' ont été respectivement qualifiées de "supérie-ure" et d"'inférieure" ; or, cette appellafsian n'est justifiée que par la présentation du module faite par la figure 1, car, en effet, les parois 2-2' étant identiques, il n'y a pas de paroi spécialement destine à être supérieure ou inférieure et elles ne le deviennent qu'après mise en -position du module. Il en va de même des parois latér.ales 1-1' qui peuvent être indistinctement à droite ou à gauche selon que le module est disposé comme dans la figure 1, ou bien sens des#s:us- dessous. Cette particularité de symétrie permet de faciliter le montage et l'association de modules pour constituer les structures désirées d'équipement. Si l'on considère la paroi 2 ou 2', on constate que son épaisseur n'est pas uniforme et qu'elle présente une partie en creux 7-7' sur la quasi-totalité de sa surface. Cette partie 7-7' apparaît également sur la figure 2 qui donne une vue partielle d'une paroi latérale. Cette disposition a pour but de ménage# un espace libre entre deux modules lorsqu'ils sont placés l'un sur l'autre, cet espace libre ayant une dime-#sian. bien déterminée et suffisante pour loger un système de ventilation du type extra-plat qui existe sur le marché En se reportant aux figures 1 et 2, on voit que chaque paroi latérale comporte des empreintes hexagonales 8 dont le centre - comme l'illustre la figure 2 est pourvu d'une ouverture 9 qui traverse l'épaisseur de la paroi et débouche sur sa face interne. Ces empreintes servent au système de fixation utilisé lorsque l'on veut juxtaposer et assembler deux modules. En effet, une noix mâle taraudée est alors placée en parties égales dans les paires d'empreintes 8 homologues des deux modules à associer et, à partir de chaque face interne du module, on introduit par l'ouverture 9 une vis dans la noix mâle. Après vissage des douze vis dans les six noix mâles, on a fermement assemblé deux modules montés côte à côte. Un système de fixation semblable est prévu pour disposer deux modules l'un sur l'autre. Bien que cela n'apparaisse pas sur la figure 1, les parois 1 et 1' comportent elles aussi des empreintes hexagonales 10, comme l'illustre la figure 3, qui sont au nombre de quatre dans l'exemple de réalisation choisi. La fixation verticale de deux modules superposés se fait de la mem,e façon que la fixation latérale qui vient d'être décrit, c'est-à-dire à l'aide de noix taraudées placées dam$ ces empreintes 10 et de vis que l'on introduit dans la noix mâle par l'ouverture ll à partir de la face interne de la paroi 1-1'.On notera également la présence d'ouvertures borgnes 12 telles qu'elles apparaissent sur la figure 3 ; dans l'exemple décrit, le module dispose de huit ouvertures 12, quatre vers la face 13, quatre vers la face 14. Leur destination n'est pas limitative recevant chacune une vis autotaraudeuse, elles peuvent permettre toutes sortes de fixation, par exemple une plaque de la dimension de la paroi 1 ou 1', des moyens de filtrage de l'air de refroidissement des cartes de circuits imprimés, des dispositifs de ventilation. On va revenir à la figure 1 pour considérer les ouvertures 15 qui sont visibles sur la face avant du module. En fait, cette face est dite "avant" à cause de la disposition qu'elle occupe sur la figure car les deux faces du module sont identiques et peuvent donc être indifféremment "avant" ou l'arrière". Ces ouvertures 15 traversent l'épaisseur des joues 16 et débouchent au centre d'empreintes 17 partiellement hexagonales destinées au logement d'un écrou.Le rôle de ces ouvertures 15 est de permettre le passage de vis qui, en coopérant avec les écrous se logeant dans les empreintes 17, assurent la fixation - sur la face avant ou arrière du module de pièces annexes, d'habillages adéquats dont la simple adjonction rendent le module spécifique à l'utilisation envisagée. C'est ce que l'on va examiner maintenant à 1 ' aide des figures 4 à 8. Avec la figure 4, on voit la pièce d'adaptation 18 qui, après son montage sur le module, permet d'accepter plusieurs types de raccordement des cartes de circuits imp##més. Cette pièce d'adaptation 18 comporte des otivertures 19 qui se trouvent en face des ouvertures 15 du- m:#dule (figure 1) lorsqu'elle est placée contre la face avant ou arrière du module. On fixe la pièce 18 sur cette face au moyen de vis qui traversent ces ouvertures 19 et 15 pour se visser dans les écrous que l'on place dans les empreintes 17 (figure 1).La pièce d'adaptation 18 comporte aussi deux ensembles d'ouvertures 20 dont le nombre et le pas correspondent au nombre de cartes de circuits imprimés logées dans le module, quinze en 1 toccurrence dans l'exemple choisi, et à leur pas d'implantation. La figure 5 illustre un exemple d'utilisation de la pièce d'adaptation 18 de la figure 4. Dans le module 20, on a logé des cartes de circuits imprimés, telles que la carte 21, dont les raccordements extérieurs se font à l'aide des deux connecteurs femelles 22 et 23 qui sont du type enfichable, à broches coudées à 900. On a fixé la pièce d'adaptation 18 sur la face arrière du module, comme on l'a expliqué pour la figure 4, et sur cette pièce 18, grâce à ses ouvertures 20 (figure 4), on a montrez une carte de circuits imprimés 24 qui constitue le panneau arrière et supporte des broches de raccordement 25 prolongeant les contacts femelles des connecteurs 22 et 23 des cartes 21.Les vis servant à la fixati-on de la carte 24 du panneau arrière servent également à la fixation de supports, tels que le support 26, destinés à recevoir des connecteurs de câbles tels que le connecteur 27 de la figure. L'exemple de raccordement qui vient d'être décrit correspond à une technologie moderne d'équipement caractérisée par la souplesse d'installation due à la modularité et à la facilté d'interconnexion ; il a permis d'illustrer le rôle de la pièce d'adaptation 18. Mais il est évident que cette pièce et ses ouvertures 20 (figure 4) peuvent servir à d'autres modes de raccordement avec d'autres types de connecteurs. Si besoin est, ces ouvertures peuvent elles-mêmes servir à fixer-des éléments propres au montage de tel ou tel dispositif de raccordement des cartes 18 qui, évidemment, peuvent être équipées de connecteurs autres que les connecteurs 22 ou 23 de l'exemple de réalisation choisi. Sur les figures 6 à 8, on a représenté quelques possibilités d'utilisation du module, notamment ses possibilités d'être posé sur un support, d'être suspendu dans un -équipement ou d'être incorporé dans un coffret La figure 6 correspond à la possibilité d'être posé sur un support 28. Les deux modules 29 et 30 sont alors fixés ensemble par leurs parois 31 et 32 au moyen des vis et des noix hexagonales taraudées, comme on! l'a déjà vu auparavant lors de l'explication du rôle des empreintes hex agona les 8 des figures 1 et 2.La fixation des modules sur le support 28 peut se faire à l'aide de vis aututaraudeuses qui traversent le support et se fixent dans les ouvertures borgnes 12 (figure 3) de la base des modules. La figure 7 illustre la possibilité de suspendre lie module. Deux modules 33 et 34 sont assemblés par leurs parois latérales 35 et 36 et deux plaques d'accrochage 37 et 38 leur sont associées au moyen de vis et d'écrous qui utilisent les ouvertures 39 des plaques d'accrochage et les ouvertures If; ainsi que les empreintes hexagonales 17 visibles sur la figure 1. Les encoches 40, 41, 42, 43 sont disposées pour que la distance séparant les encoches 40-41, 42-43 de même que celle séparant les encoches 40-42, 41-43 permette le montage dans des alvéoles, bâtis, armoires ou autres structures déjà existantes. Avec la figure 8, on voit comment le module peut être incorporé dans un coffret 44 classique, répandu sur le marché, du type normalisé connu sous la dénomination "standard 19 pouces". Le module 45 - il pourrait y en avoir deux comme sur les figures 6 et 7 - est associé à un plastron, 46 au moyen de vis et d'écrous qui n'apparaissent pas sur la figure mais qui utilisent les ouvertures 15 de la figure 1 et des ouvertures correspondantes du plastron 46, Ce dernier eomporte des encoches 47 qui permettent, par une visserie ordinaire, sa fixation - donc celle du module 45 - sur le coffret 44 par l'intermédiaire des ouvertures 48 de la face avant de ce coffret. On notera que le module décrit est prévu pour recevoir des cartes de circuits imprimés de dimensions normalisées. Il est néanmoins possible d'envisager l'emploi de cartes de format réduit par l'adjonction d'un plancher intermédIaire qui n'apparaît pas sur les figures mais serait disposé, à hauteur appropriée, parallèlement aux parois 2-2' et fixé dans les parois latérales 1-1'. 11 est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent entre envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Module universel pour équipements électroniques en forme générale de parallélépipède constitué par quatre parois (1-1', 2-2') déterminant une structure monobloc obtenue par moulage d'une matière plastique appropriée et destinée au logement de cartes de circuits imprimés ledit module étant caractérisé par le fait que ses paTois (1-1' 2-2') sont identiques deux à deux et ont une structure qui détermine une surface libre (3-3', 4-4') plus importante que la surface occupée par le matériau formant les parois, celles-ci comportant des moyens semblables (8) pour loger les éléments de fixation rendant solidaires deux modules voisins juxtaposés ou su#perposés ainsi que d'autres moyens semblables (15, 17) pour loger les éléments de fixation de pièces d'adaptation dont l'adjonction rend le module spécifique à une utilisation donnée. 2. Module universel pour équipements électroniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que les parois (1-1', 2-2') sont constituées par un ou plusieurs croisillons en forme de nervures (5) profilées en "U" déterminant entre elles des espaces libres (3-3', 4-4') qui facilitent la circulation de l'air entre les cartes de circuits imprimés logées dans le, module. 3. Module universel pour équipements électroniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que les moyens (8) sont constitués par des empreintes- hexagonales présentes aussi bien sur les parois latérales, (1-1') que sur les parois servant de plancher ou de plafond (2-2'). 4. Module universel pour équipements électroniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que les moyens (15) sont des ouvertures pratiquées dans l'épaisseur de joues (16) déterminant les faces avant et arrière du module, ces ouvertures débouchant dans des empreintes (17) servant respectivement de logemerlL a un écrou. 5. Module universel pour équipements électroniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que les parois (2-2') servant de plancher ou de plafond n'ont pas une épaisseur uniforme et présentent extérieurement une partie en creux (7-7') sur la quasitotalité de leur surface, une telle disposition permettant de ménager un espace libre entre deux modules lorsqu'ils sont superposés pour y loger, entre autres, un système de ventilation. 6. Module universel pour équipements électroniques conforme aux première et quatrième revendications, caractérisé par le fait que les ouvertures (15) des joues (16) déterminent la localisation de tout ou partie des ouvertures de fixation (l9) des pièces d'adaptation (18) qui sont associées aux faces avant et/ou arrière pour que le module réponde à une utilisation spécifique.