Brevet FR2529429A1 — publié le 19831230

L'invention concerne un groupe d'appareils électriques montés l'un à c Oté de l'autre sur un profilé support commun, qui possèdent chacun un socle pourvu de barrettes à bornes et attaché de façon amovible au profilé support, socle sur lequel les composants électriques de l'appareil sont fixés par des connexions à enfichage, les composants étant eux-mêmes recouverts d'un boîtier ou capot fixé de façon anovible au socle. Les appareils électriques dont il s'agit ici peuvent comporter, par exemple, des appareils de cormnaide et de régulation pour des installations de chauffage, d'aération et de conditionnement d'air Il est cependant possible aussi de rassembler des appareils de commande, de protection et de commutation-pour des machines et des installations de surveillance en un groupe d'appa- reils comme celui dont il est question ici Un appareil d'un tel groupe est constitué habituellement d'un module enfichable et -du - socle Le module est formé par le boîtier, dans lequel sont logés les composants électriques et l'une des deux parties des connexions à enfichage L'autre partie des connexions est disposée sur le socle. Il est généralement connu de fixer des socles pourvus de barrettes à bornes d'appareils électriques les uns à côté des autres sur un profilé support, de brancher les canalisations électriques venant de l'extérieur sur les barrettes à bornes à serrage, d'établir les connexions nécessaires entre les différents appareils par des fils entre les barrettes à bornes puis de mettre en place les bottiers contenant les composants par enfichage sur les socles Le câblage des appareils entre eux est une partie essentielle de ces travaux et peut demander un temps considérable Il risque en plus de comporter des erreurs, notamment parce que les socles se ressemblent tous Or des erreurs de câblage peuvent provoquer l'en- dommagement et même parfois la destruction d'appareils à la mise sous tension. L'invention vise par conséquent à permettre le montage et le branchement d'un groupe d'appareils électriques comme indiqué au début mais sans qu'il soit nécessaire de réaliser un câblage entre eux. Selon l'invention, un tel groupe d'appareils électriques est caractérisé en ce qu'un dispositif d'interconnexion à conducteurs parallèles multiple ou bus s'éten d entre les socles et les bottiers à travers une partie au moins des appareils et présente des contacts pour le raccordement avec les bornes des barrettes et/ou les composants. Plusieurs appareils juxtaposés en une rangée peuvent ainsi être connectés intérieurement entre eux sans que cela demande un travail de câblage Par exemple, il suffit de brancher le secteur sur un seul appareil: tous les autres peuvent être alimen- tés à partir de lui à travers le bus Si l'un des appareils sert à alimenter à partir de sa sortie d'autres appareils avec une tension de sécurité (tension égale ou inférieure à 42 V), le bus peut servir à distribuer cette tension sur tous les appareils nécessaires fixés sur le même profilé support. S'il faut raccorder plusieurs appareils du groupe à d'autres organes électriques extérieurs à lui, à un capteur par exemple, dont le signal doit être appliqué à différents appareils du groupe, on peut se contenter d'un branchement sur un seul appareil, les autres pouvant recevoir le signal du capteur par le bus. Le bus est de préférence une plaque à circuit imprimé double face, portant sur une face des pistes conductrices longitudinales, s'étendant dans le sens de la longueur du bus, et sur l'autre face des pistes conductrices transversales, les connexions nécessaires entre les pistes des deux faces pouvant être établies selon le principe d'un sélecteur crossbar Les pistes longitudinales mènent alors d'un appareil à l'autre, tandis que les pistes trans- versales mènent auxcontacts de raccordement des appareils. Comme le bus peut présenter les points de con- nexion entre les pistes des deux faces à différents endroits, un codage adéquat permet, selon un mode de réalisation préféré, d'assu- rer que seule une partie déterminée du bus s'adapte sur le socle cor- respondant Si les composants électriques sont disposés sur une plaque à circuit imprimé, cette plaque peut également être pourvue d'un tel codage. Selon un autre mode de réalisation préféré, les bornes des barrettes peuvent chacune comporter un élément de contact d'un seul tenant, qui établit la connexion électrique entre un fil introduit de l'extérieur, le bus et une plaque à circuit imprimé portant les composants Un tel élément de contact en une pièce per- met de réduire au minimum les résistances de contact, susceptibles de perturber le fonctionnement et, surtout si elles affectent les circuits de capteurs, de fausser les valeurs mesurées L'élément de contact est formé de préférence d'une pièce en tôle courbée et élastique Aussi parce que des ressorts de contact supplémentaires ne sont pas nécessaires dans ce cas, un tel élément représente une solution très économique et sûre. La disposition d'une barrette à bornes sur chacun des deux bords longitudinaux du socle permet de séparer convena- blement les:bornes pour la basse tension et les bornes pour la tension de sécurité Une telle séparation permet aussi de disposer les pistes prévues pour les deux tensions à une distance suffisamment grande les unes des autres sur le bus, en plaçant les pistes basse tension près d'un bord et les pistes pour la tension de sécurité près de l'autre bord longitudinal du bus. La distance ainsi établie entre les bornes et pistes basse tension d'une part et les bornes et pistes pour la ten- sion de sécurité d'autre part permet de satisfaire aux prescriptions concernant les tensions de sécurité. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un appareil électrique ouvert; la figure 2 est une coupe transversale de l'ap- pareil de la figure 1 mais à l'état fermé; la figure 3 est un détail montrant notamment l'un des éléments de contact de la figure 2 mais à plus grande échelle; - la figure 4 représente l'élément de contact de la figure 3 vu du côté branchement la figure 5 est une élévation latérale de l'élément de contact de la figure 4; et la figure 6 est une vue en plan de l'élément de contact de la figure 4. L'appareil représenté sur la figure 1 possède un boîtier 10, dans lequel une plaque à circuit imprima 12, portant des composants 11, est maintenue par une fixation à encliquetage non représentée en détail La plaque 12 présente deux encoches opposées 14, 16 pour son maintien par les ressorts à encliquetage non visi- bles fixés dans le boîtier 10 Pour que cette fixation puisse être défaite, le boîtier 10-présente des fentes 18, 20 pour l'introduc- tion d'un outil Le boîtier 10, après mise en place de la plaque à circuit imprimé 12 à l'intérieur, est destiné à être enfiché sur un socle 22 Ce dernier est fixé sur un profilé chapeau 24 sur lequel plusieurs socles peuvent être disposés les uns à côté des autres Le socle 22 porte des cliquets 26, 28 dirigés vers le bot- tier 10 et destinés, à la mise en place du boîtier, à pénétrer dans des dispositifs de verrouillage non visibles prévus dans le bol- tier 10. Entre le socle 22 et la plaque à circuit imprimé 12 est représentée une partie d'un bus 30 qui est également consti- tué par une plaque à circuit imprimé et qui porte sur l'une de ses faces des pistes conductrices 32, 34 s'étendant dans le sens de la longueur du bus Les pistes 32 sont destinées à la basse tension et les pistes 34, qui sont plus étroites, sont prévues pour la tension de sécurité La face inférieure du bus 30 porte des pistes conductrices transversales 36, 38 Les pistes 36 sont destinées à la basse tension et sont connectées aux pistes longitudinales 32 de l'autre face par des trous métallisés Les pistes 38 sont destinées à la tension de sécurité et sont également connectées par des trous métallisés aux pistes longitudinales 34 Les pistes transversales 36 pour la basse tension s'étendent jusqu'au bord du bus 30, o elles sont reliées chacune à u N contact latéral 40 formé à cet endroit par placage. Les pistes transversales 38 pour la tension de sécurité s'étendent jusqu'au bord longitudinal opposé du bus 30, o elles sont égale- ment reliées chacune à un contact latéral 42 Des découpes 44, 46 sont ménagées dans le bus 30 pour le passage des cliquets 26, 28. La découpe 46 est un trou oblong pour permettre le passage du cliquet 28 et d'un cliquet non représenté d'un appareil monté à côté de celui représenté sur le profilé chapeau 24 Les découpes 44, 46 sont suffisamment grandes pour que le bus 30 puisse être posé contre le socle 22, en passant entre des butées 48, 50 en forme de fer à cheval et entourent partiellement les cliquets 26, 28. La plaque 12 garnie de composants présente deux rangées de trous métallisés 52, 54 Les trous 52 servent de douilles pour la réception de fiches 56 disposées sur le socle 22 Les trous métallisés 54 formant l'autre rangée constituent des douilles pour des fiches 58 disposées sur l'autre côté du socle 22 Les fiches 56, 58 pénètrent dans les trous 52, 54, après mise en place du bus 30, lorsque la plaque garnie 12 est pressée jusque contre les butées 48, 50 Habituellement, la plaque imprimée garnie 12 est alors fixée dans le bottier 10. Les contacts latéraux 40, 42 sur les deux bords du bus 30 coopèrent avec des contacts à ressort disposés sur le socle 22 et dont on voit seulement, sur la figure 1, ceux désignés par 60 de la rangée arrière Les fiches 56, 58 et les contacts à ressort 60 font partie des barrettes à bornes 62, 64 disposées sur les deux bords du socle 22 La figure 1 montre des fils 66 branchés sur la barrette avant 62 Le deuxième fil 66 ' est représenté avant son introduction, pour montrer que son extrémité à été dénudée Les bornes recevant les fils 66 sont reliées aux fiches 56 et aux contacts à ressort non visibles dans la rangée avant, en vue de la connexion, d'une part, aux douilles 52 de la plaque 12, d'autre part, aux pistes conductrices longitudinales 32 du bus 30. Comme les pistes 32 sur le bus 30 s'étendent à travers tous les appareils à connecter entre eux et montés sur le même profilé chapeau 24, la tension appliquée à un appareil est transmise par les pistes 32 à tous ces appareils La tension appliquée est habituellement la tension d'alimentation du secteur Il suffit par conséquent de brancher le secteur sur les bornes d'un seul appareil pour que tous les appareils reliés entre eux par le bus soient rac- cordés au secteur Les connexions sont établies, à partir des pistes longitudinales 32, à travers les pistes transversales 36 jusqu'aux contacts latéraux 40 et aux contacts à ressort, correspondant à ceux désign 4 S par 60, sur la barrette ajant 62, ainsi qu'à travers les fichaes 56 jusqu'à la plaque à circuit imprimé 12 Comme indiqué par d'autres fils 66 " sur la figure 1, il est possible aussi de faire sortir la tension du secteur d'un appareil pour l'appliqaer à un autre appareil non relié au bus 30. Le socle 22 porte des tenons de guidage, dont celui désigné par 68 par exemple pénètre danis un trou 70 de la plaque 12 Des dispositions différenciées de quatre de ces tenons de guidage par socle permettent de réaliser un codage afin de garantir que seule la plaque à circuit imprimé garnie 12 présentant des trous dont L'em- placement correspond à celui des tenons de guidage puisse ttre mis en place sur un socle donné Une coulisse 72 sur la barrette avant 62 permet de détacher le socle 22 du profilé chapeau 24. La barrette arrière 64 et les pistes 34, 38 du bus sont aeencées comme il vient d'être décrit pour la barrette avant 62 Cependant, comme elles sont destinées auxcircuits utilisant la tension de sécurité, le nombre des pistes longitudinales 34 est plus élevé et leur espacement est plus faible. La barrette à bornes 62 à l'avant porte une pla- quette de recouvrement 74 et la barrette à bornes 64 à l'arrière porte une plaquette de recouvrement 76 Les plaquettes 74 et 76 servent à maintenir en place les éléments de contact non visibles disposés dans les barrettes 62 et 64. L'appareil représenté en coupe transversale sur la figure 2 correspond pour l'essentiel à celui de la figure 1, sauf qu'il comporte en plus une deuxième plaque à circuit imprimé 78, également garnie de composants, qui est reliée par des entretoises 80 à la plaque 12- La figure 2 montre aussi la fixation à encliquetage 82 disposée dans le bottier 10 et coopérant avec le cliquet 26 Les autres références de la figure 2 désignent des éléments déjà décrits pour la figure 1. La figure 3 représente la barrette à bornes 62 et les éléments environnants à plus grande échelle que sur la figure 2 Le tenon de guidage 68 ' correspond à celui portant la même référence sur les figures 1 et 2 La figure 3 montre clairement com- ment la fiche 56 traverse le trou métallisé 52 de la plaque 12 La fiche 56 est plate et est représentée sur chant sur la figure 3. Celle-ci montre en plus comment l'une des pistes longitudinales 32 du bus 30 est reliée par un trou métallisé 84 à l'une des pistes transversales 36 La piste 30 se termine au bord du bus par un con- tact latéral 40 qui coopère avec un contact à ressort 60 ', lequel correspond aux contacts à ressort désignés par 60 sur la figure 1 et faisant partir de la barrette arrière 64. Le fil de raccordement 66 est maintenu et empêché d'être extrait de la barrette 62 par un contact de serrage 88 agissant sur l'extrémité dénudée 86 du fil Sous le contact 88 se trouve une enclume 90 qui fait saillie vers le haut à partir du socle 22 et qui est destinée à empêcher le fléchissement du con- tact de serrage 88 au-delà de sa limite élastique, lorsque le fil 66 doit être détaché par l'introduction dans la borne d'un outil non. représenté, à travers une ouverture 92 prévue à cet effet dans la plaquette de recouvrement 74 et présentant une entrée 94 s'évasant vers le haat. La fiche 56, le contact à ressort 60 ' et le con- tact de serrage 88 sont formés par les extrémités d'une pièce d'un matériau en feuille élastique, formant un élément de contact 96. Du côté du contact 88, cet élément présente un deuxième contact de serrage 88 ', dont la position indique qu'il n'est pas utilisé dans cet exemple. Les figures 4, 5 et 6 sonttrois vues de l'élément de contact 96 La figure 4 montre que la fiche 56 présente au milieu une fente 93, laquelle est destinée à conférer de l'élasticité à la fiche et à permettre sont introduction dans le trou métallisé 52 de la plaque à circuit imprimé 12 Au-dessus d'un épaulement 100, la fiche 56 présente des deux côtés un renflement 102, 102 ' pour l'éta- blissement d'un bon contact et pour le maintien en place convenable de la fiche dans le trou 52 Chacun-des contacts de serrage 88 et 88 ' est entouré latéralement et sur le dessus par un étrier 104, 104 ' qui sert d'appui pour les fils à serrer. La figure 6 montre en plus que la partie centrale de la pi Lce en tôle, formant le fond 106, présente une découpe 108, deas laquelle pénètre l'enclume 90 représentée figure 3 Comme déjà mentionné, cette enclume sert de butée pour les contacts de serrage 88 et 88 ' et au positionnement de l'élément de contact 96 sur le socle 22. Il ressort de ce qui vient d'être décrit que l'élément de contact 96 permet d'établir simultanément une connexion *entre trois conducteurs: le fil de raccordement 66, le bus 30 et la plaque 12 Le bus 30 et l'élément de contact 96 contribuent par con- séquent à simplifier considérablement l'installation d'appareils électriques devant être reliés électriquement entre eux Il suffit d'un seul branchement du secteur pour tous les appareils fixés sur un profilé chapeau servant de profilé support Le bus 30 permet en outre de réaliser toutes le S connexions désirées entre les appa- reils, tant du c Oté basse tension que du c Oté de la tension de sécu- rité Le câblage habituellement nécessaire jusqu'à présent entre- les appareils est donc supprimé. Un appareil du type décrit se compose d'un module enfichable et du socle 22 Le module comporte le boîtier 10 et la plaque à circuit imprimé 12 garnie de composants, ou les plaques 12 et 78, fixée(s) dans le bottier. La simplification apportée lors de l'installation par le dispositif de connexion décrit permet de monter en peu de temps une installation avec tout un groupe d'appareils A l'essai des appa- reils dans la salle d'essai il est possible en plus d'utiliser des bus spécialement agencés dans ce but, afin de faciliter aussi le branchement provisoire d'un appareil. Il est encore à noter que les boîtiers 10 présentent, des deux côtés, des découpes 110, à traverslesquels le b 1 S 30 s'étend vers les appareils voisins Sur leurs bords, les bus 30 présentent également des encoches 112 prévues pour le codage et dans lesquelles pénètrent les tenons de guidage 68. REVENDICATIONS 1 Groupe d'appareils électriques montés l'un à côté de l'autre sur un profilé support ( 24) commun, qui possèdent chacun un socle ( 22) pourvu de barrettes à bornes ( 62, 64) et attaché de façon amovible au profilé support ( 24), socle sur lequel les composants électriques ( 11) de l'appareil sont fixés par des connexions à enfichage ( 52, 54, 56, 58), les composants ( 11) étant eux-mèmes recouverts d'un bottier ou capot ( 10) fixé de façon amovible au socle ( 22), caractérisé en ce qu'un dispositif d'interconnexion à conducteurs parallèles multiples ou bus ( 30) s'étend entre le socle ( 22) et le bottier ( 10) à travers une partie au moins des appareils et présente des contacts ( 40, 42) pour le raccordement avec les bornes des barrettes ( 62, 64) et/ou les compo sants ( 11). 2 Groupe d'appareils selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bus ( 30) est une plaque à circuit imprimé portant sur une face des pistes conductrices ( 32, 34) s'étendant dans le sens de la longueur du bus et sur l'autre face des pistes conductrices transversales ( 36, 38), et en ce que des connexions semblables à celles réalisées entre des barres croisées sont établies entre les pistes conductrices ( 32, 36; 34, 38) des deux faces. 3 Groupe d'appareils selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pistes longitudinales ( 32, 34) sont divisées en deux groupes, dont l'un ( 32), destiné à la basse tension, est voisin d'un des bords longitudinaux de la plaque à circuit impri- mé et dont l'autre groupe ( 34), destiné à une tension de sécurité, est voisin de l'autre bord longitudinal, et en ce que les pistes transversales ( 36, 38) s'étendent jusqu'au bord longitudinal voisin du bus ( 30), o elles sont reliées à des contacts de raccordement ( 40, 42) disposés sur le bord longitudinal considéré. 4 Groupe d'appareils selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bus ( 30) présente des encoches de codage ( 112), dans lesquelles pénètrent des tenons de guidage ( 68, 68 ') portés par le socle ( 22). Groupe d'appareils selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bornes des barrettes ( 62, 64) contiennent chacune un élément de contact ( 96) d'un seul tenant, lequel forme un contact à ressort ( 60, 60 ') pressé contre un contact de raccordement ( 40, 42) du bus ( 30), un contact sous forme d'une fiche ( 56, 58) coopérant avec un contact de raccordement ( 52, 54) d'une plaque à circuit imprimé ( 12) por- tant les composants ( 11), ainsi qu'ai moins un contact de serrage ( 88, 88 ') pour la fixation par serrage d'un fil de raccordement ( 66, 86). 6 Groupe d'appareils selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de contact ( 96) est formé d'une pièce de tale courbée et élastique, le contact à ressort ( 60, 60 ') étant courbé à peu près en V et la fiche ( 56, 58) étant formée par une partie en forme de lame coudée à angle droit par rapport à une sur- face de base ( 106) et présentant une fente ( 98). 7 Groupe d'appareils selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface de base ( 106) de l'élément de con- tact ( 96) présente une découpe ( 108), laquelle est traversée par une enclume ( 90) d'un seultenant avec le socle ( 22) et servant au posi- tionnement de l'élément de contact ( 96) et de butée pour les contacts de serrage élastiques ( 88, 88 '). 8 Groupes d'appareils selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les contacts de raccor- dement ( 52, 54) de la plaque à circuit imprimé ( 12) portant les com- posants ( 11) sont des trous métallisés. 9 Groupe d'appareilsselon la revendication 4 et l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la plaque à circuit imprimé ( 12) portant les composants ( 11) présente des trous ( 70, 70 ') servant à des fins de codage et dans lesquels pénètrent des tenons de guidage ( 68, 68 ') solidaires du socle ( 22). Groupe d'appareils selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une barrette à bornes ( 62, 64) est disposée sur chacun des deux bords longitudinaux du socle ( 22). il 11 Groupe d'appareils selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bus ( 30) est pose directement contre le socle ( 22) et est pourvu d'évidements ( 44, 46) pour le passage d'éléments ( 26, 28) servant à la fixation du bottier ( 10).