Brevet FR2534441A1 — publié le 19840413

1, La présente invention concerne un dispositif pour le montage de composants de matériel électrique et électro- nique et a trait plus particulièrement à un support sépara- teur pour fixer de manière amovible les uns aux autres des châssis et des panneaux à circuit. Initialement, de tels supports séparateurs étaient formés de tiges métalliques pleines alésées et taraudées à chaque extrémité de façon que chaque extrémité puisse être montée sur une structure de châssis ou de panneau à circuit au moyen d'une vis traversant cette structure et pénétrant dans l'alésage du support séparateur L'utilisation de sup- ports séparateurs métalliques permettait des fixations très solides, mais laissait à désirer pour diverses raisons Ou- tre que la'pièce métallique était onéreuse, il fallait beau- coup de main-d'oeuvre pour visser la vis dans le taraudage de la tige métallique, ce qui rendait l'assemblage lent et onéreux En outre, on ne pouvait utiliser les supports sépa- rateurs dans les cas o l'on ne pouvait accéder au verso de la structure pour pouvoir insérer et faire tourner la vis. Enfin, on risquait de perdre les vis au cours du processus d'assemblage. Au début des années soixante et soixante-dix, on s'est mis à utiliser des supports séparateurs en matière plastique moulée par injection (voir, par exemple, les bre- vets US 3 688 635 et 3 777 052) qui étaient peu coûteux (vu l'absence de métal), qui étaient fabriqués d'un seul tenant (ce qui supprimait les risques de perte de composants) et qui étaient conçus pour pose par poussée et dépose par trac- tion (de sorte que le processus d'assemblage était rapide et possible qu'on ait ou non accès au dos de la structure) En outre, on pouvait si on le souhaitait réaliser le support séparateur en une matière plastique électriquement isolante, de façon à obtenir un raccordement électriquement isolant. Toutefois, le nouveau support séparateur en plastique n'était pas non plus exempt d'inconvénients. La conception des mécanismes de retenue à pose par poussée et dépose par traction reposait essentiellement sur des effets de came s'exerçant à l'encontre d'une résistance frottante ou élastique pour éviter une séparation accidentel- 2. le Néanmoins, pendant le transport ou lors de bousculades d'un assemblage réalisé avec les supports séparateurs en plastique du type à poussée-traction, ces supports en plas- tique tendaient à se déboîter tout aussi facilement qu'on les avait emboîtés En conséquence, il devint de pratique courante de leur incorporer un mécanisme de verrouillage u- tilisant un effet autre que de came pour maintenir positive- ment réunis les éléments de l'assemblage De tels mécanismes de verrouillage exigent, outre le mouvement normal de trac- tion'des composants de l'assemblage à l'opposé l'un de l'au- tre, au moins une action complémentaire de la part de la personne séparant les composants de l'assemblage Typique- ment, de tels mécanismes de verrouillage sont du type à em- boîtement élastique dans lequel un organe embo table ou de maintien se déforme au cours du processus d'assemblage, puis se trouve brusquement libre de reprendre son orientation i- nitiale On pourrait encore introduire par simple poussée le support séparateur dans la structure, mais pour le séparer ensuite de la structure, il fallait non seulement tirer les deux éléments à l'opposé l'un de l'autre, mais encore défor- mer simultanément l'organe de maintien élastique Malheureu- sement, bien que ce perfectionnement ait supprimé la tendan- ce des supports séparateurs en plastique à se déboîter acci- dentellement, de tels supports séparateurs en plastique - dotés ou non de la caractéristique de verrouillage ou d'em- boîtement élastique tendaient à casser en des points d'ef- fort critiques et, même lorsqu'ils ne cassaient pas vraiment, le plastique tendait à subir une déformation (fluage), c'- est-à-dire à perdre son élasticité, de sorte que les raccor- dements qu'il assurait étaient instables, autrement-dit, se relâchaient à la longue, sinon dès le départ, permettant des déplacements tant latéraux que verticaux de la structure par rapport au support séparateur En conséquence, il existe un besoin d'un support séparateur combinant les avantages du support séparateur métallique et de celui en plastique sans avoir les inconvénients de l'un ni de l'autre. La présente invention a pour objet de proposer un support séparateur offrant tant la résistance mécanique et la fiabilité d'un support séparateur métallique que le bon 3. marché et la facilité d'assemblage d'un support séparateur en plastique. On a maintenant trouvé qu'on peut réaliser un sup- port séparateur à la fois en métal et en matière plastique. Le support séparateur comporte un corps-en plastique de lon- gueur voulue pour assurer l'effet séparateur souhaité et un élément de retenue métallique monté d'un seul tenant sur le corps à une extrémité active de celui-ci Pour certaines ap- plications particulières, le corps en plastique a, de préfé- rence, deux extrémités actives, avec au moins un élément de retenue métallique solidarisé au corps en plastique à chacu- ne des extrémités actives de ce dernier En variante, la se- conde extrémité du corps en plastique peut être pleine et de toute forme désirée (plate, arrondie ou courbe) en vue de constituer une surface de butée Enfin, la seconde extrémité peut définir un évidement (soit taraudé pour recevoir des vis normales, soit non taraudé pour recevoir des vis auto- taraudeuses). Dans un mode de réalisation préféré, le-support séparateur est agencé pour retenir un article entre son ex- trémité active et une partie de l'élément de retenue et com- porte en outre un élément-ressort monté à -son extrémité ac- tive et ayant la configuration et les dimensions voulues pour maintenir l'article retenu contre l'élément de retenue. Le corps en plastique peut être réalisé en matière plastique électriquement isolante ou conductrice, selon ce qu'on souhaite pour telle ou telle application L'élément de retenue est, de préférence, réalisé d'une seule pièce de mé- tal élastique. Dans un mode de réalisation préféré, l'élément de retenue comporte une partie principale prenant appui dans le corps en plastique et en dépassant à une extrémité active de ce corps et une partie de retenue espacée de l'extrémité ac- tive, les parties de l'élément de retenue étant reliées l'u- ne à l'autre d'un seul tenant De préférence, la partie de retenue est reliée à la partie principale par une partie à coude de retour (de préférence élastique), les parties de l'élément de retenue étant reliées l'une à l'autre d'un seul tenant Il est particulièrement préféré que l'élément de re- 4. tenue comporte deux parties de retenue, chacune des parties de retenue étant reliée à l'une des extrémités opposées de la partie principale par une partie à coude de retour Un élément-ressort peut être monté à l'extrémité active et a- voir la configuration et les dimensions voulues pour mainte- nir l'article retenu contre la partie ou les parties de re- tenue. La partie de retenue est, de préférence, une par- tie de verrouillage, typiquement du type à emboiter élasti- quement. Divers avantages et caractéristiques de la présen- te invention ressortiront de la description détaillée faite ci-après en regard des dessins annexés sur lesquels: Fig 1 est une vue en élévation partiellement é- clatée du support séparateur de la présente invention; Fig 2 représente en élévation de face avec arra- chement le support en cours de fixation à la structure indi- quée partiellement en coupe; Fig 3 est une vue en élévation de face avec arra- chement, en coupe, semblable à la fig 2 sauf que le support est complètement fixé à la structure; Fig 4 est une vue en élévation de face d'un se- cond mode de réalisation du support séparateur fixé à la structure indiquée partiellement en coupe; Fig 5 est une vue en élévation de face d'un troi- sième mode de réalisation du support séparateur incorporé à un assemblage; Fig 6 est une vue en élévation latérale de la partie emboitable élastiquement du troisième mode de réali- sation; et Fig 7 représente en élévation la partie emboîtable élastiquement vue suivant la ligne 7-7 de la fig 5 - On se réfère maintenant en particulier à la figu- re 1, sur laquelle est représenté à titre d'exemple non li- mitatif un support séparateur, désigné dans son ensemble par et comportant un corps en plastique 12 ayant la longueur voulue pour assurer l'effet séparateur souhaité et des élé- ments de verrouillage métalliques emboitables élastiquement, désignés par la référence générale 14, montés sur le corps 12 à l'une ou l'autre extrémité. Le corps en plastique 12 est de configuration géné- rale cylindrique, bien qui'on puisse éventuellement adopter d'autres configurations Le cylindre a une longueur apprécia- ble, sa longueur exacte étant fonction de la distance de sé- paration souhaitée Le corps peut être moulé en l'un quelcon- que des plastiques d'usage courant en construction mécanique caractérisés par une haute résistance mécanique, une haute rigidité et une absence de compressibilité Selon les appli- cations particulières envisagées pour le support séparateur, on peut aussi choisir le plastique pour sa résistance à la corrosion, sa résilience et une concordance générale des coefficients de dilatation thermique du plastique formant le corps 12 et du métal formant l'élément de verrouillage 14. Des matériaux préférés comportent les polyamides, le poly- carbonate, l' acrylonitrile-butadiène-styrène, les résines acétals de type polyoxyméthylène telles que celles vendues sous la désignation de Delrin, et les polyesters thermoplas- tiques tels que ceux vendus par la General Electric sous la désignation de Valox Selon que le support séparateur doit être conducteur de l'électricité ou isolant pour une applica- tion donnée, le corps sera réalisé en conséquence en plasti- que conducteur ou isolant Eventuellement, le corps peut e- tre de diamètre relativement faible et muni, pour avoir da- vantage de résistance mécanique, de nervures orientées axia- lement et/ou de colliers à ses deux extrémités. L'élément de verrouillage 14 est composé d'une partie principale 16 qui prend appui dans le corps 12 et dé- passe à une extrémité de celui-ci et d'une partie emboitable élastiquement 18 distante de cette extrémité du corps et re- liée à la partie principale 16 par une partie à coude de re- tour 20 Les diverses parties 16, 18 et 20 de l'élément de verrouillage sont reliées les unes aux autres d'un seul te- nant, au moins la partie à coude de retour W étant élasti- que Dans l'exemple illustré, il existe deux parties embot- tables élastiquement 18, reliées chacune à l'une des extré- mités opposées de la partie principale 16 par une partie à coude de retour 20 L'élément de verrouillage 14 est de lar- geur uniforme, sous réserve de la partie emboitable élasti- 6. quement 18 qui s'amenuise légèrement pour avoir une largeur moindre à son extrémité libre La partie principale 16 a une configuration générale en U, les branches de 1 'U se rejoi- gnant de sorte que les coudes de retour 20 se touchent et que les parties emboitables élastiquement 18 reviennent vers l'anse de l'U extérieurement aux branches de l'U Les parties emboitables élastiquement 18 se terminent à une certaine distance de l'extrémité voisine du corps en plastique 12, la distance exacte entre les extrémités des parties emboitables Plastiquement 18 et la face proximale du corps 12 étant dé- terminée par l'épaisseur prévisible de la structure à fixer à l'extrémité intéressée du support séparateur L'ensemble de l'élément de verrouillage 14 est, de préférence, réalisé d'une seule pièce de métal élastique, telle que métal en feuille Il est, de préférence, en un métal ayant subi un traitement thermique tel que cuprobéryllium, acier à res- sorts, acier inoxydable, ou analogue Pour des applications particulières exigeant de la résistance à la corrosion, le métal doit être choisi pour sa résistance à la corrosion. Le tronçon de la partie principale 16 de l'élément de verrouillage qui prend appui dans le corps en plastique 12 peut être fixé dans ce dernier par l'un quelconque des moyens de fixation bien connus du technicien Par exemple, l'élément de verrouillage 14 peut être inséré dans le corps 12 par vibrations ou, quand le corps 12 présente un évidement préfaçonné, par scellement emmanchement à force (dans ce cas, les branches de la partie principale 16 de l'élément de verrouillage peuvent présenter des fourchons barbelés diri- gés vers l'extérieur), etc Eventuellement, la partie princi- pale 16 de l'élément de verrouillage peut être filetée et un taraudage peut être ménagé dans le corps en plastique 12, de façon qu'on puisse visser l'élément de verrouillage dans le corps en plastique Le mode exact de fixation de l'élément de verrouillage au corps en plastique importe peu pourvu qu'- on obtienne un raccordement solide. Bien que ce point ne soit pas essentiel quant à l'utilité du support séparateur selon la présente invention, ce support est, de préférence, muni d'un ou plusieurs élé- ments-ressorts montés sur les parties de verrouillage pour assurer l'absence de jeu désirée verticalement Ces éléments 22, 24 sont faconnés en métal en feuille élastique, semblable au métal constituant l'élément de verrouillage 14-, et présen- tent chacun un trou central 26 qui permet de les enfiler sur l'élément de verrouillage et de les maintenir entre les par- ties embo Xtables élastiquement 18 et les faces proximales du corps en plastique 12 On déterminera la grandeur et la con- figuration précises d'après l'application prévue pour le sup- port séparateur, un élément-ressort 22 relativement grand é- tant généralement prévu à l'extrémité du support séparateur destinée à être raccordée au châssis et un élément-ressort 24 plus petit étant généralement prévu à l'extrémité du sup- port séparateur destinée à être raccordée à un panneau à circuit imprimé. On se réfère maintenant en particulier à la fig. 2, qui représente le support séparateur de la fig 1 en cours de fixation, en bas, à un panneau à circuit imprimé 30 et, en haut, à un châssis 32 Bien que la fig 2 représente le- dit support séparateur en cours de fixation simultanée au panneau à circuit imprimé 30 et au châssis 32, en général on fixe le support séparateur d'abord à une extrémité et ensui- te à l'autre, typiquement au châssis d'abord Au cours de l'insertion de l'élément de verrouillage 14 dans le trou convenablement ménagé d'une structure 30, 32, les parties emboitables Plastiquement 18 fléchissent vers l'intérieur suivant les flèches en trait plein Quand la périphérie de l'élément-ressort 22, 24 est rencontrée par la structure 30, 32, l'élément-ressort fléchit vers l'extérieur (et vers la face proximale du corps en plastique) comme indiqué par les flèches en traits interrompus. On se réfère maintenant à la fig 3; dans l'état d'assemblage final qu'elle illustre, les parties emboitables élastiquement 18 ont déjà traversé les trous des structures , 32, se sont déployées élastiquement vers l'extérieur suivant les flèches en trait plein et s'étendent désormais au-delà des trous Les structures 30, 32 sont fermement maintenues entre les pointes des parties emboitables élasti- quement 18 et les pourtours des éléments-ressorts 24, 22 La monture s'adapte à des châssis et panneaux à circuit d'é- 8 25344441 paisseurs diverses attendu que les éléments-ressorts 22, 24 pressent les structures 32, 30 contre les pointes libres des parties emboltables élastiquement 18 On retire facile- ment les structures de l'assemblage final, aux fins de ré- paration ou de remplacement, en pressant vers l'intérieur les parties emboîtables élastiquement 18 et en retirant à force des structures le support séparateur. On se réfère maintenant à la fig 4, qui représen- te un support séparateur 10 ' selon un second mode de réali- sation préféré Dans cette réalisation, une face du corps en plastique 12 (l'extrémité inférieure sur la figure 4) est munie d'un élément de verrouillage 14 tel que décrit ci-des- sus, tandis que la face opposée (extrémité supérieure sur la fig 4) présente un évidement propre à recevoir une vis 40 Dans cette réalisation, il n'est pas prévu d'élément- ressort flexible 22 attendu que les éléments-ressorts ont- pour râle principal de reprendre le jeu entre une face du corps en plastique et les extrémités libres des parties em- boîtables élastiquement 18 (assurant ainsi l'assemblage sans jeu du support séparateur même avec des structures d'épais- seurs variables) et que, dans la seconde réalisation, on peut se contenter de serrer la vis 40 au degré voulu pour supprimer le jeu. On conçoit que la présente invention englobe des supports séparateurs dont le corps en plastique 12 comporte à une de ses extrémités un élément de verrouillage emboîta- ble élastiquement 14 et, à l'autre extrémité, toute configu- ration convenable en vue de l'application envisagée Dans une adaptation de la seconde réalisation, l'évidement de la- dite autre extrémité est taraudé et ainsi propre à recevoir une vis ordinaire; dans une autre adaptation de la seconde réalisation, l'évidement de la seconde extrémité n'est pas taraudé et est donc propre à recevoir une vis auto-taraudeu- se. On se réfère maintenant aux fig 5 à 7; dans une troisième réalisation 10 ", la seconde extrémité est simple- ment pleine et plate de façon à présenter une surface de bu- tée établissant un espacement entre la structure 32 contre laquelle elle bute et la structure accrochée 30 Eventuelle- 9 2534441 ment, la seconde extrémité pleine peut être courbe ou arron- die La troisième réalisation est intéressante, par exemple, dans les cas o un panneau à circuit imprimé (fixé à l'ex- trémité de l'élément de verrouillage du support séparateur) doit simplement reposer ou se trouver avec un certain espa- cement sur une structure de châssis non perforée. Dans la troisième réalisation, l'élément de ver- rouillage 14 prévu à l'extrémité active présente des par- ties emboitables élastiquement 18 ' -qui sont courbées selon l'axe longitudinal afin d'avoir davantage de rigidité. Bien que les dessins représentent à titre d'exem- ples des configurations préférées d'élément de verrouillage 14, il est clair que des éléments de verrouillage ayant d'- autres configurations seront aussi utilisables avantageuse- ment suivant la présente invention, Quand le panneau 30 est doté d'une élasticité suf- fisante, l'élément de verrouillage 14 peut être rigide et non élastique, le panneau 30 offrant l'élasticité nécessaire pour qu'on puisse y insérer les parties emboitables élasti- quement de l'élément de verrouillage. Bien que, pour décrire la structure selon la pré- sente invention, on ait parlé de "support séparateur", des structures identiques s'avèrent utiles en génie mécanique, o elles sont le plus couramment dites "écarteurs". On conçoit que, dans chaque réalisation, l'élément de retenue représenté constitue aussi un élément de verrouil- lage parce qu'il assure la fixation positive, sans effet de came, de la structure au support séparateur et exige (outre la simple séparation par poussée de la structure et du sup- port) une opération-additionnelle pour repousser les tron- çons de verrouillage et permettre de séparer la structure du support Il s'agit en outre d'un élément de verrouillage du type emboitable élastiquement attendu que le tronçon emboi- table ou de maintien se déforme au cours du processus d'as- semblage et reprend ensuite brusquement sa position initiale grâce à l'élasticité des parties à coudes de retour. En résumé, le support séparateur selon la présente invention combine la résistance mécanique et la fiabilité d'un élément de verrouillage métallique avec le bon marché 2534441 d'un corps en plastique et la facilité d'assemblage d'un é- lément à insérer par poussée en plastique Là o du plasti- que est utilisé dans le support séparateur, il est presque entièrement plein de sorte qu'il a peu tendance à casser, le fluage du plastique étant sans importance. Aux modes de réalisations préférées de l'invention décrits et illustrés en détail, le technicien pourra facile- ment apporter des modifications sans sortir du cadre de la présente invention. 11 2534441 REVENDICATIONS 1 Support séparateur caractérisé par un corps en plastique ( 12) ayant la longueur voulue pour assurer l'effet- séparateur souhaité, et un élément de retenue métallique ( 14) monté d'un seul tenant sur ledit corps à une extrémité active de ce dernier. 2 Support séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps en plastique ( 12) comporte deux extrémités actives et au moins un élément de retenue métallique ( 14) monté d'un seul tenant sur ledit corps en plastique ( 12) à chacune desdites extrémités actives - 3 Support séparateur selon-l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde extrémité du- dit corps en plastique ( 12) définit un évidement. 4 Support séparateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit évidement est taraudé. Support séparateur selon l'une quelconque des revendications-l à 4, caractérisé en ce que la seconde ex- trémité du corps en plastique ( 12) est pleine. 6 Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 agencé pour retenir un article entre ladite extrémité active et une partie ( 18) dudit élément de retenue ( 14) , caractérisé en ce qu'un élément-ressort ( 22 ou 24) est monté à ladite extrémité active et configuré et di- mensionné pour maintenir l'article retenu contre ledit élé- ment de retenue ( 14). 7 Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps en plas- tique ( 12) est réalisé en une matière plastique électrique- ment isolante. 8 Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé-en ce que le corps en plastique ( 12) est réalisé en une matière plastique conduc- trice de l'électricité - 9 Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de re- tenue ( 14) est réalisé d'une seule pièce de métal élastique. Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément de re- 12. tenue ( 14) comporte une partie principale ( 16) prenant appui dans le corps en plastique ( 12) et en ressortant à l'extré- mité active de ce dernier et une partie de retenue ( 18) es- pacée de ladite extrémité active, lesdites parties ( 16, 18) de l'élément de retenue ( 14) étant réunies d'un seul tenant l'une à l'autre. 11 Support séparateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite partie de retenue ( 18) est re- liée à ladite partie principale ( 16) par une partie à coude de retour ( 20), lesdites parties ( 16, 18, 20) de l'élément de retenue ( 14) étant réunies d'un seul tenant l'une à l'au- tre. 12 Support séparateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite partie à coude de retour ( 20) est élastique. 13 Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que ledit élément de retenue ( 14) comporte deux parties de retenue ( 18), cha- cune de ces parties de retenue ( 18) étant reliée à l'une des extrémités opposées de ladite partie principale ( 16) par une partie à coude de retour ( 20). 14 Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 agencé pour retenir un article entre ladite extrémité active et ladite partie de retenue ( 18), caractérisé en ce qu'un élément-ressort ( 22 ou 24) est monté à ladite extrémité active et configuré et dimensionné de fa- çon à maintenir l'article retenu contre ladite partie de re- tenue ( 18). Support séparateur selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ladite partie de retenue ( 18) est une partie de verrouillage. 16 Support séparateur selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite partie de verrouillage ( 18) est une partie emboîtable élastiquement.