Brevet FR2524757A1 — publié le 19831007

BOITIER D'EQUIPEMENT ELECTRIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne un boîtier pour équipement électrique ayant plusieurs faces opposées formant l'extérieur dudit boîtier. Cette invention concerne particulièrement, mais pas exclusivement, des boîtiers d'équipement électrique utilisés dans les avions. La fonction première des boîtiers d'équipement électrique est de protéger les composants électroniques qu'ils contiennent, contre les influences extérieures, le boîtier étant aussi léger et petit que possible. Pour permettre que l'équipement électrique produit par différents fabricants soit interchangeable et que l'avion puisse être projeté et construit sans référence aux fabricants de l'équipement électrique, il existe plusieurs normes qui définissent la grandeur et les interfaces de l'équipement, par exemple la norme ARINC 600. Cette norme définit entre autres la dimension modulaire (largeur) des boîtiers, leur longueur, leur hauteur, la position des fixations, et la position et le type des connexions électriques. La norme traite aussi de l'emplacement et de la nature des ouvertures de ventilation placées sur les surfaces supérieure et inférieure des boi- tiers, par lesquelles l'air de refroidissement traverse l'enceinte. La réalisation d'un refroidissement efficace est souvent compliquée par le fait que les composants générateurs de chaleur ne sont pas situés directement sur le chemin du gaz de refroidissement. Jusqu'à maintenant, il était assez coûteux de réaliser les boîtiers d'équipement avec le degré voulu de précision et de résistance mécanique. En effet, soit les composants sont difficiles à fabriquer avec précision, soit ils sont coûteux a assembler, exigeant des instruments et des gabarits spéciaux. Le but de la présente invention est donc de fournir un boîtier et un procédé de fabrication de boîtiers qui puissent remédier substantiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Selon l'invention, le boîtier tel que susmentionné est caractérisé en ce qu'au moins deux faces opposées du boîtier comportent des éléments creux comprenant chacun : une première et une seconde plaque ayant des ouvertures de ventilation, et au moins un organe distanceur s'étendant entre la première et la seconde plaque et séparant les plaques en les maintenant parallèles l'une à l'autre, de façon à permettre l'écoulement d'un gaz de refroidissement a travers les éléments creux et è travers le boîtier par les ouvertures. Les organes distanceurs peuvent être des baguettes métalliques extrudées et peuvent présenter une section transversale en forme de U. Les plaques peuvent être rivetées aux distanceurs, chaque élément creux comportant au moins deux organes distanceurs disposés le long des bords opposés des plaques. D'autres faces du boîtier peuvent être constituées par des plaques fixées à leurs bords opposés sur les organes distanceurs, de façon à relier entre eux les éléments creux. Le boîtier peut contenir plusieurs cartes imprimées de circuits électriques, les plaques opposées des éléments creux étant alors munies d'un rail pour maintenir les bords opposés des cartes imprimées contre les plaques respectives et de façon à permettre le passage du gaz de refroidissement entre les cartes imprimées.Le boîtier peut avoir une ouverture à l'une de ses extr6- mités avec un couvercle amovible recouvrant l'ouverture, tandis que le boîtier comporte au moins un rail pour le montage de cartes imprimées approximativement à angle droit avec l'ouverture, de façon a pouvoir introduire et retirer les cartes du boîtier à travers l'ouverture. Le boîtier comporte avantageusement un premier et un second compartiment blindés électriquement l'un par rapport à l'autre. Un autre aspect de la présente invention consiste en un procédé de fabrication d'un boîtier pour équipement électrique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : constituer deux éléments creux en fixant pour chacun d'eux une première et une seconde plaque parallèle à la première sur des baguettes de distancement, de façon à ce que les baguettes soient placées entre les plaques et leur soient parallèles, positionner les éléments creux l'un en face de l'autre et espacés, fixer d'autres plaques sur les bords des éléments creux de façon à ce qu'elles s'étendent d'un élément creux à l'autre approximativement à angle droit par rapport à eux de façon à maintenir en position les éléments creux et à constituer des faces additionnelles du boîtier. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation préféré et aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue du boîtier en perspective, La figure 2 est une vue du boîtier par l'arrière, La figure 3 est une vue du boîtier par dessous, La figure 4 est une vue éclatée montrant la constitution du boîtier, Les figures SA à 5C montrent des sections de certains composants du boî- tier, La figure 6 est une coupe longitudinale selon la ligne VI de la figure 2, La figure 7 est une coupe transversale selon la ligne VII de la figure 6, La figure 8 est une coupe horizontale du boîtier le long de la ligne VIII de la fig. 7. La configuration générale du boîtier sera décrite avant tout en référence aux fig. 1 à 4. Conformément à la norme ARINC 600-1, le boitier a une hauteur h de 194 mm et une profondeur d de 318 mm. La largeur w du boîtier peut prendre n'importe laquelle des valeurs spécifiées dans cette norme. Le boîtier possède deux compartiments 1 et 2 séparés l'un de l'autre par une paroi 3 constituée d'une plaque d'aluminium. Le comparment principal 1 se trouve du côté gauche et recevra un certain nombre de cartes imprimées 4 de circuits électroniques. Le compartiment latéral 2 contiendra une unité d'alimentation électrique (non représentée). La paroi 3 assure un blindage électrique entre l'unité d'alimentation et le compartiment principal 1. La face avant 10 du boîtier est de forme rectangulaire et comporte une ouverture 12 sur sa partie gauche, donnant accès au compartiment 1 des cartes. L'ouverture 12 est sensiblement de la même dimension que le compartiment 1, de manière à permettre d'y enfiler ou d'en retirer aisément les cartes 4. En temps normal , l'ouverture 12 est fermée par un couvercle 13 (fig. 4) qui est vissé sur la face avant 10. A droite de l'ouverture 12, une poignée 14 permet de porter le boîtier ou de le retirer de son châssis (non représenté). Deux griffes de fixation 15 et 16 sont disposées au bord inférieur de la face avant 10 du boîtier pour le fixer sur son châssis (non représenté). La face supérieure 20 et la face inférieure30 du boîtier sont similaires, étant constituées par des plaques planes 21 et respectivement 31 en alliage d'aluminium. Les face supérieure et inférieure 20 et 30 sont munies d'un certain nombre de petites roues circulaires 22 et 32 servant à la ventilation et disposées en fonction des conditions de ventilation régnant dans le châssis dans lequel le boîtier sera monté. Pour ce faire, les ouvertures de ventilation 22 de la face supérieure 20 sont disposées en deux zones rectangulaires 23 et 24 qui s'étendent sur pratiquement toute la longueur (profondeur) du boîtier, tandis que les ouvertures de ventilation 32 de la face inférieure 30 sont disposées sur une surface 33 de forme presque semi-circulaire à la partie arrière du boîtier. La face arrière 40 du boîtier est représentée sur la fig. 2. Elle comporte une ouverture rectangulaire 41 de la même forme que l'ouverture 12 de la face avant 10. L'ouverture arrière 41 donne accès à l'arrière du compartiment 1 des cartes et elle est fermée en temps normal par un couvercle arrière 42 qui est fixé sur le boîtier. Le couvercle arrière 42 possède lui-même une ouverture rectangulaire 43 disposée verticalement. L'ouverture 43 est dimensionnée pour recevoir un connecteur électrique 44 standard qui assure la connexion des cartes 4 et de l'alimention électrique. La face latérale gauche 50 du boîtier est formée d'une plaque continue 51 en alliage d'aluminium qui est fixée par des rivets. La face laté rale droite 60 a une plaque de couverture 61 similaire qui est fixée au boîtier par des vis, de manière à permettre l'accès au compartiment 2 de l'unité d'alimentation. Pour la description détaillée de la constitution interne du boîtier, on se référera aux fig. 4 à 8. La majeure partie du boîtier est constituée de plaques planes en alliage d'aluminium et de profils ou baguettes extrudés. Les profils sont de trois sections différentes A, B et C comme le montrent les fig. 5A, 5B et 5C. Le profil A est en forme de L aux branches d'égale longueur; le profil B est en forme de U; le profil C est similaire au profil B, mais porte en plus une lèvre arrondie C' s'étendant le long d'une des arêtes, détail dont l'utilité sera évidente plus loin. En référence aux fig. 4, 6 et 7 plus particulièrement, le boîtier comporte deux éléments creux 100 et 200 qui constituent respectivement la face supérieure 20 et la face inférieure 30 du boîtier. La construction des deux éléments creux est similaire. L'élément supérieur 100 comprend la plaque supérieure 21 rivetée le long de ses bords 102 et 103 sur les ailes des profilés horizontaux 104 et 105. Ces derniers ont une section en U selon la fig. 5C, la lèvre C' du profilé constituant une arête arrondie à l'angle supérieur de l'élément. L'élément supérieur 100 comprend en outre une plaque inférieure parallèle 106 qui est rivetée le long de ses bords 107 et 108 aux ailes inférieures des mêmes profilés 104 et 105. Les bords avant et arrière des deux plaques 21 et 106 sont rivetés de même aux profilés avant et arrière 109 et 110 de section en U, telle que le montre la fig. 5B.Cela forme un élément de section creuse et de construction rigide. La plaque inférieure 106 est munie d'ouvertures de ventilation 111 disposées pour permettre l'écoulement de l'air à travers l'élément creux 100. Les ouvertures de ventilation 111 de la plaque inférieure 106 peuvent placées n'importe où sur sa surface, mais de préférence près de la partie du compartiment 1 des cartes dans laquelle le maximum de refroidissement est nécessaire. L'élément creux inférieur 200 est de construction similaire à celle de l'élément creux supérieur 100. Il comprend une plaque supérieure 201 et la plaque inférieure 31,séparées l'une de l'autre par des profilés 202 et 203 disposés horizontalement entre les bords des deux plaques. Les profilés latéraux 202 et 203 sont du modèle représenté à la fig. 5C et sont disposés de telle sorte que leur lèvre C' s'étende le long du bord inférieur de l'élément creux pour constituer une arête arrondie du boîtier et contribuer au maintien des plaques latérales gauche 51 et droite 61. Le profilé 204 du bord avant est en forme de U selon la fig. 5B, tandis que le profilé 205 du bord arrière est du type montré à la fig. 5C, disposé avec sa lèvre C' le long du bord arrière.La plaque inférieure 31, comme mentionné plus haut, est munie des ouvertures de ventilation 32 sur sa partie arrière, tandis que la plaque supérieure 201 a des ouvertures 206 localisées dans la partie avant de l'élément 200, à proximité des cartes 4. Les éléments supérieur et inférieur 100 et 200 portent chacun deux profilés horizontaux de montage 120 et 121, respectivement 220 et 221, qui servent au montage de deux éléments verticaux à l'intérieur du boîtier. Les profilés 120 et 220, qui ont un profil en L selon la fig. 5A, sont placés longitudinalement à la surface inférieure de l'élément supérieur 100 et respectivement à la surface supérieure du l'élément inférieur 200. Les profilés 120 et 220 se trouvent approximativement au tiers de la largeur du boîtier à partir de la paroi de droite. La paroi 3 du compartiment 2 d'alimentation électrique est rivetée a ses bords supérieur et inférieur sur ces deux profilés. Elle porte également deux profilés verticaux 37 et 38 de profil en L qui sont rivés sur les bords avant et arrière de la paroi 3. Les autres profilés 121 et 221 sont aussi de profil en L et s'étendent en travers du boîtier, entre la paroi 3 du compartiment d'alimentation et la paroi de gauche du boîtier.Les deux profilés latéraux 121 et 221 servent de support à une rangée verticale d'embases(non représentée), avec lesquelles les cartes imprimées 4 sont en contact électrique. La face gauche du boîtier est formée par un panneau 25 comprenant la plaque 51, sur laquelle sont rivetés deux profilés verticaux 52 et 53 de profil en L (selon la fig. 5A) aux bords avant et arrière. Le panneau de gauche 25 est lui-même riveté le long de ses bords supérieur et inférieur, respectivement au profilé gauche 104 de l'élément creux supérieur 100 et au profilé gauche 202 de l'élément creux inférieur 200. Les bords de droite des corps creux supérieur 100 et inférieur 200 sont rivetés sur les bords supérieur et inférieur d'une pièce latérale de droite 400. La pièce 400 est formée d'une plaque découpée 401 sur laquelle sont rivetés deux profilés verticaux 402 et 403 de profil en L. La plaque 401 comporte une grande ouverture centrale 404 de forme rectangulaire qui permet l'accès au compartiment 2 d'alimentation. En service, cette plaque 401 est couverte par le couvercle latéral de droite 61 qui est maintenu sur le boîtier par les vis 406. La face arrière 40 du boîtier est constituée par un cadre arrière 45 qui s'étend sur toute la largeur de l'arrière du boîtier. Le cadre 45 est riveté le long de son bord supérieur sur le profilé 110 de l'élément creux supérieur 100, le long de son bord inférieur sur le profilé 205 de l'élément creux inférieur 200, le long de ses bords verticaux sur les profilés 403 et 53 respectivement, de même que sur le profilé vertical arrière 38 monté sur la paroi 3. Le cadre 45 délimite l'ouverture arrière 41 qui donne accès à l'arrière du compartiment 1 des cartes. Un couvercle arrière 42 est fixé sur le cadre 45 par des vis, le cadre 45 servant aussi de support à un panneau d'habillage arrière 47 de forme rectangulaire qui est riveté sur le cadre 45 sur la gauche du couvercle amovible 42. La face avant 10 du boîtier est de construction semblable à celle de la face arrière 40. Elle comprend un cadre avant 70 de forme rectangulaire délimitant l'ouverture avant 12. Le cadre avant 70 est riveté le long de ses bords sur les profilés horizontaux 109 et 204 et sur les profilés verticaux 52 et 402. Le cadre 70 est également riveté le long d'une ligne verticale, à droite de l'ouverture 12, sur le profilé avant vertical 37 fixé à la paroi 3 du compartiment d'alimentation. Devant l'ouverture 12, le couvercle avant 13 est fixé au cadre 70 par des vis pour être facilement amovible. Un panneau d'habillage rectangulaire 71 est riveté sur le cadre 70, à droite du couvercle 13, tandis qu'une poignée 14 traversant le panneau d'habillage et le cadre se trouve boulonnée au boîtier, à l'intérieur du compartiment 2 d'alimentatiqn A l'intérieur, le boîtier est agencé en fonction de l'application particulière à laquelle il est destiné. Dans la disposition illustrée, le compartiment 1 des cartes est agencé pour le montage vertical des cartes imprimées 4 et pour l'introduction des cartes par l'avant du boîtier. Dans ce but, des rails longitudinaux 80 munis de ressorts sont fixés aux plaques 201 et 106 qui délimitent respectivement le bas et le haut du boîtier, les cartes 4 étant insérées de l'avant dans les rails. L'assemblage du boîtier s'exécute d'abord en construisant les éléments creux supérieur et inférieur 100 et 200 par rivetage des bords des plaques 21, 106, 201 et 31 sur les profilés appropriés. Les profilés inrérieurs 120, 121, 220 et 221 sont alors rivetés sur les éléments creux 100 et 200, puis les éléments creux sont placés sur un gabarit agencé pourles tenir espacés et alignés correctement l'un par rapport à l'autre. La paroi 3 du compartiment d'alimentation est rivetée sur les profilés 120 et 220, après quoi le panneau extérieur gauche 25 et la pièce latérale droite 400 sont rivetés sur les bords des deux éléments creux 100 et 200. Ensuite, le cadre arrière 45 et le cadre avant 70 sont mis en place et rivetés sur les éléments supérieurs et inférieurs 100 et 200, et sur les profilés verticaux 37, 38, 52, 53, 402 et 403. Les panneaux d'habillage 47 et 71 sont alors fixés sur les cadres arrière 45 et avant 70. Les couvercles avant 13, arrière 42 et latéral 61 peuvent ensuite être vissés a leur place. On constate que le corps du boîtier est entièrement réalisé avec des plaques métalliques planes et des profilés extrudés rectilignes, qui sont coupés aux dimensions convenables. En évitant le recours à un cadre coulé ou à des opérations de pliage, le coût de production d'un boîtier de dimensions précises est sensiblement réduit. On peut facilement réaliser des boîtiers de tailles différentes à partir des mêmes composants de base simplement en les coupant à des dimensions différentes. Le montage des cartes 4 verticalement et longitudinalement dans le boîtier permet de les remplacer facilement depuis l'avant, évitant ainsi d'avoir à retirer le boîtier de son châssis. Du fait que l'air de refroidissement traverse le bas et le haut du boîtier, l'orientation verticale des cartes facilite l'écoulement de l'air à travers le boîtier. Les éléments creux 100 et 200 constituant les faces supérieure et inférieure du boîtier contribuent aussi à une dissipation efficace de la chaleur des composants dans le boîtier. En effet, l'intérieur des éléments 100 et 200 peut servir de conduit pour diriger l'air de refroidissement de l'extérieur du boîtier vers les zones intérieures dans lesquelles se produit la plus grande dissipation de chaleur. On réalise ceci simplement en disposant les ouvertures de ventilation dans les faces intérieures aux emplacements désirés. Les éléments 100 et 200 présentent en outre l'avantage que tous boulons, vis, rivets ou autres fixations utilisés pour le montage d'équipement dans le boîtier peuvent pénétrer à l'intérieur de l'élément creux, sans nécessairement dépasser la surface extérieure du boîtier. Revendications 1. Boîtier pour équipement électrique ayant plusieurs faces opposées formant l'extérieur dudit boîtier, caractérisé en ce qu'au moins deux faces opposées (20, 30) du boîtier comportent des éléments creux (100, 200) comprenant chacun : une première et une seconde plaque (21, 201 et 106, 31) ayant des ouvertures de ventilation (22, 111, 206, 32), et au moins un organe distanceur (104, 105, 202, 203) s'étendant entre la première et la seconde plaque (21, 201 et 106, 31) et séparant les plaques en les maintenant parallèles l'une à l'autre, de façon d permettre lté- coulement d'un gaz de refroidissement à travers les éléments creux (100, 200) et à travers le boîtier par les ouvertures (22, 111, 206, 32). 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes distanceurs (104, 105, 202, 203) sont des baguettes métalliques extrudées. 3. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes distanceurs (104, 105, 202, 203) ont une section transversale en forme de U. 4. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (21, 201 et 106, 31) sont rivetées aux organes distanceurs (104, 105, 202, 203). 5. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément creux (100, 200) comporte au moins deux organes distanceurs (104, 105, 202, 203) disposés le long des bords opposés (102, 103) des plaques (21, 201, 106, 31). 6. Boîtier selon la revendication 5, caractérisé en ce que d'autres faces du boîtier sont constituées par des plaques (61, 51, 45, 70, 401) fixées en leurs bords opposés sur les organes distanceurs (104, 105, 109, 110, 202, 203, 204, 205), de façon à relier entre eux les éléments creux (100, 200). 7. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac-' térisé en ce que le boîtier renferme plusieurs cartes imprimées (4) de circuits électriques, et que les plaques opposées (106 et 201) des éléments creux (100, 200) sont munies d'un rail (-80) pour maintenir les. bords opposés de cartes imprimées (4) contre les plaques respectives (106 et 201) et de façon a permettre le passage du gaz de refroidissement entre les cartes imprimées (4). 8. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier a une ouverture (12) à l'une de ses extrémités et un couvercle amovible (13) recouvrant l'ouverture (12), et que le boîtier comporte un rail (80) pour le montage de cartes imprimées (4) approximativement à angle droit par rapport à l'ouverture (12), de façon à pouvoir introduire et retirer les cartes (4) du boîtier à travers l'ouverture (12). 9. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier comporte un premier et un second compartiment (1, 2) blindés électriquement l'un par rapport à l'autre. 10. Procédé de fabrication d'un boîtier pour équipement électrique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à : constituer deux éléments creux (100, 200) en fixant pour chacun d'eux une première et une seconde plaque parallèle à la première (21, 201 et 106, 31) sur des baguettes de distancement (104, 105, 202, 203) de façon à ce que les baguettes soient placées entre les plaques et leur. soient parallèles, positionner les éléments creux (100, 200) l'un en face de l'autre et espacés, fixer d'autres plaques (61, 51, 45, 70, 401) sur les bords des éléments creux (100, 200) de façon à ce qu'elles s'étendent d'un élément creux à l'autre approximativement à angle droit par rapport à eux, de façon à maintenir en position les éléments creux (100, 200) et à constituer des faces additionnelles du boîtier.