Brevet FR2544159A1 — publié le 19841012

Boîte pour dispositif convertisseur de courant. L'invention concerne une boite, ou coffret, pour un dispositif convertisseur de courant, comprenant une paroi arrière munie de nervures de refroidissement verticales, sur le côté interne de laquelle sont montés des blocs comprenant des éléments semiconducteurs, des parois inférieure, supérieure et latérales ainsi qu'au moins une plaque à circuits imprimés qui est disposée de préférence sur un élément pivotant en forme de porte à l'avant des blocs. Dans une boite connue de ce type (DE-OS 28 05 019) qui sert à contenir un dispositif convertisseur de courant destiné à l'entraînement de machinesoutils, des éléments semiconducteurs consommateurs de puissance sont disposés dans des blocs qui sont bons conducteurs de chaleur et qui sont reliés directement à la surface de montage plane de la paroi arrière qui est également bonne conductrice de la chaleur La chaleur dégagée pendant le fonctionnement peut donc être ainsi correctement évacuée vers l'extérieur, ce qui évite tout échauffement inadmissible La paroi arrière, la paroi inférieure, la paroi supérieure et les parois latérales constituent un logement en une seule pièce qui peut être fermé à l'avant par une porte qui recouvre l'ensemble de l'ouverture avant La porte supporte plusieurs plaques à circuits imprimés comprenant les dispositifs électroniques nécessaires au fonctionnement du convertisseur de courant La réalisation d'une boite de ce type est co Oteuse, en particulier quand il s'agit d'un mode d'exécution encapsulé. Il est vrai que l'on sait déjà comment assembler des armoires pour installations électriques à partir d'éléments individuels (DE-OS 19 37 289) On commence par constituer un cadre à partir de plusieurs parties individuelles Sur ce cadre peuvent ensuite être montées les parois sous forme d'éléments de revêtement Ce type de montage est également coûteux et ne peut guère être utilisé pour des boîtes encapsulées. L'invention a pour but de proposer une boîte du type mentionné dans le préambule, constituée par peu de pièces principales, qui soit de montage facile et qui convienne en particulier à des modes d'exécution encapsulés. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que les parois latérales sont reliées de façon pivotante par des charnières à la paroi arrière, que les charnières sont respectivement constituées par une fente verticale pratiquée sur l'une des parois et par une nervure de l'autre paroi pénétrant dans cette fente, et qu'on prévoit au moins une paroi d'arrêt horizontale reliée à la paroi arrière et par laquelle on peut fixer la position des deux parois latérales. Dans ce type de construction, on a recours à ce fait que la paroi arrière représente un élément de construction très rigide en raison de ses nervures de refroidissement Les parois latérales peuvent être montées directement sur elle Du fait de la disposition pivotante, les parois latérales peuvent être montées avec précision à angle droit par rapport à la paroi arrière Dans cette position, on fixe alors la paroi d'arrît Les différences de tolérances qui sont inévitables quand il s'agit de parties de paroi de grande surface ne créent donc pas de contrainte dans la boîte terminée Le montage s'effectue rapidement On peut adapter facilement les dimensions de la boite aux conditions à respecter en choisissant des parois de dimensions appropriées Seuls quelques éléments doivent être assemblés En particulier, les parois latérales peuvent également former des parties d'une boîte encapsulée. Il est particulièrement avantageux que la charnière soit une charnière à enfichage dans laquelle la nervure de charnière s'enfonce dans une position de montage de la paroi latérale dans l'ouverture longitudinale de la fente de charnière, et après pivotement de la paroi latérale, est retenue -dans la fente de la charnière de façon à ne pouvoir s'en échapper Pendant le montage, il suffit donc de relier la paroi latérale à la paroi arrière par enfoncement et ensuite de la faire pivoter pour atteindre la position finale. Avantageusement, la paroi d'arrêt est constituée par la paroi inférieure et/ou la paroi supérieure et comprend des moyens d'arrêt qui recouvrent des éléments de retenue prévus dans les parois latérales en direction verticale Pour la fixation des parois latérales, il suffit donc de mettre en place la paroi inférieure et/ou la paroi supérieure par le bas ou par le haut Du fait de la double fonction remplie par la paroi inférieure et la paroi supérieure, le nombre de pièces est réduit En particulier quand il s'agit de dispositifs encapsulés, la paroi inférieure et/ou la paroi supérieure peuvent être de constitution particulièrement stable. En particulier, chaque élément de retenue peut être constitué par une tige verticale montée sur une branche verticale interne et chaque moyen d'arrêt par une ouverture de réception de tige comprenant une fente latérale de passage pour la branche interne Ce mode de réalisation permet d'obtenir une fixation fiable sans avoir besoin d'outils. De plus, la paroi inférieure, la paroi supérieure et les parois latérales peuvent comprendre des surfaces de butée pour une plaque avant et des moyens d'arrêt et un élément de retenue peuvent être disposés à proximité des surfaces de butée Même quand il faut tenir compte de tolérances importantes, ces surfaces de butées sont situées dans un même plan, ce qui fait que la plaque avant peut être montée de façon précise. La paroi d'arrêt peut également ou en plus être constituée par un cadre supérieur ou inférieur, fixé à l'arrière à la paroi arrière et qui constitue latéralement une surface de butée pour les parois latérales Un cadre de ce type peut être monté de façon très sûre sur la paroi arrière rigide Quand il comprend des moyens latéraux de fixation des parois latérales, on obtient ainsi un renforcement additionnel. Aussi bien la paroi inférieure que la paroi supérieure peuvent être fixées au cadre On évite ainsi une liaison indirecte avec la paroi arrière, ce qui est là encore avantageux du point de vue des tolérances. Il est particulièrement avantageux que les cadres comprennent des parties arrière et/ou des parties latérales coudées comprenant des trous pour le passage de boulons et que les parois arrière et/ou latérales comprennent sur le côté interne des rainures verticales comportant une partie élargie en section transversale destinée à la réception d'un écrou Les cadres de ce type présentent une rigidité propre qui est élevée et peuvent être fixés de façon sûre sur les parois, à une hauteur quelconque A l'aide de tels cadres, il est même possible de constituer des bottes à dispositif encapsulés, ou encore des modes de réalisation ouverts en éliminant la paroi inférieure, la paroi supérieure et les parois latérales. Les parois latérales des cadres supérieur et inférieur peuvent être reliées l'une à l'autre à l'extrémité avant par des branches latérales Ceci leur confère une stabilité encore plus élevée. Avantageusement, la paroi arrière et les parois latérales sont constituées par des profilés extrudés Ceci est possible car non seulement les nervures de refroidissement qui peuvent être également prévues sur les parois latérales sont parallèles les unes aux autres, mais il est également possible de réaliser de façon continue les moyens de liaison décrits (fente de charnière, nervure de charnière, branche interne de tige, fente de réception des écrous) On peut donc ainsi déterminer facilement par le choix de la longueur du profilé extrudé la hauteur de la boîte à dispositif. Une autre possibilité de modifier les dimensions de la boite provient du fait que la paroi arrière est constituée par plusieurs profilés disposés parallèlement les uns contre les autres, et qui sont reliés aux cadres supérieur et inférieur de façon à former un ensemble. En utilisant un nombre plus ou moins important de profilés, on peut modifier très facilement la largeur de la botte Il suffit seulement d'utiliser d'autres cadres et d'autres parois supérieure et inférieure. Avantageusement, on dispose des garnitures d'étanchéité entre parois voisines Ces garnitures d'étanchéité permettent d'équilibrer des différences de tolérances et d'obtenir une botte étanche à l'eau. Selon un autre point de vue de l'invention, le montage de la boite est également facilité du fait que le support pivotant en forme de porte de la plaque à circuits imprimés est monté dans des paliers sur le cadre supérieur et sur le cadre inférieur, qui sont fixés à l'arrière de la paroi arrière, et du fait que l'axe de pivotement du support peut être déplacé par rapport aux cadres En déplaçant l'axe de pivotement, il est possible de monter le support lors du montage ou de la réparation des parties électriques, et en particulier des blocs qui sont sur la paroi arrière, dans des positions que l'on peut choisir arbitrairement, de manière que toutes les parties de l'enceinte interne de la boîte puissent être d'accès facile. Dans ce but, les paliers peuvent être montés sur les cadres de façon à pouvoir être déplacés soit en translation soit par pivotement. Selon une forme de réalisation préférée, on dispose sur le côté avant des cadres et à une certaine distance l'un de l'autre au moins deux paliers dans lesquels sont montés de façon mobile les tenons du support Pour obtenir un accès facile, on dégage simplement le support d'un palier et on le place dans un autre palier. Sur le plan constructif, chaque palier peut être constitué par une entaille partant du côté avant du cadre et par un élément de blocage muni d'une partie de manoeuvre, soumis à la sollicitation d'un ressort et bloquant le tenon dans l'encoche En particulier, l'élément de blocage est constitué dans ce cas par un ressort à lame recouvrant l'encoche, comprenant une ouverture de passage pour la tige et faisant saillie audessus des cadres par une partie coudée En pliant le ressort à lame, on peut retirer les tenons des encoches Quand on les enfonce dans les encoches, les tenons repoussent automatiquement le ressort à lame hors de leur passage. En liaison avec la botte encapsulée décrite, il peut être également avantageux en rapport avec d'autres boîtes à dispositifs encapsulés qu'une plaque avant soit appliquée étroitement contre la paroi inférieure, la paroi supérieure et les parois latérales à l'avant du support pivotant en forme de porte, et qu'un ventilateur soit monté sur le support pour créer une circulation d'air passant par au moins une ouverture pratiquée dans le support Ainsi, et malgré l'encapsulation, on obtient un bon refroidissement car l'air qui est à l'intérieur est obligatoirement envoyé contre la plaque avant et subit donc ainsi un refroidissement additionnel. Il est alors avantageux que le support soit disposé à une certaine distance latérale des parois latérales Ceci permet d'obtenir un coussin de circulation en liaison avec le ventilateur. Il est également avantageux que les nervures de refroidissement de la paroi arrière soient rendues étanches par un profilé vertical en U qui laisse libre à l'extrémité inférieure une section d'entrée entre les nervures de refroidissement Grâce à un effet de cheminée, on augmente l'évacuation de la chaleur. Dans ce cas, on peut disposer sur le c 6 té supérieur de la botte un ventilateur comprenant une chambre d'aspiration disposée au-dessus des nervures de refroidissement Grâce à l'effet d'aspiration, on crée un courant d'air continu dans les canalisations individuelles formées entre les nervures de refroidissement. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation préféré et en référence au dessin annexé dans lequel: la Figure 1 est une vue latérale d'une boîte selon l'invention, dont la paroi latérale avant a été partiellement découpée, la Figure 2 est une coupe partielle en hauteur selon la ligne II-II de la Figure 1, la Figure 3 est une coupe partielle selon la ligne III-III de la Figure 2, la Figure 4 est une vue de la console de la Figure 3 selon la ligne IV-IV, et la Figure 5 représente un autre mode de réalisation du palier, vu par le haut. La botte de la Figure 1 comprend une paroi arrière 1 munie sur son côté arrière de nervures de refroidissement 2 et comprenant sur son c 6 té avant une surface de montage plane 3 sur laquelle peuvent être disposés des blocs comprenant des éléments semiconducteurs qui ne sont pas représentés La paroi arrière 1 est constituée par plusieurs profilés 4 et 5 disposés les uns à côté des autres et appliqués les uns contre les autres avec interposition d'une garniture d'étanchéité 6 Un profilé en U 7 est monté sur la paroi arrière au moyen de vis 8 et 9, ce qui fait que les canalisations 10 existant entre les nervures de refroidissement 2 sont pratiquement fermées. Les profilés de la paroi arrière sont reliés *en un ensemble au moyen d'un cadre supérieur 11 et d'un cadre inférieur 12 Les cadres comprennent une surface principale 14 munie d'une découpe 13 et des surfaces périphériques verticales et recourbées, à savoir la partie latérale 15 (Figure 1), une partie avant 16 (Figure 3) et une partie arrière 17 (Figure 2) La partie arrière 17 comprend des trous traversants 18 destinés à des boulons 19 qui passent dans des écrous 20 disposés dans des parties élargies en section transversale 21 des rainures 22 de la paroi arrière 1 Les deux cadres 11 et 12 sont reliés l'un à l'autre par des branches latérales 23. Deux parois latérales 24, qui comprennent des nervures de refroidissement 25 et qui sont constituées comme la paroi arrière 1 par des profilés extrudés, sont reliées à la paroi arrière 1 par l'intermédiaire d'une charnière enfichable 26 Dans ce but, on prévoit dans la paroi arrière une rainure de charnière 27 comprenant en section transversale une partie élargie de forme circulaire La paroi latérale 24 comprend une nervure de charnière 29 comportant une partie terminale coudée 30 Cette partie terminale, quand elle est introduite dans la rainure de charnière 27, peut être poussée facilement dans la partie élargie 28 Ainsi, la paroi latérale 24 peut donc pivoter comme une porte pour parvenir à la position terminale qui est représentée La position terminale est déterminée par des surfaces de butée 31 de la paroi latérale 24 qui viennent buter contre la partie latérale 15 des cadres 11 et 12 Dans cette position, on peut fixer la paroi latérale à l'aide de boulons 33 et d'écrous 34 passant par des évidements 32 de la partie latérale 15 qui sont disposés dans une partie en section transversale élargie 35 de la fente 36 Au lieu de cela ou en plus, les parois latérales 24 peuvent être également fixées en position à l'aide d'une paroi supérieure 37 et d'une paroi inférieure 38, qui comprennent dans ce but des moyens d'arrêt 39 pénétrant à l'intérieur de la boite et qui coopèrent avec des éléments de retenue verticaux -Comme le montre la Figure 2, ces derniers sont constitués par une tige s'étendant sur la totalité de la hauteur de la paroi latérale et qui est maintenue par une branche interne 31 Les moyens d'arrêt comprennent une ouverture 42 qui reçoit la tige et qui comprend une fente de passage latérale 43 destinée à-la branche interne 41 La paroi supérieure 37 et la paroi inférieure 38 sont fixées aux cadres voisins 11 ou 12 au moyen de vis qui se vissent dans des trous taraudés 44 On peut alors disposer des cordons d'étanchéité entre la paroi arrière 1 et les parois latérales 24 d'une part et entre la paroi supérieure 37 ou la paroi inférieure 38 d'autre part, qui correspondent aux cordons d'étanchéité 6 situés entre les profilés 4, 5 de la paroi arrière 1 ou à la garniture d'étanchéité 45 située entre la paroi latérale 24 et la paroi arrière 1 Une plaque avant 46 peut être pressée avec interposition d'une garniture d'étanchéité 47 contre des surfaces de butée 48 des parois latérales et des surfaces de butée 49 de la paroi supérieure et de la paroi inférieure Dans ce but, on prévoit des fermetures à rotation 50 qui coopèrent par l'arrière avec les surfaces de butées 48 des parois latérales Les surfaces de butée 48 et 49 sont alignées avec précision l'une par rapport à l'autre alors que les moyens d'arrêt 39 et les éléments de retenue 40 sont à proximité de ces surfaces de butée. Deux plaques à circuits imprimés 51 et 52 comportant des composants électroniques non représentés sont disposées par l'intermédiaire d'éléments d'écartement 53 sur un support 54 qui est disposé à faible distance à l'arrière de la plaque de base 46 et qui peut pivoter comme une porte autour d'un axe 55 Sur le support est en outre monté un ventilateur 56 par l'intermédiaire d'une ouverture correspondante, qui refoule l'air situé dans l'espace intérieur 57 à l'arrière du support 54 dans l'enceinte 58 comprise entre le support et la plaque avant; o il est refroidi additionnellement par la plaque avant 46 Le parcours en retour s'effectue par l'intermédiaire d'un interstice 59 situé entre le support 54 de la paroi latérale 24, ce qui fait qu'il peut être soumis encore à un refroidissement obligé contre la paroi latérale. Le support 54 comprend pour son montage un tenon supérieur et un tenon inférieur 60 Comme le montre la Figure 3, ce tenon pénètre dans une encoche 61 constituée sur le bord avant des cadres 11 et 12. L'encoche se prolonge dans la surface avant 16 du cadre En dessous est prévu un ressort à lame 62 qui comprend une partie avant coudée 63 et qui est fixé par sa partie arrière 64 au cadre correspondant Quand on applique une pression sur le ressort à lame 62, on dégage le tenon 60. Des encoches similaires 61 a comprenant un ressort à lame 62 a sont prévus dans des positions diverses sur le bord avant des cadres En appuyant sur le ressort à lame, on peut retirer le tenon 60 de l'encoche 61 En pressant simplement le tenon 60 dans une autre encoche 61, la partie avant 63 du ressort à lame 62 servant de rampe d'enfoncement, on peut disposer l'axe de pivotement du support en un autre endroit Les parties situées à l'intérieur de la boîte et d'accès difficile jusqu'alors peuvent désormais être plus facilement accessibles. Une autre variante est représentée à la Figure 5 Dans ce cas, on dispose une ouverture de support 65 pour le tenon 60 dans un levier pivotant 66 qui peut pivoter autour d'un axe 67 sur le cadre 12 Il en résulte que l'on peut faire passer l'ouverture de support 65 à la position 65 a. Un ventilateur 68 est monté sur la paroi supérieure 37, ce ventilateur comprenant une chambre d'aspiration 69 disposée au-dessus des canalisations de refroidissement 10 -Le reste de l'enceinte interne de la boite est fermé par la paroi supérieure 37 De ce fait, de l'air de refroidissement est obligatoirement aspiré par les canalisations de refroidissement 10 et évacué vers le haut L'ensemble est recouvert par un capot 70 comprenant des ouvertures de passage. On peut utiliser le même agencement pour un mode de réalisation ouvert, les parois latérales 24, la paroi supérieure 37 et la paroi inférieure 38 n'existant plus et les branches latérales 23 faisant saillie vers l'avant de manière que l'on puisse monter sur elles la plaque avant 46. REVENDICATIONS 1 Boîte pour un dispositif convertisseur de courant, comprenant une paroi arrière munie de nervures de refroidissement verticales, sur le côté interne de laquelle sont montés des blocs comprenant des éléments semiconducteurs, des parois inférieure, supérieure et latérales ainsi qu'au moins une plaque à circuits imprimés qui est disposée de préférence sur un élément pivotant en forme de porte à l'avant des blocs, caractérisée en ce que les parois latérales ( 24) sont reliées de façon pivotante par des charnières ( 26) à la paroi arrière ( 1), en ce que les charnières sont respectivement constituées par une fente verticale ( 27) pratiquée sur l'une des parois et par une nervure ( 29) de l'autre paroi pénétrant dans cette fente, et en ce qu'on prévoit au moins une paroi d'arrêt horizontale ( 11, 12, 37, 38) reliée à la paroi arrière et par laquelle on peut fixer la position des deux parois latérales. 2 Boîte selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charnière ( 26) est une charnière à enfichage dans laquelle la nervure de charnière ( 29) s'enfonce dans une position de montage de la paroi latérale ( 24) dans l'ouverture longitudinale de la fente de charnière, et après pivotement de la paroi latérale, est retenue dans la fente ( 27) de la charnière de façon à ne pouvoir s'en échapper. 3 Boîte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la paroi d'arrgt est constituée par la paroi inférieure et/ou la paroi supérieure ( 11, 12) et comprend des moyens d'arrêt ( 39) qui recouvrent des éléments de retenue ( 40) prévus dans les parois latérales ( 24) en -direction verticale. 4 Boîte selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque élément de retenue ( 40) peut être constitué par une tige verticale montée sur une branche verticale interne ( 41) et chaque moyen d'arrêt ( 39) par une ouverture de réception de tige ( 42) comprenant une fente latérale de passage ( 43) pour la branche interne. Boîte selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la paroi inférieure, la paroi supérieure et les parois latérales ( 24, 37, 38) comprennent des surfaces de butée ( 48, 49) pour une plaque avant ( 46) et des moyens d'arrêt ( 39) et un élément de retenue ( 40) disposés à proximité des surfaces de butée. 6 Boîte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la paroi d'arrêt est constituée par un cadre supérieur ou inférieur ( 11, 12), fixé à l'arrière à la paroi arrière ( 1) et qui constitue latéralement une surface de butée ( 15) pour les parois latérales ( 24). 7 Boîte selon la revendication 6, caractérisée en ce que le cadre ( 11, 12) comprend des moyens latéraux ( 32, 33) de fixation des parois latérales ( 24). 8 Boite selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la paroi inférieure ou la paroi supérieure ( 37, 38) est fixée au cadre ( 11, 12). 9 Botte selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les cadres comprennent des parties arrière et/ou des parties latérales coudées ( 15, 17) comprenant des trous ( 18) pour le passage de boulons et en ce que les parois arrière et/ou latérales ( 1, 24) comprennent sur le côté interne des rainures verticales ( 22, 36) comportant une partie élargie en section transversale ( 21, 35) destinée à la réception d'un écrou ( 20, 34). Botte selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les parois latérales ( 15) des cadres supérieur et inférieur ( 11, 12) sont reliées l'une à l'autre à l'extrémité avant par des branches latérales ( 23). 11 Boîte selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la paroi arrière ( 1) et les parois latérales ( 24) sont constituées par des profilés extrudés. 12 Boîte selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que la paroi arrière ( 1) est constituée par plusieurs profilés ( 4, 5) disposés parallèlement les uns contre les autres, et reliés aux cadres supérieur et inférieur ( 11, 12) de façon à former un ensemble. 13 Botte selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que des garnitures d'étanchéité ( 6, 45, 47) sont disposées entre parties de parois voisines. 14 Botte selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le support pivotant ( 54) en forme de porte de la plaque à circuits imprimés est monté dans des paliers ( 61, 65) sur le cadre supérieur et sur le cadre inférieur ( 11, 12), qui sont fixés à l'arrière de la paroi arrière ( 1), et en ce que l'axe de pivotement ( 55) du support peut être déplacé par rapport aux cadres. Boîte selon la revendication 14, caractérisée en ce que les paliers ( 65) peuvent être montés sur les cadres ( 12) de façon à pouvoir être déplacés - 16 Botte selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'on dispose sur le c 8 té avant des cadres ( 12) et à une certaine distance l'un de l'autre au moins deux paliers ( 61, 61 a) dans lesquels sont montés de façon mobile des tenons ( 60) sur le support ( 45). 17 Botte selon la revendication 16, caractérisée en ce que chaque palier peut être constitué par une entaille ( 61) partant du côté avant du cadre ( 12) et par un élément de blocage ( 62) muni d'une partie de manoeuvre ( 63), soumis à la sollicitation d'un ressort et bloquant le tenon ( 60) dans l'encoche. 18 Boite selon la revendication 17, caractérisée en ce que l'élément de blocage est constitué par un ressort à lame ( 62) recouvrant l'encoche ( 61), comprenant une ouverture de passage pour le tenon et faisant saillie au-dessus des cadres ( 12) par une partie coudée ( 63 Y. 19 Botte selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'une plaque avant ( 46) est appliquée étroitement contre la paroi inférieure, la paroi supérieure et les parois latérales ( 29, 37, 38) à l'avant du support pivotant en forme de porte ( 54), et en ce qu'un ventilateur ( 56) est monté sur-le support ( 54) pour créer une circulation d'air passant par au moins une ouverture pratiquée dans le support ( 54). Boite selon la revendication 19, caractérisée en ce que le support ( 54) est disposé à une certaine distance latérale des parois latérales ( 24). 21 Boite selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisée en ce que les nervures de refroidissement ( 2) de la paroi arrière ( 1) sont rendues étanches par un profilé vertical en U ( 7) qui laisse libre à l'extrémité inférieure une section d'entrée entre les nervures de refroidissement. 22 Boîte selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'on dispose sur le côté supérieur de la boite un ventilateur ( 68) comprenant une chambre d'aspiration ( 69)