Brevet FR2579859A1 — publié le 19861003

i La présente invention concerne des circuits électriques sous forme de modules destinés à être montés dans un bâti. De tels modules comprennent un récipient, habituel- lement sous forme d'un boîtier peu profond, logeant les composants électriques du module et leurs connexions, le récipient étant destiné à être monté, par exemple par coulissement, dans le bâti, afin que les modules soient disposés côte à côte. Chaque module doit normalement comporter un trajet d'évacuation de chaleur à distance des composants afin que les modules puissent être logés sous forme très dense dans le bâti, sans que des problèmes de surchauffe se posent. En outre, des connexions extérieures de chaque module avec par exemple d'autres modules sont nécessaires et, à cet effet, dans les arrangements connus, chaque mo- dule comporte, à une première extrémité qui est normalement celle qui est introduite la première dans le bâti, une par- tie d'un connecteur électrique destinée à coopérer avec une partie complémentaire de connecteur montée sur le bâti. Dans les appareillages électroniques modernes mon- tés sur des bâtis, le nombre de contacts que doivent avoir de tels connecteurs des modules peut être si important que les contacts ont tendance à être fragiles et peu fiables, et les modules doivent être positionnés avec précision par rapport aux bâtis afin que la mise en position de coopéra- tion des parties de connecteur soit facilitée. L'invention concerne un arrangement de modules de circuits électriques ne posant pas ces problèmes. Selon l'invention, un arrangement de modules de circuits électriques destinés à être montés dans un bâti comporte plusieurs modules de circuits électriques fixés côte à côte, plusieurs premières parties de connecteur électrique fixées à des modules individuels à des extrémités correspondantes, plusieurs secondes parties de connecteur électrique complémentaires des premières parties de connec- teur et destinées à coopérer respectivement avec ces premières parties, un câblage raccordé aux secondes parties de connecteur afin qu'il assure les connexions électriques entre les modules, et au moins une troisième partie de connecteur électrique, montée sur un module à l'extrémité opposée à la première partie de connecteur fixée au module et par l'intermédiaire de laquelle des connexions élec- triques peuvent être réalisées entre l'arrangement des modules et des circuits électriques extérieurs à l'arran- gement. Dans un arrangement particulier selon l'invention, l'arrangement est destiné à être monté par coulissement dans un bâti, et les premières parties de connecteur se trouvent aux extrémités des modules opposées à celles qui pénètrent les premières dans le bâti lorsque l'arrangement est glissé dans le bâti. L'invention concerne aussi un ensemble comprenant au moins un arrangement de modules de circuits électriques selon l'invention, supporté dans un arrangement formant un bâti, ce dernier arrangement comprenant, pour chaque troisième partie de connecteur de chaque arrangement de modules, une partie respective supplémentaire de connecteur complémentaire de la troisième partie de connecteur et coopérant avec celle-ci, et un câblage supplémentaire rac- cordé à la partie supplémentaire de connecteur afin qu'elle relie l'arrangement des modules et d'autres modules de circuits électriques supportés par l'arrangement du bâti. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un arrangement de modules de circuits électriques selon l'invention et d'un arrangement à bâti destiné à supporter le module ainsi que d'autres, faite en référence aux des- sins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe de l'un de quatre modules compris dans un arrangement de modules selon l'invention; la figure 2 est une élévation latérale de l'exté- rieur de l'arrangement des modules, logé dans le bâti et retenu dans celui-ci; la figure 3 est une vue en plan de l'arrangement des modules de la figure 2, le bâti étant retiré afin que l'imbrication des quatre modules de l'arrangement appa- raisse clairement; la figure 4 est une vue de bout de l'arrangement des figures 2 et 3, avec un autre module; et la figure 5 est une représentation simplifiée de l'arrangement d'interconnexion des modules. Comme l'indique la figure 1, chacun des modules portés par le bâti est sous forme d'une boîte peu profonde 111 ayant deux parties séparables formées d'un métal conducteur de la chaleur, une partie 113 formant un cou- vercle et une partie 115 formant un plateau. Des surfaces complémentaires 117 placées aux bords des parties 113 et 115 formant le couvercle et le plateau sont destinées à délimiter la position du couvercle 113 par rapport au plateau 115, et un joint 119 de protection contre les conditions externes est placé dans une gorge formée au bord du couvercle 113 et est au contact du bord du plateau 115. Les parois arrière et avant 121a et 121b du plateau 115 ont des ouvertures allongées 123a et 123b res- pectivement. La partie mâle 125a d'un premier connecteur allongé 127a à fiches est fixée par des vis 129 (figures 2 et 3) au plateau 115, les fiches ou broches 31a dépassant par l'ouverture allongée 123a formée dans le plateau 115. De même, la partie 125b d'un second connecteur allongé 127b à broches est fixée par des vis 129 (figures 2 et 3) à la paroi opposée 121b d'extrémité du plateau 115, les broches 131b dépassant par l'autre ouverture allongée 123b formée dans le plateau 115. Les connecteurs 127a, 127b ont des joints 132a, 132b de protection contre les conditions externes. Les grandes faces externes du couvercle et du plateau 113 et 115 ont un grand nombre de nervures paral- lèles distantes 133. Les grandes faces internes du couvercle et du plateau 113 et 115 ont des patins solidaires 135a, 135b répartis en lignes et en colonnes sur toute la surface. Des plaquettes 137a, 137b de circuit imprimé souple, ayant des ouvertures dont la- position correspond à celle des patins 135a, 135b, sont positionnées dans le couvercle et le plateau 113 et 115 respectivement, les patins passant par les ouvertures. Des composants électriques 139, par exemple des supports de circuits paillettes, sont disposés chacun en contact intime avec la face tournée vers l'intérieur d'un patin individuel 135a ou 135b, chaque composant étant repoussé en bon contact thermique avec le patin associé par une pince élastique 141 en U formée d'un fïil métallique convenable. La partie intermédiaire ou pontet 143 de chaque pince 141 est en contact sous pression avec le composant 139, et les branches 145 de chaque pince 142 passent dans des trous formés dans la plaquette 137a ou 137b de circuit imprimé, de chaque côté du patin 135a ou 135b, et dans des trous formés dans le couvercle 113 ou le plateau 115, entre les nervures externes 133. Les extrémités des branches 143 sont fixées, par exemple par de la soudure tendre, au couvercle 113 ou au plateau 115. Les plaquettes 137a, 137b de circuit imprimé souple ont un dessin complexe de pistes conductrices et celles-ci sont raccordées sélectivement aux broches 131a, 131b des parties 125a, 125b de connecteur respectivement par des pistes conductrices incorporées à des rubans souples 147a, 147b. Comme l'indiquent les figures 2, 3 et 4, le module est destiné à s'ajuster par coulissement dans le bâti afin qu'il prenne une position parallèle à celle des autres modules analogues, à distance de ceux-ci. Comme décrit dans la suite, certains des autres modules n'ont qu'une seule des parties 125a et 125b de connecteur. Certains groupes de modules adjacents placés dans le bâti sont emboîtés afin qu'ils forment des arrangements de modules selon l'invention. Sur les dessins, un tel arrangement de modules comprenant quatre modules C, mieux représentés sur les figures 3, 4 et 5, est représenté, les modules C étant emboîtés à une première extrémité par une traverses 149 comme l'indique la figure 3. D'autres modules placés dans le bâti peuvent ne pas coopérer, un tel module unique non coopérant D étant représenté sur les figures 4 et 5. Un nombre limité seulement des modules, par exemple un ou deux seulement, de chaque groupe de modules coopérants, a une partie 125a de connecteur. Chacune de ces parties 125a coopère avec une partie complémentaire 151 montée sur une plaque arrière 153 faisant partie du bâti. Les broches de sortie des parties 151 de connec- teur dépassent à travers la plaque arrière 153 et sont reliées à des pistes d'une plaquette de circuit imprimé (non représentée) placée dans un bo tier 155 qui assure l'écoulement du trafic des données entre les composants électriques de ce groupe de modules emboîtés et les compo- sants électriques des autres modules uniques ou groupes de modules coopérants. Chaque module de chaque groupe de modules coopé- rants a une partie 125b de connecteur qui est en coopéra- tion avec une partie complémentaire respective 157 montée sur la base d'un plateau 163 d'un boîtier 159, avec ses broches 161 qui dépassent par des trous vers l'intérieur du boîtier 159. Ce dernier est complété par un couvercle et, entre les deux parties, un joint 167 de protection contre les conditions extérieures. Le bottier 159 est destiné à fixer en outre les modules coopérants (C) les uns sur les autres. Un circuit imprimé souple 169 est placé dans le boîtier 159 et a un dessin de pistes conductrices qui connectent de toute manière voulue les broches 161 si bien que le trafic d'introduction de données entre les modules d'un groupe de modules coopérants est déterminé. Il faut noter que chaque module unique non coopé- rant a une partie arrière 125a de connecteur uniquement qui coopère avec une partie complémentaire 151 montée sur la plaque arrière 153, le trafic des signaux de données échangées avec ce module s'effectuant par la plaquette de circuit imprimé placée dans le boîtier 155. Ainsi, les modules uniques n'ont pas de partie de connecteur 125b. Il faut se rappeler, en ce qui concerne l'arran- gement connecteur placé à l'avant et à l'arrière des modules coopérants que, alors que le connecteur arrière 127a concerne le trafic des données en particulier entre différents groupes de modules emboîtés ou coopérants ou entre ces modules et les modules séparés, le connecteur avant 127b ne correspond qu'au trafic des données échangées entre les modules propres à un groupe de modules coopérants. Le bâti a une chambre supérieure 171a et une chambre inférieure 171b de gaz. Les parois des deux chambres 171a, 171b tournées vers l'intérieur, ayant des nervures opposées 173a, 173b (figure 4) et les parois supérieure et inférieure 175a, 175b des modules ont des gorges 177a, 177b placées dans le sens avant- arrière et qui logent les nervures placées en face 173a, 173b. Un module de chaque jeu de modules coopérants et chaque module séparé non coopérant a des plots supérieur et inférieur 181a, 181b dépassant de sa paroi avant 121b. Des leviers manuels 183a, 183b, articulés sur les extrémités des plots 181a, 181b, ont des queues ou parties postérieures a, 185b qui se logent dans les espaces compris entre les saillies 179a, 179b d'extrémités et les extrémités avant des nervures 173a, 173b. Les leviers 183a, 183b faci- litent l'introduction des modules dans le bâti et l'extrac- tion des modules du bâti entre les chambres 171a, 171b de gaz, étant donné qu'une force considérable est nécessaire à la mise en coopération ou à la séparation des connecteurs à nombreuses broches placées entre un module ou un jeu de modules coopérants et la plaquette de circuit imprimé pla- cée dans le bottier 155. Il faut noter que les modules peuvent venir en place par coulissement avec un faible coefficient de frottement, le long des parois des chambres 171a, 171b qui sont tournées vers l'intérieur, et aucun dispositif n'est prévu pour le serrage des modules sur les chambres de gaz ou en fait une autre partie quelconque du bâti. La chambre supérieure 171a a, entre des nervures adjacentes 173a de guidage de modules, de nombreuses ouver- tures 187a formées entre les nervures 173a et ayant un certain espacement. La chambre inférieure 171b comporte, entre les nervures adjacentes 173b de guidage de modules, de nombreuses ouvertures 187b formées entre les nervures 173b et séparées par des intervalles déterminés. Ces der- nières ouvertures peuvent avoir chacune un orifice de dosage 189, comme représenté. Etant donné la présence des nervures externes133 formées sur les grandes faces externes du couvercle et du plateau 113 et 115 des modules, la surface totale externe est très importante. Les nervures 133 jouent le rôle de déflecteurs dirigeant l'air de refroidissement par les ouvertures 187b de la chambre inférieure 171b vers la chambre supérieure 171a en direction verticale par l'intermédiaire des ouvertures 187a. La répartition des nervures 133 est telle que, comme représenté, les nervures 133 des surfaces externes des modules adjacents coopèrent lorsque les leviers 183a, 183b sont dans la position représentée, et lorsque les connecteurs placés entre les modules et la plaquette de circuit imprimé logée dans le bo tier 155 sont mis en coopération afin qu'ils forment des circuits pratiquement fermés par lesquels l'air de refroidissement circule entre les chambres inférieure et supérieure 171a, 171b. Les avantages de l'utilisation d'arrangements de modules selon l'invention, dans un appareillage élec- tronique monté dans un bâti, sont les suivants. Dans chaque groupe de modulesformant un arrangement selon l'invention, les interconnexions nécessaires entre les modules du groupe se trouvent à une première extrémité, et les connexions se trouvant à l'autre extrémité, formées par l'intermédiaire des parties de connecteur montées sur le bâti et du câblage associé, assurent seulement les interconnexions nécessaires entre les modules du groupe et d'autres modules, etc. qui sont extérieurs au groupe. En conséquence, le nombre de connexions réalisées par l'intermédiaire des parties de connecteur montées sur le bâti est relativement faible et ces parties de connecteur peuvent donc être réalisées sous une forme relativement robuste et fiable, et ne nécessitent donc pas un positionnement très précis par rapport aux parties complémentaires de connecteur portées par l'arrangement des modules, la mise en coopération étant ainsi facilitée. En outre, la complexité du câblage associé aux parties de connecteur montées-sur le bâti, est réduite. L'appareil des figures 1 à 5 a d'autres caracté- ristiques avantageuses, dues à la forme des modules. L'utilisation du couvercle et du plateau 113 et du caisson 111, jouant le rôle de parois nervurées froides afin que les différents composants restent froids grâce à un refroidissement par circulation et la suppres- sion correspondante de l'utilisation d'un noyau séparé des- tiné à former une paroi froide coopérant avec les compo- sants, provoquent une réduction notable de poids avec de bonnes caractéristiques thermiques. Comme les composants électriques 139 sont direc- tement appuyés élastiquement contre les parois nervurées, les caractéristiques thermiques sont encore améliorées. REVENDICATIONS 1. Arrangement de modules de circuits électriques destinés à être montés dans un bâti, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs modules (C) de circuits élec- triques, fixés côte à côte, plusieurs premières parties (125b) de connecteur électrique fixées à des modules individuels (C) à des extrémités correspondantes, plu- sieurs secondes parties (157) de connecteur électrique, complémentaires des premières parties de connecteur (125b) et coopérant avec les premières parties de connecteur (125b), un câblage (169) relié aux secondes parties de connecteur (157) et formant des interconnexions électriques entre les modules, et au moins une troisième partie de connecteur électrique (125a) montée sur l'un des modules (C) à l'extrémité opposée à celle de la première partie de connecteur (125b) fixée à ce module (C) et permettant des connexions électriques entre l'arrangement des modules et les circuits électriques extérieurs à l'arrangement des modules. 2. Arrangement selon la revendication 1, destiné à être monté par coulissement dans un bâti (151, 153, 171, 173), caractérisé en ce que les premières parties (125b) de connecteur se trouvent aux extrémités des modules (C) opposées aux extrémités qui pénètrent les premières dans le bâti (151, 153, 171, 173) lorsque l'arrangement est glissé dans le bâti (151, 153, 171, 173). 3. Arrangement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les parties de connecteur (125a, 125b, 157) sont des parties de connecteur multiple à broches (127a, 127b). 4. Arrangement selon la revendication 3, caracté- risé en ce que les premières et troisièmespartiesde connec- teur (125b, 125a) sont des broches des connecteurs multiples à broches (127b, 127a). 5. Arrangement selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'une troisième partie de connecteur (125a) est montée sur un nombre des modules (C) inférieur au nombre total. 6. Arrangement selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les modules (C) sont fixés les uns aux autres au moins partiellement par une traverse (149) qui assure la connexion électrique d'une troisième partie de connecteur électrique (125a) et des modules (C) sur lesquels une troisième partie de connecteur électrique (125a) n'est pas montée. 7. Arrangement selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les modules (C) sont fixés les uns aux autres au moins partiellement par un boîtier (159) destiné à loger les secondes parties de connecteur (157) et le câblage (169). 8. Arrangement selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que chaque module (C) comporte un boîtier (111) ayant deux parties conduc- trices de la chaleur (113, 115) formant chacune une paroi étendue du caisson, et des composants électriques (139) montés sur les grandes faces internes des deux parties, ces deux parties (113, 115) formant des trajets de circula- tion de chaleur entre les composants (139) montés sur elles et des parties de surfacesexternesdu caisson (111). 9. Arrangement selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les parties de surfaces externes sont les grandes surfaces étendues des parties en forme de caisson (113, 115). 10. Arrangement selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les grandes surfaces externes des parties de caisson (113, 115) ont la configuration de parties nervurées (133). 11. Arrangement selon la revendication 10, caracté- risé en ce que les parties nervurées (133) sont destinées à coopérer avec des parties nervurées (113) de modules adjacents (C, D) montées parallèlement afin qu'elles for- ment des déflecteurs destinés à diriger un courant de fluide de refroidissement sur les grandes faces externes des parties de caisson (113, 115), entre des chambres for- 11 2579859 mées sur des côtés opposés du module (C). 12. Ensemble comprenant au moins un arrangement de modules de circuits électriques selon l'une quelconque des revendications précédentes, supporté dans un arrangement formant un bâti, caractérisé en ce que l'arrangement for- mant un bâti (151, 153, 171, 173) comprend, pour chaque troisième partie de connecteur (125a) de chaque arrangement de modules, une partie supplémentaire respective de connec- teur (151) complémentaire de la troisième partie corres- pondante de connecteur (125a) et coopérant avec elle, et un câblage supplémentaire connecté à la partie supplémentaire de connecteur (151) afin qu'elle assure l'interconnexion de l'arrangement des modules et des autres modules de cir- cuits électriques (D) supportés par l'arrangement (151, 153, 171, 173) formant le bâti.