Brevet FR2612727A1 — publié le 19880923

Profile destiné à La réalisation de bottiers étanches pour circuits éLectroniques L'invention se rapporte à un profilé destiné à la réalisation de bottiers étanches pour circuits électroniques sur cartes imprimées. Habituellement, les appareils électroniques tels que des gradateurs d'éclairage, utilisés pour des installations portables, sont conditionnés soit en armoire, soit en rack portable habillé en tôlerie ou en boiserie multicouche. Ces solutions, bien qu'adaptées à nombre d'emplois, présentent des inconvénients gênants dans certains cas d'exploitation. A titre d'exemple, le poids et le volume d'une armoire rack sont souvent prohibitifs pour permettre la manipulation et la manutention par une seule personne, voire dans certains cas par deux personnes. Par ailleurs, la centralisation excessive de gradateurs (par 12, 24, voire plus) conduit bien souvent, compte tenu de la dispersion des projecteurs, à des câblages trés longs et multiples. Les armoires usuelles ne sont pas étanches (leur contenu est tout au plus abrité) et, lorsque les installations sont faites à l'extérieur, elle souffrent des intempéries dont les effets sont forcément nuisibles à l'isolement électrique et éventuellement à leur fonctionnement. Les solutions alors utilisées (recouvrir l'ensemble d'une toile plastique), si elles permettent de mettre le matériel à l'abri, ont l'inconvénient de réduire la ventilation et le refroidissement et deviennent ainsi la cause indirecte d'incidents. La présente invention a pour but d'apporter des solutions technologiques autorisant l'utilisation extérieure, par tout temps, de matériels électroniques tels que les gradateurs de puissance. Plus particulièrement, elle vise la réalisation de boîtiers étanches universels qui assurent une protection efficace contre la poussière, les chutes d'eau et les chocs, tout en permettant une manutention aisée et, si l'utilisateur le désire, une mise en oeuvre centralisée comme il en a l'habitude avec les armoires. A cet effet, l'invention a pour objet un profilé qui présente une section en U dont les trois côtés, savoir un fond et deux flancs, s'étendent suivant trois plans, les plans des flancs étant perpendiculaires au plan du fond; les flancs, d'égale étendue suivant la direction perpendiculaire au plan du fond, comportent sur leurs faces internes des jeux de rainures identiques, parallèles au plan du fond, disposées en regard par paires de façon à pouvoir recevoir les bords d'une carte de circuit imprimé glissée à l'intérieur du profilé parallèlement au plan du fond, et les bords des deux flancs et les extrémités du profilé sont aménagés pour que puissent y être fixés des éléments de fermeture respectifs du quatrième côté libre et des extrémités du profilé. L'élément de fermeture du quatrième côté peut être une plaque de forme générale plane ou un second profilé identique, les deux profilés étant assemblés symétriquement par les bords de leurs flancs, éventuellement par l'intermédiaire d'une paire de plaques formant entretoises, interposées entre les bords de leurs flancs en regard. Par ailleurs, le profilé offre de préférence, å chacune de ses extrémités longitudinales, une feuillure creusée dans le chant de son fond et de ses flancs, dans laquelle peut être encastrée et retenue par des moyens de fixation une plaque de fermeture de l'extrémité correspondante. Avantageusement, les rainures du profilé présentent, au sein du flanc auquel elles appartiennent, une largeur plus grande qu'à la surface de ce flanc, de sorte qu'elles peuvent loger et retenir des tiges de maintien longitudinal des éléments glissés dans les rainures (qui peuvent être des cartes de circuits imprimés ou des supports auxiliaires tels que définis plus loin), chaque tige prenant appui soit sur l'élément de fermeture de l'extrémité correspondante du profilé, soit sur une vis auto-taraudeuse engagée à l'extrémité de la rainure. Dans une forme d'exécution préférée, les flancs du profilé comportent, sur leur face externe, des conformations complémentaires respectivement en creux et en saillie, permettant une liaison par emboitement entre deux profilés juxtaposés flanc contre flanc, laquelle assure un guidage et un maintien mutuel de ceux-ci, ainsi que, spécialement lorsque les profilés sont réalisés en matière conductrice de la chaleur, un bon contact thermique entre les profilés juxtaposés qui permet l'homogénéisation de leur température de fonctionnement.Ces conformations complémentaires ont avantageusement une configuration et un positionnement tels que deux profilés peuvent être juxtaposés, avec emboitement desdites conformations, sans décalage mutuel suivant la direction perpendiculaire aux plans des fonds des profilés, que les profilés soient placés dans la même orientation ou tête-bêche. Cette disposition permet de juxtaposer des boîtiers réalisés avec deux profilés assemblés en opposition soit en empilement par colonnes, soit en quinconce. Suivant une forme de réalisation très simple, lesdites conformations d'emboîtement ont, en section transversale, un même contour trapézoidal, respectivement en creux et en saillie. Il convient de doter le profilé, réalisé en un matériau conducteur de la chaleur, d'ailettes de dissipation thermique sur la face externe de l'un au moins de ses flancs. Plus précisément, le flanc comportant la conformation d'emboîtement en saillie peut être doté d'ailettes se découpant dans ladite conformation et dans l'épaisseur du flanc, et l'autre flanc, comportant la conformation d'emboîtement en creux, d'ailettes se découpant dans l'épaisseur résiduelle du flanc, au fond de ladite conformation. Des supports d'éléments de circuit peuvent être prévus pour être montés à l'intérieur du profilé, chacun d'eux comportant au moins une nervure qui, ayant une section conjuguée de celle des rainures précitées, peut être engagée dans une rainure de façon à assurer la liaison du support au profilé. De tels supports permettent la mise en place et le maintien d'organes électroniques de poids important, indépendamment des cartes imprimées. En outre, lorsqu'ils sont réalisés en matière conductrice de la chaleur comme le profilé lui-même, ils offrent un bon contact thermique avec ce dernier auquel ils transmettent la chaleur produite par les organes qu'ils supportent et en assurent ainsi le refroidissement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la face externe du fond du profilé est aménagée de façon à pouvoir recevoir une poignée escamotable, ce qui est utile lorsque le profilé est utilisé pour réaliser un boîtier autonome. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'exemples de réalisation non limitatifs. La figure 1 représente, en vue frontale, un boîtier formé de deux profilés selon l'invention assemblés en opposition, à ce boîtier étant juxtaposés d'autres boîtiers identiques. La figure 2 représente partiellement un boîtier formé d'un profilé et d'une plaque. La figure 3 représente partiellement un boîtier formé de deux profilés réunis par des entretoises. La figure 4 représente, à plus grande échelle, le détail IV de l'objet de la figure 5. La figure 5 représente en perspective un boîtier autonome formé de deux profilés conformément à la figure 1. On voit sur la figure 1 un profilé 1 dont la section a la forme générale d'un U, assemblé à un profilé 1' identique de façon à constituer la paroi latérale 11 d'un bottier sensiblement parallélépipédique. Le profilé réalisé par extrusion d'un métal (aluminium de préférence), comprend un fond 2 et des flancs 3, 4 sensiblement plans. Dans les faces internes en regard des flancs 3, 4 sont creusées des rainures 5 régulièrement espacées et s'étendant suivant la direction longitudinale du profilé. Ces rainures se correspondent par paires et dans chaque paire de rainures peut être glissée, parallèlement au plan du fond 2, une carte 6 de circuit imprimé supportant des éléments électroniques 7. Sur leurs faces externes, les flancs 3, 4 offrent des conformations complémentaires d'emboîtement 8, 9. Elles ont une même section trapézoîdale; toutefois, la conformation 8 du flanc 3 est en creux par rapport au plan 30 de sa face externe, tandis que la conformation 9 du flanc 4 est en relief par rapport au plan 40 de sa face externe. Par suite, les conformations 8, 9 peuvent s'emboîter C'est ainsi qu'un profilé la, identique au profilé 1 et de même orientation, peut être juxtaposé à ce dernier profilé avec emboîtement de leurs conformations 8a, 9 respectivement de leurs flancs 3a, 4, les plans parallèles 10 et 20 limitant extérieurement le fond 2 et les bords terminaux des flancs 3, 4 du profilé 1 coincidant avec les plans homologues du profilé la. Les conformations d'emboîtement 8, 9 de chaque profilé sont disposées à égale distance des plans 10 et 20 précités; il en résulte qu'à un profilé tel que le profilé 1' peut être juxtaposé, avec emboîtement desdites conformations et coincidence desdits plans, non seulement un profilé l'a de même orientation, mais un profilé lb disposé tête-bêche (dans ce dernier cas, le plan 10 d'un profilé coincide avec le plan 20 de l'autre).Cette disposition permet de juxtaposer des groupes il de deux profilés 1, 1' réunis par le bord de leurs flancs soit en colonnes (cf groupes 11 et lia), soit en quinconce - empilage imbriqué - (cf groupes 11, llb et lic). Dans le premier cas, les groupes de profilés sont juxtaposés sans décalage; dans le deuxième cas, ils sont juxtaposés avec un décalage égal à la distance de leurs plans limites 10 et 20. Les flancs 3, 4 de chaque profilé offrent en outre une série de nervures 31, 41 constituant des ailettes de refroidissement qui permettent d'évacuer la chaleur produite par les éléments électroniques disposés à l'intérieur du profilé. Ces ailettes sont creusées dans les conformations d'emboîtement 8, 9, les ailettes de la conformation en relief 9, où l'épaisseur du flanc 4 est accrue, étant plus développées que celles de la conformation en creux 8, où l'épaisseur du flanc 3 est amoindrie. Lorsque les conformations 8, 9 sont emboîtées, les ailettes respectives des conformations se trouvent mutuellement en regard, comme représenté. Dans l'exemple de la figure 1, chaque profilé, tel que le profilé 1, est fermé, sur son côté libre séparant les bords de ses flancs 3, 4, par un autre profilé, tel que le profilé 1', orienté de manière que ses grandes ailettes 41' soient du même coté que les grandes ailettes 41 du profilé 1. Pour permettre la fixation mutuelle des deux profilés 1, 1' ainsi accolés symétriquement, les bords de leurs flancs sont pourvus de talons de bridage 21 reliés par vis et écrous 22, ces talons résultant de la présence d'évidements 12 prévus sur la face externe des flancs. Lorsque le volume nécessaire au logement des circuits électroniques est moins important, on peut fermer le côté libre d'un profilé 1 par une simple plaque plane 23, également à l'aide d'ensembles vis-écrou 22 (figure 2). Au contraire, quand on veut disposer d'un volume plus important, on interpose entre les deux profilés 1, 1' des plaques 24 servant d'entretoises, dotées elles aussi de talons de bridage 21. Ces plaques peuvent avantageusement comporter sur leurs faces tournées vers l'intérieur, comme les flancs 3, 4, 3', 4', des séries de rainures 5 de réception de cartes de circuits imprimés. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 à 4, les rainures 5 débouchent sur la face interne des flancs 3, 4 suivant une fente de largeur moins grande que leur largeur maximale au sein de la matière des flancs. Cela leur permet de recevoir non seulement des cartes 6, mais des supports auxiliaires 15 pourvus de nervures 16 dont la section est de forme complémentaire à celle de la section des rainures 5 et dont l'écartement correspond au pas de ces dernières. Il convient de monter sur un tel support 15, réalisé en métal, tout élément 17 à forte dissipation thermique, tel qu'un transistor ou un thyristor de puissance, la chaleur qu'il engendre pouvant ainsi être évacuée, via les nervures 16 du support 15 logées dans des rainures 5 du flanc 4 correspondant, par les ailettes de refroidissement 41 de celui-ci.Le support 15 présente la forme d'un petit socle à surface plane, éventuellement prolongé par une aile å angle droit représentée en trait mixte. L'enveloppe tubulaire formée par un profilé 1 dont le côté libre a été fermé de l'une des manières indiquées plus haut est, pour former le boîtier étanche désiré, obturée à chacune de ses extrémités par une plaque transversale 18 ce contour rectangulaire à coins arrondis. Cette plaque s'encastre dans une feuillure périphérique 19 réalisée par fraisage de chacun des bords terminaux des éléments composant ladite enveloppe tubulaire. Les extrémités des rainures 5 s'inscrivent entièrement dans les feuillures 19, de sorte que les rainures sont complètement obturées par les plaques 18. Celles-ci sont maintenues par des vis 13 engagées dans des trous taraudés 32 réalisés sur le pourtour de la feuillure 19 au fond de fraisures circulaires 33. Les cartes 6 engagées dans des paires de rainures 5 sont maintenues en place, suivant la direction longitudinale de celles-ci, par des tiges de butée 34, de longueur convenable, introduites dans les rainures de part et d'autre des cartes 6 et servant d'entretoises entre celles-ci et les plaques de fermeture 18 (figure 4). On peut aussi utiliser des tiges 34' plus courtes, prises entre des vis auto-taraudeuses 35 vissées dans les extrémités des rainures 5. Il convient à cet effet que les rainures offrent une section de forme sensiblement circulaire de façon à être propres à recevoir des vis auto-taraudeuses. La même solution peut être utilisée pour le maintien longitudinal du ou des supports 15. L'usage de vis 35 permet d'assurer le maintien des éléments engagés dans les rainures 5 indépendamment de la présence des plaques 18. L'une des plaques 18, constituant le panneau frontal, porte (figures 1 et 5) des organes de commande 36, de commutation 37, de signalisation 38 et de raccordement 39 qui doivent être associés au circuit contenu dans le boîtier. Dans la face externe du fond 2 de chaque profilé 1 est prévu un évidement 42 s'étendant sur la majeure partie de cette face. Dans l'un des bords longitudinaux de cet évidement est ménagé un conduit rectiligne 43 pouvant recevoir l'axe d'une poignée pivotante 44. Cette poignée qui, en position rabattue, s'escamote dans l'évidement 42 sans déborder du plan limite 20, peut être écartée du fond 2 correspondant par pivotement autour de son axe, éventuellement à l'encontre de la force de rappel d'un ressort 45, jusqu a une position déployée définie par des encoches 46 débouchant dans le conduit 43, et permettre ainsi une manipulation aisée d'un boîtier autonome tel que celui de la figure 5. En l'absence de poignée 44, l'évidement 42 peut être utilisé pour loger, sans dépassement par rapport au plan 20, des organes mécaniques ou électroniques (des voyants, par exemple). Pour le cas où l'on désire mettre en oeuvre à poste fixe un boîtier ou un ensemble de boîtiers, par exemple dans une armoire technique, dans chaque profilé 1 sont prévues des rainures longitudinales 47, 48, s'ouvrant vers l'extérieur et offrant une section rectangulaire, propres à recevoir des écrous-cages 49 de fixation par exemple à une plaque 50 (figure 1). En cas de besoin, les surfaces de jonction des différents éléments composant un boîtier (qui s'étendent le long des talons de bridage 21 et des feuillures 19) peuvent être dotées de garnitures d'étanchéité. Dans un exemple de réalisation pratique, les dimensions suivantes ont été adoptées - longueur du profilé : 270 mm; - largeur du profilé (distance entre les plans 10 et 20) : 126 mm; - épaisseur du profilé (distance entre les plans 30 et 40) : 121,6 mm; - largeur des cartes admissibles dans les paires de rainures (cartes au standard EUROPE) : 100 mm; - pas des rainures : 5,08 mm; - diamètre de la section des rainures : 2,54 mm; - largeur de la fente d'entrée des rainures : 2 mm. Revendications 1. Profilé destiné à la réalisation de boîtiers étanches pour circuits électroniques sur cartes imprimées, caractérisé par le fait qu'il présente une section en U dont les trois côtés, savoir un fond (2) et deux flancs (3, 4), s'étendent suivant trois plans, les plans des flancs étant perpendiculaires au plan du fond, que les flancs (3, 4), d'égale étendue suivant la direction perpendiculaire au plan du fond (2), comportent sur leurs faces internes des jeux de rainures (5) identiques, parallèles au plan du fond, disposées en regard par paires de façon à pouvoir recevoir les bords d'une carte (6) de circuit imprimé glissée à l'intérieur du profilé (1) parallèlement au plan du fond (2), et que les boras des deux flancs (3, 4) et les extrémités du profilé sont aménagés pour que puissent y être fixés des éléments de fermeture respectifs du quatrième côté libre et des extrémités du profilé. 2. Profilé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de fermeture du quatrième côté est une plaque (23) de forme générale plane. 3. Profilé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de fermeture du quatrième côté est un second profilé (1') identique, les deux profilés (1, 1') étant assemblés symétriquement par les bords de leurs flancs (3, 4). 4. Profilé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux profilés (1, 1') sont assemblés par l'intermédiaire d'une paire de plaques (24) formant entretoises, interposées entre les bords de leurs flancs (3, 4) en regard. 5. Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, à chacune de ses extrémités longitudinales, il offre une feuillure (19) creusée dans le chant de son fond (2) et de ses flancs (3, 4), dans laquelle peut être encastrée et retenue par des moyens de fixation une plaque (18) de fermeture de l'extrémité correspondante. 6. Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les rainures (5) présentent, au sein du flan (3, 4) auquel elles appartiennent, une largeur plus grande qu a La surface de ce flanc, de sorte qu'elles peuvent loger et retenir des tiges (34, 34') de maintien longitudinal des éléments glissés dans les rainures (5), chaque tige prenant appui soit sur l'élément de fermeture de l'extrémité correspondante du profilé, soit sur une vis auto-taraudeuse (35) engagée à l'extrémité de la rainure. 7. Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les flancs (3, 4) comportent, sur leur face externe, des conformations complémentaires (8, 9) respectivement en creux et en saillie, permettant une liaison par emboîtement entre deux profilés (1, la) juxtaposés flanc contre flanc. 8. Profilé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les conformations complémentaires ont une configuration et un positionnement tels que deux profilés peuvent être juxtaposés, avec emboîtement desdites conformations, sans décalage mutuel suivant la direction perpendiculaire aux plans des fonds des profilés, que les profilés soient placés dans la même orientation ou tête-bêche. 9. Profilé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que les conformations d'emboîtement (8, 9) ont, en section transversale, un même contour trapézoidal, respectivement en creux et en saillie. 10. Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en un matériau conducteur de la chaleur. 11. Profilé selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comporte, sur la face externe de l'un au moins de ses flancs (3, 4), des ailettes (31, 41) de dissipation thermique. 12. Profilé selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait que le flanc (4) comportant la conformation d'emboîtement en saillie (9) est doté d'ailettes (41) de dissipation thermique se découpant dans ladite conformation et dans l'épaisseur du flanc. 13. Profilé selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que le flanc (3) comportant la conformation d'emboîtement en creux (8) est doté d'ailettes (31) de dissipation thermique se découpant dans l'épaisseur résiduelle du flanc, au fond de ladite conformation. 14. Profilé selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé par le fait que des supports (15) d'éléments de circuit (17) sont prévus pour être montés à l'intérieur du profilé, chacun d'eux comportant au moins une nervure (16) qui, ayant une section conjuguée de celle des rainures (5) précitées, peut être engagée dans une rainure de façon à assurer la liaison du support (15) au profilé (1). 3 15. Profilé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les supports (15) qui lui sont associés sont réalisés en matière conductrice de la chaleur. 16. Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que la face externe de sor. fond (2) est aménagée de façon à pouvoir recevoir une poignée (44) escamotable.