Brevet FR2672184A1 — publié le 19920731

Dispositif de fixation de moyens électriques ou électroniques dans un élément tubulaire. Description La présente invention est relative à un dispositif de fixation de moyens électriques ou électroniques. par exemple de composants ou de circuits électroniques, à l'intérieur d'un élément tubulaire. Le domaine technique de l'invention est celui des circuits électroniques et leur procédé de montage mécaniques et thermiques. On connaît déjà différents dispositifs de liaisons et/ou de fixations mécaniques de circuits et de composants électroniques qui permettent d'évacuer la chaleur dissipée par ces circuits et composants, grâce à des dispositifs généralement appelés "radiateurs". La demande de brevet ER 26 36 490 (AMPHENOL SOCAPEX) décrit et revendique un dispositif de liaisons mécaniques et thermiques entre une carte de circuit imprimé et une paroi froide d'un coffret de montage, laquelle paroi froide comporte au moins une rainure destinée à recevoir ensemble ledit dispositif de liaison et une bordure de ladite carte, qui comporte des moyens de fixation sur ladite bordure de carte et un organe de serrage destiné à appliquer sous effort de serrage la bordure de carte contre l'un des flancs de ladite rainure. Les dispositifs connus tels que ceux décrits dans cette demande peuvent être utilisés dans les cas où l'on dispose d'un support sensiblement plan et épais qui permet de prévoir des rainures qui servent d'ancrage et de moyens de liaisons thermiques, mais ces dispositifs connus ne permettent pas de fixer des composants électroniques dissipant de la chaleur, dans des réceptacles de volume restreint, de formes diverses, particulièrement dans des volumes tubulaires, comme par exemple les corps de projectiles tels que missiles, roquettes, leurres, fusées, torpilles,...qui comportent un corps tubulaire allongé de faible diamètre relativement à la longueur. Dans ce type d'application, on doit en général loger dans un tronçon du corps tubulaire doté d'un volume restreint, les composants et les circuits électroniques qui dissipent de la chaleur. La demande de brevet FR 25 89 031 (DIEHL GMBH) décrit et revendique un agencement compact de groupes d'éléments constitués par des plaquettes à circuits imprimés reliées les unes aux autres, supportant des composants électriques et comprenant des éléments de refroidissement pour la dissipation de la chaleur perdue des composants, notamment pour réaliser un circuit de traitement de signaux complexes pour missile, dans lequel sont prévues en tant que dissipateurs de chaleur des plaques planes de surfaces relativement importantes, constituant un support pour des plaquettes à circuits imprimés modulaires montées sur au moins une de ces surfaces frontales, pressant par un côté frontal des régions de contact de conducteurs plats flexibles contre des voies conductrices de raccordement sur une plaquette de câblage orientée transversalement par rapport à elles. Ce type de montage présente néanmoins des inconvénients: en effet ce montage nécessite l'introduction à l'intérieur du volume occupé par les circuits électroniques, d'un agent ou fluide de refroidissement, pour évacuer la chaleur dégagée par ces composants. Ce principe n'est pas toujours possible, car un tel fluide de refroidissement n'est pas toujours disponible. Dans certains cas, en effet, on ne peut évacuer la chaleur dissipée à l'intérieur d'un volume fermé de l'élément tubulaire constitué par un tronçon du corps du projectile, que par conduction au travers de la paroi circonférentielle de l'élément tubulaire, la chaleur étant ensuite évacuée par exemple par échange convectif entre la surface externe de la paroi circonférentielle de l'élément tubulaire et le fluide dans lequel se situe et/ou se déplace le projectile. Par ailleurs, la paroi circonférentielle de l'élément tubulaire ne permet pas toujours la fixation directe des composants ou circuit dissipant la chaleur, du fait de sa faible épaisseur, et/ou du fait de son inaccessibilité: les volumes disponibles pour loger les dispositifs électroniques étant de forme très allongée, ne permettent pas toujours de disposer dans le volume disponible de l'espace nécessaire pour introduire les moyens et/ou outils nécessaires à la fixation des composants sur un support situé à l'intérieur de ce volume.Par ailleurs, une difficulté supplémentaire vient du fait que ces composants ou groupes de composants ou circuits imprimés doivent être reliés électriquement avec d'autres dispositifs, et les connexions correspondantes ne peuvent pas toujours être effectuées à l'intérieur de l'élément tubulaire; de plus les moyens de liaison électriques tels que fils, câbles, nappes, ... gênent ou interdisent un montage mécanique même manuel, à l'intérieur dudit élément tubulaire. L'objet de la présente invention est de remédier aux lacunes et inconvénients des dispositifs connus. Un objectif de la présente invention est de procurer un dispositif de fixation de moyens électriques ou électroniques à l'intérieur d'un élément tubulaire qui permette d'assurer une bonne évacuation de la chaleur dissipée par ces composants; un objectif de l'invention est également de procurer un dispositif de fixation de moyens électriques ou électroniques dans un élément tubulaire allongé, qui permette de fixer les composants sur des supports à l'extérieur dudit élément tubulaire, de raccorder les composants entre eux, puis d'introduire les composants montés sur lesdits supports à l'intérieur dudit élément tubulaire et d'assurer une solide fixation mécanique qui permette en même temps une dissipation de la chaleur par les parois dudit élément tubulaire, lorsque lesdits supports supportant lesdits composants électroniques ont été introduits à l'intérieur dudit élément tubulaire qui est de forme allongée et donc peu accessible; un objectif de l'invention est également de procurer un dispositif de fixation de moyens électroniques qui permette de démonter aisément lesdits supports sur lesquels sont fixés lesdits moyens électroniques afin de permettre l'inspection, la maintenance ou le remplacement facile desdits moyens électroniques. Un objectif de l'invention consiste également à procurer un tel dispositif de montage qui permette la fixation et le démontage desdits supports par rapport audit élément tubulaire de façon déportée, c'està-dire par une extrémité dudit élément tubulaire. Un objectif de l'invention est également de procurer un tel dispositif de montage mécanique de composants électroniques dans un élément tubulaire qui permette d'assurer l'évacuation de la chaleur dissipée par les composants sans faire appel à un fluide d'évacuation de cette chaleur. Le problème posé est résolu en procurant dispositif de fixation de moyens électroniques à l'intérieur d'un élément tubulaire qui comporte au moins deux supports qui sont munis d'au moins une face externe convexe 4 qui épouse une partie au moins de la surface intérieure 5 dudit élément tubulaire, et ledit dispositif comporte des moyens déportés pour plaquer lesdits supports par leurdite face convexe, à ladite surface intérieure dudit élément tubulaire. Avantageusement, ledit élément tubulaire est muni de paroi mince et est tel que la longueur L1 dudit élément tubulaire est supérieure à la moitié de son diamètre intérieur D1 et est de préférence supérieure à son diamètre intérieure D1, et tel que ledit diamètre intérieur est inférieur ou égal à 500 millimètres et de préférence inférieur ou égal à 300 millimètres, et tel qu'une partie au moins de ladite surface interne dudit élément tubulaire est cylindrique et de section circulaire. Avantageusement, la longueur L2 desdits supports est supérieure au rayon de courbure R2 de ladite face convexe dudit support et de préférence la longueur desdits supports est supérieure au double dudit rayon de courbure. Avantageusement, ce dispositif comporte au moins une butée axiale desdits supports qui comporte au moins une face d'appui qui peut coopérer avec une face d'extrémité desdits supports, et est tel que ladite face d'appui est orientée vers l'extérieur dudit élément tubulaire, et tel que ladite face d'extrémité est orientée vers l'intérieur dudit support. Avantageusement, ce dispositif comporte au moins un disque formant ladite butée axiale qui comporte au moins un chanfrein constituant ladite face d'appui, et ledit disque est muni de moyens de fixation par rapport audit élément tubulaire, et ledit dispositif est tel que lesdites extrémités desdits supports sont munis d'un chanfrein constituant ladite face d'extrémité. Avantageusement, ce dispositif comporte un nombre M desdits supports qui sont disposés entre deux disques, et il comporte des colonnettes de guidage qui peuvent être fixées parallèlement à l'axe longitudinal XX1 dudit élément tubulaire, lesquelles colonnettes coopèrent avec des guides prévus sur lesdits supports et lesdits disques de manière à permettre le coulissement desdits disques et desdits supports à l'intérieur dudit élément tubulaire, en maintenant leur orientation, de sorte que lorsqu'on rapproche lesdits disques l'un par rapport à l'autre, lesdits disques tendent à repousser vers l'extérieur dudit élément tubulaire lesdits supports, grâce auxdites faces d'appui qui coopèrent avec lesdites faces d'extrémité. Avantageusement, lesdits moyens pour plaquer lesdits supports comportent des moyens de pression sensiblement répartie sur une circonférence d'un desdits disques, et de préférence lesdits moyens pour plaquer lesdits supports comportent au moins une vis munie d'une face de pression en forme de couronne. Avantageusement, ce dispositif comporte en outre des moyens de rappel, et de préférence il comporte des moyens élastiques de rappel, desdits supports, qui tendent à provoquer l'effet inverse desdits moyens pour plaquer lesdits composants, de sorte que le démontage desdits supports est facilité. Avantageusement, ledit nombre M est inférieur à 10 et de préférence ledit nombre M a une valeur allant de 2 à 6. Avantageusement, ledit élément tubulaire constitue une partie au moins d'un projectile, de préférence d'un missile, d'un leurre, d'une roquette, d'une torpille. Un dispositif de montage de composants électroniques selon l'invention procure de nombreux avantages qui seront mieux compris au travers de la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés, qui décrivent sans aucun caractère limitatif des modes particuliers de réalisation d'un dispositif de montage selon l'invention. La figure I est une demi coupe transversale d'un dispositif de montage de moyens électroniques à l'intérieur d'un élément tubulaire selon l'invention et correspond à une vue selon I-I de la figure 2. La figure 2 est une coupe longitudinale d'un dispositif de montage de moyens électronique dans un élément tubulaire selon l'invention, et correspond à une vue selon Il-Il de la figure 1. La figure 3 est une vue de l'extrémité d'un support rentrant dans la constitution d'un dispositif selon l'invention. La figure 4 est une vue en élévation d'un support de la figure 3. On voit sur la figure 1 que des composants électroniques 1 qui peuvent être par exemple des composants électroniques de puissance tels que transistors ou alternativement des circuits imprimés qui dissipent une chaleur qui doit être évacuée, sont montés à l'intérieur d'un élément tubulaire 2 qui peut être par exemple constitué par un tronçon du corps d'un projectile. On voit que selon l'invention lesdits composants 1 sont montés par une de leurs faces la sur des faces 3a de support 3, lesquels supports 3 sont munis d'une face externe convexe 4 qui épouse une partie de la surface intérieure 5 dudit élément tubulaire; dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 4, ledit élément tubulaire est un cylindre muni d'une paroi d'épaisseur relativement faible et de section circulaire; dans ces modes de réalisation, sont prévus deux supports 3 en forme de demi coquille.On voit que lesdits composants électroniques 1 sont munis de connexions lb, sur lesquelles sont fixés des moyens de liaison électriques 18a qui relient entre elles des connexions desdits composants 1 et que certaines connexions desdits composants sont reliées à d'autres moyens de liaison électriques 18b (partiellement représentés) qui peuvent relier lesdits composants électroniques situés sur lesdits supports 3 à d'autres composants et/ou circuits électroniques situés à l'intérieur dudit élément tubulaire 2. Sur les figures 1 et 2, on voit que selon le mode préférentiel de réalisation selon l'invention, lesdits supports 3 ont une face externe 4 de forme générale sensiblement cylindrique qui peut s'appuyer sur ladite face interne 5 dudit élément tubulaire. Dans l'élément tubulaire représenté à la figure 2, on voit que dans ce cas particulier d'utilisation d'un dispositif selon l'invention, ledit élément tubulaire 2 est muni d'un fond 2a qui comporte à sa périphérie un renflement en forme de bride ou de couronne qui définit une portée axiale 2b; on voit également que des colonnettes 12 sont prévues qui sont encastrées dans ledit font 2a dudit élément tubulaire par leur extrémité 12a, et qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal XX1 dudit élément tubulaire. On voit à la figure 2 que le dispositif selon l'invention comporte un disque 9b dont une face d'appui arrière 9bl s'appuie sur ladite portée 2b aménagée sur le fond 2a dudit élément tubulaire 2; ledit disque 9b est muni de guides 13 qui sont constitués par des alésages débouchants, de sorte que ledit disque peut coulisser dans ledit élément tubulaire, lesdits guides 13 coopérant avec lesdites colonnettes 12 de sorte que l'orientation dudit disque est maintenu sensiblement constante lors du coulissement de celui-ci par rapport audit élément tubulaire; on voit que deux supports 3 sont également pourvus de guides 13 qui sont également dans ce cas particulier alésés par des alésages débouchants sensiblement parallèles audit axe longitudinal XX1, et que lesdits supports 3 ont été introduits dans ledit élément tubulaire, lesdits guides 13 étant placés en regard desdites colonnettes 12, lesdits guides 13 étant constitués par des alésages d'un diamètre supérieur au diamètre desdites colonnettes de sorte que lesdits supports 3 peuvent venir en butée contre ledit disque 9b; en effet, lesdits supports 3 sont munis à leur extrémité longitudinale inférieure (en bas sur la figure 2) d'un chanfrein 11 qui définit une face d'extrémité 8 qui peut venir en contact avec une face d'appui 7 aménagée sur ledit disque 9b, grâce à un chanfrein 10 réalisé à la périphérie dudit disque. On voit sur la figure 2 que ledit chanfrein réalisé sur ledit disque est orienté vers l'extérieur dudit élément tubulaire, alors que ledit chanfrein 11 aménagé à ladite extrémité dudit support 3 est orienté vers l'intérieur dudit support, c'est-à-dire vers ledit axe longitudinal XX1. Avantageusement, les angles desdits chanfreins sont sensiblement complémentaires de sorte que lesdites surfaces d'appui des extrémités peuvent être en contact intime. On voit à la figure 2 qu'au-dessus desdits supports 3 il est prévu un deuxième disque 9a qui est similaire audit premier disque 9b et qui comporte une face d'appui 8 qui peut coopérer avec une face d'extrémité 7 supérieure desdits supports; ledit disque 9a est également pourvu de guides 13 qui autorisent le coulissement dudit disque selon ledit axe longitudinal XX1 dudit élément tubulaire en coopération avec lesdites colonnettes 12 qui peuvent pénétrer dans lesdits guides. On voit dans ce mode particulier de réalisation, qu'une entretoise 15 sensiblement cylindrique est prévue à l'intérieur dudit élément tubulaire qui peut prendre appui par son extrémité inférieure annulaire sur une portion dudit disque 9a, et qu'une vis 14 munie d'un filetage extérieur 14b peut être vissée à l'extrémité dudit élément tubulaire 2 munie d'un filetage intérieur 2c.On voit que ladite vis 14 peut s'appuyer par une face de pression 14a en forme de couronne sur ladite entretoise 15 de sorte que lorsqu'on visse ladite vis dans ledit élément tubulaire, ladite vis engendre une force de pression F1 sur ladite entretoise, laquelle force est sensiblement dirigée selon une direction parallèle audit axe longitudinal dudit élément tubulaire, laquelle force E1 est transmise par ladite entretoise 15 audit deuxième disque 9a, et ledit disque 9a provoque une pression selon la flèche F2 sur lesdits supports 3 et grâce auxdites faces d'appui desdits disques qui sont en contact avec lesdites faces d'extrémité desdits supports, de sorte que lesdites forces de pression provoquent un écartement desdits supports 3 selon les flèches Fg, c'est-à-dire vers l'extérieur dudit élément tubulaire et tendent ainsi à plaquer lesdits supports 3 par leursdites faces externes convexes 4 sur ladite face intérieure 5 dudit élément tubulaire et permettent ainsi d'assurer une bonne liaison mécanique et un bon contact thermique entre lesdits supports 3 et ledit élément tubulaire 2. Avantageusement, lesdites faces d'appui et d'extrémité sont très lisses et éventuellement revêtues d'un matériau anti-friction, de sorte que les efforts de pression nécessaires sont diminués. On voit que dans ce but, lesdits guides 13 ménagés dans lesdits supports 3 sont dotés d'un jeu qui permet un mouvement radial relatif desdits supports 3 par rapport auxdites colonnettes 12 et qui permet donc un déplacement desdits supports 3 radial jusqu'à ce que ladite face externe convexe 4 desdits supports soit en contact intime avec ladite surface interne 5 dudit élément tubulaire, assurant ainsi une bonne fixation mécanique et une bonne conduction thermique entre lesdits supports et ledit élément tubulaire.Les dispositifs selon l'invention sont particulièrement avantageux dans le cas où la longueur L1 dudit élément tubulaire est au moins du même ordre de grandeur que le diamètre intérieur D1 dudit élément tubulaire, ce qui correspond au cas où l'accès direct à l'intérieur dudit élément tubulaire pour fixer des composants à l'intérieur de cet élément est rendu difficile et parfois impossible dans le cas où ladite longueur L1 est très supérieure audit diamètre Dl, ce qui est notamment le cas dans certains tronçons de corps de projectiles; on voit qu'avantageusement sur la figure 1 un ressort 16 est prévu qui peut être fixé par une première extrémité à l'un des deux supports 3 représentés sur la figure 1 et qui peut être fixé par sa deuxième extrémité au deuxième support 3 du dispositif de la figure 1, de sorte que lorsque lesdits supports 3 s'écartent radialement du fait desdits moyens de pression qui tendent à plaquer lesdits supports contre ladite paroi interne dudit élément tubulaire, ledit ressort 16 est tendu en traction, et de sorte que lorsqu'on désactive lesdits moyens de pression, la tension dudit ressort 16 tend à rapprocher lesdits supports 3 l'un de l'autre et facilite ainsi leur démontage et le mouvement de coulissement desdits supports à l'intérieur dudit élément tubulaire, nécessaire pour retirer lesdits supports dudit élément tubulaire; le dit ressort 16 est avantageusement fixé grâce à des encoches 17 prévues dans lesdits supports 3. Aux figures 3 et 4, on voit que dans un exemple de réalisation d'un support selon l'invention, ledit support comporte au voisinage de chacune de ses extrémités, deux encoches 17 qui permettent la fixation desdits ressorts de rappel; Avantageusement, la longueur L2 desdits supports est au moins égale au rayon de courbure R2 de ladite surface externe convexe 4 dudit support et de préférence supérieure au double dudit rayon de courbure; on voit également que lesdits guides 13 sont dans ce mode de réalisation réalisés par des alésages débouchants qui traversent lesdits supports selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal XX1 dudit élément tubulaire et dudit support. On voit que dans ce mode particulier de réalisation, lesdits supports 3 sont sensiblement en forme de coquille munis d'une face externe de forme générale cylindrique et munis de faces internes 3a sensiblement planes qui permettent une fixation aisée desdits composants électroniques dissipant de la chaleur. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de fixation de moyens électroniques (1) à l'intérieur d'un élément tubulaire (2) caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux supports (3) qui sont munis d'au moins une face externe convexe (4) qui épouse une partie au moins de la surface intérieure (5) dudit élément tubulaire, et en ce qu'il comporte des moyens déportés pour plaquer lesdits supports par leurdite face convexe, à ladite surface intérieure dudit élément tubulaire. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit élément tubulaire est muni de paroi mince et en ce que la longueur (L1) dudit élément tubulaire est supérieure à la moitié de son diamètre intérieur (D1) et est de préférence supérieure à son diamètre intérieure (D1), et en ce que ledit diamètre intérieur est inférieur ou égal à 500 millimètres et de préférence inférieur ou égal à 300 millimètres, et en ce que une partie au moins de ladite surface interne dudit élément tubulaire est cylindrique et de section circulaire. 3 - Dispositif selon l'un quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la longueur (L2) desdits supports est supérieure au rayon de courbure (R2) de ladite face convexe dudit support et de préférence la longueur desdits supports est supérieure au double dudit rayon de courbure. 4 - Dispositif selon l'un quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une butée axiale desdits supports qui comporte au moins une face d'appui (8) qui peut coopérer avec une face d'extrémité (7) desdits supports, et en ce que ladite face d'appui est orientée vers l'extérieur dudit élément tubulaire, et en ce que ladite face d'extrémité est orientée vers l'intérieur dudit support. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un disque (9) formant ladite butée axiale qui comporte au moins un chanfrein (10) constituant ladite face d'appui, et ledit disque est muni de moyens de fixation par rapport audit élément tubulaire, et en ce que lesdites extrémités desdits supports sont munis d'un chanfrein (11) constituant ladite face d'extrémité. 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte un nombre M desdits supports qui sont disposés entre deux disques (9a, 9b), et il comporte des colonnettes (12) de guidage qui peuvent être fixées parallèlement à l'axe longitudinal (XX1) dudit élément tubulaire, lesquelles colonnettes coopèrent avec des guides (13) prévus sur lesdits supports et lesdits disques de manière à permettre le coulissement desdits disques et desdits supports à l'intérieur dudit élément tubulaire, en maintenant leur orientation, de sorte que lorsqu'on rapproche lesdits disques l'un par rapport à l'autre, lesdits disques tendent à repousser vers l'extérieur dudit élément tubulaire lesdits supports, grâce auxdites faces d'appui qui coopèrent avec lesdites faces d'extrémité. 7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyens pour plaquer lesdits supports comportent des moyens de pression sensiblement répartis sur une circonférence d'un desdits disques, et de préférence lesdits moyens pour plaquer lesdits supports comportent au moins une vis (14) munie d'une face de pression (14a) en forme de couronne. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de rappel, et de préférence il comporte des moyens élastiques de rappel (16), desdits supports, qui tendent à provoquer l'effet inverse desdits moyens pour plaquer lesdits composants, de sorte que le démontage desdits supports est facilité. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que ledit nombre M est inférieur à 10 et de préférence ledit nombre M a une valeur allant de 2 à 6. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit élément tubulaire constitue une partie au moins d'un projectile, de préférence d'un missile, d'un leurre, d'une roquette, d'une torpille.