Brevet FR2683970A1 — publié le 19930521

ENSEMBLE ELECTRONIQUE MODULAIRE. La présente invention concerne un ensemble électronique modulaire notamment, mais non exclusivement, applicable à un appareil de commande d'automatismes tel qu'un automate programmable. Certains automates programmables à constitution modulaire comprennent, pour assurer une commodité de montage et de démontage individuels: des modules électroniques à montage pivotant comportant chacun un boîtier qui loge une carte à circuit imprimé et présente, vers une face arrière verticale, un connecteur, un support des modules en forme de plaque présentant une âme verticale munie de connecteurs pour coopérer avec les connecteurs des modules et, pour chaque module, un appui sur lequel celui-ci peut s'appliquer et pivoter, ainsi que des moyens de positionnement et de fixation du module sur le support. Une telle constitution est connue notamment d'après le brevet EP 162 373 Dans une telle solution, des paliers de pivotement prévus à la partie supérieure du boîtier sont posés sur une arête porteuse du support et subissent l'essentiel des efforts de montage communiqués par l'opérateur; ils risquent donc d'être détériorés ou cas- -2- sés En outre, des ressorts sont prévus près des extrémi- tés supérieure et inférieure du support, mais n'ont qu'une fonction de contact électrique, de sorte que la fixation de chaque module nécessite deux vis de fixation situées respectivement aux extrémités supérieure et infé- rieure du boîtier. L'invention a en particulier pour but de soulager les moyens de pivotement et de simplifier la mise en position et la fixation du module sur le support. Selon l'invention, les moyens d'application et de pivote- ment comprennent: une face de pose du boîtier, coopérant avec une face horizontale d'appui située à la première extrémité du support, la face de pose pouvant se déplacer horizonta- lement sur la face d'appui, une butée du boîtier applicable frontalement sur une partie avant de l'âme du support et restant appliquée contre l'âme lors du pivotement du module, un ressort de serrage disposé entre le boîtier et le support et coopérant avec une portée de manière à être mis progressivement en contrainte lors du pivotement du module. La première extrémité du boîtier et du support peut être avantageusement leur extrémité inférieure et la face horizontale d'appui peut être formée sur un bandeau hori- zontal inférieur du support, qui présente un rebord incliné facilitant la présentation oblique des modules. Le ressort peut être un ressort à lame fixé au support et accrochable par un talon du boîtier ou un ressort de com- pression logé dans le boîtier du module et sollicitable par une partie en saillie du bandeau d'appui. Un bandeau horizontal de guidage est avantageusement prévu à la deuxième extrémité du support pour maintenir, -3 - lors du pivotement, l'extrémité arrière correspondante du boîtier du module. La description qui suit, en regard des dessins annexés, permettra de bien comprendre l'invention. La figure 1 représente en perspective un ensemble électronique conforme à l'invention; La figure 2 montre en perspective le support de l'ensemble de la figure 1, sans module ni ensemble de connexion arrière; La figure 3 est une élévation latérale de l'ensemble de la figure 1 dont les modules ont été enlevés; La figure 4 est une vue en perspective de der- rière d'un module; Les figures 5 et 6 sont respectivement une vue de côté et une vue de dessous de ce module; La figure 7 est une vue en perspective agrandie de dessous d'un détail du module; Les figures 8 à 10 montrent les différentes phases du montage d'un module sur le support, dans une variante à âme plane; Les figures 11 à 13 représentent le détail A dans ces phases respectives; La figure 14 représente le même détail d'une variante de réalisation. L'ensemble électronique modulaire 10 illustré sur les figures est un appareil de commande d'automatismes tel 4 - qu'un automate programmable Il pourrait bien entendu s ' utiliser dans d'autres applications de contrôle ou de commande. L'ensemble 10 comprend un support 20 et des modules électroniques 40 d'entrée, de sortie, de communication ou autres fixés au support en un certain nombre d'emplacements Un seul module est montré en traits pleins sur la figure 1 pour la clarté du dessin. Le support 20 est une plaque métallique, de préférence découpée et pliée, présentant une âme 21, un bandeau supérieur 22 et un bandeau inférieur 23 L'âme verticale 21 est munie de fenêtres 21 a pour recevoir des connec- teurs 30 qui seront décrits plus loin et elle est munie de trous divers 21 b de fixation Le bandeau de guidage supérieur 22 a une face inférieure horizontale 22 a qui contribue au guidage et au maintien des modules Le ban- deau d'appui inférieur 23 a une face supérieure horizon- tale 23 a dans laquelle sont prévues des ouvertures 23 b et qui est bordée d'une rampe 23 c inclinée vers l'avant, c'est-à-dire vers le côté d'introduction des modules. Des ressorts de serrage à lame 24 sont prévus en nombre égal à celui des modules à fixer au support Chaque res- sort 24 (voir figure 3) a une première extrémité 24 a fixée par tout moyen usuel à l'âme 21 et une deuxième extrémité 24 b dotée d'un rebord vertical d'accrochage 24 c et d'une portion horizontale 24 d Cette portion 24 d se raccorde à une partie intermédiaire oblique 24 e du ressort et, pour gagner en hauteur, elle est logée dans l'ouverture 23 b pour s'y déplacer lorsque le module pivote en étant accroché au rebord 24 c Les bords avant et arrière de l'ouverture 23 b servent de butées à l'extrémité 24 b du ressort pour limiter le débattement de celui-ci. -5- Les connecteurs 30 font partie d'un ensemble de connexion arrière fixe 31 dont le boîtier 32 est logé à l'arrière de l'âme 21, par exemple dans un dégagement procuré par une partie supérieure avancée de l'âme 21 Le boîtier 32 est fixé au support 20 par des vis 33 traversant des ori- fices 21 b. Les connecteurs 30 pourraient également être interconnec- tés par des câbles souples Dans une variante plus simple à réaliser (figures 8 à 10), l'âme 21 est plane. Chaque module 40 possède un boîtier 41 qui loge une carte de traitement électronique 42 à circuit imprimé connec- table à l'avant à des organes extérieurs tels que cap- teurs ou actionneurs par un bornier avant non représenté et, à l'arrière, au connecteur fixe 30 par un fichier bordant la carte ou par un connecteur arrière complémen- taire 43. Le boîtier 41 (voir figures 4 à 7) présente une face arrière 41 a, une face supérieure 41 b et une face infé- rieure 41 c A l'extrémité inférieure 41 d de sa face arrière sensiblement plane 41 a se trouvent, d'une part, deux butées 45, ces butées constituant des cames qui interviennent dans le processus de mise en contrainte du ressort et, d'autre part, deux picots 46 de positionne- ment dans l'ouverture 23 b Les butées 45 ont une surface de came de profil approprié qui permet, pendant le pivo- tement du module, la prise d'appui sur l'âme 21 pour tirer et mettre en flexion le ressort Les picots 46 sont destinés à pénétrer dans les ouvertures 23 b et à s'appliquer contre les bords latéraux de celles-ci pour positionner le boîtier 41 De plus, la largeur d de l'espace 45 a prévu entre les pivots permet de centrer le boîtier du module par rapport au ressort 24 grâce au contact des faces internes des butées 45 contre les bords latéraux 24 f de la lame. -6- De plus, une portée 47, par exemple un talon, est prévue à la partie inférieure 41 d du boîtier 41 pour s'accrocher au rebord 24 c du ressort afin de le solliciter progressi- vement lors du pivotement Un élément complémentaire de positionnement 48 à rampes 49 est prévu à l'arrière du boîtier pour se centrer dans un orifice 21 e situé à mi- hauteur de l'âme 21. Le montage d'un module 40 sur le support 20 va être expliqué en regard des figures 8 à 13 qui montrent un mode de réalisation de support à âme plane. Le boîtier 41 du module 40 est présenté incliné (figures 8 et 11) de manière que les butées ou cames 45 s'appliquent de part et d'autre de la partie intermé- diaire 24 e du ressort à lame 24 pour être prépositionnés, puis contre la partie inférieure 21 d de l'âme 21 Les picots 46 sont engagés dans l'ouverture 23 b du bandeau 23, au contact d'au moins l'un des bords de cette ouver- ture, ce qui contribue au positionnement du module, et le talon 47 s'introduit derrière le rebord d'accrochage 24 c (figures 9 et 12) L'opérateur faisant alors pivoter le boîtier 41 dans le sens antihoraire sur les figures, la surface des cames 45 se déplace légèrement sur l'âme 21, tandis que le talon 47 tire, vers la droite, le rebord 24 c du ressort L'extrémité 24 b du ressort et les tenons 46 se déplacent dans l'ouverture 23 b qui est dimensionnée en conséquence L'élément de positionnement 48 pénètre dans l'orifice 21 e avant que le connecteur 43, apparte- nant au boîtier 41, ne s'engage sur le connecteur fixe , afin de contribuer au bon accostage de ces connec- teurs La surface supérieure 41 b du boîtier 41 glisse contre la surface inférieure 22 a du bandeau 22, tandis que la surface inférieure 41 c du boîtier continue de reposer sur la surface supérieure 23 a du bandeau 23. La mise en contrainte du ressort 24 et les moyens de positionnement associés assurent une fixation satisfai- -7- sante de l'extrémité inférieure arrière 41 d du boîtier, tandis que son extrémité supérieure arrière 41 e est fixée à l'âme 21 par le serrage d'une vis 50 d'axe 51 dans un écrou 52 rapporté derrière l'âme ou dans le boîtier 32. En pratique, une seule vis de fixation à l'extrémité supérieure du module suffit pour produire une fixation correcte du module sur le support, en conjugaison avec la fixation décrite de son extrémité inférieure Le démon- tage du boîtier 41 s'effectuera de manière inverse à ce qui vient d'être décrit pour le montage. Les dispositions prises pour les extrémités inférieure et supérieure du boîtier pourraient être inversées, la pose et la mise en contrainte du ressort s'effectuant sur un bandeau supérieur du support Le ressort peut être dis- posé devant l'âme ou derrière celle-ci. Dans la variante illustrée par la figure 14, le ressort 24 est un ressort de compression logé dans un évidement du boîtier 41 à l'extrémité inférieure 41 d de celui-ci. L'extrémité libre du ressort 24 prend appui, après la pose du boîtier sur la surface 23 a du bandeau d'appui 23, contre une portée 47 qui est constituée par une saillie du support, par exemple du bandeau 23. 8 - REVENDICATIONS 1 Ensemble électronique modulaire, notamment automate programmable, comprenant: des modules électroniques ( 40) à montage pivotant dont chacun comporte un boîtier qui loge une carte à circuit imprimé et présente, vers une face arrière verticale ( 41 a), un connecteur ( 43), un support ( 20) des modules en forme de plaque présen- tant une âme verticale ( 21) munie de connecteurs ( 30) pour coopérer avec les connecteurs des modules et, pour chaque module, des moyens d'application et de pivote- ment, ainsi que des moyens de positionnement et de fixation sur le support, caractérisé par le fait que les moyens d'application et de pivotement comprennent à une première extrémité du boîtier et du support ( 20): une face de pose ( 41 c) du boîtier ( 41), coopérant avec une face horizontale d'appui ( 23 a) située à la première extrémité du support ( 20), la face de pose pouvant se déplacer horizontalement sur la face d'appui, une butée ( 45) du boîtier applicable frontalement sur une partie avant de l'âme ( 21) du support et restant appliquée contre l'âme lors du pivotement du module, un ressort de serrage ( 24) disposé entre le boîtier et le support et coopérant avec une portée ( 47) de manière à être mis progressivement en contrainte lors du pivo- tement du module. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la première extrémité du boî- tier et du support est leur extrémité inférieure et que la face horizontale d'appui ( 23 a) est formée sur un ban- deau horizontal inférieur ( 23) du support. 9 - 3 Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le bandeau présente vers l'avant un rebord incliné ( 23 c). 4 Ensemble selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'au moins un picot de position- nement ( 46) est prévu à l'extrémité inférieure arrière du boîtier ( 41) du module pour se loger dans une ouverture ( 23 b) du bandeau d'appui ( 23). Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le ressort ( 24) est un res- sort à lame fixé à sa première extrémité ( 24 a) au support ( 20) et muni à sa deuxième extrémité ( 24 b) d'une confor- mation d'accrochage ( 24 c) coopérant avec le talon ( 47), ce dernier étant lié au boîtier ( 41). 6 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les bords latéraux ( 24 f) du ressort à lame ( 24) constituent des moyens de positionne- ment du module sur le support. 7 Ensemble selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que la deuxième extrémité ( 24 b) du ressort à lame ( 24) est logée dans une ouverture ( 23 b) du bandeau d'appui ( 23). 8 Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le ressort ( 24) est un res- sort de compression logé dans le boîtier ( 41) et sollici- table à une extrémité ( 24 b) par le talon ( 47), ce dernier étant constitué par une partie en saillie du bandeau d'appui ( 23). - 9 Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le support ( 20) comprend à son extrémité supérieure un bandeau de guidage ( 22) pour maintenir lors du pivotement une deuxième extrémité ( 41 e) arrière du boîtier ( 41) du module. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les moyens de fixation com- prennent une vis unique ( 50) située à une deuxième extré- mité ( 41 e) du boîtier ( 41).