Brevet FR2719740A1 — publié le 19951110

La présente invention concemrne un dispositif d'automatisation, notamment un automate programmable, de type modulaire comprenant un châssis qui comporte des parois horizontales et verticales et qui délimite un volume interne équipé d'éléments de guidage rectiligne, plusieurs modules fonctionnels équipés à l'arrière d'un connecteur et à l'avant d'un connecteur ou d'un bomier, chaque module pouvant être d'une part introduit dans le volume interne du châssis à l'aide des éléments de guidage et d'autre part immobilisé en position de connexion par un organe de verrouillage. Il existe déjà de nombreuses réalisations de tels dispositifs. Il est souhaitable d'une part d'assurer un verrouillage irréprochable des modules fonctionnels dans le châssis pour supporter les vibrations rencontrées notamment en milieu industriel, tout en conservant une grande compacité du dispositif. D'autre part, il serait utile de pouvoir loger indifféremment dans le châssis, en gardant à celui-ci une grande simplicité, des modules fonctionnels occupant toute la hauteur, ou seulement la moitié de la hauteur, du châssis. L'invention a pour but de répondre à ces desiderata par une structure adaptée du dispositif. Selon l'invention, le volume interne du châssis est partagé en compartiments séparés par des cloisons verticales et logeant chacun un module ou deux modules; I'organe de verrouillage est constitué par un levier plat apte à pivoter sur un tourillon solidaire d'une paroi latérale du module ou respectivement d'une cloison verticale du châssis, entre une positon de déblocage et une position de blocage; chaque cloison verticale ou respectivement paroi latérale comprend une prise fixe de verrouillage en faible saillie vers l'intérieur du compartiment, le levier de verrouillage coopérant avec la prise à la manière d'une came jusqu'à la positon de blocage. La description qui suit est faite en regard des dessins annexés pour expliciter les points caractéristiques et les résultats de l'invention: la figure I représente en perspective un châssis d'automate programmable conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de face schématique de l'automate programmable de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe d'un module d'interface selon le plan 111- 111; - la figure 4 représente en perspective avant un grand module équipé d'un bomier de câblage; 2 2719740 - la figure 5 représente en perspective arrière un petit module; - les figures 6 et 7 sont des vues latérales en coupe d'un module en position d'introduction et respectivement en position verrouillée; - la figure 8 montre à plus grande échelle le détail A de la figure 3. L'automate programmable des figures 1 et 2 comprend un chassis 10 moulé en matière isolante et doté de cloisons verticales latérales 11, d'une paroi horizontale supérieure 12 et d'une paroi horizontale inférieure 13 munies de fentes de convection, ainsi que d'une paroi verticale arrière 14 dotée d'évidements 15 pour le passage de connecteurs arrière des modules. Des parois latérales 16 d'extrémité sont munies d'oreilles 17 pour le passage de connecteurs. Des blindages peuvent être rapportés sur ou dans le chassis; en particulier une embase 17a peut être rapportée à l'arrière du chassis pour servir d'organe de liaison de masse et d'organe de fixation à un support. Le chassis 10 définit ainsi un volume interne partagé par les cloisons verticales successives 11 en compartiments modulaires 18 dont chacun est destiné à loger, soit un module fonctionnel d'interface 20a de hauteur h, dit "grand module", soit deux modules fonctionnels d'interface 20b de hauteur sensiblement égale à h/2, dits "petits modules", respectivement illustrés au centre et à gauche sur la figure 2. Le chassis 10 comprend également à côté des compartiments 18 un compartiment 19 pour une unité de traitement et/ou d'alimentation. Les modules d'interface 20 comprennent des boîtiers parallélépipédiques 21 présentant des parois verticales latérales 22, des parois verticales avant 23 et arrière 24, ainsi que des parois horizontales haute et basse 25, 26; ils logent au moins un circuit imprimé équipé à l'avant d'un connecteur avant 28 et à l'arrière d'un connecteur arrière 29. Le connecteur avant est prévu pour se connecter à un bomier de câblage 30 qui se fixe par l'avant contre la paroi 23 du boîtier du module et dont les conducteurs sont reliés à des organes extérieurs d'une machine ou d'un système automatisé contrôlé ou conduit par l'automate; le connecteur arrière est prévu pour assurer la connexion avec un connecteur complémentaire fixe prévu sur un circuit imprimé ou bus d'interconnexion arrière via les évidements 15. Chaque cloison verticale 11 située entre deux compartiments comprend d'un côté des nervures horizontales de guidage 31, en nombre pair et par exemple au nombre de deux, pour pouvoir guider des grands modules 20a ou des petits modules b; elle comprend du même côté une prise fixe de verrouillage 32 venue de moulage, constituant une came présentement en forme de haricot et dont le rôle sera 3 2719740 expliqué plus loin. Il va de soi que les éléments 31, 32 peuvent être prévus de part et d'autre de la cloison. Les parois horizontales 12, 13 du châssis comportent dans chaque compartiment au moins une nervure de guidage 33, respectivement 34, pour les modules d'interface. Chaque module d'interface comprend, en saillie à partir de sa paroi verticale 22 adjacente à une cloison 11, au moins une rainure 35 coopérant avec une nervure de guidage associée 31 et en saillie à partir de ses parois horizontales 25, 26, au moins une rainure 36 coopérant avec une nervure de guidage associée 33, 34. Les nervures et rainures peuvent bien entendu être interverties. Il convient de noter qu'aucune cloison horizontale n'est prévue dans le châssis pour séparer deux petits modules 20b adjacents logés dans un même compartiment. Pour éviter de devoir fixer chaque module au châssis à l'aide de moyens de fixation tels que des vis, la paroi verticale latérale 22 du boîtier 21 du module est équipée d'un levier latéral de verrouillage 40 destiné à coopérer avec la came fixe de verrouillage 32 venue de moulage avec la cloison 11. Le levier 40 est monté pivotant sur un tourillon 41 d'axe horizontal X lié à une paroi latérale 22 du boîtier 21 du module. L'axe X est situé sensiblement au niveau du milieu du connecteur arrière 29. Le levier est une pièce en matière plastique montée pivotante sur une enveloppe métallique 20c qui forme plan de masse, comprend les parois 22 et 24 et qui, en vue de dessus, a la forme d'un L (fig. 3). Le levier est plat, c'est-à-dire que son épaisseur est faible comparativement à la largeur du compartiment 18. Il comprend d'une part un bras antérieur de manoeuvre 42 muni d'une encoche 42a pour recevoir l'extrémité d'un outil et destiné à la manoeuvre, d'autre part un bras postérieur d'accrochage 43 et une partie centrale de palier 44. Près de la partie centrale 44 et vers celle-ci, le bras d'accrochage est bordé par une encoche 45 dont la forme est agencée pour permettre un serrage positif et résistant aux vibrations du levier sur la came 32. Pour tendre à rapprocher le module de la cloison 11 en particulier quand les éléments de guidage 31 et de verrouillage 32 ne sont prévus que d'un côté de la cloison, un bord interne 43b du bras 43 situé vers l'encoche 45 présente une dépouille convenablement orientée, de même que le bord correspondant 32b de la came 32 (figure 7). On notera que le bras d'accrochage 43 est plus mince que le bras de manoeuvre 42; en particulier, il a une épaisseur latérale e faible et sensiblement équivalente à celle de la came fixe 32, de manière à se loger dans un espace en 4 2719740 léger retrait 48 ménagé dans la paroi latérale 22 du module; cet espace en retrait 48 comprend une plage arrière horizontale 48a permettant le passage de la came fixe 32 et une plage avant verticale 48b permettant le pivotement du bras d'accrochage. Lorsque le bomier 30 est assemblé au module, il en masque la face avant 23 et en particulier l'accès au bras de manoeuvre 42 du levier de verrouillage 40 (figure 2), pour éviter d'extraire sous tension le module. Un évidement concave 11a est prévu sur le bord antérieur de chaque cloison 11 au niveau de la prise de verrouillage 32 pour loger la partie centrale 44 du levier plus épaisse que son bras d'accrochage 43. Le bomier de câblage est fixé au boîtier 11 du module d'interface par une ou deux vis et/ou par des éléments d'emboîtement ou d'encliquetage. En variante (figure 4), un levier extracteur 50 peut être prévu; ce levier est associé au bomier - ou au module - pour prendre appui sur la face antérieure 23 du module - ou une face postérieure du bomier - et il est monté pivotant autour d'un axe Y pour provoquer ainsi la rétraction du bomier. Le montage des modules d'interface dans le châssis s'effectue d'une façon qui va être décrite à l'aide des figures 6 et 7. Le module 20 est présenté devant le châssis 10 pour être introduit dans celui-ci par translation. Les rainures latérales 35 et supérieure et/ou inférieure 36 du boîtier du module sont engagées sur les nervures correspondantes 31 de la cloison verticale 11 du châssis et 33, 34 des parois horizontales 12, 13 du châssis. La plage horizontale 48a en retrait de la paroi latérale 22 du module permet le passage de la came fixe 32 au cours du coulissement du module. Le levier de verrouillage 40 est mis manuellement dans la position de déblocage indiquée figure 6. S'il ne l'est pas, la butée de la tranche arrière externe 43a de son bras d'accrochage 43 contre la face avant concave 32a de la came 32 provoque le pivotement du levier vers sa position de déblocage. Pour produire une connexion fiable et résistant aux vibrations du connecteur arrière 29 du module avec le connecteur fixe de bus, on repousse le bras de manoeuvre 42 du levier 40 pour faire pivoter celui-ci vers sa position de blocage indiquée figure 7. Le bras d'accrochage 43 du levier s'engage par sa tranche interne concave 43b contre la face arrière convexe 32b de la came fixe 32. La dépouille de la tranche concave 43b, coopérant avec celle de face convexe 32b, tend à renforcer le serrage du boîtier du module. Pour déverrouiller le boîtier du module, on engage l'extrémité d'un outil dans l'encoche 42a du bras de manoeuvre 42 du levier et on fait pivoter celui-ci en 2719740 sens antihoraire (figure 7) jusqu'à sa position de déblocage, puis on extrait le module du châssis. Le grand module 20a présente une rainure latérale centrale 35 (ou deux telles rainures centrales) agencée pour glisser sur la paire de nervures centrales 31 prévues pour le coulissement de la rainure latérale basse et respectivement haute 35 de deux petits modules 20b lorsque ceux- ci sont logés dans le même compartiment 18. Dans un mode de réalisation moins avantageux, chaque levier pivotant peut être monté sur une cloison verticale du châssis, la prise de verrouillage correspondante étant prévue sur une paroi verticale du module. Le levier peut bien entendu être monté sur une paroi latérale isolante du module. 6 2719740 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'automatisation, notamment automate programmable, de type modulaire comprenant: - un châssis qui comporte des parois horizontales et verticales et qui délimite un volume interne équipé d'éléments de guidage rectiligne, - plusieurs modules fonctionnels équipés à l'arrière d'un connecteur et à l'avant d'un connecteur ou bomier, chaque module pouvant être d'une part introduit dans le volume interne du châssis à l'aide des éléments de guidage et d'autre part immobilisé en position de connexion par un organe de verrouillage, caractérisé par le fait que: - le volume interne du châssis (10) est partagé en compartiments (18) séparés par des cloisons verticales (11) et logeant chacun au moins un module (20a,20b), I'organe de verrouillage est constitué par un levier plat (40) apte à pivoter sur un tourillon (41) solidaire d'une paroi latérale (22) du module (20) - ou respectivement d'une cloison verticale - entre une position de déblocage et une position de blocage, - chaque cloison verticale - ou respectivement paroi latérale - comprend une prise fixe de verrouillage (32) en faible saillie vers l'intérieur du compartiment, le levier de verrouillage coopérant avec la prise à la manière d'une came jusqu'à la position de blocage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le levier (40) et la prise de verrouillage (32) présentent une dépouille orientée pour tendre à rapprocher la paroi latérale (22) du module (20) de la cloison (11) du châssis (10). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre et la disposition des éléments de guidage (31, 33, 34) sont déterminés pour l'introduction indifférenciée d'un seul module fonctionnel (20a), ou de deux modules fonctionnels (20b) de hauteur moitié, dans chaque compartiment (18). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un bomier de câblage (30) peut être fixé sur une paroi avant (23) du boîtier (21) du module (20), le bomrnier masquant l'accès au levier de verrouillage (40). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le levier de verrouillage (40) comprend un bras d'accrochage (43) conformé pour mettre le levier 7 2719740 en position de déblocage par butée contre la prise de verrouillage (32) en cas d'introduction du module (20) dans le compartiment (18) avec le levier en position de verrouillage. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le levier de verrouillage (40) présente un bras de manoeuvre (42) et un bras d'accrochage (43), le bras d'accrochage ayant une épaisseur faible, inférieure à celle du bras de manoeuvre. 7. Dispositif d'automatisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les prises fixes de verrouillage (32) viennent de moulage avec les cloisons verticales (11) séparant les compartiments (18). 8. Dispositif d'automatisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi latérale métallique (22) du module (20) sur laquelle pivote le levier de verrouillage (40) est métallique. 9. Dispositif d'automatisation, notamment automate programmable, comprenant: - un châssis qui comporte des parois horizontales et verticales et qui délimite un volume interne équipé d'éléments de guidage rectiligne, - plusieurs modules fonctionnels équipés à l'arrière d'un connecteur et à l'avant d'un bomier, chaque module pouvant être d'une part introduit dans le volume interne du chassis à l'aide des éléments de guidage et d'autre part immobilisé en position de connexion par un organe de verrouillage, caractérisé par le fait que: - le volume interne du châssis (10) est partagé en compartiments (18) séparés par des cloisons verticales (11) et logeant chacun un module (20a) ou deux modules (20b), le nombre et la disposition des éléments de guidage (31, 33, 34) sont déterminés pour l'introduction indifférenciée d'un seul module fonctionnel (20a), ou de deux modules fonctionnels de demi-hauteur (20b), dans chaque compartiment, - chaque cloison verticale (11) comprend deux prises de verrouillage (32) en faible saillie vers l'intérieur du compartiment pour coopérer chacune avec un levier de verrouillage (40) associé à un module.