Brevet FR2932316A1 — publié le 20091211

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne un connecteur mâle-femelle pour relier électriquement entre elles plusieurs cartes à circuit imprimé. L'invention s'applique à tout assemblage de cartes à circuit imprimé et en particulier à celui utilisé dans les calculateurs électroniques (ou tout autre boîtier électronique) des moteurs d'aéronef (avion ou hélicoptère) à turbine à gaz. De façon connue en soi, un moteur d'avion à turbine à gaz (par exemple un turboréacteur ou un turbopropulseur) comporte un calculateur de régulation électronique à pleine autorité (aussi appelé FADEC pour � Full Authority Digital Engine Control �) qui a pour fonction de réguler le fonctionnement du moteur. Un tel calculateur électronique renferme notamment une pluralité de cartes à circuit imprimé, chaque carte remplissant une fonction particulière du FADEC (alimentation, communication, etc.). Généralement, de telles cartes à circuit imprimé sont reliées électriquement entre elles à l'intérieur du calculateur électronique par l'intermédiaire d'un fond de panier (et éventuellement par des câbles limande). Un fond de panier est une carte composée d'un bus possédant un ensemble de � slots � (ou logements), chaque carte étant connectée sur un slot différent du fond de panier. Ce type d'assemblage d'un calculateur de régulation électronique à pleine autorité pose l'inconvénient que le nombre de cartes à circuit imprimé pouvant être montées dans le boîtier est limité par le nombre de slots du fond de panier. Or, si une carte supplémentaire doit être rajoutée et qu'aucun slot n'est disponible sur le fond de panier, il est alors nécessaire de changer de fond de panier. Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un connecteur pour relier électriquement entre elles plusieurs cartes à circuit imprimé qui ne limite pas le nombre de cartes pouvant être reliées entre elles. Ce but est atteint grâce à un connecteur mâle-femelle comportant une pluralité de broches de connexion électrique maintenues en position dans une matrice de maintien en matériau isolant, chaque broche de connexion électrique comportant trois extrémités reliées entre elles et distinctes les unes des autres : une première extrémité qui forme une prise mâle apte à être insérée dans une prise femelle d'un autre connecteur mâle-femelle ; une deuxième extrémité qui forme une prise femelle apte à recevoir une prise mâle d'un autre connecteur mâle-femelle ; et une troisième extrémité qui forme un organe de branchement apte à traverser à l'état monté une carte de circuit imprimé. Un tel connecteur est remarquable en ce qu'il comporte des broches de connexion électrique associant à la fois une prise mâle, une prise femelle et un organe de branchement sur une carte de circuit imprimé. En utilisant plusieurs connecteurs identiques à celui-ci, il est possible de relier électriquement entre elles plusieurs cartes à circuit imprimé, les prises mâles d'un connecteur d'une carte venant s'insérer dans les prises femelles d'un connecteur d'une carte adjacente. De la sorte, plusieurs cartes à circuit imprimé peuvent être reliées entre elles sans avoir recours à un fond de panier. Selon une disposition de l'invention, la prise mâle et la prise femelle de chaque broche de connexion sont, à l'état monté, alignées sur une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la carte imprimé et l'organe de branchement est coudé par rapport aux prises mâle et femelle. Une telle disposition permet de réaliser un empilement de plusieurs cartes à circuit imprimé selon une direction perpendiculaire aux plans des cartes. Selon une autre disposition de l'invention, les broches de connexion sont arrangées selon au moins deux rangées parallèles de broches. Dans ce cas, les organes de branchement des broches de connexion peuvent s'étendre du côté de la même rangée de broches. Alternativement, les organes de branchement des broches de connexion peuvent s'étendre du côté des deux rangées de broches. L'invention a également pour objet une carte à circuit imprimé comprenant au moins un connecteur tel que défini précédemment. L'invention a encore pour objet un assemblage de cartes à circuit imprimé comprenant une pluralité de cartes à circuit imprimé reliées électriquement entre elles par des connecteurs tels que définis précédemment. Un tel assemblage peut constituer un calculateur électronique pour moteur d'aéronef à turbine à gaz. L'invention a enfin pour objet un moteur d'aéronef à turbine à gaz comportant au moins un tel assemblage. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'un connecteur mâle-femelle selon ['invention ; - la figure 3 montre un exemple d'assemblage de cartes à circuit imprimé à l'aide de connecteurs selon l'invention ; - la figure 4 montre un autre exemple d'assemblage de cartes à circuit imprimé à l'aide de connecteurs selon un autre mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 montre un calculateur électronique pour moteur d'avion à turbine à gaz constitué d'un assemblage de cartes à circuit imprimé à l'aide de connecteurs selon l'invention. Description détaillée de plusieurs modes de réalisation Le connecteur électrique mâle-femelle selon l'invention est destiné à assurer divers types connus de connexion : connexion à faible ou forte puissance, connexion de type CMS (pour Composants à Montage en Surface), connexion de type coaxiale, connexion de type traversante, etc. Les figures 1 et 2 montrent en perspective un tel connecteur mâle-femelle 1. De façon connue en soi, celui-ci comprend notamment une pluralité de broches de connexion électrique 10, 20 qui sont maintenues en position relative les unes par rapport aux autres dans une matrice de maintien 30 en matériau isolant (par exemple en plastique). Selon l'invention, chaque broche de connexion électrique 10, 20 du connecteur mâle-femelle comporte trois extrémités 11 à 13 et 21 à 23 qui sont distinctes ies unes des autres et reliées entre elles. Ces extrémités sont constituées par : une première extrémité 11, 21 qui forme une prise mâle apte à être insérée dans une prise femelle d'un autre connecteur mâle-femelle identique ; une deuxième extrémité 12, 22 qui forme une prise femelle apte à recevoir une prise mâle d'un autre connecteur mâle-femelle identique ; et une troisième extrémité 13, 23 qui forme un organe de branchement. De façon plus précise, comme représenté sur les figures 3 et 4, à l'état monté (c'est-à-dire lorsque le connecteur mâle-femelle est monté sur une carte à circuit imprimé 40), la prise mâle 11, 21 et la prise femelle 12, 22 de chaque broche de connexion électrique 10, 20 sont alignées sur une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la carte à circuit imprimé 40. Quant à l'organe de branchement 13, 23 de chaque broche de connexion électrique 10,20, à l'état monté du connecteur mâle-femelle, il est coudé par rapport aux prises mâle et femelle et il traverse des trous 41 formés à un bord de la carte à circuit imprimé 40. De préférence, les broches de connexion électrique 10, 20 sont arrangées selon au moins deux rangées parallèles de broches. Ainsi, comme représenté sur les figures 1 à 3, les broches 10 appartiennent à une première rangée de broches tandis que les broches 20 appartiennent à une seconde rangée parallèle à la première. Par ailleurs, dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, les organes de branchement 13, 23 des broches de connexion électrique appartenant aux deux rangées s'étendent depuis une face latérale 2 du connecteur du côté de la même rangée de broches (à savoir celles des broches 11). Ainsi, le connecteur mâle-femelle 1 représenté sur ces figures présente une forme de � T �. De la sorte, dans ce mode de réalisation des figures 1 à 3, plusieurs cartes à circuit imprimé 40 peuvent être reliées électriquement entre elles par l'intermédiaire de connecteurs mâle-femelle 1 selon l'invention. Plus précisément, comme représenté sur la figure 3, pour former un tel assemblage de cartes à circuit imprimé, chaque carte est connectée à un connecteur mâle-femelle 1 à l'aide des organes de branchement 13, 23 des broches de connexion électrique de celui-ci. Les cartes sont ensuite empilées les unes sur les autres selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan des cartes, les prises mâles 11, 21 des broches de connexion électrique d'un connecteur venant s'enticher dans les prises femelles 12, 22 des broches de connexion électrique du connecteur directement adjacent. Selon un autre mode de réalisation d'un connecteur mâle-femelle 1' représenté sur la figure 4, les organes de branchement 13, 23 des broches de connexion électrique s'étendent depuis les deux faces latérales opposées 2,3 du connecteur du côté des deux rangées de broches. En d'autres termes, le connecteur mâle-femelle 1' de ce mode de réalisation présente une forme de � + �. Avec une telle forme des connecteurs mâle-femelle l', plusieurs cartes à circuit imprimé 40 peuvent être reliées électriquement entre elles en formant deux empilements parallèles de cartes (de la même manière que pour le mode de réalisation précédent). On se réfèrera maintenant à la figure 5 qui représente un exemple d'application d'un assemblage de cartes à circuit imprimé à l'aide de connecteurs selon l'invention. Dans cet: exemple d'application, les connecteurs mâle-femelle 1 selon l'invention correspondent à ceux décrits en liaison avec les figures 1 à 3 (c'est-à-dire ayant chacun une forme de � T �). L'assemblage des cartes à circuit imprimé constitue ici un calculateur électronique 100 (ou FADEC pour � Full Authority Digital Engine Control �) d'un moteur d'avion à turbine à gaz. Le calculateur électronique 100 comporte ainsi une pluralité de cartes à circuit imprimé 40 (par exemple une carte formant un module d'alimentation, une carte formant un module d'entrée, une carte formant un module de sortie, une carte formant un module de communication, etc.). Les cartes à circuit imprimé 40 sont reliées électriquement les unes aux autres à l'aide de connecteurs mâle-femelle 1 selon l'invention. Par ailleurs, chaque connecteur est traversé à deux extrémités opposées par des tiges métalliques 101 qui s'étendent selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan des cartes. Le calculateur électronique 100 comporte également deux flasques d'extrémité 102 formant supports, ces flasques étant disposés aux deux extrémités de l'assemblage des cartes et fixés aux deux tiges métalliques 101. Un tel assemblage présente l'avantage de pouvoir être aisément modifié. II est en effet très simple de rajouter ou de retirer une carte à circuit imprimé en retirant l'un des flasques d'extrémité 102. Le calculateur électronique 100 gagne ainsi en souplesse de conception. REVENDICATIONS1. Connecteur mâle-femelle (1, 1') pour relier électriquement des cartes à circuit imprimé (40), le connecteur comportant une pluralité de broches de connexion électrique (10, 20) maintenues en position dans une matrice de rnaintien (30) en matériau isolant, chaque broche de connexion électrique comportant trois extrémités reliées entre elles et distinctes les unes des autres : une première extrémité (11, 21) qui forme une prise mâle apte à être insérée dans une prise femelle d'un autre connecteur mâle-femelle ; une deuxième extrémité (12, 22) qui forme une prise femelle apte à recevoir une prise mâle d'un autre connecteur mâle-femelle ; et une troisième extrémité (13, 23) qui forme un organe de branchement apte à traverser à l'état monté une carte de circuit imprimé. 2. Connecteur selon la revendication 1, dans lequel la prise mâle (11, 21) et la prise femelle (12, 22) de chaque broche de connexion électrique (10, 20) sont, à l'état monté, alignées sur une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la carte à circuit imprimé (40) et l'organe de branchement (13, 23) est coudé par rapport aux prises mâle et femelle. 3. Connecteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les broches de connexion électrique (10, 20) sont arrangées selon au 25 moins deux rangées parallèles de broches. 4. Connecteur selon la revendication 3, dans lequel les organes de branchement (13, 23) des broches de connexion électrique (10, 20) s'étendent du côté de la même rangée de broches. 5. Connecteur selon la revendication 3, dans lequel les organes de branchement (13, 23) des broches de connexion électrique (10, 20) s'étendent du côté des deux rangées de broches. 35 6. Carte à circuit imprimé (40) comprenant au moins un connecteur (1, 1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 308 7. Assemblage de cartes à circuit imprimé comprenant une pluralité de cartes à circuit imprimé (40) reliées électriquement entre elles par des connecteurs (1, 1'} selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 8. Assemblage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il constitue un calculateur électronique (100) pour moteur d'aéronef à turbine à gaz. 9. Moteur d'aéronef à turbine à gaz comportant au moins un assemblage selon l'une des revendications 7 et 8.