Brevet FR2985293A1 — publié le 20130705

CAGE POUR ÉCROU, BAIE UTILISANT LA CAGE POUR ÉCROU ET PROCÉDÉ DE MONTAGE D'UN ÉQUIPEMENT DANS LA BAIE. Domaine de l'invention La présente invention concerne la réalisation d'une liaison équipotentielle et plus particulièrement de la mise au potentiel de la terre d'équipements montés dans une baie. Exposé de l'art antérieur Des équipements électriques situés dans des boîtiers sont couramment montés dans des armoires ou baies normalisées. La figure 1 est une vue schématique d'une baie 1 du type auquel s'applique la présente invention. La baie 1 a la forme d'un parallélépipède rectangulaire s'élevant verticalement à partir d'une base 2. Une face avant 3, verticale et s'élevant de la base 2, est évidée. Une bride métallique 4 verticale est fixée à la baie 1 de chaque côté de l'évidement de la face avant 3 de la baie 1. Une face frontale 5 de la bride 4, est parallèle à la face avant 3 de la baie 1. La bride 4 possède également une face dorsale 6, opposée et parallèle à la face frontale 5. La face frontale 5 de la bride 4 est percée de trous carrés 7 régulièrement espacés dans le sens de la hauteur de la baie 1. La baie 1 est destinée à recevoir des équipements électriques sous forme de boîtiers 8 (souvent nommés par l'anglicisme "rack") contenant des circuits électriques ou électroniques. Un boîtier possède une face avant constituée d'un panneau 9. Le panneau 9 est usuellement conducteur du courant électrique et est muni de trous de fixation 10 disposés de façon à pouvoir être mis en correspondance avec les trous carrés 7 des brides 4. Ainsi, une fois inséré dans la baie 1, le boîtier 8 est maintenu par son panneau 9 dont une surface postérieure 11 est appuyée contre la face frontale 5 de la bride 4 au moyen d'un boulon de fixation 12 traversant le trou de fixation 10 et le trou carré 7. Usuellement le panneau 9 est recouvert d'une couche de peinture. Le système de fixation du panneau 9 du boîtier 8 sur la baie 1 utilise habituellement une cage pour écrou apte à maintenir en position l'écrou pendant le serrage d'une vis de fixation du panneau 9. La figure 2 est une vue en perspective d'une cage 15 pour écrou telle que divulguée par la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 881 802. Cette cage pour écrou comprend un corps 16 allongé selon un axe longitudinal X. Le corps 16 est limité à une première de ses extrémités par une tête constituée d'une collerette 17. La cage 15 est apte à recevoir, monté à translation selon l'axe longitudinal X, un écrou non représenté sur la figure 2. La cage pour écrou 15 peut être introduite dans les trous carrés 7 de la bride 4, décrits en relation avec la figure 1. En général la cage pour écrou 15 est en matière plastique moulée, elle peut également être métallique. Pour des raisons de sécurité des personnes, il est indispensable que toutes les parties accessibles et conductrices du courant électrique soient reliées par une liaison équipotentielle et mise au potentiel de la terre (aussi appelé mise à la terre). C'est le cas, généralement, des différents éléments de la baie et des panneaux avant des boîtiers. De plus pour éviter une destruction du matériel électronique, contenu dans les boîtiers, par décharge électrostatique générée par des personnes touchant l'équipement, il faut que la résistance au passage du courant de la liaison équipotentielle soit faible. En outre, il faut que la liaison ne puisse pas être détruite lors d'un passage important de courant. Cette liaison équipotentielle se fait usuellement par un fil de masse connecté aux différentes parties conductrices de l'équipement et à la baie. Une telle liaison équipotentielle est généralement 5 coûteuse à installer, elle nécessite une intervention spécifique sur l'équipement, elle est peu fiable car les fils conducteurs peuvent être débranchés. Résumé 10 Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir une liaison équipotentielle qui pallie tout ou partie les inconvénients des liaisons équipotentielles connues. Un autre objet d'un mode de réalisation de la 15 présente invention est de proposer une liaison équipotentielle présentant une faible résistance électrique. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu une cage pour écrou qui comporte : un corps allongé selon un axe longitudinal destiné à être inséré 20 dans un trou de montage et configuré pour recevoir un écrou par montage à translation selon ledit axe longitudinal ; et une tête électriquement conductrice disposée à une extrémité longitudinale avant du corps et comportant, sur une face antérieure sensiblement plane et parallèle à une face 25 postérieure au niveau de laquelle s'étend le corps, une protubérance, ladite tête étant configurée de sorte que la protubérance vienne racler la surface d'un panneau mis en appui contre ladite protubérance et sollicité en direction de la tête. 30 Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la tête comporte une traverse délimitant lesdites faces antérieure et postérieure et supportant, du côté de la face antérieure de la tête, ladite protubérance, la traverse comportant : un côté interne monté sur le corps et dont la 35 jonction avec le corps forme une charnière selon un axe de rotation ; et un côté externe opposé au côté interne et distal de l'axe longitudinal. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la protubérance comporte une arête de raclage 5 formant un segment d'une arête dudit côté externe de la traverse. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, l'arête de raclage a une forme ovoïdale. Selon un autre mode de réalisation de la présente 10 invention, la traverse présente une première position : pour laquelle ladite face postérieure et un plan frontal, orthogonal à l'axe longitudinal et passant par l'extrémité longitudinale avant du corps, forment un angle d'inclinaison aigu; et pour laquelle le plan frontal est situé entre l'extrémité arrière du 15 corps et le côté externe de ladite traverse. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, l'angle d'inclinaison est compris entre 8° et 15°. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, l'angle d'inclinaison est compris entre 5° et 40°. 20 Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la protubérance est obtenue en repoussant le matériau de la tête à partir de la face postérieure de la tête. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu une baie pour équipement comportant une 25 bride perforée munie d'une cage pour écrou. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu un procédé de montage d'un boîtier muni d'un panneau électriquement conducteur dans une baie, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : insérer le boîtier 30 dans la baie, de façon à ce qu'un trou de fixation du panneau du boîtier soit en coïncidence avec ladite cage pour écrou munie d'un écrou ; engager une vis de fixation au travers du trou de fixation du panneau ; visser la vis de fixation dans l'écrou ; et serrer la vis de fixation de façon à ce que la 35 protubérance de la tête de la cage pour écrou racle la surface postérieure du panneau et assure un contact électrique entre le panneau et la protubérance. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, décrite ci-dessus, est une vue en perspective d'une baie dans laquelle est monté un boîtier, selon l'art antérieur ; la figure 2, décrite ci-dessus, est une vue en perspective d'une cage pour écrou selon l'art antérieur ; la figure 3 est une vue en perspective d'une cage pour écrou selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4 est une vue en coupe schématique partielle de la cage pour écrou de la figure 3 selon deux 20 positions ; et les figures 5A et 5B sont des vues en coupe d'un système de fixation, selon un mode de réalisation de la présente invention. 25 Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures qui ont été tracées sans respect d'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la 30 compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. En particulier la réalisation de la baie, des cages pour écrou, des boulons est connu de l'homme de l'art et ne sera pas explicitée. Par ailleurs, les notions de "haut", "bas", "horizontal", "vertical", "devant", "derrière", 35 "antérieur", "postérieur", "frontal", "dorsal" etc. s'entendent par rapport à une position verticale d'une baie présentant une face avant évidée permettant le montage de différents boîtiers dans la baie. La figure 3 est une vue en perspective d'une cage pour écrou 20 et de son écrou 22 (représenté en pointillés) selon un mode de réalisation de la présente invention. La cage pour écrou 20 comporte un corps 21 allongé selon un axe longitudinal X et destiné à être inséré, de préférence par une extrémité longitudinale arrière du corps 21, dans un trou de montage. Ce corps 21 allongé est configuré pour recevoir l'écrou 22, monté à translation dans la cage 20 selon l'axe longitudinal X. Une tête 23, électriquement conductrice, est disposée à une extrémité longitudinale avant du corps 21 distale d'un fond 30 du corps 21. Cette extrémité longitudinale avant du corps est, dans l'exemple du mode de réalisation exposé, dans un plan sensiblement orthogonale à l'axe longitudinal X du corps 21. La tête 23 comporte une face antérieure 24 sensiblement plane et parallèle à une face postérieure 25, au niveau de laquelle s'étend le corps 21 de la cage 20. Dans l'exemple particulier du mode de réalisation présenté par la figure 3, le corps 21 est creux et comporte en sa périphérie des montants 27 sensiblement parallèles à l'axe longitudinal X et, par exemple, reliés entre eux par le fond 30 du corps 21. Les montants 27 sont répartis, avantageusement régulièrement, sur la périphérie du corps 21, autour de l'axe longitudinal X. Des espaces libres, entre deux montants consécutifs, permettent le guidage, en translation selon l'axe longitudinal X, de l'écrou 22. De manière avantageuse, deux montants 27 consécutifs, formant un couple 26 de montants, sont reliés par une traverse 35 formant une partie de la tête 23. D'autres traverses 35 peuvent, de préférence, compléter la tête 23. De préférence, la tête comporte deux traverses délimitant chacune une face antérieure et une face postérieure telles que définies ci-dessus. Une traverse 35 comporte, par exemple selon sa 35 direction longitudinale, un côté externe 36 et un côté interne 37 opposé au côté externe 36. Le côté externe 36 est distal de l'axe longitudinal X. Le côté interne 37 est monté sur le corps 21. La traverse 35 supporte en outre une protubérance 39 située du côté de la face antérieure 24 de la tête 23. La protubérance 39 comporte, de manière avantageuse, une arête de raclage 40. Par exemple, l'arête de raclage 40 forme un segment d'une arête du côté externe 36 de la traverse 35 permettant ainsi de faciliter le raclage. De préférence, la protubérance 39 est obtenue en repoussant le matériau de la tête 23, formant la traverse 35, avec, par exemple, un poinçon agissant à partir de la face postérieure 25 de la tête 23. Le profil de la protubérance 39, et, en conséquence, le profil de coupe de l'arête de raclage 40 obtenu, peut être ajusté avec la forme de l'outil utilisé. L'arête de raclage 40 de la protubérance 39 peut avoir une forme ovoïdale comme représentée par la figure 3. Une telle forme est avantageuse pour sa résistance à la déformation permettant de conférer une robustesse importante à l'arête de raclage 40. De manière avantageuse, l'arête de raclage 40 peut être affûtée et/ou recevoir un traitement de surface destiné à la durcir. Les matériaux choisis pour réaliser la cage pour écrou peuvent être très divers et seront sélectionnés en fonction de leurs propriétés mécaniques et électriques. Par exemple, pour un système de montage dans une baie 1 standard de 19 pouces, utilisant des vis de fixation de 5 mm de diamètre, la cage pour écrou 20 sera formée dans un acier d'épaisseur 0,4 mm peu déformable, élastique, dur, non cassant et apte à former des arêtes tranchantes. De façon non limitative, par exemple, un acier XC 45 ou XC 75 (selon la norme NF A 37-502) peut être utilisé. La dimension transversale du corps est, par exemple, d'environ 0,9 cm afin qu'il puisse être introduit, par l'extrémité arrière 29, dans les trous carrés 7 standard de 9,5 cm de côté. La longueur du corps est, par exemple, de 1,3 cm. Dans l'exemple du cas décrit ci-dessus d'une protubérance de profil ovoïdal, présentant une arête de raclage 40 formant un segment de l'arête du côté externe 36, la hauteur de la protubérance mesurée à partir de la face antérieure 24 de la tête 23 est d'environ 0,7 mm. Les dimensions précédentes sont données à titre exemplatif. Elles correspondent à l'application de la présente invention dans une baie standard. Toutes autres dimensions déterminables par l'homme du métier en fonction de l'application seront concevables. La figure 4 est une vue en coupe schématique, selon un mode de réalisation de la présente invention, selon un plan de coupe Pl, d'une partie d'un système de fixation utilisant la cage 20 décrite en relation avec la figure 3. Le plan de coupe Pl est un plan parallèle à l'axe longitudinal X du corps 21, passant par le sommet de la protubérance 39 et perpendiculaire au côté interne 37 de la traverse 35. Autrement dit le plan de coupe Pl est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la traverse 35. Pour des raisons de clarté, seule une demi-coupe de cage 20 est représentée. L'autre demi coupe est, par exemple, symétrique selon un plan de symétrie T, perpendiculaire au plan Pl de la coupe de la figure 4 et parallèle à l'axe longitudinal X du corps 21. Comme représenté par la figure 4, la traverse 35 peut être reliée, par son côté interne 37 au corps 21. De manière générale applicable aux différents modes de réalisation de l'invention, la jonction du côté interne 37 avec le corps 21 forme une charnière d'axe de rotation Y, par exemple confondu avec l'axe du côté interne 37. Dans l'exemple illustré, le corps 21 est inséré dans un trou 7, par exemple carré, d'une bride 4. Un plan frontal F, passant par l'extrémité longitudinale avant du corps 21, orthogonal à l'axe longitudinal X du corps 21, contient l'axe de rotation Y et, par exemple, l'axe du côté interne 37. Un panneau 9, destiné à être fixé à la bride 4 au moyen du système de fixation, est positionné, parallèlement et devant le plan frontal F de telle manière que la tête 23 de la cage 20 soit située dans un interstice 46 compris entre la bride 4 et le panneau 9. En d'autres termes, dans le plan Pl de coupe, selon la direction longitudinale X, se trouvent, de l'arrière vers l'avant, les éléments suivants : le fond 30, le corps 21, la bride 4, le plan frontal F, la tête 23, le panneau 9. La figure 4 représente la tête 23 dans une position initiale, dite première position illustrée en traits pleins, et dans une deuxième position illustrée en traits pointillés. Ces première 5 et deuxième positions de la tête 23 correspondent respectivement à une première et à une deuxième position de la traverse 35 selon un angle d'inclinaison a. L'angle d'inclinaison a de la traverse 35 est défini comme l'angle aigu formé entre le plan frontal F et la face postérieure 25 de la 10 tête 23 relative à la traverse 35. Dans sa première position, la traverse 35 est inclinée vers l'avant de façon à ce que le plan frontal F soit situé entre l'extrémité arrière 29 du corps 21 et l'arête externe 36 de la traverse 35. Cette première position de la 15 traverse 35 correspond à un angle d'inclinaison initial al. Pour la première position de la traverse 35, et pour une position initiale du panneau 9, l'arête de raclage 40, touche, sans contrainte, une surface postérieure 11 du panneau 9 en un point de contact initial 50. Lorsque par l'effet du serrage de 20 la vis de fixation (non représentée), l'interstice 46 se réduit. La tête 23 de la cage 20 est aplatie, entre une face frontale 5 de la bride 4 et la surface postérieure 11 du panneau 9. De manière complémentaire, le corps 21 est maintenu, sans déformation possible, par l'écrou, monté à translation, 25 venant en appui contre une face dorsale 6 de la bride 4. Il en résulte une rotation induite de la traverse 35 autour de l'axe de rotation Y. L'angle d'inclinaison a diminue et devient sensiblement nul pour la deuxième position de la traverse 35. Par effet du mouvement, orienté selon l'axe longitudinal X, du 30 panneau 9, en direction de la tête 23, entraînant la rotation de la traverse 35 autour de l'axe de rotation Y, l'arête de raclage 40 se déplace du point de contact initial 50, vers un point de contact final 51 atteint lorsque l'angle d'inclinaison a devient sensiblement nul. Durant ce mouvement l'arête de 35 raclage 40 reste en appui sur la surface postérieure 11 du panneau 9 avec une force d'appui dépendant en particulier de l'élasticité du matériau utilisé pour la jonction entre le côté interne 37 et le corps 21. Il en résulte que l'arête de raclage 40, notamment si elle est acérée, racle la surface postérieure 11 du panneau 9 sur une distance R. Ainsi, la tête 23 est configurée de sorte que la protubérance 39 vienne racler la surface postérieure 11 du panneau 9, mis en appui contre la protubérance 39 et sollicité en direction de la tête 23. La protubérance 39 se comporte comme un outil tranchant dont l'effort de coupe est fonction de l'angle de coupe de l'arête 40. En d'autres termes, plus l'angle d'inclinaison initial al est grand, plus l'effort de coupe, au niveau de l'arête de raclage 40, est important. En contrepartie le copeau enlevé et la distance de raclage sont plus importants. Selon le matériau utilisé pour le panneau 9 et pour la cage 20, l'homme du métier saura adapter l'angle d'inclinaison initial al de la traverse 35, les fortes valeurs de l'angle d'inclinaison initial permettant de racler plus efficacement les matériaux tendres comme, par exemple, l'aluminium, les plus faibles valeurs de l'angle d'inclinaison initial étant adaptées à des matériaux durs comme l'acier. L'angle d'inclinaison initial al est compris entre 5° et 40°, de préférence entre 8° et 15° pour une utilisation compatible avec un grand nombre de duretés utilisées pour les matériaux des panneaux 9. A titre d'exemple, dans le cas d'un angle d'inclinaison initial al de 20° et d'une distance de 2 mm entre le bord interne 37 et le bord externe 36, la longueur de raclage R sur la surface postérieure 11 du panneau 9 est d'environ 120 pm. Les figures 5A et 5B sont des vues en coupe, selon un mode de réalisation de la présente invention, du système de fixation, décrit en relation avec la figure 4, d'un boîtier inséré dans une baie comportant une bride perforée munie d'une cage 20 pour écrou. Pour ces deux figures, le corps 21 est inséré dans un trou 7, par exemple carré, de la bride 4. La tête 23 de la cage 20 se situe dans l'interstice 46 compris entre la bride 4 et le panneau 9. Un boulon de fixation 12 formé par l'écrou 22 et une vis 45, vissée dans ledit écrou, traversant un trou de fixation 10 du panneau 9 et le trou carré 7 de la bride 4 parfait le système de fixation. La figure 5A correspond à la première position de la tête 23 et de la traverse 35. Dans cette première position, la 5 face postérieure 25 de la tête 23 est en contact avec les bords du trou 7. L'arête de raclage 40 est en contact avec la surface postérieure 11 du panneau 9. La traverse 35 est inclinée selon l'angle d'inclinaison initial al précédemment décrit en relation avec la figure 4. 10 La figure 5B correspond à la deuxième position de la tête 23 et de la traverse 35 obtenue en serrant le boulon de fixation 12 (par vissage de la vis 45 dans l'écrou 22). La tête 23 est aplatie entre la bride 4 et le panneau 9; l'interstice 46 est réduit au minimum. Par l'effet du raclage de la 15 protubérance 39 sur la surface postérieure 11 du panneau 9, conjugué à la pression exercée par la protubérance 39 sur le panneau 9, la protubérance 39 pénètre, au moins partiellement, dans le panneau 9. Éventuellement, en fin de serrage du boulon 12, la protubérance 39, après avoir raclé la surface 20 postérieure 11 du panneau 9, peut être aplatie contre le panneau 9. Le panneau 9 et la protubérance 39 étant conducteurs du courant électrique un contact électrique est établi, nonobstant la qualité de la surface postérieure 11 du panneau 9. En effet, même dans le cas où la surface postérieure 11 est 25 peinte ou oxydée, et présenterait de ce fait une faible conductivité électrique, cette surface initiale est éliminée, à l'endroit du point de contact final 51, par le raclage de l'arête 40. La pénétration de la protubérance 39 dans le panneau 9 assure, en outre, une surface de contact plus 30 importante que celle procurée par un simple contact en appui et en conséquence une résistance de contact faible entre la protubérance 39 et le panneau 9. Le contact électrique ainsi obtenu peut drainer un courant électrique important sans être détruit. Il en résulte que la qualité du contact électrique 35 entre la protubérance 39 et le panneau 9 reste stable et fiable au cours du temps. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la présence d'une arête acérée de raclage, bien que préférée pour un 5 meilleur résultat, n'est pas indispensable et d'autres formes de profil de la protubérance peuvent convenir. Le nombre, la disposition, la forme des supports des protubérances peuvent varier, pourvu que la protubérance ait un mouvement de translation vis-à-vis du panneau lorsque le panneau est appuyé 10 contre la tête de la cage pour écrou. REVENDICATIONS1. Cage (20) pour écrou comportant : - un corps (21) allongé selon un axe longitudinal (X) destiné à être inséré dans un trou de montage (7) et configuré pour recevoir un écrou (22) par montage à translation selon 5 ledit axe longitudinal (X); et - une tête (23) électriquement conductrice disposée à une extrémité longitudinale avant du corps (21) et comportant, sur une face antérieure (24) sensiblement plane et parallèle à une face postérieure (25) au niveau de laquelle s'étend le 10 corps (21), une protubérance (39), ladite tête (23) étant configurée de sorte que la protubérance (39) vienne racler la surface (11) d'un panneau (9) mis en appui contre ladite protubérance (39) et sollicité en direction de la tête (23). 2. Cage (20) pour écrou selon la revendication 1, 15 dont la tête (23) comporte une traverse (35) délimitant lesdites faces antérieure (24) et postérieure (25) et supportant, du côté de la face antérieure (24) de la tête (23), ladite protubérance (39), la traverse (35) comportant : - un côté interne (37) monté sur le corps (21) et 20 dont la jonction avec le corps (21) forme une charnière selon un axe de rotation (Y); et - un côté externe (36) opposé au côté interne (37) et distal de l'axe longitudinal (X). 3. Cage (20) pour écrou selon la revendication 2, 25 dont la protubérance (39) comporte une arête de raclage (40) formant un segment d'une arête dudit côté externe (36) de la traverse (35). 4. Cage (20) pour écrou selon la revendication 3, dont l'arête de raclage (40) a une forme ovoïdale. 30 5. Cage (20) pour écrou selon l'une des revendications 2 à 4, dont la traverse (35) présente une première position : - pour laquelle ladite face postérieure (25) et un plan frontal (F), orthogonal à l'axe longitudinal (X) etpassant par l'extrémité longitudinale avant du corps (21), forment un angle d'inclinaison (a) aigu; et - pour laquelle le plan frontal (F) est situé entre l'extrémité arrière (29) du corps (21) et le côté externe (36) 5 de ladite traverse (35). 6. Cage (20) pour écrou selon la revendication 5, dont l'angle d'inclinaison (a) est compris entre 8° et 15°. 7. Cage (20) pour écrou selon la revendication 5, dont l'angle d'inclinaison (a) est compris entre 5° et 40°. 10 8. Cage (20) pour écrou selon l'une des revendications précédentes, dont la protubérance (39) est obtenue en repoussant le matériau de la tête (23) à partir de la face postérieure (25) de la tête (23). 9. Baie (1) pour équipement comportant une bride (4) 15 perforée munie d'une cage (20) pour écrou selon l'une des revendications précédentes. 10. Procédé de montage d'un boîtier (8) muni d'un panneau (9) électriquement conducteur dans une baie (1) selon la revendication 9, ledit procédé comprenant les étapes 20 suivantes : - insérer le boîtier (8) dans la baie (1), de façon à ce qu'un trou de fixation (10) du panneau (9) du boîtier (8) soit en coïncidence avec ladite cage (20) pour écrou munie d'un écrou (22); 25 - engager une vis de fixation (45) au travers du trou de fixation (10) du panneau (9); - visser la vis de fixation (45) dans l'écrou (22) ; et - serrer la vis de fixation (45) de façon à ce 30 que la protubérance (39) de la tête (23) de la cage (20) pour écrou racle la surface postérieure (11) du panneau (9) et assure un contact électrique entre le panneau (9) et la protubérance (39).