Brevet FR3037768A1 — publié le 20161223

Carte électronique avec raidisseur monobloc La présente invention concerne une carte électronique du type comportant : un circuit imprimé de forme sensiblement plane et de contour sensiblement rectangulaire, ledit contour comprenant un bord avant et un bord arrière opposés l'un à l'autre ; des composants électriques ou électroniques solidaires du circuit imprimé ; et une pièce mécanique d'équipement solidaire du circuit imprimé. L'invention s'applique en particulier au domaine du transport ferroviaire, notamment aux véhicules de traction électriques, tels que les locomotives et les automotrices. Les véhicules de traction électriques comprennent couramment des armoires électriques ou électroniques équipées de dispositifs à cartes électroniques tels que décrits dans le document FR2886808. De tels dispositifs comprennent une série de cartes électroniques reçues dans et connectées de manière amovible à un coffre. Optionnellement, les cartes sont également reçues dans et connectées de manière amovible à un tiroir, lui-même reçu de manière amovible dans le coffre. Des cartes électroniques logées dans un véhicule ferroviaire sont soumises à des vibrations importantes au cours du fonctionnement dudit véhicule. Afin que lesdites vibrations ne perturbent pas le fonctionnement desdites cartes, il est courant d'assembler le circuit imprimé à une pièce mécanique d'équipement qui rigidifie la carte et atténue l'effet des vibrations. Or, les pièces mécaniques d'équipement connues comportent de nombreux éléments distincts, ce qui engendre un temps de montage important et nécessite une grande quantité d'éléments d'assemblage. La présente invention a pour but de diminuer le temps et les coûts de montage de telles cartes électroniques. A cet effet, l'invention a pour objet une carte électronique du type précité, dans laquelle la pièce mécanique d'équipement est formée de manière monobloc, ladite pièce mécanique d'équipement comprenant au moins une partie avant et une partie arrière, respectivement solidaires du bord avant et du bord arrière dudit circuit imprimé, et au moins une partie intermédiaire solidaire d'une première face du circuit imprimé et disposée entre les parties avant et arrière. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le coffre de traction comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles : - la partie intermédiaire comporte au moins deux éléments rectilignes sensiblement parallèles ; 3037768 2 - la partie intermédiaire comporte au moins deux éléments rectilignes disposés en croix ; - la partie avant comporte un élément de préhension faisant saillie vers l'avant ; - la partie arrière comporte un élément de positionnement faisant saillie vers 5 l'arrière ; - l'élément de positionnement est situé à proximité d'un connecteur solidaire du circuit imprimé ; - la pièce mécanique comporte des entretoises ; - la pièce mécanique d'équipement est formée d'un matériau choisi parmi un métal 10 tel que l'aluminium, ou un matériau thermoplastique ou un composite armé de fibres, de préférence métallisé en surface. L'invention se rapporte en outre à un procédé de fabrication d'une carte électronique tel que décrite ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : réalisation par moulage de la pièce mécanique d'équipement de sorte à obtenir une pièce monobloc, 15 puis assemblage de ladite pièce monobloc avec le circuit imprimé au moyen d'éléments de fixation. L'invention se rapporte en outre à un dispositif à cartes électroniques comprenant : une carte électronique telle que décrite ci-dessus, ladite carte comprenant un premier connecteur ; et un coffre comprenant un deuxième connecteur ; la carte étant insérable de 20 manière amovible dans ledit coffre et connectable de manière amovible audit coffre au moyen des premier et deuxième connecteurs. Selon un mode de réalisation de l'invention, la carte électronique comprend un troisième connecteur et le dispositif comprend en outre un tiroir insérable de manière amovible dans le coffre ; le tiroir comprend un quatrième connecteur, la carte étant 25 insérable de manière amovible dans ledit tiroir et connectable de manière amovible audit tiroir au moyen des troisième et quatrième connecteurs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : 30 - la figure 1 est une vue schématique d'une carte électronique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et la figure 2 est une vue schématique d'une carte électronique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 et la figure 2 représentent respectivement des vues schématiques 35 d'une première carte électronique 10 et d'une deuxième carte électronique 110, selon deux modes de réalisation de l'invention. 3037768 3 Dans la description qui suit, les éléments communs aux cartes 10, 110 sont désignés par les mêmes numéros de référence. La carte électronique 10, 110 est par exemple destinée à être reçue de manière amovible dans un tiroir (non représenté) apte à recevoir plusieurs cartes, ledit tiroir étant 5 lui-même reçu de manière amovible dans un coffre (non représenté). Un tel coffre équipe par exemple une armoire électronique d'un véhicule ferroviaire tel qu'une locomotive. Un dispositif similaire est décrit dans le document FR2886808. La carte électronique 10, 110 comporte une plaque de support 12 formée par un circuit imprimé. La carte électronique 10, 110 comporte en outre des composants 10 électriques ou électroniques 14, 16, 18 solidaires de la plaque 12. La carte électronique 10, 110 comporte également une pièce mécanique d'équipement 20, 120, solidaire de la plaque 12. De plus, la carte électronique 10, 110 comporte des éléments 21 de fixation de la pièce mécanique d'équipement 20, 120 à la plaque 12. La plaque de support 12 est formée par un circuit imprimé sensiblement plan et de 15 contour sensiblement rectangulaire. La plaque 12 comprend notamment un bord avant 22 et un bord arrière 24, opposés l'un à l'autre, ainsi que deux bords latéraux 25. La plaque 12 comprend deux faces opposées dont une première face 26 est visible sur les figures 1 et 2. Dans l'exemple des figures 1 et 2, la carte électronique 10, 110 comprend un 20 connecteur de carte 14 et un connecteur de sortie 16, tous deux fixés sur la première face 26 du support 12 au niveau du bord arrière 24. Le connecteur de carte 14 est destiné à être embroché à un premier connecteur correspondant (non représenté), par exemple fixé sur une carte-mère équipant le tiroir. Le connecteur de sortie 16 est destiné à être embroché sur un deuxième connecteur 25 correspondant (non représenté), par exemple fixé sur le coffre et relié à une installation électrique. De préférence, la carte électronique 10, 110 comprend en outre un composant 18, fixé sur la première face 26 du support 12 au niveau du bord avant 22. Le composant 18 porte par exemple des LED. 30 De préférence, la carte électronique 10, 110 comprend d'autres composants électriques ou électroniques, fixés sur la première face 26 ou sur la face opposée. La pièce mécanique d'équipement 20, 120 a pour fonction de maintenir la plaque 12 et de contribuer à sa rigidité lors de manipulations de la carte électronique 10, 110, par exemple lors de l'insertion dans le tiroir ou de l'extraction dudit tiroir. La pièce mécanique 35 d'équipement 20, 120 permet également à la carte électronique 10, 110 de résister au 3037768 4 vibrations, par exemple lors du fonctionnement du véhicule ferroviaire équipé de ladite carte. La pièce mécanique d'équipement 20, 120 comprend notamment une partie avant, ou façade 28. La façade 28 est fixée au contact du bord avant 22 de la plaque 12. 5 La pièce 20, 120 comprend également une partie arrière 30, 130. La partie arrière 30, 130 est fixée sur la première face 26 de la plaque 12, à proximité du bord arrière 24 ou le long dudit bord. La pièce 20, 120 comprend également une ou plusieurs parties intermédiaires, ou raidisseurs 32, 132. Les raidisseurs 32, 132 sont fixés sur la première face 26 de la 10 plaque 12, entre les parties avant 28 et arrière 30, 130. La façade 28 de la pièce 20, 120 a sensiblement la forme d'une lame disposée dans un plan perpendiculaire à celui de la plaque 12. La façade 28 comporte par exemple une ou plusieurs ouvertures ou perforations 34 pour donner accès à des éléments d'un composant électronique proche du bord avant 22. De tels éléments sont par exemple les 15 LED du composant 18, ou encore un connecteur (non représenté). De préférence, la façade 28 comporte une ou plusieurs équerre(s) de fixation 36 qui fait saillie vers l'arrière et est destinée à être fixée contre l'une des faces de la plaque 12, par exemple la première face 26. De préférence, la façade 28 comporte un ou des éléments de préhension, tels que 20 des poignées 38 qui font saillie vers l'avant. Dans l'exemple des figures 1 et 2, chaque extrémité de la façade 28 comporte une poignée 38. Les poignées 38 permettent à un opérateur de manipuler plus facilement la carte électronique 10, 110, par exemple pour l'insérer dans le tiroir ou l'extraire dudit tiroir. De préférence, la partie arrière 30, 130 s'étend sensiblement sur toute une 25 longueur du bord arrière 24 de la plaque 12. Dans l'exemple de la figure 2, la partie arrière 130 a une forme sensiblement linéaire et est au contact des connecteurs de carte 14 et de sortie 16, du côté desdits connecteurs opposé au bord arrière 24. Dans l'exemple de la figure 1, la partie arrière 30 a une forme complexe. Elle comporte notamment une première portion rectiligne 40, située du côté du connecteur de 30 sortie 16 opposé au bord arrière 24. La partie arrière 30 comporte également une deuxième portion rectiligne 42, située sensiblement à l'aplomb du bord arrière 24. Le connecteur de carte 14 est disposé entre la plaque 12 et la deuxième portion rectiligne 42. Les première et deuxième portions rectilignes 40, 42 sont reliées par une portion intermédiaire 44. 35 La deuxième portion rectiligne 42 comporte un ou plusieurs pions ou centreurs arrière 46, qui forment une saillie vers l'arrière. Les centreurs arrière 46 sont destinés à 3037768 5 coopérer avec des cavités correspondantes (non représentées) pour guider l'embrochage du connecteur de carte 14 dans un connecteur correspondant. En variante, un dispositif similaire est prévu pour le connecteur de sortie 16. De préférence, les raidisseurs 32, 132 ont une forme sensiblement rectiligne. De 5 préférence, une première extrémité des raidisseurs 32, 132 est solidaire de la façade 28 et une seconde extrémité des raidisseurs 32, 132 est solidaire de la partie arrière 30, 130. Dans l'exemple de la figure 1, les raidisseurs 32 sont au nombre de trois et s'étendent sensiblement parallèlement aux bords latéraux 25 de la plaque 12. Chacune des première et deuxième portions rectilignes 40, 42 et de la portion intermédiaire 44 est 10 reliée à la seconde extrémité d'un raidisseur 32. Dans l'exemple de la figure 2, les raidisseurs 32 sont au nombre de deux et sont disposés en croix, sensiblement selon des diagonales du contour rectangulaire de la plaque 12. La partie arrière 30, 130 et les raidisseurs 32, 132 comportent en outre des 15 entretoises 50 qui font saillie vers la première face 26 de la plaque 12. Les entretoises sont au contact de ladite première face 26 et sont destinées à minimiser le contact direct de la partie arrière 30, 130 et des raidisseurs 32, 132 avec la première face 26. La pièce mécanique d'équipement 20, 120 est fixée à la plaque 12 au moyen d'éléments de fixation 21 préférentiellement disposés au niveau de l'équerre 36 et des 20 entretoises 50. De préférence, les éléments de fixation 21 sont des vis qui traversent l'équerre 36 et les entretoises 50. La pièce mécanique d'équipement 20, 120 est réalisée de manière monobloc. Plus précisément, la façade 28, la partie arrière 30, 130 et les raidisseurs 32, 132 sont formés d'une seule pièce. De préférence, ladite seule pièce inclut l'équerre 36, les poignées 38, 25 les centreurs arrière 46, les entretoises 50 et éventuellement les éléments de fixation 21. Un procédé de fabrication de la carte électronique 10, 110 va maintenant être décrit. Tout d'abord, la pièce mécanique d'équipement 20, 120 est formée de manière monobloc, de préférence par moulage. Le moulage permet notamment de réaliser les formes complexes telles que les reliefs 36, 46, 50 ou la forme de la partie arrière 30 (40, 30 42, 44, 46) de la pièce 20. Selon un premier mode de réalisation, la pièce 20, 120 est moulée à partir d'un métal, par exemple l'aluminium. Selon un deuxième mode de réalisation, la pièce 20, 120 est moulée par injection à partir d'un matériau thermoplastique, ou d'un composite armé de fibres, notamment de verre. De préférence, la pièce plastique est ensuite métallisée en 35 surface, afin de conserver la continuité de la masse électrique. 3037768 6 En parallèle, la plaque de support 12 formée par un circuit imprimé est assemblée aux composants électriques ou électroniques 14, 16, 18. Enfin, la pièce 20, 120 est fixée à la plaque de support 12 au moyen de vis 21. La pièce 20, 120 étant monobloc, les opérations de montage sur la plaque 12 sont plus 5 simples qu'avec par exemple une façade, une partie arrière et des raidisseurs indépendants les uns des autres. Le nombre de vis 21 nécessaire peut également être diminué. REVENDICATIONS1.- Carte électronique (10, 110) comprenant : - un circuit imprimé (12) de forme sensiblement plane et de contour sensiblement rectangulaire, ledit contour comprenant un bord avant (22) et un bord arrière (24) opposés l'un à l'autre ; - des composants électriques ou électroniques (14, 16, 18) solidaires du circuit imprimé ; et - une pièce mécanique d'équipement (20, 120) solidaire du circuit imprimé, caractérisé en ce que la pièce mécanique d'équipement est formée de manière monobloc, ladite pièce mécanique d'équipement comprenant au moins une partie avant (28) et une partie arrière (30, 130), respectivement solidaires du bord avant et du bord arrière dudit circuit imprimé, et au moins une partie intermédiaire (32, 132) solidaire d'une première face (26) du circuit imprimé et disposée entre les parties avant et arrière. 2.- Carte électronique (10) selon la revendication 1, dans laquelle la partie intermédiaire comporte au moins deux éléments rectilignes (32) sensiblement parallèles. 3.- Carte électronique (110) selon la revendication 1, dans laquelle la partie intermédiaire comporte au moins deux éléments rectilignes (132) disposés en croix. 4.- Carte électronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la partie avant (28) comporte un élément de préhension (38) faisant saillie vers l'avant. 5.- Carte électronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la partie arrière (30, 130) comporte un élément de positionnement (46) faisant saillie vers l'arrière. 6.- Carte électronique selon la revendication 5, dans laquelle l'élément de positionnement est situé à proximité d'un connecteur (14) solidaire du circuit imprimé. 7.- Carte électronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la pièce mécanique (20, 120) comporte des entretoises (50). 8.- Carte électronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la pièce mécanique d'équipement (20, 120) est formée d'un matériau choisi parmi un métal 3037768 8 tel que l'aluminium, ou un matériau thermoplastique ou un composite armé de fibres, de préférence métallisé en surface. 9.- Procédé de fabrication d'une carte électronique selon l'une des revendications 5 précédentes, comprenant les étapes suivantes : - réalisation par moulage de la pièce mécanique d'équipement (20, 120) de sorte à obtenir une pièce monobloc, puis - assemblage de ladite pièce monobloc avec le circuit imprimé au moyen d'éléments de fixation (21). 10 10.- Dispositif à cartes électroniques comprenant : - une carte électronique (10, 110) selon l'une des revendications 1 à 8, ladite carte comprenant un premier connecteur (16) ; et - un coffre comprenant un deuxième connecteur ; 15 la carte étant insérable de manière amovible dans ledit coffre et connectable de manière amovible audit coffre au moyen des premier et deuxième connecteurs. 11.- Dispositif selon la revendication 10, dans lequel la carte électronique (10, 110) comprend un troisième connecteur (14), le dispositif comprenant en outre un tiroir 20 insérable de manière amovible dans le coffre, le tiroir comprenant un quatrième connecteur, la carte étant insérable de manière amovible dans ledit tiroir et connectable de manière amovible audit tiroir au moyen des troisième et quatrième connecteurs. 25