Brevet FR3086809A1 — publié le 20200403

Description Titre de l'invention : Dispositif de connexion amélioré [0001] La présente invention se situe dans le domaine de l'informatique. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de connexion permettant d'alimenter un serveur disposé dans une baie. [0002] De nos jours, le développement des technologies informatiques résulte en une aug- mentation importante des datacenters. Ces implantations comportent habituellement un grand nombre de serveurs, disposés les uns au-dessus des autres dans des baies. Un aspect important d'une telle installation est l'alimentation en énergie électrique des serveurs. Les baies peuvent par exemple comporter un certain nombre de prises femelles, sur lesquelles peuvent être branchés les câbles d'alimentation des serveurs. [0003] Le document US20170164505 présente un type d'alimentation particulier, consistant en une paire de barre omnibus intégrée à la baie, sur lesquelles peut être connectée une paire de pinces fixées sur le châssis du serveur. Cette solution permet de connecter électriquement le serveur facilement, en le poussant vers les barres omnibus_ sans avoir besoin d'accéder à l'arrière du châssis du serveur. La mise en place du serveur dans la baie résulte ainsi automatiquement en un branchement à sa source d'alimentation électrique. La fixation des pinces au châssis du serveur est légèrement flottante, afin qu'un léger écart des pinces par rapport aux barres omnibus puisse être corrigé. Ceci permet de faciliter le branchement et d'éviter d'endommager les pinces et/ou les barres, surtout en cas de branchements/débranchements répétés. Cependant le connecteur décrit dans ce document est complexe, difficile à fabriquer et donc cher. [0004] Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de connexion simple et peu coûteux à fabriquer. [0005] Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de connexion permettant un branchement aisé d'un serveur à son alimentation électrique dans une baie. [0006] Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de connexion durable dans le temps, y compris en cas de branchements/débranchements répétés. [0007] La présente invention a pour objet de répondre au moins en partie aux objets précités en proposant un dispositif de connexion dans lequel unc paire de pinces est fixée solidairement à une carte électronique. A cet effet, elle propose un dispositif de connexion comportant deux pinces aptes à être connectées électriquement à unc paire dc barres omnibus d'une baie dc serveurs, et une carte électronique munie d'un circuit imprimé, ladite carte électronique comportant un dispositif de fixation au châssis d'une unité centrale, caractérisé en ce que lesdites pinces sont fixées de manière solidaire à ladite carte électronique et en ce que ledit dispositif de fixation est conçu pour laisser une 2 liberté de mouvement latéral aux pinces par rapport audit châssis. [0008] Grâce à ces dispositions, le dispositif de connexion est facile à fabriquer, peu coûteux et efficace. Une certaine tolérance de fabrication des haies et des serveurs est possible, car il est possible d'ajuster la position des pinces par rapport au châssis du serveur pour qu'elles se retrouvent bien en face des barres omnihus. Ainsi un léger décalage entre les pinces et les barres ne provoque pas de déformation d'une des pièces, ce qui permet d'augmenter leur durabilité dans le temps. En outre le contact électrique entre les pinces et la carte électronique est plus fiable par l'intermédiaire d'une fixation solidaire qu'avec un câble électrique. Enfin la surface d'appui de la carte électronique sur le châssis est généralement plus grande que ne le serait la surface d'appui d'un connecteur seul qu'on voudrait fixer sur le châssis ; cela permet de réaliser des dispositifs plus fiables de fixation sur le châssis avec liberté de mouvement latéral. [0009] Selon d'autres caractéristiques : ledit dispositif de fixation peut comporter au moins trois points de fixation formant un plan sensiblement perpendiculaire à la direction définie par les pinces comme étant la direction dans laquelle sont disposées des barres omnihus auxquelles lesdites pinces sont aptes à se connecter électriquement, ce qui permet d'éviter une rotation trop importante de la carte électronique autour d'un axe parallèle aux barres omnibus, et ainsi de s'assurer que les deux pinces se connectent au moment voulu lorsqu'elles sont poussées vers les barres omnibus, ledit dispositif de fixation peut comporter au moins trois trous oblongs disposés dans ladite carte électronique, et au moins trois vis, chacune desdites vis étant insérée dans un trou oblong et étant destinée à se prendre dans une colonnette prévue au niveau du châssis, et chacune desdites vis comprenant un épaulement configuré pour s'appuyer sur ladite colonnette, et permettre de fixer et serrer la vis dans la colonnette sans exercer de pression sur la carte électronique, de sorte à permettre ladite liberté de mouvement latéral, ce qui constitue un moyen simple et robuste de réalisation de l'invention, ladite liberté de mouvement latéral peut s'opérer sur une longueur comprise entre 2 et 5 mm, ce qui permet de profiter des avantages précités tout en s'assurant que les pinces se retrouvent suffisamment en face des barres pour que la connexion soit automatique lors de l'installation du serveur clans la baie, chaque pince peut comprendre deux surfaces conductrices parallèles se faisant face l'une à l'autre, et fixées par un moyen de maintien élastique, ce qui permet une connexion mécanique solide de la pince aux barres omnibus, ledit moyen de maintien élastique peut consister en une pièce, ou une partie de 3 pièce, en matière plastique, comportant au moins une partie élancée sur laquelle est fixée l'une des surfaces conductrices, ce qui constitue un moyen simple et robuste de réalisation de lesdites pinces peuvent former une pièce monobloc, ladite pièce comportant un guide configure pour produire le déplacement latéral éventuellement nécessaire lors du branchement desdites pinces à ladite paire de barres omnibus ; de cette manière un serveur muni d'un dispositif de connexion selon l'invention est automatiquement branché à l'alimentation électrique de la baie lorsqu'il est mis en place, sans qu'un opérateur n'ait besoin d'accéder à la connexion elle-même qui est habituellement à l'arrière du serveur ; cela permet également de fiabiliser les dimensions de la pièce, et de s'assurer notamment que l'écartement entre les deux pinces correspond bien à l'écartement standard entre les barres omnibus, ledit guide peut être disposé entre lesdites deux pinces, et présenter une forme de pointe et de deux plans inclinés reliant la pointe à chacune desdites pinces, ce qui constitue un moyen simple et efficace de réalisation de l'invention, [0010] La présente invention concerne également un procédé de montage et de branchement d'un dispositif de connexion selon l'invention, comportant les étapes suivantes : fixation du dispositif de connexion à un châssis d'unité centrale, poussée de l'unité centrale dans une baie de serveurs, le cas échéant jusqu'au contact du guide avec l'une des barres omnibus, le cas échéant, poursuite de la poussée, avec déplacement latéral du dispositif de connexion, poursuite de la poussée de l'unité centrale jusqu'à une connexion satisfaisante entre les pinces et les barres omnibus. [0011] Grâce à ces dispositions, un serveur muni d'un dispositif de connexion selon l'invention est automatiquement branché à l'alimentation électrique de la baie lorsqu'il est mis en place, sans qu'un opérateur n'ait besoin d'accéder à la connexion elle-même qui est habituellement à l'arrière du serveur. Une certaine tolérance de fabrication est possible, car il est possible d'ajuster la position des pinces par rapport au châssis du serveur pour qu'elles se retrouvent bien en face des barres omnibus Ainsi un léger décalage entre les pinces et les barres ne provoque pas de déformation d'une des pièces, ce qui permet d'augmenter leur durabilité dans le temps. [0012] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles : [0013] [fig.1] est une vue en perspective d'un dispositif de connexion selon un mode de réalisation préféré de l'invention, [0014] [fig.2] est une vue du dessus du dispositif de la fig. 1, [0015] [fig.3] est une vue en coupe transversale d'un moyen de fixation du dispositif de connexion de la fig. 1 selon un mode de réalisation préféré de l'invention, [0016] [fig.4] est une vue séquentielle d'un branchement du dispositif de la fig. 1 à une paire de barres omnibus. [0017] Le dispositif de connexion selon la présente invention permet de faciliter la connexion électrique d'un serveur lors de sa mise en place dans une baie. Il comporte deux pinces 1, aptes à être connectées électriquement à une paire de barres omnibus d'alimentation 2, par exemple en cuivre, d'une haie de serveurs. [0018] Les pinces 1 comportent chacune deux faces destinées à être en contact avec les deux côtés d'une barre omnibus d'alimentation 2. Au repos les deux faces sont éloignées l'une de l'autre d'une distance inférieure à l'épaisseur des barres omnibus d'alimentation 2. Les pinces 1 ont une certaine élasticité et s'ouvrent élastiquement lorsqu'on les pousse sur les barres omnibus 2. Ainsi, une fois en place sur les barres omnibus 2, elles exercent une pression élastique d'appui sur les barres 2, en garantissant ainsi un bon contact électrique. [0019] Comme illustré en fig. 2, chaque pince 1 peut comprendre deux surfaces conductrices 3 parallèles se faisant face l'une à l'autre, et fixées par un moyen de maintien élastique 4. Celui-ci permet aux deux surfaces conductrices 3 de s'écarter l'une par rapport à l'autre pour s'ajuster à l'épaisseur d'une barre omnibus 2, et l'application d'une force élastique tendant à les rapprocher l'une de l'autre, permettant ainsi une garantie de bon contact électrique. On peut imaginer un dispositif à ressort constituant un tel moyen de maintien élastique 4. [0020] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le moyen de maintien élastique 4 peut être une pièce en plastique, ou une partie d'une pièce en plastique, comportant au moins une partie élancée 5 sur laquelle est fixée l'une des surfaces conductrices 3. La partie élancée 5 est suffisamment longue en regard de sa section pour permettre un mouvement élastique d'écartement par rapport à la surface conductrice 3 qui n'est pas fixée dessus, de sorte à permettre l'ajustement de l'écartement des deux surfaces conductrices 3 à l'épaisseur d'une barre omnibus 2, ainsi que l'application d'une pression élastique sur ladite barre omnibus 2. [0021] Le dispositif de connexion comporte encore une carte électronique 6 munie d'un circuit imprimé. Les pinces 1 sont fixées sur la carte 6 de manière solidaire, par exemple par soudure ou collage. La solidarité mécanique dont il est question ici est à comprendre comme ne prenant pas en compte l'élasticité des pinces 1 décrite ci- dessus, en particulier les parties mobiles de la partie élastique 4, la carte électronique étant fixée de manière globalement solidaire aux pinces 1. [0022] La fixation entre les pinces 1 et la carte électronique 6 comprend également une connexion électrique, qui permet le passage d'un courant électrique, afin que l'énergie électrique captée par les pinces sur les barres omnibus 2 puisse passer par la carte 6, avant d'être distribuée dans le serveur par exemple par l'intermédiaire de connecteurs 7 tels que représentés aux figs 1 et 2. [0023] La connexion électrique entre les pinces 1 et la carte électronique 6 est extrêmement fiable, du fait de la fixation solidaire entre les deux pièces. [0024] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la carte électronique 6 peut être disposée perpendiculaire à l'axe des barres omnibus 2, c'est-à-dire dans le plan de la fig. 2. En effet les pinces de la fig. 2 sont configurécs pour se connecter à deux barres omnibus 2 disposées perpendiculaires au plan de la fig. 2. [0025] La carte électronique 6 comporte un dispositif de fixation 8 au châssis d'une unité centrale. Le dispositif de fixation 8 est conçu de manière à ce que lorsque la carte électronique 6 est fixée à un châssis, la carte 6 ait une liberté de mouvement latéral par rapport au châssis. [0026] Les barres omnibus 2 sont habituellement disposées verticales. La direction du mouvement des pinces 1 vers les barres omnibus 2 lors du branchement est considérée dans la suite de la demande comme une direction longitudinale. La liberté de mouvement latéral de la carte électronique 6 par rapport au châssis est selon une direction latérale, définie comme perpendiculaire à la direction longitudinale et aux banes omnibus 2. [0027] La liberté de mouvement latéral offerte par le dispositif de fixation 8 permet de rattraper les tolérances de fabrication dans toutes les directions lors du branchement des pinces 1 aux barres omnibus 2. [0028] En effet, dans la direction verticale, les pinces 1 peuvent se connecter à n'importe quel niveau des barres omnibus 2. [0029] Dans la direction longitudinale, on peut, lors de la mise en place d'un serveur, pousser plus ou moins le serveur, selon la position des pinces 1 par rapport aux barres omnibus 2. [0030] fine reste donc que la direction latérale, pour laquelle la présente invention apporte une solution, par le dispositif de fixation 8 de la carte électronique 6 au châssis d'un serveur qui donne au dispositif de connexion une liberté de mouvement latéral. [0031] Le mouvement latéral de la carte électronique 6 par rapport au châssis est rendu possible par exemple sur une longueur qui peut être comprise entre 2 et 5 millimètres. [0032] Le dispositif de fixation 8 peut par exemple consister en au moins trois, de préférence quatre, points de fixation, chaque point de fixation comportant un trou oblong 9, 6 comme illustré aux fig. 1 et 2, et un moyen de fixation 10 tel qu'une vis ou un rivet traversant ledit trou oblong 9 et fixant la carte électronique 6 au châssis. On peut prévoir, pour conserver la liberté de mouvement pour plusieurs mises en place successives, de ne pas serrer les vis 10, et d'assurer leur maintien par un dispositif quelconque de freinage de vis ou d'écrou. [0033] Pour bien maintenir le dispositif dans les directions verticale et longitudinale, on peut prévoir aussi d'insérer autour de chaque vis 10 une bague dont la longueur dépasse légèrement l'épaisseur de la carte électronique. On peut ainsi serrer les vis 10, et conserver un jeu entre la tête de vis, munie par exemple d'une rondelle, et la carte 6. [0034] On prévoira généralement un moyen d'écartement 11 de la carte électronique 6 par rapport au châssis, pour notamment éviter des courts-circuits par le fait d'un contact de la face inférieure de la carte électronique 6 avec la surface métallique du châssis. Un tel moyen d'écartement 11 peut être par exemple une entretoise. [0035] On peut alternativement prévoir que le dispositif de fixation 8 comporte un rail latéral fixé sur le châssis de l'unité centrale, et sur lequel le dispositif de connexion peut se déplacer entre deux butées. [0036] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, représenté en fig. 3, le dispositif de fixation 8 comporte une pluralité de trous oblongs pratiqués dans la carte électronique 6. Au niveau de chaque trou oblong 9, la carte électronique est posée sur une colonnette 11 jouant le rôle de moyen d'écartement. Une vis 10 comprenant un épaulement 12 est alors insérée dans le trou oblong et dans la colonnette 11. L'épaulement 12 permet de fixer et serrer la vis 10 dans la colonnette sans exercer de pression sur la carte électronique 6, mais en lui laissant un jeu 14 et préserver ainsi sa liberté de mouvement latéral, tout comme la bague dans l'exemple ci-dessus. [0037] Dans les divers exemples ci-dessus, les vis 10 peuvent aussi être remplacés par des rivets, ou d'autres moyens de fixation adaptés. [0038] La carte électronique 6 peut par exemple présenter une dimension de l'ordre de 60 x 30 mm et on peut par exemple donner aux trous oblongs 9 une largeur de 3 mm, et une longueur de 8 mm [0039] Cela donne un entraxe de plus de 50 mm aux deux trous oblongs 9 situés aux deux extrémités de cette longueur. On obtient ainsi une bonne assise, le jeu laissé par l'effet des épaulements 12 ne permet que très peu de mouvement de rotation du dispositif ; de plus une telle rotation se ferait autour d'un axe longitudinal, et a tendance à se corriger tout seul par l'engagement des pinces 1 sur les barres omnibus 2. En comparaison, un dispositif de connexion selon l'état de la technique, qui prévoit de fixer le connecteur seul au châssis avec une liberté de mouvement latérale, le fixera avec un entraxe de l'ordre de 25 mm, ce qui donne une assise bien inférieure. [0040] Il est courant qu'un décalage existe dans la direction longitudinale entre les barres 7 omnibus 2. Ceci permet d'assurer une connexion sur la barre 2 de droite, qui est le pôle négatif, avant la barre 2 de gauche, le pôle positif, notamment lorsque les deux pinces 1 du dispositif sont alignées dans la direction longitudinale. Comme illustré en fig. 2, les pinces 1 du dispositif de connexion selon l'invention peuvent être décalées dans la direction longitudinale pour compenser en partie ce décalage, afin de s'assurer unc insertion maximale des barres 2 dans les pinces 1, et ainsi de maximiser le passage du courant par cette connexion, tout en maintenant la garantie que le pôle négatif est connecté avant le pôle positif. [0041] Dans le mode de réalisation préféré où la carte électronique 6 est disposée perpen- diculaire à l'axe des barres omnibus 2, le dispositif de fixation 8 comporte au moins trois, de préférence quatre, points de fixation répartis dans le plan de la carte électronique 6, et donc dans un plan perpendiculaire à l'axe des barres omnibus 2. Le jeu 14 qui permet la liberté de mouvement latéral, permet également un léger mouvement de rotation du dispositif autour d'un axe longitudinal A, représenté sur la fig. 2. Un tel mouvement de rotation n'est pas gênant pour la qualité et la fiabilité de l'opération de branchement du serveur dans la baie. [0042] En revanche dans la solution de l'état de la technique, où un connecteur est fixé gé- néralement à la face arrière d'un serveur, quand on lui donne de la liberté de mouvement latérale par un dispositif similaire, ledit mouvement de rotation se fait autour d'un axe vertical, parallèle à l'axe des barres omnibus 2. Cela implique pendant le mouvement de connexion un risque de rapprochement de la pince 1 de gauche par rapport à sa barre omnibus 2 plus prononcé que la pince 1 de droite. On augmente donc le risque que le pôle négatif n'est plus connecté avant le pôle positif. Pour parer à ce risque, on pourra ne pas décaler les pinces 1, ou les décaler moins, ce qui aura néanmoins comme conséquence de moins bien maximiser le passage de courant. [0043] Les pinces 1 peuvent former une pièce monobloc, ce qui permet de s'assurer que leur écartement correspond parfaitement à l'écartement des barres omnibus 2. La pièce monobloc peut comporter un guide 13, afin que lors du branchement des pinces 1 aux baies omnibus 2, le mouvement latéral éventuellement nécessaire des pinces résulte automatiquement du mouvement longitudinal de mise en place du serveur dans la baie. [0044] Le guide 13 peut par exemple être disposé entre les deux pinces, et comporter deux plans inclinés formant une pointe, chaque plan incliné reliant une pince 1 au sommet de la pointe. Ainsi lors de la mise en place d'un serveur dans une baie, si les pinces 1 ne sont pas parfaitement alignées latéralement, c'est le guide 13 qui va entrer en contact avec une barre omnibus 2. Par exemple, comme illustré en fig. 3, si les pinces 1 se présentent trop à gauche par rapport aux barres omnibus 2, le plan incliné reliant la pince de gauche à la pointe entrera en contact avec la barre omnibus 2 de gauche (fig. 3, étape A). Puis en poursuivant le mouvement longitudinal de mise en place du 8 serveur, l'effort longitudinal exercé par l'opérateur se transformera en effort latéral entre le plan incliné de gauche et la barre omnibus 2 de gauche, qui produira un déplacement du dispositif de connexion vers la droite, jusqu'à ce que la barre omnibus 2 de gauche arrive au bout du plan incliné, et s'engage dans la pince 1 de gauche. En même temps la barre omnibus 2 de droite se trouve alors bien positionnée par rapport à la pince 1 de droite, et peut s'y engager (fig. 3, étape B). Le dispositif de connexion peut alors être poussé jusqu'à ce que les pinces 1 soient bien connectées aux barres omnibus 2 (fig. 3, étape C). [0045] On peut prévoir que les parties élancées 5 présentent une résistance suffisante pour le cas où les deux barres omnibus 2 se présentent un peu plus écartées que leur position standard. Les parties élancées 5, de par leur élasticité ramènent alors les barres omnibus 2 vers leur position standard, pour assurer le contact des deux faces conductrices 3. On peut en alternative prévoir que le contact sur unc seule face conductrice 3 pour une barre omnibus 2 est suffisant pour assurer l'alimentation d'un serveur connecté par le dispositif de connexion, auquel cas l'alimentation n'est pas mise en défaut par une augmentation de l'écartement des barres omnibus 2. [0046] Le dispositif de connexion peut être utilisé dans le procédé de montage et de branchement suivant : fixation du dispositif de connexion à un châssis d'unité centrale, par l'intermédiaire du dispositif de fixation 8, poussée de l'unité centrale dans une baie de serveurs, le cas échéant jusqu'au contact du guide 12 avec l'une des barres omnibus 2, le cas échéant, poursuite de la poussée, avec déplacement latéral du dispositif de connexion, jusqu'à ce que les pinces 1 soient placées bien en face des ban-es omnibus 2, poursuite de la poussée de l'unité centrale jusqu'à une connexion satisfaisante des pinces 1 sur les barres omnibus 2. [0047] On comprendra que dans le cas où la position du dispositif de connexion par rapport au serveur correspond parfaitement à la position latérale du serveur par rapport aux barres omnibus 2, le branchement se fait sans aucun contact du guide avec les barres omnibus 2, ce qui explique l'introduction de l'expression « le cas échéant » pour deux étapes ci-dessus. [0048] Le dispositif de connexion selon l'invention peut être intégré à un serveur. Il est alors fixé par l'intermédiaire du dispositif de fixation 8 au châssis du serveur. Les pinces 1 peuvent s'étendre hors du châssis, par exemple en passant par une ouverture pratiquée dans la paroi arrière du châssis. [0049] L'invention permet de simplifier le dispositif de connexion, en obtenant une pièce compacte et facile à fabriquer comprenant les pinces 1 et la carte électronique 6. Cette 9 pièce, peu chère à produire, permet également un branchement facilité des pinces 1 à une paire de barres omnibus, et permet une durabilité plus importante desdites pinces 1. [0050] Bien que la description ci-dessus se hase sur des modes de réalisation particuliers, elle n'est nullement limitative de la portée de l'invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d'équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus. 10