31~
Boîtier pour circuits électroniques La présente invention concerne un bo;tier de circuit~ électroni-que~ tubulaire tel que ceux utilisés pour les répéteurs de liaison sous-marine de transmis~ion téléphonique.
Ce genre de bo;tier doit eoncilier une ré istance mécanique élevée pour supporter les opération~ de pose et de récupération ainsi que la pression régnart au fond de la mer, un isolement électrique important des circuits qui peuYent être à un potentiel électique très différent de celui de la mer en raison de leur mode de téléalimentation par les extrémité~ de la liaison, et une bonne évacuation de la chaleur engendrée par le~ circuits électroniques vers le milieu extérieur.
Avec les systèmes actuels de transmisQion, qui fonctionnent à très grande vitesse, les circuits électroniques dissipent davantage de chaleur. Si l'on ne veut pas que leur température de fonctionnement aug~ente considérablement ce qui est néfaste à leur fiabilité à long terme, il est néce3saire d'augmenter les capacités de dissipation du boitier.
Pour résoudre ce problème diverses ~olutions ont déjà été
apportées dans la technique antérieure.
On connalt notamment par le brevet français FR-A-2 558 664 un boîtier pour répéteur dans lequel les circuits électroniques sont répartis SOU3 forme de modules spécialisés par fonction et enfermés dans des boitiers en ~orme de galette empilés danq une enveloppe tubulaire en acier ré~istant à la pressionO Chaque module comporte une cloison Z5 médiane supportant des circuitq électroniques entourée d'un carter annulaire équipé ~ur quatre côtés de patins élastiques qui prennent appui sur la paroi intérieure de l'enveloppe tubulaire et as~urent à la ~ois l'isolement électrique et la transmission de la chaleur à
l'enveloppe. Outre le complexité de réalisation des patins, cette struc-ture a pour inconvenient d'imposer aux calories un long cheminement avec des passases par des étranglements avant de pouvoir êt-e évacuées au travers de l'enveloppe.
On conna;t agalement par le brevet français FR-A-2 546 009 un autre boîtier de répéteur dan~ lequel leq circuits électroniques sont répartis en modules monté~ dans des bâtis en forme de secteurs de i63i~ 31 ~
Box for electronic circuits The present invention relates to a bo; tier circuit ~ electroni-that ~ tubular such as those used for sub-link repeaters marine transmission ~ telephone ion.
This type of housing must reconcile a high mechanical resistance to support the ~ installation and recovery operations as well as the pressure reigns at the bottom of the sea, significant electrical isolation of circuits which can be at an electrical potential very different from that of the sea because of their mode of remote feeding by ~ end of the connection, and good evacuation of the heat generated by the ~ electronic circuits to the outside environment.
With current transmission systems Qion, which work at very high speed, electronic circuits dissipate more heat. If you don't want their operating temperature aug ~ ente considerably which is detrimental to their long-term reliability term, it is necessary to increase the dissipation capacities of the housing.
To solve this problem various ~ olutions have already been made in the prior art.
We know in particular by French patent FR-A-2,558,664 a repeater housing in which electronic circuits are distributed SOU3 in the form of specialized modules by function and enclosed in ~ Elm pancake boxes stacked danq a tubular casing pressure-resistant steel O Each module has a partition Z5 median supporting electronic circuits surrounded by a casing annular equipped ~ ur four sides with elastic pads that take support on the inner wall of the tubular casing and as ~ urent to the ~ electrical isolation and heat transmission to the envelope. In addition to the complexity of making the skates, this structure ture has the disadvantage of imposing a long journey on calories with passases by throttles before they can be evacuated across the envelope.
We generally know by French patent FR-A-2,546,009 a other repeater housing dan ~ which leq electronic circuits are distributed in modules mounted ~ in frames in the form of sectors of i63i ~
- 2 -cylindre de 120 s'assemblant par trois en un seul cylindre se plasant à
l'intérieur d'une enveloppe tubulaire résistant à la pression et assu-rant 1'isolement électrique. Le diamètre intérisur de 1'enveloppe tubulaire est légèrement plus grand que celui du cylindre formé par les bâtis assemblés a~in de tenir compte de~ défor~ations dues à la pres~ion extérieure. Les bâtis sont plaqué~ contre la paroi intérieure de l'enveloppe grâce à des ressorts intercalaires qui tendent à les éloigner les uns des autres. Cette structure a pour inconvénient d'utiliqer, pour l'évacuation de la chaleur par conduction au travers de l'enveloppe, des sur~aces de contact entre des surfaces profilées qui doivent s'adapter par~aitement alors que l'une d'entre elle est su~ceptible de Qe déformer SOU3 l'action de la pression extérieure et que le sytème de montage par ressorts intercalaires peut ne pas répartir les ~eux de manière uni~orme et produire des désalignements.
La présente invention a pour but ur. boîtier de circuits électroni-ques du genre précédant, à capacité de refroidissement peu influencée par les dé~ormations de l'enveloppe, re~tant simple de conception et de montage.
Elle a pour objet un bo;tier pour circuits électroniques comportant une enveloppe tubulaire dans laquelle sont assembléY des bâtis en forme de secteur de cylindre supportant les circuits électroni-ques. Ce boîtier comporte des moyens de fixation des bâtis à l'enveloppe formés, à une extrémité de l'enveloppe, par un épaulement qui fait corps avec la paroi interne de l'enveloppe et auquel les bâti sont fixés par un côté et, à l'autre extrémité de l'enveloppe, par une bague expansible se vissant aux bâtis du côté opposé à l'épaulement et se bloquant par expansion à l'intérieur de l'enveloppe, ainsi qu'un manchon intercalaire souple, à faible résistance thermique, placé entre les bâtis et la paroi interne de l'enveloppe.
La fixation des bâtis en forme de secteur circulaire à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire d'un côté sur l'épaulement interne et de l'autre sur la bague expansible se coinçant contre la paroi interne de l'enveloppe permet d'aligner ~es bâtis, par rapport à la paroi intérieure de l'enveloppe avec une grande précision et par conséquent d'assurer une grande uniformité à 1'épai~seur du volume annulaire ~6633~9 réservé au manchon intercalaire souple qui, en raison de sa 30uples3e, 'adapte aux déformations de 1'enveloppe dues à la pression d'immersion ~ans modifier ses ~urface de contact.
La bague expansible est avantageusement formée d'un anneau coulissant avec jeu dans l'enveloppe et vissé aux bâtiq, et d'un ensemble de coin intercalés entre l'anneau et l'enveloppe et repoussés par les bâtiq vers le haut de rampes portées par la périphérie de l'anneau.
Le manchon intercalaire souple à faible ré~istance thermique est avantageusement un tricot métallique dont les mailles a3surent de nombreux points de contact.
D'autre~ caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-~ointe d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel :
- la figure 1 eqt ure vue schématique en perspective avec arrachement partiel d'un boitier de circuitY électronique pour répéteur sous-~arin selon l'invention, - la figure 2 est une vue en élévation partiellement coupée du boitier représenté à la figure 1, - la ~igure 3 eqt une vue en bout du boîtier de répéteur représenté aux figures précédente~, - la ~igure 4 e3t une vue partielle d'un détail d'une bague de fixation expansible utili~ée dans le bo;tier du répéteur, - les figure~ 5 et 6 sont des vue~ en perspectives de coins de serrage équipant la bague de ~ixation expansi~le, - et les ~igures 7 et 8 sont des vueY illustrant le mouvement des coins de serrage au cours du montage de la bague de ~ixation dans le boitier, la ~igure 8 détaillant en outre la partie A de la figure 2.
Le boitier de circuits électroniques représenté aux ~igures 1 à 3 constitue le logement des équipements électroniques et électro-optiques d'un répéteur d'une ligne de transmission sous-marine. Conçu pour résister à la pre~sion, il est fermé de part et d'autre par des cloisons étanches non repré~entées, qui sont pourvues de traversée de câble.
Revêtu d'une couche de polyéthylène l'isolant du potentiel de la mer, il est placé dan~ la partie centrale du répéteur, au sein d'une carcasse qui ~2Ei~3~
se termine a chaque extrémité par des chambres de raccordement de câble et qui supporte les contraintes mécaniques imposées au répéteur lors des opérations de pose et de récupération.
Ce boîtier doit pré~enter une bonne résiYtance mécanique à la pression. Re~roidi par la mer au traverq de la carcasse du répéteur, il doit lui même avoir une très bonne conductivité thermique afin de permettre d'évacuer un maximum de calories et de raire fonctionner les équipements à une température aussi baq~e que possible. Il comporte une enveloppe tubulaire 1 en acier rési3tant à la preqsion contenant un enqemble cylindrique résultant d'un as~emblage de trois bâtis 2, 3, 4 d'équipements en ~orme de secteur de cylindre.
Ces batis 2, 3, 4 en pièces métalliques massives à très bonne conductivité thermique servent de radiateur~ aux équipements qu'ils renferment. Ils sont revêtus extérieurement sur leur ~ace cylindrique d'un tricot métallique élastique 5 destiné à combler l'espace les ~éparant de la paroi intérieure de l'enveloppe tubulaire 1, à donner à
cet espace une bonne corductivité thermique et à absorber les déformations élastiques de l'enveloppe tubulaire 1 occaqionnées par les fonds marins. Ils sont fixés individuellement à l'enveloppe métallique par leurq bases en Porme de secteur circulaire qui sont boulonnées, l'une à un épaulement interne radial 6 de l'enveloppe tubulaire 1 et l'autre à
une bague expansible 7 s'emboitant dans l'enveloppe tubulaire 1 et se coInçant contre la paroi interne de cette dernière au droit d'une gorge 8 peu marquee.
La bague expanQible 7 est formée d'un anneau métallique rigide 9 à
section rectangulaire équipé à sa périphérie d'ur, système de coins de serrage 10. L'anneau métallique 9 et l'épaulement interne radial 6 sont percés sur leur pourtour d'une série de trous axiaux 11 respectivement 12 laissant le paqsage à des vis de fixation 13 respectivement 14 se vissant dans des orifices taraudé~ 15 respectivement 16 pratiqués en regard dans leq baseq des bâtis. L'anneau métallique 9 a un diamètre extérieur légè-rement inférieur au diamètre intérieur de l'enveloppe tubulaire 1 dans laquelle il peut coulisser sans ef~ort et présente des rampes de glissement 17 régulièrement réparties qur son pourtour extérieur. Ces rampes de glissement 17, davantage détaillées aux ~igures 4, 7 et 8, sont 12~631~
creusées à la périphérie extérieure dç l'anneau métalli~ue 9, ~ace à la paroi interne ~e l'enveloppe tubulaire 1, en direction respectivement de génératrlce~ d'un cône droit dont le sommet est situé extérieurement à
l'anneau métallique 9, sur son axe, du cô~é venant au contact des bâtis 2, 3, 4 et dont les génératrices font un angle o~d'environ 10 avec cet axe. Ces rampeq ont une section transversale en ~orme de T avec deux rainures latérales 18, 19. Un pion 20 se dresse au bas de chaque pente, c'eqt-à-dire à l'extrémité tournée vers le sommet du cône, et coopère avec leY rainures latéraleq 18, 19 pour retenir les coins de serrage 10 sur l'anneau 9 lorsqu'il~ sont en position e~facée.
Les coins de serrage 10, plus particulièrement repré entés aux ~igures 5 et 6 sont d'une longueur légèrement plus grande que l'épaiqseur de l'anneau 9. Ils ont la même pente que les rampes de glissement 17 et un profil extérieur bombé de même courbure que la paroi interne de l'enveloppe tubulaire 1 à llendroit de la gorge 8. Leur semelle plane, de même largeur que les rampes de glissement 17, est bordée latéralement de deux arêtes 21, 22 aux dimensions des rainure~
latérales 18, 19 dans lesquelles elles coulissent et est creusée d'une rainure longitudinale médiane 23 qui ne débouche pas du côté de la pointe des coinq et dé~age 17 espace de débattement nécessaire au pion 20.
Chaque coin de serrage 10 est introduit sur une rampe de glissement 17 cle l'anneau métallique 9 par le sommet de la rampe et du côté opposé à sa pointe.
La figure 7 montre un coin de serrage 10 placé au bas de sa rampe 17 ~ur l'anneau métallique 9, en position ef~acée et en butée contre le pion 20. Il dépasse largement de l'anneau métallique 9 du côté
destiné à venir au contact des bâtis 2, 3, 4. La figure 8 qui détaille la partie cerclée en A de la ~igure 2 montre le même coir. de serrage 10 en position de blocage alors que l'anneau métallique 9 a été vissé aux bâtis - 2 -cylinder of 120 assembled by three in a single cylinder plas the inside of a pressure-resistant and secure tubular casing rant electrical isolation. The inside diameter of the envelope tubular is slightly larger than that of the cylinder formed by the frames assembled a ~ in to take into account ~ defor ~ ations due to pres ~ ion outside. The frames are pressed against the inner wall of the envelope thanks to intermediate springs which tend to move away from each other. This structure has the disadvantage to use, for the evacuation of heat by conduction through the envelope, on contact aces between profiled surfaces which must adapt by ~ aement while one of them is su ~ ceptible de Qe deform SOU3 the action of external pressure and that the mounting system by intermediate springs may not distribute the ~ them in a united way ~ elm and produce misalignments.
The present invention aims ur. electronic circuit box of the previous kind, with little influence on cooling capacity by the de ~ ormations of the envelope, re ~ both simple in design and mounting.
It relates to a housing for electronic circuits comprising a tubular casing in which are assembled cylindrical-shaped frames supporting the electronic circuits ques. This box includes means for fixing the frames to the envelope formed, at one end of the envelope, by an integral shoulder with the inner wall of the enclosure and to which the frames are fixed by one side and, at the other end of the envelope, by an expandable ring screwed to the frames on the side opposite the shoulder and locked by expansion inside the envelope, as well as an intermediate sleeve flexible, low thermal resistance, placed between the frames and the wall internal envelope.
Fixing the frames in the form of a circular sector inside of the tubular casing on one side on the internal shoulder and the other on the expandable ring wedging against the inner wall of the envelope allows to align ~ es built, relative to the wall inner envelope with great precision and therefore ensure great uniformity to the thickness of the annular volume ~ 6633 ~ 9 reserved for the flexible intermediate sleeve which, due to its 30uples3e, adapts to deformation of the shell due to immersion pressure ~ years modify its ~ contact area.
The expandable ring is advantageously formed of a ring sliding with play in the envelope and screwed to the frames, and a set wedges inserted between the ring and the envelope and repelled by the build up of ramps carried by the periphery of the ring.
The flexible intermediate sleeve with low thermal resistance is advantageously a metallic knitted fabric, the meshes of which many points of contact.
Other ~ features and advantages of the invention will emerge of the description below ~ anointed with an embodiment given as example. This description will be made next to the drawing in which :
- Figure 1 eqt ure schematic perspective view with cutaway partial of an electronic circuitY box for sub-arin repeater according to the invention, - Figure 2 is a partially cut elevation view of the housing shown in Figure 1, - The ~ igure 3 eqt an end view of the repeater housing shown in previous figures ~, - The ~ igure 4 e3t a partial view of a detail of a fixing ring expandable utili ~ ée in the bo; tier of the repeater, - Figures ~ 5 and 6 are views ~ in perspective of clamping corners equipping the expansion ixation ring ~, - And the ~ igures 7 and 8 are vueY illustrating the movement of the corners tightening during assembly of the fixing ring in the housing, ~ igure 8 further detailing part A of Figure 2.
The electronic circuit box shown in ~ Figures 1 to 3 provides accommodation for electronic and electro-optical equipment an underwater transmission line repeater. Made for resist the pre ~ sion, it is closed on both sides by partitions watertight not shown ~ entées, which are provided with cable bushing.
Coated with a layer of polyethylene insulating it from the potential of the sea, it is placed dan ~ the central part of the repeater, within a carcass which ~ 2Ei ~ 3 ~
ends at each end with cable connection chambers and which supports the mechanical stresses imposed on the repeater during installation and recovery operations.
This housing must pre ~ enter good mechanical resistance to pressure. Re ~ stiffened by sea across the repeater carcass, it itself must have very good thermal conductivity in order to allow to evacuate a maximum of calories and to make them work equipment at a temperature as low as possible. It has a tubular casing 1 of pressure resistant steel containing a cylindrical assembly resulting from an ace emblem of three frames 2, 3, 4 equipment in ~ cylinder sector elm.
These frames 2, 3, 4 in massive metal pieces to very good thermal conductivity serve as a radiator ~ for the equipment they contain. They are coated externally on their cylindrical ace of an elastic metallic knit 5 intended to fill the space ~ sparing from the inner wall of the tubular casing 1, to be given to this space good thermal corductivity and to absorb elastic deformations of the tubular casing 1 caused by the seabed. They are individually attached to the metal casing by their bases in Porme of circular sector which are bolted, one to an internal radial shoulder 6 of the tubular casing 1 and the other to an expandable ring 7 fitting into the tubular casing 1 and wedging against the inner wall of the latter in line with a groove 8 little marked.
The expandable ring 7 is formed by a rigid metal ring 9 to rectangular section fitted at its periphery with a corner system tightening 10. The metal ring 9 and the radial internal shoulder 6 are drilled around their periphery with a series of axial holes 11 respectively 12 leaving the packaging with fixing screws 13 and 14 respectively in threaded holes ~ 15 respectively 16 made opposite in leq baseq des mounts. The metal ring 9 has a slight outside diameter.
much smaller than the inside diameter of the tubular casing 1 in which it can slide without ef ~ ort and has ramps of slip 17 evenly distributed around its outer periphery. These sliding ramps 17, more detailed in ~ Figures 4, 7 and 8, are 12 ~ 631 ~
dug at the outer periphery of the metal ring ~ ue 9, ~ ace to internal wall ~ e the tubular casing 1, in the direction of generatrlce ~ of a straight cone whose apex is located externally at the metal ring 9, on its axis, from the side coming into contact with the frames 2, 3, 4 and whose generators make an angle o ~ of about 10 with this axis. These ramps have a cross section in ~ elm of T with two lateral grooves 18, 19. A pin 20 stands at the bottom of each slope, i.e. at the end facing the top of the cone, and cooperates with the lateral grooves 18, 19 to retain the corners of tightening 10 on the ring 9 when ~ are in position e ~ faceted.
The clamping corners 10, more particularly represented at ~ Figures 5 and 6 are slightly longer than the thickness of the ring 9. They have the same slope as the ramps of sliding 17 and a curved exterior profile with the same curvature as the wall internal of the tubular casing 1 at the location of the groove 8. Their flat sole, of the same width as the sliding ramps 17, is laterally bordered by two edges 21, 22 to the dimensions of the groove ~
side 18, 19 in which they slide and is hollowed out median longitudinal groove 23 which does not open on the side of the point coinq and de ~ age 17 travel space required by the pin 20.
Each clamping wedge 10 is introduced on a ramp of sliding 17 cle metal ring 9 by the top of the ramp and side opposite its tip.
Figure 7 shows a clamping wedge 10 placed at the bottom of its ramp 17 ~ ur the metal ring 9, in ef ~ acée position and in abutment against the pin 20. It largely protrudes from the metal ring 9 on the side intended to come into contact with the frames 2, 3, 4. Figure 8 which details the part circled in A of ~ igure 2 shows the same coir. tightening 10 in locking position while the metal ring 9 has been screwed to the frames
3~ 2, 3 et 4 et qu'il a été contraint à remonter sa rampe 17 en raison du rapprochement de l'anneau métallique 9 des bâtis Z, 3, 4.
Ce système de ~ixation rend le montage des bâtis 2, 3, 4 dans l'enveloppe tubulaire 1 particulièrement aisé car il ne nécessite pas de préassembler les bâtis c, 3, 4 entre eux pour ~ormer un enqemble cylin-dri~ue à introduire à ~orce dans l'enveloppe tubulaire 1. En s~et, pour ~2~31~
ce faire on présente le~ bâtis 2, 3, 4 l'un après l'autre dansl'enveloppe tubulaire 1 ce qui ne soulève aucune difficulté puisque ceux-ci ont un espace 3uffisant pour rentrer sans effort. On les visse à
l'épaulement radial puis on introduit contre les bâtis la bague à
expansion 7 avec se3 coins de ~errage 10 en position e~facée et maintenus sur l'anneau métallique 9 par le~ pions 20. On visse ensuite l~anneau métallique 9 aux bâti~q 2, 3, 4 ce qui le rapproche des batis 2, 3 et 4 et entra;ne d'une part le recentrage des bâtis 2, 3, 4 par rapport à la paroi intérieure de l'enveloppe tubulaire 1 et d'autre part la remontée des coins de serrage 10 le long de leur rampe, en direction de la gorge 8 de la paroi interne de l'enveloppe tubulaire dans laquelle ils ~e bloquent.
Ce sy~tème de fixation assure un centrage très précis des bâtis 2, 3, 4 par rapport à la paroi interne de 7 'enveloppe tubulaire 1 ce qui garantit l'uniformite de la conductivité thermique du tricot métallique en tout point de l'espace intercalaire entre les bâtis et la paroi intérieure de l'enveloppe et assure une bonne reproductibilité des caractéristiqueY de dissipation thermique d'un répéteur à l'autre.
On peut, sans ortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions,ou remplacer certains moyen~ par des moyens équivalents. On peut notamment modifier le nombre de coin~ de 3errage équipant la bague à
expansion et remplacer le tricot métallique par un autre matériau souple ayant un écrasement défini sous une pression connue et une bonne conduc-tivité thermique. Les dimension~ deq bâtis et notamment l'angle de qecteur circulaire occupe par chacun d'eux peut varier. Dan~ l'exemple décrit, chaque bâti occupé un secteur circulaire de 120. Mais on peut concevoir des bâtis occupant un secteur circulaire plus grand par exemple 180~ deux alors suffisent pour former un c~lindre, ou plus petit. Il n'est pas non plus nécessaire d'employer un nombre de bâtis permettant de reformer un cylindre, l'espace manquant pouvant être occupé par une pièce entretoise de forme adéquate. 3 ~ 2, 3 and 4 and that he was forced to go up his ramp 17 due to the approximation of the metal ring 9 of the frames Z, 3, 4.
This fixing system makes the mounting of the frames 2, 3, 4 in the tubular casing 1 particularly easy because it does not require pre-assemble the frames c, 3, 4 between them to ~ form a cylindrical assembly dri ~ ue to introduce at ~ orce in the tubular envelope 1. In s ~ and, for ~ 2 ~ 31 ~
do this we present the frame 2, 3, 4 one after the other dansl'envelope 1 which does not raise any difficulty since these have sufficient space to return effortlessly. We screw them to the radial shoulder then the ring is introduced against the frames expansion 7 with se3 corners of ~ wandering 10 in position e ~ faceted and held on the metal ring 9 by the ~ pins 20. We then screw the metal ring 9 to the frames q 2, 3, 4 which brings it closer to the frames 2, 3 and 4 and entered; on the one hand, refocusing of the frames 2, 3, 4 with respect to to the inner wall of the tubular casing 1 and on the other hand the ascent of the clamping wedges 10 along their ramp, in the direction of the groove 8 of the internal wall of the tubular envelope in which they ~ e block.
This sy ~ teme of fixing ensures a very precise centering of the frames 2, 3, 4 relative to the inner wall of 7 'tubular casing 1 which guarantees the uniformity of the thermal conductivity of the metallic knitted fabric at any point in the intermediate space between the frames and the wall inside of the envelope and ensures good reproducibility of characteristic Y of heat dissipation from one repeater to another.
It is possible, without departing from the scope of the invention, to modify certain provisions, or replace some means ~ by equivalent means. We can in particular modify the number of wedge ~ 3errage equipping the ring to expanding and replacing the metallic knit with another flexible material having defined crushing under known pressure and good conduc-thermal activity. The dimensions ~ of built frames and in particular the angle of The circular area occupied by each of them may vary. Dan ~ the example described, each frame occupies a circular sector of 120. But we can design frames occupying a larger circular area by example 180 ~ two then enough to form a cylinder, or more small. It is also not necessary to use a number of frames to reform a cylinder, the missing space can be occupied by an adequately shaped spacer piece.