WO2016166123A1 - Systeme de montage mecanique pour dispositif de visualisation - Google Patents

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Laurent Mozer
Daniel Laret
Jean-Marie Goy
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Thales SA
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    • H—ELECTRICITY
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    • G06F1/183—Internal mounting support structures, e.g. for supporting printed circuit boards
    • G06F1/187—Mounting of fixed or removable disk drives

Definitions

  • the field of the invention is that of mechanical mounting systems for electronic equipment in frames to ensure a set up and a secure connection.
  • the preferred field of application is that of aeronautics and in particular that of aircraft dashboards comprising several display screens.
  • this device can have a large number of applications, especially in all areas of professional electronics that require quick and safe implementations.
  • Mounting electronic equipment generally a display device in a dashboard, is not a simple problem for several reasons.
  • the rear panel of the equipment is inaccessible during assembly and once the installation is carried out.
  • the equipment has a sufficient weight and volume so that manipulations by an operator are not easy.
  • the electrical connectors used generally comprise several tens of contacts and, consequently, their assembly requires both a high accuracy and a certain insertion force.
  • the implementation both mechanical and electrical must be fully ensured, given the constraints of safety and reliability inherent in this type of embedded equipment.
  • a first possible technical solution is to set up on the dashboard a mechanical "chair” having mechanical guiding means in translation to properly pre-position the equipment when it is fixed on the dashboard.
  • This chair also has a female connector.
  • the equipment includes the corresponding male connector.
  • the guiding means and the positioning tolerances are calculated so that the connection of the two connectors is done perfectly during assembly of the equipment. Thus, the electrical connection and the mechanical connection are ensured simultaneously. It is conceivable that such a system is necessarily expensive and complex considering, including positioning tolerances.
  • a second solution consists in separately making the electrical connection and the mechanical connection.
  • the female connector of the dashboard is mounted on a sufficiently long electrical strand.
  • the connector of the equipment is first fixed on this female connector. Once the electrical connections are established, the electronic equipment is mounted in the dashboard.
  • the disadvantage of this solution is that, to completely separate the two operations of mechanical and electrical connection, it is necessary to have a large strand length so as to fully extract the equipment at the time of assembly of the electrical connector.
  • the equipment is necessarily mounted blind in the dashboard, so it is difficult to perfectly control the establishment of the strand at the rear of the equipment. In the same way, when removing the equipment, care should be taken not to damage the strand.
  • the mechanical mounting system according to the invention does not have these disadvantages.
  • Each side face of the electronic equipment includes a cam that ensures both the maintenance of the equipment in the dashboard before connection and its guidance during assembly of the equipment in the dashboard.
  • the subject of the invention is a device for mechanically mounting an electronic box in a frame, said electronic box comprising a front face, a rear face, a bottom and two lateral faces, the frame comprising an opening of similar dimensions.
  • the front face characterized in that:
  • the electronic box comprises:
  • a mechanical cam having the shape substantially of a quarter circle, one of the two ends of the cam being terminated by a triangular tip directed towards the inside of the circle, the section of said cam being substantially rectangular, end bearing the tip being disposed near the bottom, the second end being disposed along the front face,
  • the opening of the frame comprises two identical guide pins disposed on either side of the amounts of the opening and arranged so that each cam can move in rotation on the pin which corresponds to it during the assembly phase of the electronic box in the frame;
  • the position of the guiding pins and the shape of the cam are arranged so that, during the passage from the first rest position to the second rest position, at no time, the bottom of the electronic box relies on areas in the vicinity of the opening.
  • the frame comprises a female connector mounted on a cable strand, the electronic unit comprising a corresponding male connector.
  • the frame is a part of an aircraft dashboard and in that the electronic box is an aeronautical display device.
  • FIG. 1 represents a rear view and a side view of an electronic box according to the invention
  • Figure 2 shows a perspective view of a cam according to the invention
  • Figure 3 shows a perspective view of the opening in the frame according to the invention
  • Figures 4 to 7 show the mounting sequence of the electronic box in the frame.
  • Figure 1 shows a rear view and a side view of a housing or electronic equipment 1 team of a mounting device mechanical according to the invention.
  • the electronic box 1 comprises a front face 1 1, a rear face 12, a bottom 13 and two side faces 14.
  • this equipment is a display device and the front is a flat display screen.
  • the rear face 12 has an electronic connector 19.
  • This housing is intended to be mounted in a frame 20 having an opening 21.
  • a partial perspective view represents this opening 21.
  • the frame is that of an aircraft dashboard. In the different figures, the frame is shown vertically. The inclination of the frame does not change the mounting of the equipment.
  • the electronic box 1 has a number of mechanical adaptations facilitating its mounting in the frame.
  • Each side face 14 comprises a mechanical cam 16 having the shape substantially of a quarter circle, one of the two ends of the cam being terminated by a triangular tip 17 directed towards the inside of the circle. This shape facilitates the insertion of the housing into the frame.
  • This mechanical cam is shown in the perspective view of FIG. 2.
  • the section of the cam is substantially rectangular, the end bearing the tip 17 being disposed near the bottom 13 of the equipment, the second end 18 being arranged along the from the front 1 1.
  • the general shape of the cam is adapted to the shape, volume and center of gravity of the equipment.
  • the cams can be produced by machining directly in the lateral faces 14 of the housing. They can also be machined autonomously, and then fixed on the lateral flanks 14 of the housing.
  • the bottom 13 of the equipment comprises a low stop 15 parallel to the front face 1 1 so as to form in the space between the lower part of the front face and the bottom a groove parallel to the bottom of the front face.
  • the opening 21 of the frame 20 comprises two identical guide pins 22 arranged on either side of the amounts of the opening at the same height and arranged so that each cam can move in rotation on the pin which corresponds to it during the assembly phase of the electronic box in the frame.
  • These pieces are advantageously of shape cylindrical but other forms are possible. Again, they can be machined in the mass of the frame or added after the fact.
  • the assembly constituted by the two cams 16, the bottom stop 15 and the guide pins 22 is arranged so that the position of the electronic box 1 in the frame 20 has two rest positions, a first rest position where the pieces of centering 22 are located at the triangular points 17 of the cams 16 and a second rest position where the centering pins 22 are located at the second end 18 of the cams 16.
  • the first rest position allows the electrical connection and disconnection.
  • the second rest position allows the mechanical attachment of the equipment in the frame.
  • the frame 1 is positioned in the opening 21 so that the tips 17 of the cams 16 pass over the two centering pins.
  • the electronic box 1 is tilted forward.
  • the equipment pivots around the abutment 15. It is guided in this rotational movement by the two cams 16 which move on their guide pins 22.
  • the position of the centering pins and the curvature of the cams are calculated so that during the switchover, the equipment does not abut in neighboring equipment already installed on the dashboard and close to the opening.
  • the front face 1 1 of the equipment is pressed onto the opening 21.
  • the end 18 of the cams 16 is located at the centering pins 22. This is the second rest position of the housing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

Le domaine général de l'invention est celui des dispositifs de montage mécanique d'un boîtier électronique (1) dans un bâti (20), ledit boîtier électronique comportant une face avant (11), une face arrière (12), un fond (13) et deux faces latérales (14), le bâti comprenant une ouverture (21). Le boîtier électronique selon l'invention comporte sur chaque face latérale, une came mécanique (16) ayant la forme d'un quart de cercle, une des deux extrémités de la came étant terminée par une pointe triangulaire (17), l'extrémité portant la pointe étant disposée près du fond, la seconde extrémité (18) étant disposée le long de la face avant. Le fond du bâti comporte une butée (15) basse parallèle à la face avant. L'ouverture du bâti comporte deux pions (22) de guidage disposés de part et d'autre des montants de l'ouverture et agencés de façon que chaque came puisse se déplacer en rotation sur le pion qui lui correspond pendant la phase de montage du boîtier électronique dans le bâti.

Description

Système de montage mécanique pour dispositif de visualisation
Le domaine de l'invention est celui des systèmes de montage mécanique d'équipements électroniques dans des bâtis permettant d'assurer une mise en place et une connexion sécurisée. Le domaine d'application privilégié est celui de l'aéronautique et en particulier celui des planches de bord d'aéronef comportant plusieurs écrans de visualisation. Cependant, ce dispositif peut avoir un grand nombre d'applications, en particulier dans tous les domaines de l'électronique professionnelle qui nécessitent des mises en place rapides et sûres. Le montage d'un équipement électronique, généralement un dispositif de visualisation dans une planche de bord, n'est pas un problème simple pour plusieurs raisons. La face arrière de l'équipement est inaccessible pendant le montage et une fois la mise en place effectuée. L'équipement a un poids et un volume suffisants pour que les manipulations par un opérateur ne soient pas aisées. Par ailleurs, les connecteurs électriques utilisés comportent généralement plusieurs dizaines de contacts et, par conséquent, leur montage nécessite à la fois une grande précision et une certaine force d'insertion. Enfin, la mise en place tant mécanique qu'électrique doit être parfaitement assurée, compte-tenu des contraintes de sécurité et de fiabilité inhérentes à ce type de matériel embarqué.
Une première solution technique possible consiste à mettre en place sur la planche de bord une « chaise » mécanique comportant des moyens de guidage mécaniques en translation permettant de pré-positionner correctement l'équipement lorsque l'on vient le fixer sur la planche de bord. Cette chaise comporte également un connecteur femelle. L'équipement comporte le connecteur mâle correspondant. Les moyens de guidage et les tolérances de positionnement sont calculés de façon que la connexion des deux connecteurs se fasse parfaitement au cours du montage de l'équipement. Ainsi, la connexion électrique et la connexion mécanique sont assurées simultanément. On conçoit qu'un tel système est nécessairement cher et complexe compte-tenu, notamment des tolérances de positionnement. Une seconde solution consiste à réaliser séparément la connexion électrique et la connexion mécanique. Dans ce cas, le connecteur femelle de la planche de bord est monté sur un toron électrique suffisamment long. On fixe d'abord le connecteur de l'équipement sur ce connecteur femelle. Une fois la connectique électrique établie, on monte l'équipement électronique dans la planche de bord. L'inconvénient de cette solution est que, pour séparer totalement les deux opérations de connexion mécanique et électrique, il est nécessaire d'avoir une longueur de toron importante de façon à pouvoir totalement extraire l'équipement au moment du montage du connecteur électrique. L'équipement étant nécessairement monté en aveugle dans la planche de bord, il est alors difficile de contrôler parfaitement la mise en place du toron à l'arrière de l'équipement. De la même façon, à l'extraction de l'équipement, il faut veiller à ne pas abîmer le toron. Le système de montage mécanique selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. Chaque face latérale de l'équipement électronique comporte une came qui assure à la fois le maintien de l'équipement dans la planche de bord avant connexion et son guidage pendant le montage de l'équipement dans la planche de bord. Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de montage mécanique d'un boîtier électronique dans un bâti, ledit boîtier électronique comportant une face avant, une face arrière, un fond et deux faces latérales, le bâti comprenant une ouverture de dimensions voisines de celles de la face avant, caractérisé en ce que :
- le boîtier électronique comporte :
sur chaque face latérale, une came mécanique ayant la forme sensiblement d'un quart de cercle, une des deux extrémités de la came étant terminée par une pointe triangulaire dirigée vers l'intérieur du cercle, la section de ladite came étant sensiblement rectangulaire, l'extrémité portant la pointe étant disposée près du fond, la seconde extrémité étant disposée le long de la face avant,
sur le fond, une butée basse parallèle à la face avant de façon à former dans l'espace située entre la partie basse de la face avant et le fond une rainure ;
- l'ouverture du bâti comporte deux pions de guidage identiques disposés de part et d'autre des montants de l'ouverture et agencés de façon que chaque came puisse se déplacer en rotation sur le pion qui lui correspond pendant la phase de montage du boîtier électronique dans le bâti ;
l'ensemble constitué par les deux cames, la butée basse et les pions de guidage étant agencé de façon que la position du boîtier électronique dans le bâti comporte deux positions de repos, une première position de repos où les pions de centrage sont situés au niveau des pointes triangulaires des cames et une seconde position de repos où les pions de centrage sont situés au niveau des secondes extrémités des cames.
Avantageusement, la position des pions de guidage et la forme de la came sont agencés de façon que, pendant le passage de la première position de repos à la seconde position de repos, à aucun moment, le fond du boîtier électronique ne s'appuie sur des zones situées au voisinage de l'ouverture.
Avantageusement, le bâti comporte un connecteur femelle monté sur un toron de câble, le boîtier électronique comportant un connecteur mâle correspondant.
Avantageusement, le bâti est une partie d'une planche de bord d'aéronef et en ce que le boîtier électronique est un dispositif de visualisation aéronautique.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
La figure 1 représente une vue arrière et une vue de profil d'un boîtier électronique selon l'invention ;
La figure 2 représente une vue en perspective d'une came selon l'invention ;
La figure 3 représente une vue en perspective de l'ouverture dans le bâti selon l'invention ;
Les figures 4 à 7 représentent la séquence de montage du boîtier électronique dans le bâti.
La figure 1 représente une vue arrière et une vue de profil d'un boîtier ou d'un équipement électronique 1 équipe d'un dispositif de montage mécanique selon l'invention. Le boîtier électronique 1 comporte une face avant 1 1 , une face arrière 12, un fond 13 et deux faces latérales 14. Généralement, cet équipement est un dispositif de visualisation et la face avant est un écran plat de visualisation. La face arrière 12 comporte une connectique électronique 19.
Ce boîtier est destiné à être monté dans un bâti 20 comportant une ouverture 21 . Une vue partielle en perspective représente cette ouverture 21 . Généralement, le bâti est celui d'une planche de bord d'aéronef. Sur les différentes figures, le bâti est représenté vertical. L'inclinaison du bâti ne change pas le montage de l'équipement.
Pour se loger et se fixer dans le bâti, le boîtier électronique 1 comporte un certain nombre d'adaptations mécaniques facilitant son montage dans le bâti. Chaque face latérale 14 comporte une came mécanique 16 ayant la forme sensiblement d'un quart de cercle, une des deux extrémités de la came étant terminée par une pointe triangulaire 17 dirigée vers l'intérieur du cercle. Cette forme facilite l'insertion du boîtier dans le bâti.
Cette came mécanique est représentée sur la vue en perspective de la figure 2. La section de la came est sensiblement rectangulaire, l'extrémité portant la pointe 17 étant disposée près du fond 13 de l'équipement, la seconde extrémité 18 étant disposée le long de la face avant 1 1 . La forme générale e la came est adaptée en fonction de la forme, du volume et du centre de gravité de l'équipement. La réalisation des cames peut se faire par usinage directement dans les faces latérales 14 du boîtier. On peut également les usiner de façon autonome, puis les fixer sur les flancs latéraux 14 du boîtier.
Le fond 13 de l'équipement comporte une butée basse 15 parallèle à la face avant 1 1 de façon à former dans l'espace située entre la partie basse de la face avant et le fond une rainure parallèle au bas de la face avant.
L'ouverture 21 du bâti 20 comporte deux pions 22 de guidage identiques disposés de part et d'autre des montants de l'ouverture à la même hauteur et agencés de façon que chaque came puisse se déplacer en rotation sur le pion qui lui correspond pendant la phase de montage du boîtier électronique dans le bâti. Ces pions sont avantageusement de forme cylindrique mais d'autres formes sont possibles. Là encore, ils peuvent être usinés dans la masse du bâti ou ajoutés après coup.
L'ensemble constitué par les deux cames 16, la butée basse 15 et les pions de guidage 22 est agencé de façon que la position du boîtier électronique 1 dans le bâti 20 comporte deux positions de repos, une première position de repos où les pions de centrage 22 sont situés au niveau des pointes triangulaires 17 des cames 16 et une seconde position de repos où les pions de centrage 22 sont situés au niveau des secondes extrémités 18 des cames 16. La première position de repos permet la connexion et la déconnexion électrique. La seconde position de repos permet la fixation mécanique de l'équipement dans le bâti.
Plus précisément, la séquence de montage du boîtier électronique
I dans l'ouverture 21 du bâti 20 est décrite sur les figures 4 à 7. Sur ces figures, les flèches ombrées indiquent les différents mouvements du boîtier et de la connectique.
Dans un premier temps représenté sur la figure 4, on positionne le bâti 1 dans l'ouverture 21 de façon que les pointes 17 des cames 16 passent au-dessus des deux pions de centrage.
Comme on le voit sur la figure 5, on laisse alors reposer les deux cames 16 de l'équipement sur les deux pions de centrage 22. Les pions 22 sont situés au niveau des pointes triangulaires 14 des cames. La face avant
I I de l'équipement est maintenue dans sa partie basse par la butée 15. L'équipement étant dans cette première position de repos, il est facile de monter le connecteur 30 complémentaire de la connectique 19. Ce connecteur 30 est monté sur un toron 31 solidaire du système avionique de l'appareil. Cette connectique s'effectue aisément dans la mesure où la face arrière de l'équipement est stable et facilement accessible.
Dans un troisième temps, comme on le voit sur la figure 6, on bascule le boîtier électronique 1 vers l'avant. Dans cette phase, l'équipement pivote autour de la butée 15. Il est guidé dans ce mouvement de rotation par les deux cames 16 qui se déplacent sur leurs pions de guidage 22. La position des pions de centrage et la courbure des cames sont calculés de façon qu'au cours du basculement, l'équipement ne vienne pas buter dans des équipements voisins déjà installés sur la planche de bord et proches de l'ouverture. A la fin du mouvement, comme on le voit sur la figure 7, la face avant 1 1 de l'équipement est plaquée sur l'ouverture 21 . L'extrémité 18 des cames 16 est située au niveau des pions de centrage 22. C'est la seconde position de repos du boîtier.
II reste à maintenir le boîtier dans son bâti par différents moyens de fixation non représentés sur les différentes figures. Ces moyens sont, par exemple, une poignée de fixation ou des vis de fixation. La déconnexion du boîtier se fait aisément en suivant la séquence inverse de la connexion.
Les avantages principaux de ce dispositif mécanique de montage d'un équipement électronique sont les suivants :
- Utilisation de moyens mécaniques simples de coûts réduits ;
- Grande facilité de montage qui peut se faire sans outils ;
- Grande rapidité de montage ;
- Grande sûreté de montage de l'équipement dans la mesure où il est parfaitement guidé pendant la fixation.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de montage mécanique d'un boîtier électronique (1 ) dans un bâti (20), ledit boîtier électronique comportant une face avant (1 1 ), une face arrière (12), un fond (13) et deux faces latérales (14), le bâti comprenant une ouverture (21 ) de dimensions voisines de celles de la face avant, caractérisé en ce que :
- le boîtier électronique comporte :
sur chaque face latérale, une came mécanique (16) ayant la forme sensiblement d'un quart de cercle, une des deux extrémités de la came étant terminée par une pointe (17) triangulaire dirigée vers l'intérieur du cercle, la section de ladite came étant sensiblement rectangulaire, l'extrémité portant la pointe étant disposée près du fond, la seconde extrémité (18) étant disposée le long de la face avant,
sur le fond, une butée (15) basse parallèle à la face avant de façon à former dans l'espace située entre la partie basse de la face avant et le fond une rainure ;
- l'ouverture du bâti comporte deux pions (22) de guidage identiques disposés de part et d'autre des montants de l'ouverture et agencés de façon que chaque came puisse se déplacer en rotation sur le pion qui lui correspond pendant la phase de montage du boîtier électronique dans le bâti ;
l'ensemble constitué par les deux cames, la butée basse et les pions de guidage étant agencé de façon que la position du boîtier électronique dans le bâti comporte deux positions de repos, une première position de repos où les pions de centrage sont situés au niveau des pointes triangulaires des cames et une seconde position de repos où les pions de centrage sont situés au niveau des secondes extrémités des cames.
2. Dispositif de montage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la position des pions de guidage et la forme de la came sont agencés de façon que, pendant le passage de la première position de repos à la seconde position de repos, à aucun moment, le fond du boîtier électronique ne s'appuie sur des zones situées au voisinage de l'ouverture.
3. Dispositif de montage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti comporte un connecteur femelle (30) monté sur un toron de câble (31 ), le boîtier électronique comportant un connecteur mâle (19) correspondant.
4. Dispositif de montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bâti est une partie d'une planche de bord d'aéronef et en ce que le boîtier électronique est un dispositif de visualisation aéronautique.
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