Caja para tarjeta electrónica embarcada.

Caja (1) para al menos una tarjeta electrónica (2) incluyendo unos componentes térmicamente disipativosprincipalmente en una cara llamada superior,

siendo la caja del tipo globalmente rectangular delgada, presentandouna anchura estandarizada e incluyendo dos guías laterales (3a, 3b) adaptadas para cooperar con unasdeslizaderas preparadas en las caras interiores de una bahía electrónica,

incluyendo dos semi-cascos, superior (4), llamado tapa, e inferior (5), llamada bastidor, pegados uno contrael otro a nivel de las guías laterales,

el bastidor (5) incluye al menos una zona de apoyo (10) que forma alojamiento de la tarjeta electrónica, yunos primeros medios (19) de placaje de al menos un disipador térmico (16) contra la cara superior de almenos una tarjeta electrónica (2),

caracterizada por que

-la caja (1) incluye además unos segundos medios (19) de placaje sin tornillo de cada tarjetaelectrónica (2) en cada alojamiento correspondiente, y

-el bastidor incluye unos medios para tomar en cuenta las restricciones mecánicas ligadas a lastarjetas electrónicas (2) alojadas en la caja (1) y unos medios de posicionamiento correcto (8, 9,10, 13) de dichas tarjetas (2), limitando el juego lateral residual de una tarjeta electrónica (2) unavez situada en su alojamiento,

-los primeros y segundos medios de placaje están constituidos por un mismo dispositivo de placaje(19) que toma apoyo, por una parte, sobre la cara interior de la tapa (4), por otra parte sobre latarjeta electrónica (2), finalmente, sobre la parte superior del disipador térmico (16),

-el dispositivo de placaje (19) está realizado de material que presenta unas muy buenas cualidadesde conductividad térmica,

-la tapa (4) incluye un flanco de material de una gran conductividad térmica.

Caja para tarjeta electrónica embarcada El presente invento proviene del dominio de la aviónica. Más concretamente, concierne una caja para tarjetas electrónicas embarcadas en aeronaves.

De forma conocida para mejorar su rendimiento, su seguridad, su confort, su automatización etc., las aeronaves actuales embarcan cada vez más equipamientos cuyo control es asegurado por tarjetas electrónicas.

Éstas deben entonces ser solidarizadas mecánicamente a la estructura de la aeronave y responder a diversas restricciones de seguridad normalizadas (protección contra los golpes y polvo, respuesta a los esfuerzos mecánicos, restricciones de disipación térmica o de resistencia a un margen de temperatura dado, restricciones de resistencia a campos magnéticos, etc.) .

Como se conoce, los rendimientos de la electrónica están en constante mejora, entre otros por el hecho del aumento de la potencia de los componentes (procesadores particularmente) . Esta evolución se traduce bajo forma de calor disipado cada vez más importante (varias decenas de vatios por tarjeta electrónica) , precisando de medios de disipación térmica dedicados a las tarjetas electrónicas embarcadas, por ejemplo: disipadores pasivos del tipo radiador o activos del tipo ventilador o tubería de calor.

Por razones evidentes de seguridad de funcionamiento de la aeronave en vuelo, estas tarjetas electrónicas deben finalmente tanto como sea posible soportar, al menos temporalmente, una avería de ventilación sin comprometer la seguridad del vuelo.

Actualmente, la solución utilizada es utilizar unas cajas electrónicas que incluyen alrededor de cinco a diez tarjetas electrónicas fijadas a la estructura. La disipación del calor está asegurada mediante unos disipadores de aluminio o de cobre, fijado sobre los procesadores que más disipan, y unidos a la estructura metálica de la caja, habitualmente realizada de aluminio. Esta unión mecánica permite la conducción térmica y el enfriamiento de los procesadores.

En esta configuración, una avería de una de las tarjetas se traduce habitualmente por él desmontaje y la sustitución del calculador implicado, cuyo coste puede alcanzar varias centenas de miles de euros.

Además, las tecnologías de fabricación de cajas electrónicas embarcadas de aluminio alcanzan sus límites en términos de eficacia de disipación térmica y de peso respetando las restricciones del entorno electromagnético y mecánico.

Se comprende que el aumento incesante de la potencia de los procesadores va a hacer que estas cajas actuales sean incompatibles con las normas de disipación térmica y de seguridad.

El objetivo de este invento es facilitar que se tengan en cuenta las restricciones térmicas cada vez más grandes a las que hacer frente la electrónica embarcada en una aeronave.

Otro objetivo es el de facilitar el mantenimiento y la evolutividad de los sistemas electrónicos.

Un tercer objetivo es el de permitir repartir la electrónica en diversos puntos de la aeronave, en lugar de concentrar todas las tarjetas en el mismo calculador.

A este efecto, el invento concierne una caja para al menos una tarjeta electrónica incluyendo componentes térmicamente disipativos principalmente sobre una cara llamada superior, siendo la caja del tipo que presenta una anchura estandarizada e incluyendo dos guías laterales adaptadas para cooperar con unas deslizaderas preparadas en las caras interiores de una bahía electrónica,

incluyendo dos semi-cascos, superior e inferior, pegados uno contra el otro a nivel de las guías laterales,

el semi-casco inferior incluye al menos una zona de apoyo que forma el alojamiento de la tarjeta electrónica,

la caja incluye además unos medios para pegar cada tarjeta electrónica en cada alojamiento correspondiente, y pegar al menos un disipador térmico contra la cara superior de al menos una tarjeta electrónica,

teniendo como función del bastidor la toma en cuenta de las restricciones mecánicas ligadas a las tarjetas electrónicas alojadas por la caja, y teniendo la tapa como función asegurar una buena conductividad térmica que permita la disipación del calor producido por una tarjeta electrónica durante su funcionamiento.

Según un modo preferido de realización, las guías laterales están formadas cada una por una semi-guía superior que forma parte de la tapa, y por una semi-guía inferior que forma parte del bastidor.

Preferentemente, el medio de placaje es un muelle que toma apoyo, por una parte, sobre la cara interior de la tapa, por otra parte, sobre la tarjeta electrónica, finalmente, sobre un disipador con el fin de placar este sobre al menos un componente fuertemente disipativo de la tarjeta electrónica.

En este caso, el muelle de placaje está ventajosamente constituido por una banda rectangular perimétrica, destinada a situarse bajo la cara inferior de la tapa, unas patillas inclinadas situadas enfrente de cada punto de apoyo del bastidor solidarizadas en su parte alta a la banda rectangular perimétrica, de un conjunto de bandas inclinadas, solidarizadas en su parte alta a la banda rectangular perimétrica y destinadas a transmitir una fuerza de apoyo sobre la cara superior de un disipador térmico.

Preferentemente, el dispositivo de placaje está realizado de material que presenta muy buenas cualidades de conductividad térmica.

Según un modo preferido de realización de la caja, el bastidor está realizado de material termoplástico de alta temperatura.

Este material termoplástico de alta temperatura es por ejemplo (poliéter éter cetona) cargado de fibras cortas.

Ventajosamente, el bastidor está metalizado en su superficie.

Según un modo preferido de realización de la caja, la tapa incluye un cospel de material composite de muy alta conductividad térmica, plegado sobre los bordes para esposar la forma del bastidor.

Ventajosamente, la tapa incluye en sus bordes laterales dos inserciones metálicas que forman cada una la semiguía superior de la caja, sirviendo para asegurar una buena conducción térmica y eléctrica entre la tapa y la bahía electrónica.

Preferentemente, la tapa incluye un medio de protección electromagnética.

Este medio de protección electromagnética es por ejemplo una lámina metalizada unida al material metálico formando las inserciones metálicas.

En este caso, la tapa es realizada por un proceso que incluye una fase de envoltura de capas de fibras y de lámina metalizada sobre una forma previa, un ensamblaje con las inserciones metálicas, y posteriormente una cocción mediante calor.

Para permitir el paso de los disipadores térmicos de gran altura, la capa incluye ventajosamente en su superficie superior al menos un vaciado rectangular adaptado al paso de al menos un disipador térmico.

Según un modo preferido de realización de la caja, el bastidor y la tapa tienen espesores significativamente diferentes: siendo el espacio disponible b en la caja bajo la tarjeta electrónica sensiblemente inferior al espacio disponible a encima de esta.

La siguiente descripción, dada únicamente a modo de ejemplo de un modo de realización del invento, es realizada refiriéndose a las figuras anexadas en las que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de una caja electrónica según el invento,

la figura 2 ilustra una vista en sección de esta misma caja,

la figura 3 es un esquema del principio de esta caja,

la figura 4 es una vista en perspectiva de un módulo cuya tapa ha sido retirada,

la figura 5 muestra en una vista en perspectiva superior una tapa dotada de dispositivos de placaje y de un disipador térmico,

la figura 6 ilustra los mismos elementos, en vista inferior,

la figura 7 muestra en perspectiva una bahía electrónica adaptada para acoger cajas según el invento,

la figura 8 ilustra igualmente un ejemplo de ejecución de cajas electrónicas según el invento en una bahía electrónica embarcada en un avión.

El dispositivo según el invento es una caja 1 globalmente rectangular delgada (véase figura 1) , destinada a acoger una o varias tarjetas electrónicas 2 (no visibles en la figura 1, que ilustra una caja cerrada, preparada para ser integrada en una bahía electrónica) . En el ejemplo descrito aquí a título nulamente limitativo, la caja acoge dos tarjetas electrónicas una al lado de la otra. Las tarjetas electrónicas de las que estamos hablando incluyen la mayoría de sus componentes sobre una misma cara a la tarjeta, llamada cara superior.

Dicha caja presenta típicamente unas dimensiones de alrededor veinte cm de largo, quince centímetros de ancho y dos de espesor.... [Seguir leyendo]

1. Caja (1) para al menos una tarjeta electrónica (2) incluyendo unos componentes térmicamente disipativos principalmente en una cara llamada superior, siendo la caja del tipo globalmente rectangular delgada, presentando una anchura estandarizada e incluyendo dos guías laterales (3a, 3b) adaptadas para cooperar con unas deslizaderas preparadas en las caras interiores de una bahía electrónica,

incluyendo dos semi-cascos, superior (4) , llamado tapa, e inferior (5) , llamada bastidor, pegados uno contra el otro a nivel de las guías laterales, el bastidor (5) incluye al menos una zona de apoyo (10) que forma alojamiento de la tarjeta electrónica, y unos primeros medios (19) de placaje de al menos un disipador térmico (16) contra la cara superior de al menos una tarjeta electrónica (2) , caracterizada por que - la caja (1) incluye además unos segundos medios (19) de placaje sin tornillo de cada tarjeta electrónica (2) en cada alojamiento correspondiente, y -el bastidor incluye unos medios para tomar en cuenta las restricciones mecánicas ligadas a las tarjetas electrónicas (2) alojadas en la caja (1) y unos medios de posicionamiento correcto (8, 9, 10, 13) de dichas tarjetas (2) , limitando el juego lateral residual de una tarjeta electrónica (2) una vez situada en su alojamiento, -los primeros y segundos medios de placaje están constituidos por un mismo dispositivo de placaje

(19) que toma apoyo, por una parte, sobre la cara interior de la tapa (4) , por otra parte sobre la tarjeta electrónica (2) , finalmente, sobre la parte superior del disipador térmico (16) , -el dispositivo de placaje (19) está realizado de material que presenta unas muy buenas cualidades de conductividad térmica, -la tapa (4) incluye un flanco de material de una gran conductividad térmica.

2. Caja según la reivindicación 1, caracterizada por que las guías laterales (3a, 3b) están formadas cada una por una semi- guía superior que forma parte de la tapa (4) , y una semi-guía inferior que forma parte del bastidor (5) .

3. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el medio de placaje (19) es un muelle que toma apoyo, por una parte, sobre la cara interior de la tapa (4) , por otra parte, sobre la tarjeta electrónica (2) , finalmente, sobre un disipador (16) con el fin de pegar este sobre al menos un componente fuertemente disipativo de la tarjeta electrónica (2) .

4. Caja según la reivindicación 3, caracterizada por que el muelle de placaje está constituido por una banda rectangular perimétrica (22) , destinada a situarse bajo la cara inferior de la tapa (4) , unas patillas inclinadas (20) situadas enfrente de cada punto de apoyo (10) del bastidor (5) solidarizadas en su parte alta a la banda rectangular perimétrica, de un conjunto de bandas (21) inclinadas, solidarizadas en su parte alta a la banda rectangular perimétrica (22) y destinadas a transmitir una fuerza de apoyo sobre la cara superior de un disipador térmico (16) .

5. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el bastidor (5) está realizado de material termoplástico de alta temperatura.

6. Caja según la reivindicación 5, caracterizada por que el material termoplástico de alta temperatura es poliéter éter cetona cargado de fibras cortas.

7. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizada por que el bastidor (5) está metalizado en la superficie.

8. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la tapa (4) incluye en sus bordes laterales dos inserciones metálicas (17) formando cada una la semi-guía superior de la caja (1) , sirviendo para asegurar una buena conducción térmica y eléctrica entre la tapa (4) y la bahía electrónica.

9. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la tapa (4) incluye un medio de protección electromagnética.

10. Caja según la reivindicación 9, caracterizada por que el medio de protección electromagnética es una lámina metalizada (18) unida al material metálico formando las inserciones metálicas (17) .

11. Caja según la reivindicación 10, caracterizada por que la tapa (4) está realizada mediante un proceso que incluye una fase de envoltura de las capas de fibras y de lámina metalizada (18) sobre una forma previa, un ensamblaje con las inserciones metálicas (17) , y una cocción mediante medio cálido.

12. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la tapa (4) incluye en su cara superior al menos un hueco rectangular (15) adaptado al paso de al menos un disipador térmico (16) .

13. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el bastidor (5) y la tapa (4) tienen unos espesores significativamente diferentes: el espacio disponible b en la caja (1) bajo la tarjeta electrónica

(2) es sensiblemente inferior al espacio disponible a por encima de esta.

14. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el material de alta calidad de conductividad térmica que constituye el dispositivo de placaje (19) es un composite de matriz metálica de tipo nanotubos de carbono + aluminio.

15. Caja según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el material de alta calidad de conductividad térmica que constituye la tapa (4) es un estratificado que incluye una fibra de carbono grafitada poseyendo una conductividad térmica superior a la del cobre.