ES2692180T3 - Procedimiento de integración de módulo de interconexión amovible en un mueble, mueble así equipado y aeronave que incluye un armario constituido a partir de tales muebles - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de integración de un módulo de interconexión (6; 6a, 6b) de mazos de cableado de aviónica (9L) en un mueble electrónico (1) de alojamiento y de conexión de módulos electrónicos (5) que incluye una cara anterior (11), una pared de fondo (14) que presenta una cara interna (140) provista de una placa de conexión (4) a dichos módulos electrónicos (5), y dos paredes laterales (15, 16) que presentan caras externas (15a, 16a), caracterizado por que consiste en: - aproximar, paralelamente a una pared lateral (15, 16) del mueble (1), al menos un módulo de interconexión (6; 6a, 6b) que incluye conectores (60; 60a a 60c) para dichos mazos (9L) en una cara principal externa (61) y un circuito de conexión (C6a, C6b) en una cara lateral (62a, 62b); - insertar dicho módulo de interconexión (6; 6a, 6b) perpendicularmente a dicha pared lateral (15, 16) en un espacio lateral receptor (E1, E2) limitado por la cara externa (15a, 16a) de dicha pared lateral (15, 16) y unos bordes (14a, 14b; 11a, 11b) que respectivamente prolongan la pared de fondo (14) y la cara anterior (11); - poner en enlace mecánico unos extremos (81, 82) de una empuñadura (8) montada a pivotamiento vertical sobre dicho módulo (6; 6a, 6b) sobre unos puntos fijos (10a, 10b; E10) de la cara externa (15a, 16a) de dicha pared lateral (15, 16); - pivotar (R3, R4) la empuñadura (8a, 8b) de modo que dichos extremos de empuñadura (81, 82) giren alrededor de los puntos fijos (10a, 10b; E10) para avanzar dicho módulo (6a, 6b) en sentido de traslación (T3, T4) a lo largo de la cara externa (15a, 16a) de la pared lateral (15, 16) y que unos circuitos de conexión (C6a, C6b), establecidos sobre una cara lateral (62a, 62b) de dicho módulo de interconexión (6a, 6b) en enlace con los conectores (60; 60a a 60c) de dicha cara principal externa (61) y con unos conectores (C1a, C1b) establecidos sobre la cara interna (140a, 140b) de dicho borde (14a, 14b) de pared de fondo (14) en enlace con los conectores (C5) de los módulos electrónicos (5) de la pared de fondo (14), vengan a cerrarse uno sobre el otro a fin de poder acoplar los mazos de cableado (9L) a los módulos electrónicos (5), y - enclavar dicho módulo (6; 6a, 6b) en posición de cierre mediante un apriete mecánico reversible entre dicha pared lateral (15, 16) y dicho módulo de interconexión (6; 6a, 6b).
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento de integracion de modulo de interconexion amovible en un mueble, mueble asf equipado y aeronave que incluye un armario constituido a partir de tales muebles
Campo tecnico
La invencion se refiere a un procedimiento de integracion de un modulo de interconexion de mazos de cableado de avionica en un mueble electronico de alojamiento y de conexion de modulos electronicos. La invencion se refiere asimismo a un mueble electronico equipado con al menos un modulo de interconexion de este tipo, asf como a una aeronave que incluye un armario de avionica constituido a partir de un conjunto de muebles de este tipo para conectar los equipos electricos/electronicos por intermedio de cableados distribuidos por esta aeronave.
La invencion concierne al campo de la avionica y, de una manera general, es de aplicacion en los agrupamientos del soporte ffsico de tratamiento y de gestion electrica/electronica de los equipos de una aeronave: nucleos electricos, computadores, modulos de potencia, centrales inerciales, mandos y funciones conexas (convertidores, etc.). El soporte ffsico, que en general incluye tarjetas y componentes electronicos, esta acondicionado en forma de una multitud de modulos electronicos -denominados “blades” en terminologfa inglesa- integrados dentro de muebles. El conjunto de estos muebles constituye un armario de avionica.
Los muebles se materializan en forma de cajas paralelepipedicas equipadas con medios de alojamiento de los modulos electronicos, en posicion vertical, paralelamente unos a otros. Estos muebles estan equipados con aberturas de ventilacion de los modulos electronicos y con una interfaz de conexion con el fin de acoplar el armario de avionica a diferentes equipos operativos de la aeronave segun una arquitectura de red, por intermedio de mazos de haces de cables electricos/opticos, asf como una red de alimentacion electrica de a bordo. En general, los equipos operativos se distribuyen a lo largo del fuselaje y dentro de las alas del aparato.
El armario de avionica se halla localizado preferentemente en la parte inferior anterior del fuselaje, bajo la cabina de pilotos, en condiciones de presion y de temperatura controladas: presion ambiente estable (zona presurizada de la aeronave) y temperatura controlada. De ordinario se preven estructuras mecanicas, conocidas con el nombre de "sillas", en la zona receptora del armario para asegurar un mantenimiento de los muebles en enlace con su entorno inmediato y arbitrar un paso para los flujos de aire de ventilacion de estos muebles.
Cada silla esta constituida principalmente a partir de una placa horizontal de soporte equipada con medios de enclavamiento, de una placa posterior perforada -para permitir el paso de los haces de cables- y de distanciadores laterales. Tal instalacion viene definida por una norma aeronautica internacional: ARINC600. Un ensamblaje acorde con esta norma se encuentra descrito, por ejemplo, en el documento de patente US 6 797 879.
Estado de la tecnica
Debido al aumento y a la diversificacion de los equipos, ello ha dado origen a un crecimiento del sistema de conexionado de los muebles en cantidad y en complejidad: multiplicacion de los cableados, conexiones de naturaleza electrica y optica, manipulacion delicada en un reducido espacio disponible. Ello redunda asimismo en un aumento del peso y de los costes (elevados tiempos de ciclos de mantenimiento, fuerte incremento de la potencia de calculo exigida, cada vez mayor numero de cables y de funciones, etc.) y una inadaptacion a los nuevos equipos que presentan un sistema de conexionado distinto de aquel previsto inicialmente. Ademas, ya no queda asegurada correctamente la disipacion de calor, ya que la ventilacion es insuficiente con el aumento del numero de mazos y de las prestaciones que persiguen los nuevos equipos.
Para tratar de obviar al menos algunos de estos inconvenientes, el documento de patente FR 2 927 222 describe un bastidor electronico embarcado en una aeronave en la que, de manera yuxtapuesta en la cara anterior del bastidor, se establecen un “modulo funcion” de los modulos electronicos y un modulo de interfaz de los conectores externos de la placa madre, a fin de facilitar el acceso a los modulos electronicos y a los conectores externos por la cara anterior. Esta solucion suprime el sistema de conexionado en la cara posterior para realizar todas las conexiones en la cara anterior de los bastidores. Pero esta organizacion incrementa considerablemente la densidad de conexion de los cableados en esta cara.
Se conoce por otro lado, por el documento de patente FR 2 822 130, una arquitectura de red de cableado en la que unos modulos de interconexion intermedios estan unidos entre sf mediante cordones de cableado identicos y unidos a modulos de interconexion terminal conectados a mazos de cableado adaptados a los organos terminales. Esta arquitectura permite simplificar la identificacion de las conexiones que han de realizarse, pero multiplica el numero de modulos de interconexion al anadir modulos de interconexion intermedios.
Exposicion de la invencion
En el estado de la tecnica, los modulos electronicos se encargan de la compleja funcion de conversion electronica y de conversion optoelectronica, de proteccion contra el rayo o tambien de filtrado separado entre zona limpia y zona sucia separadas, modulos estos cuya manipulacion genera entonces riesgos de deterioro, de desalineacion y de
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suciedad. En particular, las intervenciones sobre los modulos conectados a fibras opticas precisan de una tecnicidad especializada de conexionado/desconexion de estas fibras.
La invencion pretende optimizar la utilizacion de los muebles electronicos con relacion a la arquitectura de avionica, con un sistema de conexionado interno a los muebles simplificado y una flexibilidad de adaptacion a sistema externo de conexionado con los conectores de los mazos de cableado -sistemas de conexionado electronicos y/u opticos- asf como de orden estructural: un recorrido de ventilacion particular de los modulos electronicos en un armazon de configuracion apropiada para el sistema de conexionado y para la ventilacion, a la vez que es compatible con una reduccion de peso mediante la utilizacion de materiales espedficos, y una sujecion espedfica del mueble sobre la estructura primaria de aeronave que permite un desacoplo frecuencial.
Ademas, la invencion pretende aportar mas modularidad, mediante el dominio de las condiciones ambientales de los elementos de que consta y, por tanto, permitiendo una reconversion parcial de estos elementos, en particular de la modularidad en los elementos electronicos, asf como una simplicidad y una mejora de la seguridad de intervencion.
Para conseguir esto, la invencion preve realizar una funcion de conversion trasladada de emplazamiento a una porcion extrema del mueble acoplada a una interconexion modular amovible en conjuncion con los mazos de cableado de la arquitectura de avionica.
Mas exactamente, la presente invencion tiene por objeto un procedimiento de integracion de un modulo de interconexion de mazos de cableado de avionica en un mueble electronico de alojamiento y de conexion de modulos electronicos que incluye una cara anterior, una pared de fondo que presenta una cara interna provista de una placa de conexion a dichos modulos electronicos, y dos paredes laterales que presentan caras externas. Este procedimiento consiste en:
- aproximar, paralelamente a una pared lateral del mueble, al menos un modulo de interconexion que incluye conectores para dichos mazos en una cara principal externa y un circuito de conexion en una cara lateral,
- insertar dicho modulo de interconexion en un espacio lateral de recepcion limitado por la cara externa de dicha pared lateral y unos bordes que respectivamente prolongan la pared de fondo y la cara anterior,
- poner en enlace mecanico unos extremos de una empunadura montada a pivotamiento vertical sobre dicho modulo con unos puntos fijos de la cara externa de dicha cara lateral,
- pivotar la empunadura de modo que dichos extremos de empunadura giren alrededor de los puntos fijos para avanzar dicho modulo en sentido de traslacion a lo largo de la cara externa de la pared lateral y que unos circuitos de conexion, establecidos sobre una cara lateral de dicho modulo de interconexion en enlace con los conectores de dicha cara principal externa y sobre la cara interna de dicho borde de pared de fondo en enlace con los conectores de los modulos electronicos de la pared de fondo, vengan a cerrarse uno sobre el otro a fin de poder acoplar los mazos de cableado a los modulos electronicos, y
- enclavar dicho modulo en posicion de cierre mediante un apriete mecanico reversible entre dicha pared lateral y dicho modulo de interconexion.
Asimismo, la invencion concierne a un mueble electronico para aeronave, paralelepipedico en su conjunto y equipado con al menos un modulo de interconexion amovible que incluye conectores de acoplamiento a conectores de cableado destinados a los equipos de la aeronave. El mueble esta determinado a partir de un armazon que define una cara anterior, una bandeja superior, una bandeja inferior, una pared de fondo paralela a la cara anterior, y dos paredes laterales paralelas. La pared de fondo incluye una placa de fondo, llamada placa base, apta para ser conectada a un conjunto de modulos electronicos destinados a estar alojados dentro del mueble, sin dejar de ser extrafbles desde la cara anterior. En este mueble, la pared posterior se prolonga en unos bordes provistos de conectores aptos para ser acoplados a unos conectores establecidos sobre una cara lateral del modulo de interconexion amovible. Los conectores de los bordes de la pared posterior estan acoplados a la placa base mediante un circuito impreso multicapa de conexion. Se preven unos medios de cierre y de enclavamiento liberable de dicho al menos un modulo de interconexion amovible entre una empunadura de modulo de interconexion y la pared lateral del mueble contra la cual dicho modulo es apto para adosarse con el fin de acoplar, de manera reversible, los conectores de borde de la pared posterior a los conectores de cara lateral del modulo de interconexion, estableciendose los conectores de acoplamiento a los cableados de la aeronave sobre una cara externa de dicho modulo de interconexion en enlace con dichos conectores de cara lateral.
La conexion lateral liberable permite reducir el requerimiento de espacio generado por los volumenes ocupados por los cableados y adaptar las conexiones electricas y opticas entre los conectores del modulo de interconexion amovible acoplados al sistema de conexionado de cableado de avion y los modulos electronicos del mueble por intermedio de protocolos de alta velocidad apropiados, en particular protocolos Ethernet.
Ventajosamente, el mueble segun la invencion permite transmitir informacion bidireccional rapida con ayuda de fibras opticas, por intermedio de una tarjeta de interfaz de conversion optica/electrica bidireccional, entre los conectores del modulo de interconexion amovible acoplados al sistema de conexionado de cableado de avion y los
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modulos electronicos del mueble, lo cual permite obviar los problemas de integracion.
En una variante ventajosa, se halla montado al menos un disipador sobre una cara externa del circuito impreso multicapa con el fin de favorecer la evacuacion de las calonas por conduccion o conveccion.
De acuerdo con formas preferidas de realizacion:
- el mueble esta esencialmente constituido por un material de escasa densidad seleccionado de entre aleaciones metalicas basadas en aluminio y materiales compuestos basados en fibras de carbono;
- la tarjeta de interfaz de conversion optica/electrica bidireccional esta integrada en un circuito impreso acoplado a los conectores de los bordes de pared posterior por intermedio de un conector multicapa de conduccion de corriente intensa, pudiendo insertarse cada capa del conector a presion en un borne de conexion con el circuito impreso y pudiendo ir montado al menos un disipador en la cara externa del conector multicapa;
- la tarjeta de interfaz de conversion optica/electrica incluye un transmisor/receptor asociado a dos regeneradores de reloj (reclockers) de amplificacion distribuida;
- los medios de cierre de los modulos de interconexion incluyen ganchos montados en posicion extrema de la empunadura del modulo de interconexion, estos ganchos estan montados en engrane sobre unos tetones para pivotar alrededor de estos tetones mediante giro de la empunadura y efectuar una traslacion del modulo de interconexion hasta alcanzar los bordes de prolongacion de la pared posterior en la posicion de cierre, y los medios de enclavamiento incluyen una palanca que viene de la pared lateral y apta para enclavar la empunadura en la posicion de cierre mediante una vinculacion apretada;
- el armazon del mueble incluye unas paredes intermedias inclinadas o verticales entre las bandejas superior / inferior y, respectivamente, al menos una de las caras anterior y/o posterior, estando provistas estas paredes intermedias de aberturas de ventilacion a fin de permitir una mono o bicirculacion de aire de ventilacion en el mueble entre las aberturas de las paredes intermedias determinadas en conjuncion con una misma cara;
- el mueble posee una estructura de suspension autoportante mediante biela, apta para permitir la instalacion del mueble en una zona de recepcion de la aeronave que permita asegurar un desacoplo frecuencial.
La invencion se refiere asimismo a una aeronave que incluye un armario de avionica constituido a partir de un conjunto de muebles tales como se han definido anteriormente y establecidos en orden a permitir una circulacion de aire entre ellos y a transmitir senales de mando a equipos electricos/electronicos de la aeronave por intermedio de mazos de cableado electrico y/u optico.
De acuerdo con una forma preferida de realizacion, incluyendo la aeronave un fuselaje, alas, una cabina de pilotos, un piso de cabina de pilotos, una bodega de punta anterior y una bodega de carga, los muebles del armario se establecen en la bodega de punta anterior, la bodega de carga y/o el piso de la cabina de pilotos. La aeronave esta provista de equipos electricos/electronicos distribuidos por el fuselaje y las alas de la aeronave en acoplamiento con los muebles del armario por intermedio de mazos de cableado electrico y/u optico que se despliegan segun una arquitectura que integra la distribucion de los equipos en la aeronave.
Presentacion de las figuras
Otros datos, caractensticas y ventajas de la presente invencion se iran poniendo de manifiesto con la lectura de la descripcion no limitada que sigue, con referencia a las figuras que se acompanan, las cuales representan, respectivamente:
las figuras lay 1b, unas vistas en perspectiva anterior y posterior de presentacion general de un ejemplo de mueble electronico segun la invencion;
la figura 2, una vista en seccion lateral del mueble segun la figura 1 con trazado de los flujos de aire de ventilacion;
la figura 3, una vista en perspectiva de un ejemplo de modulo de interconexion segun la invencion;
la figura 4, unas vistas parciales en perspectiva 4a a 4c de un ejemplo de modulo de interconexion amovible con una empunadura en posicion abierta (vista 4a) y en posicion cerrada, antes (vista 4b) y despues (vista 4c) de enclavamiento;
la figura 5, unos esquemas 5a a 5d de sucesivas etapas de integracion del modulo de interconexion en el mueble electronico mediante insercion, cierre y enclavamiento;
la figura 6, una vista superior de la evolucion en el tiempo (esquemas 6a a 6d) de un enlace mecanico gancho / teton en el pivotamiento de la empunadura del modulo de interconexion del mueble para cerrar este modulo sobre el
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mueble;
las figuras 7a a 7c, una vista superior de una arquitectura de distribucion de los equipos en un avion en enlace con muebles de armario de avionica implantados en la bodega anterior (figura 7a), asf como unas vistas de esta implantacion en perspectiva (figura 7b) y desde la parte posterior del avion (figura 7c);
la figura 8, un diagrama de bloques del enlace bidireccional optoelectrico segun la invencion entre los mazos de cableado de avion y los modulos electronicos insertados en un mueble electronico;
la figura 9, un diagrama de bloques de conversion optoelectrica de bloque para un bloque de comunicacion segun la invencion, y
la figura 10, una vista en seccion esquematica de una tarjeta impresa multicapa de conversion optoelectronica segun la invencion.
Descripcion detallada
En el presente texto, los calificativos “anterior”, “posterior”, “debajo”, “encima”, “superior”, “inferior”, “vertical”, “horizontal” y sus derivados o equivalentes se refieren a disposiciones relativas de partes de elementos en una configuracion de utilizacion estandar, especialmente con respecto a un avion en tierra. El calificativo “lateral” se refiere a caras o paredes de dimension sensiblemente inferior a unas caras o paredes principales de dimension sensiblemente superior de un mismo elemento. Los calificativos “interno” y “externo” se refieren a caras orientadas hacia el interior o el exterior del mueble electronico segun la invencion.
Con referencia a las vistas en perspectiva anterior y posterior de las figuras 1a y 1b, un mueble electronico 1 segun la invencion esta determinado a partir de un armazon paralelepipedico en su conjunto 10 que incluye una cara anterior 11, una bandeja superior 12, una bandeja inferior 13, una pared de fondo 14 paralela a la cara anterior 11 y dos paredes laterales paralelas, 15 y 16.
La pared de fondo 14, en su pared interna 140, incluye una placa de fondo 4, llamada placa base, conectada a un conjunto de modulos electronicos, tal como el modulo electronico 5, montados sobre grnas 51. Los modulos electronicos se alojan en el mueble 1 paralelamente a las paredes laterales 15 y 16. Los modulos electronicos no dejan de ser extrafbles por la cara anterior 11. Los modulos electronicos son intercambiables sin el concurso de herramientas ni restricciones de manipulacion, ya que los mazos de cableado estan enlazados todos ellos por el modulo de interconexion amovible. De este modo, se ven sensiblemente mejorados los ciclos de mantenimiento.
El mueble 1 posee asimismo dos empunaduras moviles de transporte 17 y 18 montadas en posicion extrema de la bandeja superior 12 asf como una biela 19 de recuperacion del mueble 1. En efecto, el mueble 1 va montado sobre la estructura primaria de la aeronave con el concurso de un sistema de suspension por biela 19 que permite un desacoplo en frecuencia. De manera mas general, tales estructuras de suspension mecanica por bielas en la zona receptora de los muebles permiten encargarse de un desacoplo frecuencial de estos muebles con el fin de aislarlos de los modos propios de la aeronave. Ademas, el mueble es autoportante, por lo que no precisa de estructura secundaria como sillas.
Ademas, un modulo de interconexion 6 esta enclavado de manera liberable sobre la pared lateral 15 mediante dos palancas 7 que vienen de esta pared. En el modulo de interconexion 6 van montados unos conectores 60. Estos conectores estan destinados a ser acoplados a los conectores de los mazos de cableado de los equipos distribuidos en el avion -llamado cableado de avion- como se detallara seguidamente.
Por otro lado, el armazon 10 incluye dos paredes inclinadas intermedias P1 y P2 (figura 1a) entre, respectivamente, las bandejas 12, 13 y la cara anterior 11. Estas paredes P1 y P2 estan provistas de rampas R1 y R2 de aberturas de ventilacion, respectivamente dos aberturas O1 y cuatro aberturas O2. Ademas, la pared de fondo 14 incluye (figura 1b), sobre unas paredes intermedias P3 y P4 (figura 1b), en el margen de cada bandeja 12 y 13, una boquilla de circulacion de aire, respectivamente O3 y O4.
El armazon del mueble 1 esta esencialmente constituido por un material de escasa densidad, en este punto, de aleacion metalica basada en aluminio, en orden a permitir una proteccion contra las perturbaciones electromagneticas ambientales. Asimismo, puede estar realizado en material compuesto basado en fibras de carbono con el fin de mejorar las prestaciones en cuanto a masa.
La vista en seccion lateral de la figura 2 muestra la circulacion del aire por el mueble 1, simbolizada mediante los conjuntos de flechas F1 y F2. De acuerdo con un sistema de circulacion de aire principal, el aire penetra en las aberturas inferiores O2 para volver a salir por las aberturas superiores O1 (flechas F1) en la misma cara anterior 11 (figura 1a). Las aberturas O1 y O2 constituyen una circulacion principal forzada de aire acondicionado. Esta constituido otro sistema de circulacion forzada de aire por la abertura inferior O4 y la abertura superior O3, estableciendose estas aberturas O3 y O4 en los paneles P3 y P4 de la pared posterior 14 (figura 1b). De acuerdo con una puesta en practica ventajosa, los modulos electronicos 5 pueden ser ventilados alternativamente por uno u otro de los dos sistemas de circulacion. De acuerdo con una forma particular, la segunda circulacion por las
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aberturas O3 - O4 (flechas F2) puede constituir una circulacion de respaldo en caso de fallo del sistema principal de circulacion principal por las aberturas O1 - O2 (flechas F1).
Se describe a continuacion, con referencia a las figuras 3 a 5, la colocacion de un modulo de interconexion 6. El modulo de interconexion 6 presenta detalladamente, en el ejemplo de realizacion ilustrado por la figura 3, los
conectores 60 dedicados a la transmision de senales a los mazos de cableado de avion: unos conectores de
comunicacion optica 60a, unos conectores de transmision de senales 60b en una red Ethernet y unos conectores de cables de potencia 60c. Todos estos conectores estan montados en la cara externa 61 del modulo de interconexion 6.
El modulo de interconexion 6 esta provisto de una empunadura en su conjunto vertical 8, con posibilidad de estar articulada en sus dos extremos horizontales 81 y 82 alrededor de un eje vertical central X'X. Las vistas parciales 4a a 4c de la figura 4 ilustran el enclavamiento del modulo de interconexion 6 dentro del mueble 1.
En la vista parcial 4a de la figura 4, la empunadura 8 del modulo de interconexion 6 esta ilustrada en modo
almacenaje con la empunadura 8 bloqueada en la posicion llamada abierta mediante un tornillo de bloqueo 64.
Con referencia a las vistas 4a y 4b de la figura 4, dicho modulo 6 esta en modo de cierre y, luego, de enclavamiento dentro de dicho mueble 1. La posicion de cierre contra la pared lateral 15 del mueble 1 se adquiere mediante pivotamiento de la empunadura 8 en 90° alrededor del eje X'X (flecha circular R1 en la vista 4a). Los extremos horizontales 81 y 82 (en la vista parcial 4b, solo el extremo 81) inciden entonces en la pared lateral 15.
La palanca 7, que inicialmente se halla en posicion levantada en la vista 4b, se baja entonces (flecha R2) de modo que su eje 71 pase a alojarse en un escalon 83 de la empunadura 8 (vista 4c de la figura 4). La cabeza 72, establecida en el extremo del eje 71 de la palanca 7, se aprieta contra la cara externa 84 del extremo de empunadura 81. Queda entonces enclavado el modulo de interconexion 6 sobre la pared lateral 15 del mueble 1 (cf. figura 1a). El enclavamiento es liberable aflojando la cabeza 72 y extrayendo el modulo de interconexion 6 de la pared lateral 15 del mueble 1.
La figura 5 ilustra esquematicamente la cinematica de integracion y, en cinematica inversa, la cinematica de extraccion de los modulos de interconexion 6a y 6b del mueble electronico 1 equipado con la blade 5, mediante unos esquemas 5a a 5d de etapas sucesivas de insercion, de cierre y de enclavamiento.
En el esquema 5a, los modulos 6a y 6b se aproximan al mueble 1 paralelamente (flechas de traslacion T1 y T2) a las paredes laterales 15 y 16 de este mueble 1, a fin de poder insertarse en unos espacios laterales E1 y E2. Estos espacios receptores estan limitados por las paredes laterales 15 y 16 y unos bordes 14a, 14b y 11a, 11b que respectivamente prolongan la pared de fondo 14 y la cara anterior 11 del mueble 1. Las caras internas 140a y 140b de los bordes 14a, 14b de la pared de fondo 14 y las caras laterales 62a, 62b de los modulos de interconexion 6a, 6b estan dotadas de circuitos de conexion o conectores, respectivamente C1a, C1b y C6a, C6b.
Estos circuitos de conexion estan destinados a acoplar los conectores C5 de los modulos electronicos 5 a los conectores 60a y 60b (cf. los conectores 60 en la figura 3) aptos para ser acoplados a conectores de mazos de cableado de avion, por intermedio de la placa base 4 y los circuitos de conexion C1a, C1b y C6a, C6b.
En el esquema 5b, los modulos 6a y 6b han sido insertados en los espacios E1 y E2 a fin de incidir en las caras internas 110a y 110b de los bordes 11a y 11b de la cara anterior 11 y en las caras externas 15a y 16a de las paredes laterales 15 y 16. En esta posicion, los extremos de las empunaduras 8a, 8b de los modulos 6a, 6b estan en enlace mecanico con unos puntos fijos 10a y 10b de las paredes laterales 15 y 16.
Mediante pivotamiento de las empunaduras 8a y 8b (flechas R3 y R4) alrededor de los puntos fijos 10a y 10b, los modulos 6a y 6b se dirigen en sentido de traslacion a lo largo de las caras 15a y 16a (flechas T3 y T4) hacia la pared de fondo 14 del mueble 1. La posicion de cierre de los modulos 6a y 6b se alcanza cuando los circuitos de conexion C6a y C6b son puestos en contacto con los circuitos de conexion C1a y C1b (esquema 5c). Las empunaduras 8a y 8b estan entonces en posicion de cierre.
Como se ilustra mediante el esquema 5d, la posicion de cierre de los circuitos se enclava mediante la bajada de las palancas 7a y 7b, al igual que la palanca 7 descrita con referencia a los esquemas 4b y 4c de la figura 4. Se realiza asf un enclavamiento mediante un apriete mecanico reversible entre las empunaduras 8a, 8b de los modulos de interconexion 6a, 6b y las paredes laterales 15 y 16 del mueble 1.
El pivotamiento de la empunadura 8 (8a u 8b) del modulo 6 (6a o 6b) alrededor de los puntos fijos 10a o 10b (esquema 5b de la figura 5) esta ilustrado mas particularmente por los esquemas 6a a 6d de la vista superior de la figura 6. Estos esquemas muestran la evolucion sucesiva en el tiempo de un enlace mecanico entre un gancho C10, determinado en el extremo de la parte horizontal 81 de la empunadura 8 (cf. figuras 4b o 4c), y un teton E10 solidario de la cara externa 15a de la pared lateral 15. Siguiendo los esquemas 6a a 6f, se pone de manifiesto que el gancho C10 establece engrane alrededor del teton E10 que sirve de punto fijo, a semejanza de los puntos 10a o 10b. La empunadura 8 pivota alrededor del teton E10 mediante el engrane gancho C10 / teton E10, y el modulo 6 efectua una traslacion (flecha T3, cf. esquema 5b) en este pivotamiento para cerrar los circuitos de conexion de este modulo.
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Por supuesto, en el otro extremo horizontal 82 de la empunadura 8 (cf. figura 3), hay presente un gancho similar al gancho C10, que pivota alrededor de un teton similar al teton E10 y establecido en una ubicacion apropiada de la cara externa 15a de la pared lateral 15.
Muebles 1 asf equipados se implantan en un avion en funcion de las necesidades de equipos electricos/electronicos definidas por el fabricante de aviones. La vista superior de avion de la figura 7a ilustra un ejemplo de distribucion de equipos 9 implantados dentro del fuselaje 9F, las alas 9A y la cola 9Q de un avion “A”.
Una arquitectura predefinida en funcion de la implantacion de los equipos se despliega mediante una red 9L, compuesta por mazos de cableado electricos y opticos 90, entre los equipos 9 y el armario 9B constituido a partir de los muebles 1 del tipo antes definido. Como se ilustra mediante las vistas en perspectiva y desde la parte posterior del avion A de las figuras 7b y 7c, los muebles 1 determinantes de un armario de avionica estan implantados, en este ejemplo, en la bodega de carga anterior A1 del avion A.
Los mazos de la red 9L son en parte portadores de senales opticas. La comunicacion con los modulos electronicos 5 de los muebles electronicos 1 (cf. figura 1a) se implementa mediante el diagrama de bloques de conversion bidireccional de las senales ilustrado por la figura 8.
En este diagrama de bloques, las senales opticas Sh provenientes de los mazos 90 en una red de comunicaciones Ethernet Rei de protocolo “1000BASE-SX”, se convierten a senales electricas Se por intermedio de una tarjeta de interfaz de conversion optica/electrica 101. Dicha tarjeta de interfaz 101 es una tarjeta determinada en los circuitos de conexion C1a, C1b de los bordes 14a, 14b de la pared de fondo 14 del mueble 1 (cf. esquema 5a de la figura 5). En la figura 10 se ilustra un ejemplo de modulo de conversion multicapa (ver seguidamente).
Las senales electricas son transmitidas a continuacion por el mismo circuito de conexion C1a, C1b a los computadores y actuadores 50 por intermedio de los conectores de la placa base 4 y los conectores C5 de los modulos electronicos 5 (cf. figura 1a) -por intermedio de una red de comunicaciones Re2 de placa base de protocolo compatible con el de la red Re-i, en este punto, la red Ethernet de protocolo “1000BASE-KX”-.
Las transmisiones son ventajosamente bidireccionales y rapidas con ayuda de fibras opticas, lo cual permite obviar los problemas de integracion: se transmiten asimismo senales de mando provenientes de los computadores y actuadores 50 a los equipos de interes por intermedio de los mazos 90 y a traves de la tarjeta de interfaz de conversion 101, por las redes de comunicaciones Ethernet Re2 y luego Rei, en este punto, “1000BASE-KX” y “1000BASE-SX”.
El diagrama de bloques de la figura 9 ilustra mas exactamente los componentes de la tarjeta de interfaz de conversion 101 de las senales suministradas por las redes Ethernet Rei y Re2. El principal componente es un circuito de transmision/recepcion (transceptor, o “transceiver” en terminologfa inglesa) 1l0. El transceptor 110 utilizado en el ejemplo es un componente para fibra optica de enlace multimodo, por ejemplo, con una longitud de onda de 850 nm.
Con objeto de entregar un nivel de tension y de fluctuacion (“jitter” en terminologfa inglesa) compatible con el protocolo “1000BASE-KX” de placa base, en conjuncion con el transceptor 110 se utilizan componentes de amplificacion distribuida 111 y 112 (o “reclocker” en terminologfa inglesa). La aportacion de estos reclockers permite restablecer los niveles de senal especificados para el computador o el actuador de interes.
El reclocker 111 transmite las senales emitidas por los modulos electronicos 5 hacia el transceptor 110 y el reclocker 112 transmite las senales recibidas por el transceptor 110 hacia los modulos electronicos 5. El enlace entre el transceptor 110 y los mazos de cables opticos 90 recae en la red Ethernet de protocolo “1000BASE-SX” Rei por fibra optica monomodo bidireccional.
La invencion preve un conector multicapa 12C, tal como el representado en vista en seccion esquematica en la figura 10, para hacer pasar potencia en el circuito impreso 120, que integra una tarjeta de interfaz de conversion 101, a partir de los conectores de bordes de pared posterior C1a, Cb hasta el conector de placa base 4 (cf. figura 5). El conector multicapa 12C esta conectado al circuito impreso 120 mediante un borne de conexion 123. En las caras externas 12E de este conector multicapa 12C esta montado un disipador 12D con el fin de favorecer la evacuacion de las calonas por conduccion o conveccion.
Dicho circuito conector multicapa 12C tiene un espesor de sensiblemente 105 pm por capa con, en este punto, un apilamiento espedfico de un conjunto 121 de cinco capas emparedadas entre dos capas de potencia superiores e inferiores 122 y 124.
La conduccion de las corrientes intensas queda localizada en las caras externas 12E de dicho circuito 12C cumpliendo con la simetna encima/debajo y asociando estas caras con el disipador 12D para evitar los problemas de disipacion termica y limitar las perdidas en lmea.
La conduccion de las senales rapidas o sensibles se efectua hacia el exterior del apilamiento 121, separando las capas de potencia 122 y 124 las corrientes intensas de las corrientes rapidas y sensibles.
Las capas 121, 122 y 124 del conector 12C se insertan en el bloque de conexion 123 con el circuito impreso 120 por insercion a presion (“press fit” en terminologfa inglesa). Estos conectores presentan la ventaja de ser reparables con facilidad.
Este circuito conector multicapa presenta las ventajas de hacer pasar mas corriente intensa multiplicando el numero 5 de conectores de poco espesor, de permitir una fabricacion monobloque rapida con una insercion/extraccion sin utillaje, de obviar el montaje/desmontaje de elementos de conexion (trenzado, etc.) y un ahorro de masa nada desdenable.
La invencion no queda limitada a los ejemplos de realizacion descritos y representados. En particular, el mueble esta dimensionado para adecuarse a los niveles de entorno mas severos con el fin de poder ser calibrado segun un 10 dimensionamiento generico y ser utilizado en todas las partes de la aeronave.
Por otro lado, la presente solucion modular con, en particular, los modulos de interconexion, se puede utilizar en el ambito de la red de calculo de sistemas aerotransportados mediante ensamble en una arquitectura de avionica modular integrada, conocida con la denominacion IMA (siglas de “Integrated Modular Avionics” en terminologfa inglesa).
15 Ventajosamente, los modulos de interconexion pueden ser configurables con facilidad (por CFAO, por matriz de configuracion o equivalente) con el fin de responder a las necesidades de los fabricantes de aviones.
Claims (13)
- 510152025303540455055REIVINDICACIONES1. Procedimiento de integracion de un modulo de interconexion (6; 6a, 6b) de mazos de cableado de avionica (9L) en un mueble electronico (1) de alojamiento y de conexion de modulos electronicos (5) que incluye una cara anterior (11), una pared de fondo (14) que presenta una cara interna (140) provista de una placa de conexion (4) a dichos modulos electronicos (5), y dos paredes laterales (15, 16) que presentan caras externas (15a, 16a), caracterizado por que consiste en:- aproximar, paralelamente a una pared lateral (15, 16) del mueble (1), al menos un modulo de interconexion (6; 6a, 6b) que incluye conectores (60; 60a a 60c) para dichos mazos (9L) en una cara principal externa (61) y un circuito de conexion (C6a, C6b) en una cara lateral (62a, 62b);- insertar dicho modulo de interconexion (6; 6a, 6b) perpendicularmente a dicha pared lateral (15, 16) en un espacio lateral receptor (E1, E2) limitado por la cara externa (15a, 16a) de dicha pared lateral (15, 16) y unos bordes (14a, 14b; 11a, 11b) que respectivamente prolongan la pared de fondo (14) y la cara anterior (11);- poner en enlace mecanico unos extremos (81, 82) de una empunadura (8) montada a pivotamiento vertical sobre dicho modulo (6; 6a, 6b) sobre unos puntos fijos (10a, 10b; E10) de la cara externa (15a, 16a) de dicha pared lateral (15, 16);- pivotar (R3, R4) la empunadura (8a, 8b) de modo que dichos extremos de empunadura (81, 82) giren alrededor de los puntos fijos (10a, 10b; E10) para avanzar dicho modulo (6a, 6b) en sentido de traslacion (T3, T4) a lo largo de la cara externa (15a, 16a) de la pared lateral (15, 16) y que unos circuitos de conexion (C6a, C6b), establecidos sobre una cara lateral (62a, 62b) de dicho modulo de interconexion (6a, 6b) en enlace con los conectores (60; 60a a 60c) de dicha cara principal externa (61) y con unos conectores (C1a, C1b) establecidos sobre la cara interna (140a, 140b) de dicho borde (14a, 14b) de pared de fondo (14) en enlace con los conectores (C5) de los modulos electronicos (5) de la pared de fondo (14), vengan a cerrarse uno sobre el otro a fin de poder acoplar los mazos de cableado (9L) a los modulos electronicos (5), y- enclavar dicho modulo (6; 6a, 6b) en posicion de cierre mediante un apriete mecanico reversible entre dicha pared lateral (15, 16) y dicho modulo de interconexion (6; 6a, 6b).
- 2. Mueble electronico (1) para aeronave (A), paralelepipedico en su conjunto y equipado con al menos un modulo de interconexion amovible (6; 6a, 6b) que incluye conectores de acoplamiento (60; 60a a 60c) a conectores de cableado (9L) destinados a los equipos (9) de la aeronave (A), estando el mueble (1) determinado a partir de un armazon (10) que define una cara anterior (11), una bandeja superior (12), una bandeja inferior (13), una pared de fondo (14) paralela a la cara anterior (11), y dos paredes laterales paralelas (15, 16), incluyendo la pared de fondo (14) una placa de fondo (4), llamada placa base, apta para ser conectada a un conjunto de modulos electronicos (5) destinados a estar alojados dentro del mueble (1), sin dejar de ser extrafbles desde la cara anterior (11), caracterizandose este mueble por que la pared posterior (14) se prolonga en unos bordes (14a, 14b) provistos de conectores (C1a, C1b) aptos para ser acoplados a unos conectores (C6a, C6b) establecidos sobre una cara lateral (62a, 62b) del modulo de interconexion amovible (6a, 6b) insertado en un espacio lateral receptor (E1, E2) limitado por la cara externa (15a, 16a) de dicha pared lateral (15, 16) y unos bordes (14a, 14b; 11a, 11b), acoplandose los conectores de los bordes de la pared posterior (C1a, C1b) a la placa base (4), y porque se preven unos medios de cierre (C10, E10) y de enclavamiento liberable (7) de dicho al menos un modulo de interconexion amovible (6; 6a, 6b) entre una empunadura (8; 8a, 8b) de modulo de interconexion (6; 6a, 6b) apta para pivotar alrededor de unos puntos fijos (10a, 10b; E10) y la pared lateral (15, 16) del mueble (1) contra la cual dicho modulo (6; 6a, 6b) es apto para adosarse con el fin de acoplar, de manera reversible, los conectores de borde de la pared posterior (C1a, C1b) a los conectores de cara lateral del modulo de interconexion (C1a, C1b) segun el procedimiento de la reivindicacion 1, estableciendose los conectores de acoplamiento (60; 60a a 60c) a los cableados (9L) de la aeronave (A) sobre una cara externa (61) de dicho modulo de interconexion (6; 6a, 6b) paralelamente a la pared lateral (15, 16) y en enlace con dichos conectores de cara lateral (C6a, C6b).
- 3. Mueble electronico segun la reivindicacion anterior, en el que el mueble (1) esta esencialmente constituido por un material de escasa densidad seleccionado de entre aleaciones metalicas basadas en aluminio y materiales compuestos basados en fibras de carbono.
- 4. Mueble electronico segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que una tarjeta de interfaz de conversion optica/electrica bidireccional (101) esta integrada en un circuito impreso (120) acoplado a los conectores de los bordes de pared posterior acoplado a los conectores de los bordes de pared posterior (C1a, C1b) por intermedio de un conector (12C) multicapa (121, 122, 124) de conduccion de corriente intensa.
- 5. Mueble electronico segun la reivindicacion anterior, en el que cada capa (121, 122, 124) del conector (12C) esta insertada a presion en un borne de conexion (123) con el circuito impreso (120) y, en la cara externa del conector multicapa (12C), va montado al menos un disipador (12E).5101520253035
- 6. Mueble electronico segun la reivindicacion anterior, en el que, por intermedio de la tarjeta de interfaz de conversion (101), se transmite informacion bidireccional rapida, con ayuda de fibras opticas, entre los conectores del modulo de interconexion amovible (60; 60a a 60c) acoplados al sistema de conexionado de cableado de avion y los modulos electronicos (5) del mueble (1).
- 7. Mueble electronico segun la reivindicacion anterior, en el que las conexiones electricas y opticas se realizan entre los conectores del modulo de interconexion amovible (60; 60a a 60c) acoplados al sistema de conexionado de cableado de avion y los modulos electronicos (5) del mueble (1) por intermedio de protocolos Ethernet apropiados.
- 8. Mueble electronico segun la reivindicacion anterior, en el que la tarjeta de interfaz de conversion optica/electrica (101) incluye un transmisor/receptor (110) asociado a dos regeneradores de reloj de amplificacion distribuida (111, 112).
- 9. Mueble electronico segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en el que los medios de cierre de los modulos de interconexion (6; 6a, 6b) incluyen ganchos (C10) montados en posicion extrema (81, 82) de la empunadura (8) del modulo de interconexion (6; 6a, 6b), estos ganchos (C10) estan montados en engrane sobre unos tetones (E10) para pivotar alrededor de estos tetones (E10) mediante giro de la empunadura (8) y efectuar una traslacion del modulo de interconexion (6; 6a, 6b) hasta alcanzar los bordes de prolongacion (14a, 14b) de la pared posterior (14) en la posicion de cierre, y los medios de enclavamiento incluyen una palanca (7) que viene de la pared lateral (15, 16) y apta para enclavar la empunadura (8) en la posicion de cierre mediante una vinculacion apretada.
- 10. Mueble electronico segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que el armazon (10) del mueble (1) incluye unas paredes intermedias inclinadas (P1, P2) y/o verticales (P3, P4) entre las bandejas superior / inferior (12, 13) y, respectivamente, al menos una de las caras anterior (11) y/o posterior (14), estando provistas estas paredes intermedias (P1 a P4) de aberturas de ventilacion (O1 a O4) a fin de permitir una circulacion de aire de ventilacion (F1, F2) alternada en el mueble (1) entre las aberturas (O1, O2; O3, O4) de las paredes intermedias (P1 a P4) determinadas en conjuncion con una misma cara (11, 14).
- 11. Mueble electronico segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que el mueble (1) posee una estructura de suspension autoportante mediante biela (19), apta para permitir la instalacion del mueble (1) en una zona receptora de la aeronave que permita asegurar un desacoplo frecuencial.
- 12. Aeronave que incluye un armario de avionica (9B) constituido a partir de un conjunto de muebles (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado por que los muebles (1) se establecen en orden a permitir una circulacion de aire entre ellos y a transmitir senales de mando a equipos electricos/electronicos (9) de la aeronave (A) por intermedio de mazos de cableado electrico y/u optico (9L).
- 13. Aeronave segun la reivindicacion anterior, que incluye un fuselaje (9F), alas (9A), una cabina de pilotos, un piso de cabina de pilotos, una bodega de punta anterior y una bodega de carga (A1), caracterizada por que los muebles (1) del armario (9B) se establecen en la bodega de punta anterior, la bodega de carga (A1) y/o el piso de la cabina de pilotos, y porque esta provista de equipos electricos/electronicos (9) distribuidos por el fuselaje (9F) y las alas (9A) de la aeronave (A) en acoplamiento con los muebles (1) del armario (9B) por intermedio de mazos de cableado electrico y/u optico (9) que se despliegan segun una arquitectura que integra la distribucion de los equipos (9) en la aeronave (A).
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