Brevet FR2637152A1 — publié le 19900330

La présente invention concerne un boitier étanche, notamment pour un appareil électrique tel qu un appareil de mesure, dont le corps réalisé en matériau rigide comporte au moins une ouverture dont l'étanchéité est assurée par un joint d'étanchéité élastique continu s'étendant le long du contour de ltouverture. On connait différentes conceptions de boitiers dans lesquels 1 etancheité est assurée au moyen d un joint continu, par exemple de section circulaire, qui est généralement positionné dans une rainure dont le dessin suit approximativement celui du contour de 1 ouverture, ainsi qu au moyen d'une autre pièce formant couvercle constituée par exemple par un demi-boitier complémentaire d un premier demi-boitier dans lequel est aménagée la rainure. Le couvercle a pour fonction d assurer l'étanchéité en comprimant le JOint d'étanchéité entre deux surfaces formées respectivement dans chacun des deux demi-boitiers. Cet effort de compression est généralement assuré par des moyens de serrage, tels qu'une série de vis. Afin d'assurer une bonne qualité d'étanchéité, il est nécessaire d'appliquer au couvercle, et donc au corps rigide du boitier sur lequel ce dernier est vissé, des efforts de serrage particulièrement importants. Outre qu'ils ne permettent pas toujours d'assurer une bonne étanchéité. ces efforts de serrage induisent souvent des contraintes très importantes dans le matériau constituant le corps rigide du boitier qui provoque des déformations de celui-ci. Ce problème est particulièrement important lorsque le corps rigide est réalisé en une matière thermoplas- tique et que l'appareil. en cours de fabrication, de stockage ou d'utilisation, est soumis a des températures élevées de l'ordre de 70 à 90 C qui provoquent des déformations permanentes du corps rigide. De plus une telle étanchéité est assurée à l'aide du joint entre deux pièces, le corps rigide et l'élément formant couvercle, dont les dispersions de tolerances dimensionnelles viennent s'ajouter les unes aux autres et empêchent également d'assurer une bonne étanchéité notamment lorsque les appareils sont réalisés en grande série. Afin de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés, l'invention propose un boitier étanche caractérisé en ce que le contour de l'ouverture comporte une gorge continue délimitée latéralement par deux parois parallèles entre lesquelles ledit joint est monté comprimé et en ce qu il comporte une membrane souple d'étanchéité venue de matière avec le joint d'étanchéité. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les deux parois sont des parois planes parallèles et le joint possède une section transversale circulaire - la membrane souple s'étend depuis la surface périphérique du joint selon une direction parallèle aux parois planes - la membrane souple est une membrane pleine continue qui obture de manière étanche l'ouverture - la membrane souple fait partie d'un clavier souple de commande de l'appareil électrique - le boitier étanche est du type comportant deux demi-boitiers de formes complémentaires. la face ouverte de chaque demi-boitier définissant une ouverture dont l'étanchéité est réalisée selon les caractéristiques précédentes, les deux joints d'étanchéité correspondant aux deux demi-boitiers étant reliés entre eux par une membrane souple continue unique venue de matière avec les deux joints - la membrane souple comporte une levure latérale périphérique continue qui s'étend dans un plan perpendiculaire aux parois planes et dont chacune des deux faces parallèles est susceptible de prendre appui sur la face d'extrémité de la paroi plane en vis-å-vis ;; - la gorge d'un des deux demi-boitiers possède une section transversale en forme de U dont les faces extérieures des branches parallèles sont reçues entre deux cloisons parallèles de 1 autre demi-boitier - la gorge possède une section transversale en forme de U et le joint comporte une lèvre périphérique continue qui fait saillie depuis la surface périphérique du joint en direction du fond de la gorge en U - la membrane d'étanchéité comporte une patte de préhension venue de matière avec la membrane. L'invention trouve plus particulièrement son application dans la réalisation d'un boitier étanche pour un appareil de mesure électrique dont le boitier est réalisé en deux demi-boitiers conformément aux caractéristiques précédentes, tant pour assurer l'étanchèité entre les deux demi-boitiers que celle des ouvertures constituées par l'accès au compartiment des piles ou par l'accès au clavier souple de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue de dessus de la face fonctionnelle d'utilisation et de commande d'un appareil de mesure électrique dont l'étanchéité du boitier est assurée conformément aux enseignements de l'invention ;; - la figure 2 est une vue de dessus de la pièce monobloc constituant le demi-boitier supérieur de l'appareil de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe de 1 appareil de la figure 2 selon la ligne 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3 - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 3 - la figure 6 est une vue en coupe de l'appareil de la figure 1 selon la ligne 6-6 de la figure 2 - la figure 7 est une vue à échelle agrandie et en section transversale du dispositif d'étanchéité réalisé selon les enseignements de l'invention qui assure l'étanchéité entre les deux demi-boitiers de l'appareil représenté aux figures précédentes - la figure 8 est une vue de dessus de la membrane d'étanchéité permettant d'assurer l'étanchéité du compartiment des piles de l'appareil représenté aux figures précédentes - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 8 - la figure 10 est une vue selon la flèche F10 de la figure 8 ; et - la figure 11 est une vue en coupe à échelle agrandie du détail A de la figure 3 représentant une partie du clavier souple de commande. L'appareil de mesure électrique représenté aux figures 1 à 6 est un appareil classique dont le boîtier de forme générale parallélépipédique rectangle est réalisé en deux demi-boitiers 20 et 22 entre lesquels on discerne un décrochement 24 marquant le plan de joint. On reconnait également l'écran 26 d'un afficheur numérique, le commutateur de gamme 28, un clavier de commande 30, ainsi qu'une série 32 de quatre douilles ou fiches femelles permettant le raccordement de cordons de mesure (non représentés > qui sont généralement terminés par des fiches malles, coté appareil, et des sondes, côté point de mesure. Aux figures 3 à 6, on a également représenté un dispositif de verrouillage 34 qui permet de retenir les fiches de connexion électrique enfichées dans l'appareil de mesure conformément aux caractéristiques de la demande de brevet FR-A-2.587.849 au contenu de laquelle on pourra avantageusement se reporter. Pour des raisons de clarté, le dispositif de verrouillage 34 n'est pas représenté à la figure 1. L'invention a pour but de proposer des moyens d'étanchéité permettant de protéger le circuit électronique principal de l'appareil de mesure qui est monté sur une plaque rectangulaire principale de circuit imprimé 36 ainsi que sur un plaque secondaire 39 qui sont agencées à l'intérieur de la cavité interne 38 du boitier. Les principaux composants électroniques et circuits de commutation de l'appareil ne sont pas représentés sur les figures. L'appareil de mesure comporte trois ouvertures susceptibles de mettre en communication sa cavité interne 38 avec l'extérieur, c'est-à-dire l'ouverture délimitée dans la zone du plan de joint 24 par chacun des deux demi-boitiers 20 et 22, l ouver- ture constituée autour du clavier souple de commande 30 et des trous correspondants 40 permettant aux corps 42 des touches de venir en contact avec la plaque de circuit imprimée 38. et enfin une ouverture 44 s'ouvrant sur la face supérieure du demi-boitier supérieur 20 pour permettre l'accès à un compartiment 46 dans lequel sont agencés une pile électrique (non représentée) et des fusibles 48 et 50. On décrira maintenant les moyens d'étanchéité permettant d assurer l'étanchéité entre les deux demi-boitiers 20 et 22. Les deux demi-boitiers 20 et 22 délimitent chacun sur leur face ouverte une ouverture entourée d'une gorge en forme de U, 52a et 52b respectivement qui sont symétriques l'une de l'autre dans un miroir et qui présentent, dans le mode de réalisation représenté aux figures, un contour rectangulaire. Chacune des deux gorges en U est délimitée intérieurement par deux parois planes parallèles constituées par les faces internes des branches parallèles du U, 54a-56a et 54b-56b respectivement. L'étanchéité est assurée au moyen de deux joints de section transversale sensiblement circulaire 58a et 58b qui présente chacun un contour rectangulaire identique à celui des gorges 52a et 52b et qui sont reliés entre eux par une membrane souple continue 60 venue de matière avec le corps des deux joints 58a et 58b. Conformément à l'invention chacun des joints 58a, 58b est monté comprimé latéralement dans la gorge en U correspondante 52a, 52b. A titre d'exemple de réalisation, chacun des joints de section circulaire posséde un diamètre de 7,8 mm et chacune des gorges possède une largeur, entre les faces internes des branches latérales du U, égale à 1,6 mm. La membrane souple d'étanchéité 60 présente également un contour rectangulaire et s'étend depuis la surface périphérique cylindrique 62a, 62b de chacun des deux joints selon une direction sensiblement parallèle à celle des branches des gorges en U. On comprend ainsi aisément que l'étanchéité est parfaitement assurée entre l'extérieur et la cavité interne 38 du boitier sans qu'il ne soit nécessaire d'assurer aucun serrage entre les deux demi-boitiers 20 et 22. Afin de faciliter le montage en grande série du dispositif d'étanchéité entre les deux boitiers, il est prévu une lèvre latérale continue 64 qui fait saillie perpendiculairement depuis la membrane souple 60. Le dispositif d'étanchéité est d'abord mis en place dans l'un des deux demi-boitiers, ici dans le demi-boitier 20 de manière que la face plane 66a de la lèvre latérale 64 vienne en appui sur la face d extré- mité 6Ba de la branche latérale du U définissant la paroi latérale 56a. Le dispositif ayant été ainsi mis correctement en place dans le demi-boitier supérieur 20, la mise en place du joint inférieur 58b dans la gorge en U 52b se fait automatiquement lors de la fermeture du boitier grace à la lèvre latérale 64 qui assure un très bon maintien en position du dispositif d'étan chéité lors de l'introduction du joint supérieur dans sa gorge. Les opérations de mise en place qui viennent d'être décrites peuvent bien entendu être inversées de manière å amener tout d abord le joint 58b dans la gorge 52b et la face 66b de la levure 64 en appui sur la face d'extrémité 68b. Afin de contrecarrer les efforts latéraux importants qui s'appliquent aux parois des gorges en U lorsque les joints y pénètrent, on constate que d'une part les cloisons 54b et 56b du demi-boitier inférieur sont formées dans la- masse du corps de celui-ci et que, d'autre part les faces extérieures 55a et 57a des branches parallèles de la gorge supérieure en U 52a sont reçues, au moins sur une partie du contour, entre deux cloisons planes parallèles 53b et 59b du demi-boitier inférieur. Comme on peut le constater à la figure 7, les faces d'extrémité 70a et 70b des joints 58a et 58b sont planes. Cette caractéristique a pour but de faciliter l'opération de moulage en une seule pièce des deux joints et de la membrane souple 60, ainsi que de la lèvre 64, dans un moule dont le plan de joint correspond au plan vertical médian du dispositif d'étanchéité en considérant la figure 7. Le même principe d'étanchéité est utilise pour le clavier souple de commande 30. Le clavier de commande 30 est constitué pour l'essentiel de dix touches semi-rigides 72 en silicones qui sont venues de matière avec une membrane souple 74 de manière à former un tout. En vue de dessus, la membrane'74 présente un contour extérieur rectangulaire aux coins arrondis. Conformément å l'invention la membrane souple 74 se prolonge depuis son contour extérieur rectangulaire selon une direction perpendiculaire â son plan général, vers le bas en considérant les figures. pour constituer une portion de membrane souple d'étanchéité 76 qui se termine par un joint d étanchéité continu 78 venu de matière avec la membrane 74 et sa portion 76. Le joint 78 est de section circulaire. Il est prévu pour être reçu dans une gorge de contour rectangulaire aux coins arrondis 80 formé en creux dans la face supérieure du boitier supérieur 20.La gorge 80 est également une gorge dont la section transversale présente la forme d'un U dont les faces internes des branches latérales du U constituent deux parois parallèles en vis-à-vis 82 et 84 entre lesquelles le joint 78 est monté comprimé latéralement On comprend ainsi aisément que, selon le meme principe que pour les deux demi-boitiers, l'étanchéité de la cavité interne 38 est assurée, par rapport à l'extérieur, au moyen de la membrane souple 74 du clavier 30 qui empêche la pénétration d'humidité ou d'impuretés dans la cavité 38 par les trous 40 formés dans le demi-boitier supérieur 20. Cette conception, outre qu'elle assure une bonne étanchéité, permet également de supprimer toute opération de mise en place supplémentaire et/ou de serrage d'un joint, la mise en place de ce dernier se faisant simultanément avec celle du clavier 30 proprement dit. Pour faciliter la mise en place du joint 78 dans sa gorge 80 il est possible de prévoir un outil de mise en place (non représenté) qui assure le maintien et le guidage, selon une direction verticale en considérant les figures, de la portion continue 76 de la membrane 74 et du joint de section circulaire 78 lors du mouvement d'introduction. Afin d'éviter toute détérioration acciden telle du clavier 30 et de ses touches 72, la protection de celui-ci est assurée au moyen d un couvercle en matériau rigide 86 comportant dix trous de section rectangulaire permettant le passage des corps de touches 72 et qui est fixé au demi-boitier supérieur 20 par ses deux extrémités latérales 88 et 89 qui sont emboîtées élastiquement sur le corps du demi-boitier supérieur 20. On décrira maintenant le dispositif d'étanchéité du compartiment 46 des piles prévues dans le demi-boitier supérieur 20. Selon une conception très voisine de celle du clavier souple 30. l'étanchéité du compartiment 46 est assurée au moyen d'une membrane pleine continue et souple 90. La membrane 90 s'étend dans un plan et délimite un contour externe sensiblement rectangulaire qui correspond au contour de l'ouverture 44 d'accès au compartiment de pile 46. Le contour 44 est délimité par une gorge continue 92 dans laquelle est reçu un joint d'étan chéité de section circulaire 94. La gorge présente également une section transversale en forme de U entre les faces planes parallèles internes 96 et 98 duquel est monté comprimé le joint 94. Le joint de section circulaire 94 est venu de matière avec le corps de la membrane souple 90 auquel il est relié par une partie de membrane souple 100 qui s'étend perpendiculaire au plan de la membrane et selon une direction paralléle aux branches latérales de la gorge en U 92. Selon une autre caractéristique, et afin d'améliorer encore l'étanchéité et notamment la protection des courants de fuite pouvant exister dans le boitier de pile, la membrane souple d'étanchéité comporte également une lèvre supplémentaire 102 qui fait saillie depuis la surface cylindrique périphérique 104 du joint 94 en direction du fond de la gorge en U 92 parallèlement aux directions des faces 96 et 98 et à l'opposé de la partie de membrane 100. La mise en place de la membrane souple d étanchéité 90 peut être effectuée de la méme manière que celle qui a été décrite en regard du clavier souple 30 notamment à l'aide d'un outil spécial de mise en place. Afin de faciliter l'enlèvement par l'utilisateur de la membrane souple d'étanchéité 90, celle-ci est pourvue d'une patte de préhension 106 venue de matière avec la membrane 90 et qui est reçue, lorsqu'elle est en place, dans un logement en creux 108 formé dans la face supérieure du demi-boitier supérieur 20. L'accès au boitier de pile est également protégé par un couvercle en matériau rigide 110 qui recouvre la membrane 90 et qui est fixé au demiboitier supérieur 20 par les extrémités 112 et 114 de ses deux cotes qui sont emboîtées sur le corps du demi-boitier supérieur 20. Les deux demi-boitiers peuvent par exemple être réalisés en matière thermoplastique rigide. Selon une variante non représentée, il est possible d'adapter le principe d'une membrane pleine continue et souple. telle que la membrane 90 et son joint d'étanchéité périphérique 94 venu de matière, pour remplacer complètement le demi-boitier inférieur rigide 22 qui devient ainsi un demi-boitier inférieur souple qui vient fermer l'appareil électrique et assurer simultanément l'étanchéité de la cavité interne 38. Pour le maintien en place d'un tel demi-boitier inférieur souple les dispositifs élastiques de liaison entre les deux demi-boitiers rigides 20 et 22 représentés aux figures peuvent être remplacés par une levure du corps souple du demi-boitier inférieur qui vient s'engager élastiquement dans une gorge latérale du boitier supérieur 20. D'une manière connue en soi, le demi-boitier inférieur 22 est équipé d'une béquille 200 qui est articulée autour d'un axe 202 pour permettre d'utiliser l'appareil en position inclinée, par exemple par rapport à un plan de travail horizontal. Selon une caractéristique nouvelle, l'extrémité libre 204 de la béquille 200 est biseautée de manière à présenter une épaisseur réduite similaire à celle de la pointe d'un tournevis. La béquille qui est démontable aisément, peut ainsi être désolidarisée du boitier de 1 appareil pour former un outil de démontage. L'utilisateur peut en effet avantageusement utiliser l'extrémité biseautée 204 en l'introduisant dans le plan de joint 24, sous les extrémités latérales 88 et 89 du couvercle 86, ou celles 112 et 114 du couvercle 110. La béquille 200 étant réalisée dans le même matériau thermoplastique que les boîtiers et les couvercles, elle constitue un outil non agressif pour ces éléments, ce qui évite leur détérioration accidentelle. REVENDICATIONS 1. Boîtier étanche, notamment pour un appareil électrique, dont le corps rigide comporte au moins une ouverture (24, 40,44) dont l'étanchéité est assurée par un joint d'étanchéité élastique continu s'étendant le long du contour de l'ouverture, caractérisé en ce que le contour de l'ouverture comporte une gorge continue t52a, 52b, 80, 92) délimitée latéralement. par deux parois parallèles tS4a, 56a, 54b, 56b, 82, 84, 96, 98) entre lesquelles ledit joint (58a, 58b, 78, 94) est monté comprimé, et en ce qu il comporte une membrane souple d'étanchéité (50, 74 - 76, 90 - 100) venue de matière avec le joint d'étanchéité. 2. Boîtier étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parois sont des parois planes parallèles et en ce que le joint possède une section transversale sensiblement circulaire. 3. Boîtier étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que la membrane souple (60, 76, 100) s'étend depuis la surface périphérique (62a, 62b, 104) du joint selon une direction parallèle auxdites parois. 4. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la membrane souple (74, 90) est une membrane pleine continue qui obture de manière étanche l'ouverture. 5. Boîtier étanche selon la revendication 4 caractérisé en ce que la membrane souple (74) fait partie d'un clavier souple de commande (30) de l'appareil électrique. 6. Boîtier étanche du type comportant deux demi-boitiers (20, 22) de formes complémentaires, caractérisé en ce que la face ouverte de chaque demi-boitier définit une ouverture dont l'étanchéité est réalisée conformément à l'une quelconque des revendications 1 à 3, et en ce que les deux joints d'étanchéité correspondants (58a. 58b) sont reliés entre eux par une membrane souple unique continue (60) venue de matière avec les deux joints (58a. 58b), 7.Boîtier étanche selon la revendication 6, prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la membrane souple (60) comporte une levure latérale périphérique continue (64) qui s'étend dans un plan perpendiculaire auxdites parois planes et dont chacune des deux faces parallèles (66a, 66b) est susceptible de prendre appui sur la face d'extrémité (68a, 68b) de la paroi plane en vis-à-vis. 8. Boîtier étanche selon l'une des revendications 6 ou 7. caractérisé en ce que la gorge (52a) d'un (20) des deux demi-boitiers possède une section transversale en forme de U dont les faces extérieures des branches parallèles sont reçues entre deux cloisons parallèles de l'autre demi-boitier (22). 9. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge possède une section transversale en forme de U, et en ce que le joint (94) comporte une levure périphérique continue (102) qui fait saillie depuis la surface périphérique (104) du joint (94) en direction du fond de la gorge en U (92). 10. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la membrane comporte une patte de préhension (106) venue de matière avec la membrane d'étanchéité (90). 11. Appareil de mesure électrique caractérisé en ce que le boitier de l'appareil est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.