Brevet FR2951607A1 — publié le 20110422

Coffret de protection électromagnétique pour dispositif électronique La présente invention concerne le domaine de la compatibilité électromagnétique EMC ("ElectroMagnetic Compatibility" en anglais). Elle concerne plus particulièrement un coffret de protection électromagnétique destiné à protéger le fonctionnement d'un dispositif électronique contre des perturbations électromagnétiques provenant de toutes sortes de sources d'ondes et de phénomènes électromagnétiques environnants nuisibles, y compris des ondes radioélectriques et des bruits parasites, dans lesquels le 1 o dispositif électronique peut être plongé et dont les fréquences peuvent être comprises entre quelques kilohertz et plusieurs dizaines de gigahertz. Le dispositif électronique est par exemple sous la forme d'un boîtier manufacturé renfermant divers composants électroniques inaccessibles. Le 15 boîtier est insuffisant pour protéger les composants électroniques contre des ondes électromagnétiques perturbatrices pouvant créer une dégradation inacceptable des performances du dispositif. Pour remédier à cette insuffisance, il est connu d'enfermer le dispositif électronique dans un coffret de protection en tôle comprenant une embase 20 creuse et un couvercle plat avec des rebords rabattus contre le haut des parois de l'embase. Le dispositif électronique est encastré entre les parois de l'embase et appliqué contre le fond de l'embase. Puis le couvercle recouvre l'embase et est fixé sur celle-ci afin de fermer le coffret contenant le dispositif. L'embase est découpée dans une tôle selon le contour de son fond et de ses 25 parois, et la tôle est pliée pour dresser les parois perpendiculairement au fond. A la suite du pliage de la tôle découpée, les chants transversaux des parois de l'embase perpendiculaires au fond et situés aux encoignures de l'embase sont disjoints et forment entre eux des interstices constituant une discontinuité électrique et mécanique de la surface de l'embase. Des ondes 3o électromagnétiques perturbatrices peuvent pénétrer directement à travers les interstices vers le boîtier du dispositif qui est incomplètement protégé. Pour supprimer ces interstices, des cordons de soudure remplissent les interstices et lient ainsi les chants transversaux des parois de l'embase. Le dépôt de la soudure dans les interstices implique des précautions pour ne pas 35 endommager le boîtier du dispositif électronique et retire de la souplesse aux parois de l'embase pour extraire le dispositif du coffret. Le couvercle appliqué sur les chants longitudinaux supérieurs des parois de l'embase est fixé sur l'embase par des moyens de liaison tels que des vis traversant les rebords du couvercle, ou un clipsage des rebords. Les interstices entre les vis ou les zones clipsées à la jonction entre le couvercle et les chants supérieurs des parois de l'embase laissent aussi pénétrer des ondes électromagnétiques perturbatrices à l'intérieur du coffret. Pour mieux joindre le couvercle et l'embase, on a recourt à un plus grand nombre de vis ou de zones clipsées au détriment d'un accroissement du coût de fabrication du coffret. Une autre solution est de souder le couvercle à l'embase à la place des vis. Mais ce soudage rend indémontable le coffret et constitue, comme le soudage précédent dans les interstices de l'embase, une opération 1 o supplémentaire qui accroît le coût de fabrication du coffret. L'invention vise à remédier aux inconvénients précédents en fournissant un coffret de protection électromagnétique immunisant plus efficacement un dispositif électronique contre des ondes électromagnétiques perturbatrices, 15 sans recourir à un nombre élevé de moyens de liaison ou à de la soudure. A cette fin, un coffret de protection électromagnétique comprenant des premier et deuxième éléments en tôle pliée s'emboîtant l'un dans l'autre et ayant chacun un fond et des parois dressées sur le fond, est caractérisé en ce 20 que l'une de deux parois adjacentes du deuxième élément comporte un retour issu d'un rabattement d'un prolongement de l'autre des deux parois adjacentes pour former une encoignure couvrant un interstice entre deux parois adjacentes du premier élément. Les premier et deuxième éléments peuvent faire office respectivement de 25 couvercle et d'embase du coffret. La couverture de l'interstice entre les deux parois adjacentes du premier élément, par l'encoignure entre les deux parois adjacentes du deuxième élément peut être réalisée par l'intérieur du coffret lorsque les parois du deuxième élément sont emboîtées entre les parois du premier élément, ou bien par l'extérieur du coffret lorsque les parois du premier 30 élément sont emboîtées entre les parois du deuxième élément. La couverture de la totalité des interstices entre des parois adjacentes du premier élément empêche la pénétration d'ondes électromagnétiques perturbatrices. Le coffret de l'invention diminue alors la susceptibilité électromagnétique du dispositif électronique contenu dans le coffret. Les composants du dispositif sont moins 35 sensibles à des émissions d'ondes électromagnétiques perturbatrices provenant d'autres dispositifs électroniques notamment situés dans son environnement immédiat et pouvant être fixés éventuellement sur un support commun. Comme on le verra dans la suite, ladite une des deux parois adjacentes du deuxième élément, paroi comportant le retour, est en fait ajourée entre deux retours issus du rabattement des prolongements des deux parois non adjacentes dudit deuxième élément. Afin de maintenir la protection électromagnétique par le coffret, ladite une des deux parois adjacentes du deuxième élément comportant le retour et constituant la paroi ajourée est couverte par l'une des parois du premier élément. Au cours de la fabrication du deuxième élément, une partie de la tôle découpée qui est solidaire d'un côté du fond et qui pourrait être dressée par pliage pour contribuer à la formation d'une paroi de l'embase, est laissée sensiblement coplanaire au fond pour constituer une patte de fixation saillant du deuxième élément. Selon une caractéristique de l'invention, cette patte de fixation solidaire du fond du deuxième élément, située devant ladite une des deux parois adjacentes du deuxième élément, est couverte par une patte de fixation solidaire de ladite une des deux parois adjacentes du premier élément et saillant du premier élément. La superposition des pattes de fixation permet de relier solidement les deux éléments entre eux, mais aussi de les fixer ensemble sur un support, en utilisant peu de moyens de liaison amovibles, tels que des vis, traversant chacun une paire de trous coaxiaux dans les pattes. Par exemple un ou deux moyens de liaison des éléments sont prévus par patte. La superposition des pattes de fixation a aussi avantageusement une fonction de protection électromagnétique au regard de la jonction entre la paroi ajourée et le fond du deuxième élément qui est alors recouverte par l'encoignure de pliage entre la patte de fixation du premier élément et la paroi du premier élément qui couvre la paroi ajourée. Les premier et deuxième éléments peuvent comporter des parois se recouvrant mutuellement et comportant des encoches dont les fonds forment un trou lorsque les premier et deuxième éléments sont emboîtés l'un dans l'autre. Le trou peut être traversé par un connecteur saillant du boîtier du dispositif électronique contenu dans le coffret. De cette manière, la protection électromagnétique du dispositif électronique est encore préservée par la superposition des parois se recouvrant mutuellement, tout en facilitant l'introduction du connecteur du dispositif électronique dans le coffret et la connexion du connecteur par l'extérieur du coffret. Les éléments peuvent comporter des parois de hauteurs différentes par rapport aux fonds et se recouvrant partiellement, ce qui permet d'alléger le coffret. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée à grande échelle d'un coffret de protection électromagnétique selon une première réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en perspective arrière à grande échelle du couvercle du coffret selon la première réalisation ; - les figures 3, 4 et 5 sont respectivement des vues longitudinale avant, transversale de gauche et de dessus du couvercle du coffret selon la première réalisation - les figures 6, 7 et 8 sont respectivement des vues longitudinale avant, transversale de gauche et de dessus de l'embase du coffret selon la première réalisation - la figure 9 est une vue en perspective éclatée à grande échelle d'un coffret de protection électromagnétique selon une deuxième réalisation de l'invention - la figure 10 est une vue en perspective arrière à grande échelle du couvercle du coffret selon la deuxième réalisation ; - les figures 11, 12, 13 et 14 sont respectivement des vues longitudinale avant, transversale de gauche, de dessus et longitudinale arrière du couvercle du coffret selon la deuxième réalisation ; et - les figures 15, 16, 17 et 18 sont respectivement des vues longitudinale avant, transversale de gauche, de dessus et longitudinale arrière de l'embase du coffret selon la deuxième réalisation. Le coffret de protection électromagnétique A-B selon la première réalisation comprend des premier et deuxième éléments parallélépipédiques creux métalliques A et B ayant des cavités parallélépipédiques 1A et 1 B. Les cavités sont présentées en regard pour fermer le coffret A-B, comme montrée à la figure 1. Les éléments sont en tôle découpée et pliée qui peut être légère pour satisfaire des contraintes de poids lorsque le coffret doit être embarqué dans un aéronef. Par exemple, la tôle a une épaisseur e d'un millimètre environ et est en alliage d'aluminium. Dans la configuration montrée à la figure 1, le premier élément est disposé en partie supérieure et constitue un couvercle A et le deuxième élément est disposé en partie inferieure et constitue une embase B. Le coffret est symétrique par rapport à un plan transversal YY. Le couvercle A présente une longueur LB + 2e, une largeur WB + 2e et une hauteur HB + e hors tout sensiblement supérieures à la longueur LB, la largeur WB et la hauteur HB hors tout de l'embase B, comme indiqué aux figures 3 à 8. La cavité 1A du couvercle offre une longueur, une largeur et une hauteur respectivement égales à une très faible tolérance près à la longueur LB, la largeur WB et la hauteur HB hors tout de l'embase B. Ces dimensions complémentaires de l'intérieur de la cavité 1A et de l'extérieur de l'embase B permettent d'emboîter le couvercle sur l'embase par glissement des faces internes des parois longitudinales 2A et 3A et des parois transversales 4A et 5A du couvercle respectivement sur les faces externes des parois longitudinales 2B et 3B et des parois transversales 4B et 5B de l'embase, jusqu'à ce que les chants supérieurs des parois de l'embase butent contre des encoignures sur le pourtour interne du fond 6A du couvercle. Le coffret A-B ainsi fermé est destiné à contenir et protéger un dispositif électronique (non représenté), tel qu'un filtre hyperfréquence, sous la forme d'un boîtier parallélépipédique dont la face avant comporte en saillie quatre connecteurs cylindriques de ligne coaxiale. Les dimensions du boîtier du dispositif électronique et de la cavité du coffret formée par la cavité 1B de l'embase et le fond 6A du couvercle sont sensiblement égales afin que le boîtier soit encastré dans l'embase, sensiblement à frottement avec les faces internes des parois 2B à 5B de l'embase. Comme montré en détail aux figures 2 à 5, le couvercle A est issu du découpage d'une feuille de tôle selon les contours principalement des parois du couvercle, puis d'un pliage de la tôle découpée selon des lignes de pliage le long du pourtour rectangulaire du fond 6A afin de dresser les parois 2A à 5A perpendiculairement au fond 6A. Les lignes de pliage vues de l'extérieur forment des petits arrondis. Comme montré en détail aux figures 6, 7 et 8, l'embase B est issue d'un découpage et d'un pliage d'une feuille de tôle différents de ceux du couvercle A à cause des parois transversales 4B et 5B de l'embase qui sont ajourées et constituées chacune par deux retours issus par pliage de prolongements latéraux des parois longitudinales 2B et 3B de l'embase. Après un découpage d'une feuille de tôle selon les contours principalement des parois de l'embase, la tôle découpée est pliée à 90° suivant des lignes de pliage le long des côtés longitudinaux du fond 6B. La tôle découpée est également pliée à 90° suivant des lignes de pliage situées sur des parois longitudinales 2B et 3B et adaptées pour former les retours et être en contact avec les côtés transversaux du fond. L'ordre des pliages importe peu. Vues de l'extérieur, toutes les lignes de pliage forment des petits arrondis. Les pliages dressent chacune des parois 2B et 3B avec ses deux prolongements perpendiculairement au fond 6B. Les prolongements forment deux paires de retours coplanaires constituant les parois transversales 4B et 5B qui ont chacune une fente centrale large entre deux retours. Les parois longitudinales avant et arrière rectangulaires 2A et 3A du couvercle sont différentes entre elles, et les parois longitudinales avant et arrière rectangulaires 2B et 3B de l'embase B sont différentes entre elles. La paroi avant 2A du couvercle a la hauteur HB + e/2 afin de recouvrir complètement la paroi avant 2B de l'embase de hauteur HB, à la section près 1 o des connecteurs du dispositif électronique. Dans chacune des parois avant 2A et 2B ont été fraisées autant d'encoches 7A, 7B que de connecteurs. Les encoches 7A et 7B sont deux à deux identiques. Comme montré à la figure 1 lors de la fermeture du coffret, les ouvertures d'une encoche 7A et d'une encoche 7B sont disposées en regard le long de leurs axes perpendiculaires 15 aux arêtes longitudinales du coffret A-B et superposées après fermeture du coffret A-B. Les encoches 7A et 7B sont terminées par des fonds adaptés à la section transversale des connecteurs du dispositif électronique. Par exemple, les fonds sont semi-circulaires et la largeur des encoches est sensiblement égale au diamètre externe des connecteurs. La profondeur de deux encoches 20 en regard 7A et 7B est telle que leurs fonds semi-circulaires coaxiaux forment un trou de passage circulaire à travers lequel saille un connecteur de diamètre sensiblement égal à celui du trou lorsque le coffret est fermé. Le recouvrement de la paroi avant 2B par la paroi avant 2A et le chevauchement partiel des encoches au niveau de leurs fonds empêche toute pénétration d'ondes 25 électromagnétiques perturbatrices par les trous de la double paroi avant 2A-2B du coffret traversés par les connecteurs. La hauteur de la paroi arrière 3A du couvercle est inférieure à la hauteur HB de la paroi arrière 3B de l'embase et est par exemple de l'ordre d'HB/3. L'encoignure entre le fond 6A et la paroi arrière 3A du couvercle recouvre ainsi 30 le chant longitudinal supérieur de la paroi arrière 3B. La paroi arrière 3A du couvercle ne recouvre que partiellement la paroi arrière 3B de l'embase pour alléger le coffret. Les parois transversales 4A et 5A du couvercle sont aussi rectangulaires, et ont une largeur WB + 2e et une hauteur HB + e/2 pour recouvrir les parois 35 transversales ajourées 4B et 5B de l'embase de hauteur HB. Les deux retours en regard issus du rabattement à 90° des prolongements à des extrémités latérales gauches, ou droites, des parois longitudinales 2B et 3B de l'embase et constituant une paroi transversale 4B, 5B de l'embase ont la hauteur HB et une largeur inférieure à WB/2, par exemple de l'ordre de WB/8 à WB/15. Quatre encoignures 8B de l'embase entre les retours constituant les parois transversales 4B et 5B et les parois longitudinales 2B et 3B recouvrent par l'intérieur de la cavité 1A respectivement les quatre encoignures fendues du couvercle qui sont formées chacune entre les chants transversaux disjoints d'une paroi longitudinale 2A, 3A et d'une paroi transversale 4A, 5A adjacentes du couvercle et dont les arêtes sont fendues en des interstices 8A dus au dressage des parois adjacentes du couvercle perpendiculairement au fond 6A. De cette manière, les interstices 8A entre des chants transversaux disjoints en 1 o regard des parois adjacentes du couvercle au niveau des encoignures du couvercle sont couverts entièrement par les encoignures 8B situées chacune entre une paroi longitudinale et une paroi transversale adjacentes de l'embase. Ceci assure une continuité électrique sur les arêtes verticales du coffret et interdit une pénétration directe d'ondes électromagnétiques perturbatrices à 15 travers les interstices 8A du couvercle vers l'intérieur du coffret contenant le boîtier du dispositif électronique. Le recouvrement des chants supérieurs des parois 2B à 5B de l'embase par les encoignures supérieures situées à la jonction du fond 6A et des parois 2A à 5A du couvercle et le recouvrement des interstices 8A du couvercle par 20 les encoignures 8B entre les retours 4B et 5B et les parois longitudinales 2B et 3B de l'embase confèrent un blindage efficace et total du dispositif électronique par le coffret A-B contre toutes sortes d'ondes électromagnétiques agressives. Lorsque le coffret A-B doit être fixé sur un support, le couvercle A et 25 l'embase B comprennent ensemble deux paires de pattes de fixation 9A et 9B en saillie du coffret, par exemple rectangulaires et parallèles aux grandes faces 6A et 6B du coffret. Par exemple, le support est une plaque métallique connectée à la terre et supportant d'autres dispositifs électroniques d'un circuit électronique incluant le dispositif électronique renfermé dans le coffret A-B. Les 3o pattes de fixation 9A du couvercle sont des prolongements des parois transversales 4A et 5A du couvercle qui sont rabattus à 90° vers l'extérieur le long des grandes arêtes des parois 4A et 5A et non liées au fond 6A. Les pattes de fixation 9B de l'embase sont des prolongements longitudinaux du fond 6B et coplanaires à celui-ci. Les pattes 9B sont recouvertes par les pattes 35 9A du couvercle lorsque le coffret est fermé. Les pattes de fixation 9A et 9B sont percées de trous lisses 10A et 10B coaxiaux deux à deux, par exemple à raison d'au plus deux trous par pattes. Chaque paire de trous coaxiaux 10A-10B est propre à recevoir une vis de fixation vissée dans un trou taraudé du support de manière à relier solidement le couvercle et l'embase ensemble et donc fixer le coffret au support avec un petit nombre de vis. En variante, des organes de liaison autres que des vis sont utilisés, comme des doigts de contact souples métalliques à lamelles à enclipser dans les paires de trous. La fixation des pattes 9A et 9B entre elles assurent aussi une continuité électrique du couvercle et de l'embase au niveau des grands chants inférieurs des parois transversales 4A et 5A du couvercle et des côtés transversaux du fond 6B de l'embase. Selon une variante du coffret inverse de la configuration décrite précédemment, le premier élément que constitue le couvercle a une longueur LB, une largeur WB et une hauteur HB hors tout et le deuxième élément que constitue l'embase a une longueur LB + 2e, une largeur WB + 2e et une hauteur HB + e hors tout afin que le couvercle soit emboîté par glissement dans l'embase et les parois du couvercle soient recouvertes par les parois de l'embase. La cavité du couvercle a des dimensions adaptées aux dimensions du boîtier du dispositif électronique. Les interstices dus au dressage des parois adjacentes du couvercle perpendiculairement au fond du couvercle sont encore recouverts mais par l'extérieur par les encoignures formées chacune entre une paroi longitudinale et un retour de l'embase adjacents. Les chants inférieurs des parois longitudinales du couvercle sont recouverts par les encoignures inférieures situées à la jonction du fond et des parois longitudinales de l'embase. Pour cette variante, les pattes du couvercle superposables à celles de l'embase ont une longueur égale ou inférieure à la distance entre les retours d'une paroi transversale de l'embase afin que chaque patte du couvercle passe entre deux retours lors de la fermeture du coffret. En référence maintenant aux figures 9 à 18, le coffret de protection 3o électromagnétique C-D selon la deuxième réalisation comprend des premier et deuxième éléments métalliques creux en tôle découpée et pliée et constituant un couvercle C et une embase D symétriques par rapport à un plan de symétrie transversal YY. Le coffret C-D est destiné à protéger un deuxième dispositif électronique (non représenté), tel qu'un duplexeur, sous la forme d'un boîtier 35 parallélépipédique, avec des grandes faces supérieure et inférieure proches d'un carré. Les faces avant et arrière du deuxième dispositif comportent en saillie respectivement un et deux connecteurs cylindriques de ligne coaxiale. L'embase D est emboîtée dans le couvercle C dont les parois 2C à 5C recouvrent respectivement les parois 2D à 5D de l'embase. Le couvercle C et l'embase D ont des formes respectivement similaires à celles du couvercle A et de l'embase B selon la première réalisation. Dans les figures 9 à 18, les parties 1C à 10C du couvercle Cet les parties 1 D à 10D de l'embase D correspondent respectivement à des parties similaires 1A à 10A du couvercle A et des parties similaires 1B à 10B de l'embase D désignées par des repères comportant les mêmes numéros dans les figures 1 à 8. Les quelques différences entre les coffrets C-D et A-B sont les suivantes. Les dimensions LD, WD et HD de l'embase D et celles LD + 2e, WD + 2e, et HD + e du couvercle C sont dépendantes des dimensions du boîtier du deuxième dispositif. Les dimensions du boîtier du deuxième dispositif et de la cavité du coffret formée par la cavité 1 D de l'embase et le fond 6C du couvercle sont sensiblement égales afin que le boîtier soit encastré dans l'embase D, sensiblement à frottement avec les faces internes des parois 2D à 5D de l'embase. Les retours constituant la paroi arrière 3D de l'embase D s'étendent sur la hauteur HD et la paroi arrière 3C du couvercle C s'étend sur la hauteur HD + e/2 afin que l'encoignure entre le fond 6C et la paroi arrière 3C du couvercle recouvre le chant longitudinal supérieur de la paroi arrière 3D au niveau de l'ouverture de la cavité 1 D, mais aussi afin que la paroi arrière 3C du couvercle C recouvre entièrement la paroi arrière 3D de l'embase D. Une encoche 7C a été usinée dans la paroi avant 2C du couvercle C suivant un axe qui devient superposable à un axe d'une encoche 7D qui a été usinée dans la paroi avant 2D de l'embase D, pour former un trou apte à être traversé par le connecteur saillant de la face avant du deuxième dispositif. De même, deux encoches 11C ont été usinées dans la paroi arrière 3C du couvercle C suivant des axes qui deviennent superposables respectivement aux axes de deux encoches 11D qui ont été usinées dans la paroi arrière 3D 3o de l'embase D, pour former deux trous aptes à être traversés par les deux connecteurs saillant de la face arrière du deuxième dispositif. L'invention n'est pas limitée aux réalisations de coffret décrites précédemment. Le coffret peut avoir une forme polyédrique, par exemple à 35 base carrée, hexagonale ou octogonale, ou une forme cylindrique, adaptée à la forme du boîtier du dispositif électronique à protéger par le coffret. REVENDICATIONS1 ù Coffret de protection électromagnétique comprenant des premier et deuxième éléments en tôle pliée (A, B) s'emboîtant l'un dans l'autre et ayant chacun un fond (1A, 1B) et des parois (2A-5A, 2B-5B) dressées sur le fond, caractérisé en ce que l'une (4B) de deux parois adjacentes du deuxième élément (B) comporte un retour issu d'un rabattement d'un prolongement de l'autre (2B) des deux parois adjacentes pour former une encoignure (8B) couvrant un interstice (8A) entre deux parois adjacentes (2A, 4A) du premier élément (A). 2 ù Coffret conforme à la revendication 1, dans lequel ladite une (4B) des deux parois adjacentes du deuxième élément (B) comportant le retour est couverte entièrement par l'une (4A) des deux parois adjacentes du premier élément (A). 3 ù Coffret conforme à la revendication 2, dans lequel le deuxième élément (B) comprend une patte (9B) solidaire du fond (1B) du deuxième élément, située devant ladite une (4B) des deux parois adjacentes du deuxième élément, et le premier élément (A) comprend une patte (9A) solidaire de ladite une (4A) des deux parois adjacentes du premier élément (A) et couvrant la patte (9B) du deuxième élément (B). 4 ù Coffret conforme à la revendication 3, dans lequel chaque patte (9A, 9B) comporte un trou (10A, 10B) pour passage d'un moyen de liaison. 5 ù Coffret conforme à l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les éléments (A, B) comportent des parois (2A, 2B) se recouvrant mutuellement et comportant des encoches (7A, 7B) dont les fonds forment un trou. 6 ù Coffret conforme à l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les éléments (A, B) comportent des parois (3A, 3B) de hauteurs différentes par rapport aux fonds (1A, 1B) et se recouvrant partiellement.30