WO2003053805A1 - Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation - Google Patents

Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation Download PDF

Info

Publication number
WO2003053805A1
WO2003053805A1 PCT/FR2002/004271 FR0204271W WO03053805A1 WO 2003053805 A1 WO2003053805 A1 WO 2003053805A1 FR 0204271 W FR0204271 W FR 0204271W WO 03053805 A1 WO03053805 A1 WO 03053805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
envelope
depressurization
protection
walls
hard disk
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/004271
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Garnier
Bernard Sutra
Pierre Cadin
Daniel Josien
Original Assignee
Thales
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales filed Critical Thales
Priority to EP02796901A priority Critical patent/EP1458625A1/fr
Publication of WO2003053805A1 publication Critical patent/WO2003053805A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall

Definitions

  • the invention relates to the protection of objects from severe conditions. It allows in particular the protection of objects, in particular hard disks, against depressurization.
  • solid state disk-based systems are bulky (for capacities of a few GB, generally between 115 x 122 x 308 mm and 285 x 432 x 328 mm), which
  • magnetic hard disks seem more advantageous in terms of space and cost. But they are sensitive to conditions of use such as vibrations, shocks, depressurizations ... In particular, magnetic disks or other electromechanical devices do not work below 700 mb approximately. However, in
  • the pressure at an altitude of 30,000 m is around 25 mb.
  • “hardening” type protections including shock absorbers for mechanical resistance, climatic chambers for temperature resistance, watertight chambers for depressurization. These speakers have a
  • 35 limited capacity in terms of protection, especially poor protection against vibrations and protection only against depressurization low amplitude. They also have the major drawback for an on-board application of being very bulky (of the order of 200 x 300 x 254 mm). They include several cartridges (cartridge in English) for a memory capacity of approximately 150 GB.
  • the present invention overcomes these drawbacks first by providing a device capable of protecting an object against depressurization, in particular an electronic unit such as, for example, a hard disk.
  • This device for protecting an object against depressurization has several walls forming an envelope capable of containing the object to be protected.
  • This envelope is waterproof and its walls are made of flexible material.
  • the elongation and elasticity characteristics of this material can be such that the walls of the envelope oppose a restoring force to the external depressurization of the envelope allowing the internal pressure of said envelope to be kept within a range. predetermined.
  • a system for protecting an object comprising the device for protection against depressurization mentioned above and, on a at least on the side of said device for protection against depressurization containing the object to be protected, a device for protection against shock and / or vibration forming a mechanical filter, of the type comprising an envelope housing a damping material.
  • the material of the envelope is the same as that of the walls of the envelope of said device for protection against depressurization.
  • this protection system may include a protection device and / or thermal regulation. This protection and / or thermal regulation device is placed inside the sealed envelope.
  • the invention also consists of an electronic card comprising a hard disk protected against these various severe conditions (mechanical, thermal, depressurization, etc.). This protection of the hard disk is carried out using the protection device against depressurization mentioned above or the protection system mentioned above.
  • FIG. 2 curve of evolution of the internal pressure of the sealed envelope according to the invention as a function of the external pressure
  • FIGS. 3a and 3b curve for the evolution of the volume of the sealed envelope according to the invention as a function of the external pressure, in FIG. 3a curve and in FIG. 3b diagram of the envelope,
  • FIG. 5 side view of the protection system of a hard disk according to the invention
  • FIG. 6 top view of the protection system of a hard disk according to the invention implemented on a card.
  • FIGS 1a and 1b schematically show an embodiment of a sealed envelope 111 for the protection of an object 112 to depressurization.
  • the waterproof envelope 111 consists mainly of a wall made of flexible material. This wall of material is capable, in particular of its elongation and elasticity characteristics, of absorbing all or part of the depressurizations, while ensuring sealing.
  • the elongation and elasticity characteristics of said material can be chosen such that the walls oppose a restoring force to the external depressurization of the envelope (111) allowing the internal pressure of said envelope (111) to be kept within a range predetermined.
  • This wall is, for example, a wall of thermoplastic synthetic material.
  • This type of material allows the total absence of maintenance thanks to the durability of the materials used (in particular polyurethane in all its forms).
  • the table gives characteristics of an example of material used.
  • the waterproof envelope 111 is produced around the object to be protected 112 using this material under conditions of determined pressure, called reference pressure (1000 mb for example) thereafter.
  • reference pressure 1000 mb for example
  • This opening 113 is made in such a way that the envelope 111 remains sealed and only allows the exchange element 114 of information and power to pass.
  • FIG. 1a schematically shows an object protected against depressurization 110. This protection is ensured by a waterproof envelope 111.
  • the object 112 is coupled to an exchange element 114 for information and supply .
  • This device 114 allows the exchange of information between the object 112 inside the waterproof envelope 111 and any system outside the envelope 111 under depressurization conditions.
  • Figure 1b shows the evolution of the sealed envelope 111 during depressurization. Due to these physical characteristics, in particular its elongation and elasticity characteristics, the waterproof envelope 111 absorbs the pressure variation by an increase in its surface area, but in a relatively small way.
  • the waterproof envelope 111 whose walls are about 250 microns thick in polyurethane, will swell with a height of approximately 4 cm (if the height is its only degree of freedom). It can be envisaged that the waterproof envelope 111 has several degrees of freedom (height, width, length). In reality, the waterproof envelope 111 makes it possible to absorb a depressurization up to at least 115 mb. With the return to a reference pressure, the sealed envelope 111 regains its initial shape. The wall, made of flexible material, is assembled to give the sealed envelope 111 a selected geometry.
  • the homogeneity of the entire envelope 111 makes it possible to seal it.
  • the tightness of the envelope 111 as well as the vacuum inside it are tested by means of a valve 116 shown in FIG. 5.
  • the valve 116 is placed on one of the walls of the envelope 111. She can be removable allowing, for example, its removal during the final mounting of the protected object 110 in its application system such as, for example, during the mounting of the protected hard disk 110 on a card 200.
  • the tightness of the envelope 111 is threatened by the wires 114 allowing, for example, the exchange of information between the hard disk 112 and the electronic card 200 as in FIG. 6. Indeed, often these wires 114 are twisted copper wires trapping air in the twist. This air trapped in the wires 114 breaks the tightness of the envelope 111.
  • the first end of these wires 114 is waterproof because in the waterproof envelope 111.
  • the second end of these wires 114 placed on the card 200 is made waterproof using the same material used for the manufacture of the waterproof envelope 111. For example, the ends of wires 114 on the card 200 are embedded in a bubble of this material.
  • the wires 114 can constitute a ply like that shown in FIG. 6.
  • a retaining film 117 acting in particular as a flange is placed on the above the waterproof envelope 111.
  • the wires 114 are slid between this retaining film 117 and the waterproof envelope 111.
  • the material of the retaining film 117 is the same as that of the waterproof envelope 111 in order to always match said envelope waterproof 111 whatever the volume occupied by the latter and ensuring good retention of the wires 114 against the envelope 111 without the latter rubbing against the retaining film 117 or the envelope 111.
  • this retaining film 117 may be those on the side of the envelope 111 on which these wires 114 are held. Thus, the risk of friction and cuts are further reduced.
  • it can be envisaged to slide an intermediate film 118 between the retaining film 117 and the wires 114 to avoid friction between the wires 114 and the retaining film 117.
  • This intermediate film 118 is very resistant to friction. It can be made of a slippery material: Teflon (registered trademark) for example.
  • FIG. 2 shows the evolution of the internal pressure as a function of the external pressure at stabilized ambient temperature.
  • the internal pressure pi varies linearly from 700 mb to 1010 mb.
  • FIG. 3a shows the evolution of the volume v of the envelope 111 containing a 9.2 GB hard disk 112, in our example, as a function of the external pressure p e at stabilized ambient temperature.
  • the volume of the envelope 111 varies linearly from 721 cm 3 to 1000 cm 3 .
  • FIG. 4 proposes a system 110 for protecting equipment against mechanical, climatic and depressurization effects. Difficulties arise when the energies or the powers involved are significant compared to the fragile equipment to be protected. In addition, there is a delicate problem when space is not or little available. For example, when installing existing electronic cards in on-board equipment. It is necessary to protect the hard disks implemented on these cards while occupying only the existing volume.
  • the protection system 110 is the cooperation of several protection devices including, in particular, a mechanical shock-absorbing device 120, a thermal protection device 115 and a device 111 ensuring operation in the same depressurization range, compatible with operation, by example, of a hard disk 112.
  • a mechanical shock-absorbing device 120 a thermal protection device 115 and a device 111 ensuring operation in the same depressurization range, compatible with operation, by example, of a hard disk 112.
  • the protection system of FIG. 4 comprises in particular a device ensuring operation of the hard disk 112 in the same depressurization range, for example, the waterproof envelope 111 because it allows maintenance of the internal depressurization range, while occupying a volume defines changing little. Indeed, depending on the material used to constitute the envelope, it has an increase in volume of approximately 28% of the initial volume of the waterproof envelope 111 for a depressurization of 985 mb.
  • This waterproof envelope 111 is therefore a waterproof protection especially in depressurization.
  • the device damping mechanical effects 120 can be, for example, that described in European patent application EP 96 402 531. This device forms a mechanical filter, in particular against strong accelerations and vibrations.
  • It comprises an envelope 121 housing a damping material 122 capable of creeping with the pressure due to shocks or vibrations.
  • the advantage of this damping device is that it is small in volume for high efficiency (resistance to a shock ⁇ sinus of 500 g / 3 ms).
  • the thermal protection device 115 may be a thermal regulation device 115 2 maintaining the internal temperature of the sealed envelope 1 within an ideal operating temperature range determined for the object 112, for example +5 to + 60 ° C. It can also be envisaged as an element 115 ⁇ interrupting the operation of the object 112 as soon as the temperature of the object 112 is no longer within a determined limit operating temperature range of the object 112, for example interruption of the operation of the hard disk 112 as soon as the temperature is less than or equal to 0 ° C. Or again, cooperation between this element 115 and the thermal control device 115 2 .
  • the element 115 ⁇ may, for example, include vigitherms and / or the device 115 2 of the heaters.
  • the waterproof envelope 111 prevents heat exchange by convection, heat exchange takes place by conduction by the wires 114 of the sheet. This is why one input in two of the sheet 114 is connected to electrical zero.
  • the assembly constituting the protection system 100 is of low volume and low cost due to the elementary devices used, for example: waterproof polyurethane envelope 111 in which the object 112 to be protected is inserted, for example a hard disk, damping device 120 comprising a polyurethane envelope 121 filled with a silicone gel 122 placed under the protected hard disk 110 on the one hand because it is covered by the waterproof envelope 111 and on the other hand using a thermal protection device 115 comprising heaters 115 2 and vigitherms 115 ⁇ placed inside the waterproof envelope 111 with the hard disk 112.
  • a hard disk 112 thus protected by the system 100 provides the same benefits and performance as a standard hard disk by increasing its area of operation.
  • FIG. 5 gives an exemplary embodiment of the protection system 100 of FIG. 4.
  • the assembly constituted by the disc 112 and the thermal protection device 115 covered by the waterproof envelope 111 placed on the damping device 120 is placed in a cradle 130. It is fixed, for example by adhesion, only in its center in order to allow this damping device 120 the freedom of movement necessary for its proper functioning. For the same reasons, the dimensions of the bottom of the cradle (130) on which this damping device 120 is placed are slightly greater than those of the casing 121 of this damping device 120. The whole is unified using an adhesive (not shown) made of a material similar to that of the envelope 11 1 and of the device 120. In the system 100 proposed by the example of FIG. 5, the waterproof envelope 111 has only one degree of freedom on its vertical axis upwards.
  • the envelope 111 takes up little volume downwards due to the cradle 130. It also does not take up any volume on the sides because, in the embodiment proposed in this example, the sides of the envelope 111 have thickness double compared to the thickness of its upper wall, that is to say that, if the upper wall has a thickness of 250 microns, the sides have a thickness of 500 microns.
  • the thickness of the upper wall of the sealed envelope is within an approximate range from 250 to 500 microns. This range is due to the fact that below a thickness of approximately 250 microns, the upper wall becomes too deformable and therefore no longer performs its function of protection against depressurization by occupying little volume.
  • the system 100 shown in FIG. 5 can thus be installed on an electronic card 200 as shown in FIG. 6.
  • the fixing 201 of the system 100 on a card 200 must be carried out in such a way that the connection of the wires 114 does not hinder the device 120 in its shock and vibration protection action.
  • the length of the wires 114 is greater than the distance between its two connection points.
  • the fixing elements 201 must leave sufficient "flexibility" to the wires 114, that is to say that the wires 114 must not be stretched in the opening 113 and the first fixing point 201 on the card . This must be done to allow not only the device 120 complete freedom of movement, but also the device 110 its volume modification. It may be envisaged to install such a device for collecting in-flight data in high-tech equipment (airplane radar, etc.).
  • the waterproof envelope 111 provides the particularity of ensuring the operation of a hard disk 112 in a depressurized environment by solutions based on flexible materials.
  • the hard disks thus protected may in particular be consumer computer hard disks.
  • the use of four hard disks protected 110 of this kind makes it possible today to obtain a memory capacity of the order of 300 GB in a volume of the order of 170x170x170 mm. Therefore, in comparison with existing devices, the invention makes it possible to have a higher memory capacity in a lower volume, this for a lower cost, while having good resistance to shocks, vibrations, depressurization and thermal variations.
  • this type of protection system makes it possible to have an object, in particular electromechanical equipment, on board vectors in any constrained environment (airplanes, surface vessels, submarines, vehicles ).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

Afin de protéger des objets tels qu' un disque dur dont le fonctionnement peut être altéré dans des milieux contraints, l'invention propose une enveloppe étanche (111) en matériau souple dans laquelle est inséré l'objet (112). Cette enveloppe étanche (111) est caractérisée en ce qu'elle comporte une paroi de matériau dont les caractéristiques physiques, notamment les caractéristiques d'allongement et d'élasticité, sont choisies pour conserver l'intérieur de ladite enveloppe (111) dans une plage de pression déterminée quelle que soit la pression externe.De plus, l'invention propose un système de protection (100) aussi bien aux dépressurisations, qu'aux chocs mécaniques et variations thermiques comportant l'enveloppe étanche (111) décrite ci-dessus, un dispositif amortisseur (120) tel que, par exemple, celui décrit dans la demande de brevet EP 96 402 531 et un dispositif de protection thermique 115. L'ensemble de ces dispositifs coopère pour former le système de protection (100) qui occupe un faible volume pour une efficacité optimale.

Description

ENVELOPPE ETANCHE POUR LA PROTECTION D'OBJET AUX VARIATIONS DE DEPRESSURISATION
5 L'invention concerne la protection d'objet vis à vis de conditions sévères. Elle permet notamment la protection d'objet, en particulier de disque dur, contre les dépressurisations.
Il existe actuellement dans les avions des enregistreurs à bande
10 magnétique dont les tenues mécaniques et climatiques sont limitées malgré les protections mises en place. Le besoin étant grandissant, des systèmes à base de composants électroniques « mémoire état solide » sont de plus en plus utilisés car ils possèdent une capacité mémoire importante. Mais ces dispositifs, disque état solide, sont coûteux (de l'ordre de 10 k€ pour une
15 capacité mémoire de l'ordre de 4 Go) alors que les disques durs magnétiques n'ont qu'un coût de l'ordre de 230 € pour une capacité mémoire de 9,2 Go et de l'ordre 1 ,5 k€ pour 75 Go. De plus, les systèmes à base de disque état solide sont encombrants (pour des capacités de quelques Go, généralement entre 115 x 122 x 308 mm et 285 x 432 x 328 mm), ce qui
20 n'est pas le cas des disques durs magnétiques. Ces inconvénients des disques états solides subsistent malgré les évolutions technologiques. En effet, les évolutions technologiques des disques durs magnétiques font qu'ils sont toujours moins volumineux et moins coûteux pour une même capacité mémoire que les disques états solides les plus récents.
25 Donc, les disques durs magnétiques paraissent plus avantageux en terme d'encombrement et de coût. Mais ils sont sensibles aux conditions d'utilisation telles que les vibrations, chocs, dépressurisations... En particulier, les disques magnétiques ou autres dispositifs électromécaniques ne fonctionnent pas en dessous de 700 mb environ. Or, dans des
30 applications embarquées dans des aéronefs, la pression à une altitude de 30000 m est de l'ordre 25 mb. Il existe une très grande variété de protections de type "durcissement" parmi lesquelles des amortisseurs pour la tenue mécanique, des enceintes climatiques pour la tenue en température, des enceintes étanches pour les dépressurisations. Ces enceintes ont une
35 capacité limitée en terme de protection, notamment mauvaise protection contre les vibrations et protection uniquement contre des dépressurisations de faible amplitude. Elles ont aussi l'inconvénient majeur pour une application embarquée d'être très encombrante (de l'ordre de 200 x 300 x 254 mm). Elles comportent plusieurs cartouches (cartridge en anglais) pour une capacité mémoire de 150 Go environ.
L'ensemble de ces protections se présente souvent sous forme éclatée. En outre, pour ce type de dispositif embarqué, la place disponible est souvent restreinte et il se pose alors un problème car les dispositifs existants ont une efficacité qui n'est pas proportionnelle au volume occupé, et même généralement inversement proportionnelle à ce volume.
La présente invention permet de résoudre ces inconvénients tout d'abord en proposant un dispositif capable de protéger un objet contre les dépressurisations, notamment un boîtier électronique tel que, par exemple, un disque dur. Ce dispositif pour la protection d'objet contre la dépressurisation comporte plusieurs parois formant une enveloppe capable de contenir l'objet à protéger. Cette enveloppe est étanche et ses parois sont en matériau souple. En outre, les caractéristiques d'allongement et d'élasticité de ce matériau peuvent être telles que les parois de l'enveloppe opposent une force de rappel à la dépressurisation externe de l'enveloppe permettant de conserver la pression interne de ladite enveloppe dans une fourchette prédéterminée.
De plus, elle permet de protéger l'objet contre diverses conditions sévères (mécaniques, thermiques, dépressurisations, etc.) en proposant un système de protection d'un objet comportant le dispositif de protection contre les dépressurisations mentionné ci-dessus et, sur un coté au moins dudit dispositif de protection contre les dépressurisations contenant l'objet à protéger, un dispositif de protection contre les chocs et/ou les vibrations formant un filtre mécanique, du type comprenant une enveloppe logeant un matériau amortisseur. Le matériau de l'enveloppe est le même que celui des parois de l'enveloppe dudit dispositif de protection contre les dépressurisations. En outre, ce système de protection peut comporter un dispositif de protection et/ou régulation thermique. Ce dispositif de protection et/ou de régulation thermique est placé à l'intérieur de l'enveloppe étanche. L'invention consiste aussi en une carte électronique comportant un disque dur protégé contre ces diverses conditions sévères (mécaniques, thermiques, dépressurisations, etc.). Cette protection du disque dur est réalisée à l'aide du dispositif de protection contre les dépressurisations mentionné ci-dessus ou du système de protection mentionné ci-dessus.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description, faite à titre d'exemple, et des figures s'y rapportant qui représentent : - Figures 1a et 1 b, une vue en coupe schématique d'un objet protégé par l'enveloppe étanche selon l'invention, dans les conditions de dépressurisation de référence sur la figure 1a et dans des conditions de dépressurisation sur la figure 1 b,
- Figure 2, courbe d'évolution de la pression interne de l'enveloppe étanche selon l'invention en fonction de la pression externe,
- Figures 3a et 3b, courbe d'évolution du volume de l'enveloppe étanche selon l'invention en fonction de la pression externe, sur la figure 3a courbe et sur la figure 3b schéma de l'enveloppe,
- Figure 4, représentation schématique du système de protection d'un objet selon l'invention,
- Figure 5, vue de coté du système de protection d'un disque dur selon l'invention,
- Figure 6, vue de dessus du système de protection d'un disque dur selon l'invention implémenté sur une carte.
Les figures 1a et 1 b montrent de manière schématique un exemple de réalisation d'une enveloppe étanche 111 pour la protection d'un objet 112 aux dépressurisations. L'enveloppe étanche 111 est constituée principalement d'une paroi en matériau souple. Cette paroi de matériau est capable, de part notamment ses caractéristiques d'allongement et d'élasticité, d'absorber tout ou partie des dépressurisations, tout en assurant l'étanchéité. Les caractéristiques d'allongement et d'élasticité dudit matériau peuvent être choisies telles que les parois opposent une force de rappel à la dépressurisation externe de l'enveloppe (111 ) permettant de conserver la pression interne de ladite enveloppe (111 ) dans une fourchette prédéterminée. En effet, il permet ainsi de conserver la pression interne de l'enveloppe étanche 111 dans une plage de valeurs déterminées de 700 mb à 1010 mb environ quelle que soit la pression externe de 25 mb à 1010 mb environ. Cette paroi est, par exemple, une paroi de matériau synthétique thermoplastique. Ce type de matériau permet l'absence totale de maintenance grâce à la pérennité des matériaux utilisés (notamment le polyuréthane sous toutes ses formes). Le tableaul donne des caractéristiques d'un exemple de matériau utilisé.
Tableau 1
Figure imgf000006_0001
L'enveloppe étanche 111 est réalisée autour de l'objet à protéger 112 grâce à ce matériau sous des conditions de pression déterminée, nommée pression de référence (1000 mb par exemple) par la suite. Éventuellement, un élément d'échange 114 d'information et d'alimentation entre l'objet 112 ( dispositif tel que, par exemple, dispositif électromécanique, disque dur...) et l'extérieur de l'enveloppe étanche, traverse celle-ci par une ouverture 113. Cette ouverture 113 est réalisée de telle manière que l'enveloppe 111 reste étanche et ne laisse passer que l'élément d'échange 114 d'informations et d'alimentations. La figure 1a, montre de manière schématique, un objet protégé contre les dépressurisations 110. Cette protection est assurée par une enveloppe étanche 111. De plus, l'objet 112 est couplé à un élément d'échange 114 d'information et d'alimentation. Ce dispositif 114 permet l'échange d'information entre l'objet 112 à l'intérieur de l'enveloppe étanche 111 et tout système à l'extérieur de l'enveloppe 111 sous des conditions de dépressurisation.
La figure 1 b montre l'évolution de l'enveloppe étanche 111 lors d'une dépressurisation. De part ces caractéristiques physiques, notamment ses caractéristiques d'allongement et d'élasticité, l'enveloppe étanche 111 absorbe la variation de pression par une augmentation de sa superficie, mais de façon relativement faible.
Par exemple, lors d'un passage de 1000 mb à 115 mb, pour une enveloppe 111 protégeant un disque dur standard 112, l'enveloppe étanche 111 dont les parois sont d'une épaisseur d'environ 250 microns en polyuréthane, gonflera d'une hauteur d'environ 4 cm (si la hauteur est son seul degré de liberté). Il peut être envisagé que l'enveloppe étanche 111 ait plusieurs degrés de liberté (hauteur, largeur, longueur). En réalité, l'enveloppe étanche 111 permet d'absorber une dépressurisation jusqu'au moins 115 mb. Avec le retour à une pression de référence, l'enveloppe étanche 111 retrouve sa forme initiale. La paroi, en matériau souple, est assemblée pour donner à l'enveloppe étanche 111 une géométrie choisie.
L'homogénéité de l'ensemble de l'enveloppe 111 permet d'assurer l'étanchéité de celle-ci. L'étanchéité de l'enveloppe 111 ainsi que le vide à l'intérieur de celle-ci sont testés grâce à une valve 116 représentée sur la figure 5. La valve 116 est placée sur l'une des parois de l'enveloppe 111. Elle peut être amovible permettant, par exemple, son retrait lors du montage définitif de l'objet protégé 110 dans son système d'application comme, par exemple, lors du montage du disque dur protégé 110 sur une carte 200.
L'étanchéité de l'enveloppe 111 est menacée par les fils 114 permettant, par exemple, l'échange d'information entre le disque dur 112 et la carte électronique 200 comme sur la figure 6. En effet, souvent ces fils 114 sont des fils de cuivre torsadés emprisonnant de l'air dans la torsade. Cet air emprisonné dans les fils 114 vient rompre l'étanchéité de l'enveloppe 111. La première extrémité de ces fils 114 est étanche car dans l'enveloppe étanche 111. La deuxième extrémité de ces fils 114 placés sur la carte 200 est rendue étanche à l'aide du même matériau utilisé pour la fabrication de l'enveloppe étanche 111. Par exemple, les extrémités de fils 114 sur la carte 200 sont noyées dans une bulle de ce matériau.
Les fils 114 peuvent constituer une nappe comme celle représentée sur la figure 6. Dans tous les cas, afin d'éviter les frottements des fils 114 sur l'enveloppe 111 , un film de maintien 117, faisant notamment office de bride est disposé sur le dessus de l'enveloppe étanche 111. Les fils 114 sont glissés entre ce film de maintien 117 et l'enveloppe étanche 111. Le matériau du film de maintien 117 est le même que celui de l'enveloppe étanche 111 afin de toujours épouser ladite enveloppe étanche 111 quel que soit le volume occupé par celle-ci et d'assurer un bon maintien des fils 114 contre l'enveloppe 111 sans que ceux-ci ne frottent contre le film de maintien 117 ou l'enveloppe 111. Les dimensions de ce film de maintien 117 peuvent être celles du coté de l'enveloppe 111 sur lequel ces fils 114 sont maintenus. Ainsi, les risques de frottements et de coupures sont encore diminués. De plus, il peut être envisagé de glisser entre le film de maintien 117 et les fils 114 un film intermédiaire 118 pour éviter les frottements entre les fils 114 et le film de maintien 117. Ce film intermédiaire 118 est très résistant au frottement. Il peut être réalisé dans un matériau glissant: en téflon (marque déposée) par exemple.
La figure 2 montre l'évolution de la pression interne en fonction de la pression externe à température ambiante stabilisée. Pour une pression externe pe variant de 25 mb à 1010 mb, la pression interne pi varie linéairement de 700 mb à 1010 mb. La figure 3a montre l'évolution du volume v de l'enveloppe 111 contenant un disque dur 112 de 9,2Go, dans notre exemple, en fonction de la pression externe pe à température ambiante stabilisée. Pour une pression externe variant de 25 mb à 1010 mb, le volume de l'enveloppe 111 varie linéairement de 721 cm3 à 1000 cm3.
L'objet protégé 110 sur la figure 3b est représenté pour une pression de 115 mb. Pour une longueur L de 102 mm, une largeur I de 142 mm et une hauteur h de 50 mm, l'enveloppe 111 monte en son centre d'une hauteur supplémentaire hΔp de 40 mm pour une pression externe de 115 mb. La figure 4 propose un système de protection 110 d'équipements contre des effets mécaniques, climatiques et de dépressurisation. Des difficultés surviennent lorsque les énergies ou les puissances mises en jeu sont importantes par rapport à l'équipement fragile à protéger. De plus, il existe un problème délicat lorsque la place n'est pas ou peu disponible. Par exemple, lors de la mise en place de cartes électroniques existantes dans des équipements embarqués. Il faut protéger les disques durs implémentés sur ces cartes tout en n' occupant que le volume existant. Le système de protection 110 est la coopération de plusieurs dispositifs de protection dont, notamment, un dispositif amortisseur des effets mécanique 120, un dispositif de protection thermique 115 et un dispositif 111 assurant un fonctionnement dans une même plage de dépressurisation, compatible du fonctionnement, par exemple, d'un disque dur 112. On peut imaginer la coopération de seulement deux de ces dispositifs de protection ou la coopération d'un ou plusieurs de ces dispositifs avec un ou plusieurs dispositifs de protection non décrits comme, par exemple, un dispositif de protection à certains types de rayonnement...
Le système de protection de la figure 4 comporte notamment un dispositif assurant un fonctionnement du disque dur 112 dans une même plage de dépressurisation, par exemple, l'enveloppe étanche 111 car elle permet un maintien de la plage de dépressurisation interne, tout en occupant un volume définit évoluant peu. En effet, suivant le matériau utilisé pour constituer l'enveloppe, celle-ci a une augmentation de volume d'environ 28 % du volume initiale de l'enveloppe étanche 111 pour une dépressurisation de 985 mb. Cette enveloppe étanche 111 est donc une protection étanche notamment en dépressurisation. Le dispositif amortisseur des effets mécaniques 120 peut être, par exemple, celui décrit dans la demande de brevet européen EP 96 402 531. Ce dispositif forme un filtre mécanique, notamment contre de fortes accélérations et des vibrations. Il comporte une enveloppe 121 logeant un matériau amortisseur 122 capable de fluer avec la pression due aux chocs ou aux vibrations. L'avantage de ce dispositif amortisseur est qu'il est de faible volume pour une grande efficacité (résistance à un choc Λ sinus de 500 g / 3 ms).
Le dispositif de protection thermique 115 peut être un dispositif de régulation thermique 1152 maintenant la température interne de l'enveloppe étanche 1 dans une plage de température de fonctionnement idéal déterminée pour l'objet 112, par exemple +5 à +60°C. Il peut être aussi envisagé comme un élément 115ι interrompant le fonctionnement de l'objet 112 dès que la température de l'objet 112 n'est plus dans une plage de température de fonctionnement limite déterminée de l'objet 112, par exemple interruption du fonctionnement du disque dur 112 dès que la température est inférieure ou égale à 0 °C. Ou encore, une coopération entre cet élément 115ι et le dispositif de contrôle thermique 1152. L'élément 115ι peut, par exemple, comporter des vigithermes et/ou le dispositif 1152 des réchauffeurs. De plus, même si l'enveloppe étanche 111 empêche les échanges thermiques par convection, des échanges thermiques ont lieu par conduction par les fils 114 de la nappe. C'est pourquoi, une entrée sur deux de la nappe 114 est connectée au zéro électrique.
L'ensemble constituant le système de protection 100 est de faible volume et de faible coût en raison des dispositifs élémentaires utilisés, par exemple: enveloppe étanche en polyuréthane 111 dans laquelle est inséré l'objet 112 à protéger par exemple un disque dur, dispositif amortisseur 120 comportant une enveloppe en polyuréthane 121 remplie par un gel de silicone 122 placé sous le disque dur protégé 110 d'une part car habillé par l'enveloppe étanche 111 et d'autre part à l'aide d'un dispositif de protection thermique 115 comportant des réchauffeurs 1152 et des vigithermes 115ι placé à l'intérieur de l'enveloppe étanche 111 avec le disque dur 112. Un disque dur 112 ainsi protégé par le système 100 fournit les mêmes prestations et performances qu'un disque dur standard en accroissant son domaine d'exploitation. La figure 5 donne un exemple de réalisation du système de protection 100 de la figure 4. L'ensemble constitué par le disque 112 et le dispositif de protection thermique 115 habillé par l'enveloppe étanche 111 posé sur le dispositif amortisseur 120 est placé dans un berceau 130. Il est fixé, par adhérisation par exemple, uniquement en son centre afin de permettre à ce dispositif amortisseur 120 la liberté de mouvement nécessaire à son bon fonctionnement. Pour les mêmes raisons, les dimensions du fond du berceau (130) sur lequel est placé ce dispositif amortisseur 120, sont légèrement supérieures à celles de l'enveloppe 121 de ce dispositif amortisseur 120. L'ensemble est unifié à l'aide d'un adhésif (non représenté) réalisé dans un matériau semblable à celui de l'enveloppe 11 1 et du dispositif 120. Dans le système 100 proposé par l'exemple de la figure 5, l'enveloppe étanche 111 n'a qu'un seul degré de liberté sur son axe vertical vers le haut. En effet, l'enveloppe 111 prend peu de volume vers le bas du fait du berceau 130. Elle ne prend pas non plus de volume sur les cotés car, dans la réalisation proposée dans cet exemple, les côtés de l'enveloppe 111 ont épaisseur double par rapport à l'épaisseur de sa paroi supérieure, c'est- à-dire que, si la paroi supérieure a une épaisseur de 250 microns, les côtés ont une épaisseur de 500 microns. L'épaisseur de la paroi supérieure de l'enveloppe étanche est comprise dans une fourchette approximative allant de 250 à 500 microns. Cette fourchette est due au fait qu'en dessous d'une épaisseur d'approximativement 250 microns, la paroi supérieure devient trop déformable et donc ne fait plus son office de protection contre la dépressurisation en occupant peu de volume. Le système 100 représenté sur la figure 5 peut ainsi être implanté sur une carte électronique 200 comme le montre la figure 6. La fixation 201 du système 100 sur une carte 200 doit être réalisée de telle manière que la connexion des fils 114 n'entrave pas le dispositif 120 dans son action de protection des chocs et vibrations. Par exemple, la longueur des fils 114 est supérieure à la distance entre ses deux points de connexion. Et/ou les éléments de fixations 201 doivent laisser suffisamment de "souplesse" aux fils 114, c'est-à-dire que les fils 114 ne doivent pas être tendus en l'ouverture 113 et le premier point de fixation 201 sur la carte. Cela doit être effectué pour permettre non seulement au dispositif 120 une liberté de mouvement totale, mais aussi au dispositif 110 sa modification de volume. Il peut être envisagé d'implanter un tel dispositif pour collecter les données en vol dans un équipement de haute technicité (Radar d'avion...). Cette invention permet donc le développement d'un système d'enregistrement de données informatiques à haut débit et de capacité importante, de faible coût pour des applications en milieu contraint et cela avec une seule carte électronique c'est à dire un équipement simple. L'enveloppe étanche 111 apporte la particularité d'assurer le fonctionnement d'un disque dur 112 en milieu dépressurisé par des solutions à base de matériaux souples. Les disques durs ainsi protégés peuvent être notamment des disques durs informatiques grand public.
L'utilisation de quatre disques durs protégés 110 de la sorte permet d'obtenir aujourd'hui une capacité mémoire de l'ordre de 300 Go dans un volume de l'ordre de 170x170x170 mm. Donc, en comparaison des dispositifs existants, l'invention permet d'avoir une capacité mémoire plus élevée dans un volume plus faible cela pour un coût inférieur, tout en ayant une bonne résistance aux chocs, vibrations, dépressurisation et variations thermiques.
De manière plus générale, ce type de système de protection permet de disposer d'un objet, notamment d'équipement électromécanique, à bord de vecteurs dans tout milieu contraint (avions, bâtiments de surfaces, sous-marins, véhicules...)

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour la protection d'objet contre la dépressurisation comportant plusieurs parois formant une enveloppe (111 ) capable de contenir l'objet (112) à protéger, caractérisé en ce que cette enveloppe (111 ) est étanche et que ses parois sont en matériau souple.
2. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que les caractéristiques d'allongement et d'élasticité dudit matériau sont telles que les parois opposent une force de rappel à la pression externe de l'enveloppe (111 ) permettant de conserver la pression interne de ladite enveloppe (111 ) dans une fourchette prédéterminée.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les parois sont en matériau synthétique thermoplastique.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les caractéristiques d'allongement et d'élasticité du matériau sont telles que l'augmentation du volume interne de l'enveloppe (111 ) est inférieure ou égal à 28 % pour une dépressurisation externe de l'ordre de 985 mb.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les caractéristiques physiques du matériau sont telles que la pression interne de l'enveloppe (111 ) varie de 700 à 1010 mb pour une variation de pression externe de l'ordre de 25 à 1010 mb.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une ouverture étanche (113) afin de permettre uniquement le passage d'au moins un élément (114) permettant des échanges d'informations entre des dispositifs présents à l'intérieur (112) et l'extérieur de l'enveloppe (111 ).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un film de maintien (117) dans le même matériau que les parois de l'enveloppe (111 ), ledit film de maintien (117) étant placé sur le côté externe de l'une des parois de l'enveloppe (111 ) tel que les éléments 114 d'échange d'information sont glissés entre ce film de maintien (117) et ladite paroi de l'enveloppe (111 ).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un film intermédiaire (118) résistant aux frottements placé entre les éléments (114) d'échange d'information et le film de maintien (117).
9. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le film intermédiaire (118) est en matériau glissant.
10. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit matériau glissant est de type téflon.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une valve (116) placé sur l'enveloppe (111) permettant de tester l'étanchéité de ladite enveloppe (111 ).
12. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite valve (116) est démontable.
13. Système de protection d'un objet comportant le dispositif de protection contre les dépressurisations (110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que, sur un coté au moins dudit dispositif de protection contre les dépressurisations (110) contenant l'objet (112) à protéger est placé un dispositif de protection contre les chocs et/ou les vibrations (120) formant un filtre mécanique, du type comprenant une enveloppe (121 ) logeant un matériau amortisseur (122), le matériau de l'enveloppe (121 ) étant le même que celui des parois de l'enveloppe (111 ) dudit dispositif de protection contre les dépressurisations (110).
14. Système selon la revendication précédente caractérisé en qu'il comporte un dispositif de protection thermique (150) à l'intérieur de l'enveloppe (111 ) dudit dispositif de protection contre les dépressurisations (110).
15. Système selon l'une des revendications 13 ou 14 caractérisé en ce qu'il comporte un berceau (130) dans lequel sont placés:
- le dispositif de protection contre les chocs et/ou les vibrations (120) sur le fond du berceau avec fixation uniquement en son centre, dont les dimensions du fond dudit berceau (130) étant légèrement supérieures à celles de la paroi de l'enveloppe 122 dudit dispositif de protection contre les chocs et/ou les vibrations (120), et
- le dispositif de protection contre la dépressurisation (110) dans le berceau (130) comme couche supérieure.
16. Carte électronique comportant un disque dur caractérisé en ce que le disque dur (112) est protégé par le dispositif de protection contre les dépressurisations (110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 ou le système de protection selon l'une quelconque des revendications 13 ou
14.
17: Carte électronique selon la revendication précédente caractérisé en ce que le point de connexion des éléments (114) d'échange d'information à la carte (200) est noyé dans le même matériau que celui utilisé pour réaliser les parois de l'enveloppe (111 ).
18. Carte électronique selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17 caractérisé en ce que la fixation (201 ) des éléments (114) d'échange d'information couplé au disque dur (112) sur la carte (200) est réalisée de telle manière que la longueur des éléments (114) d'échange d'information entre l'ouverture étanche (113) de l'enveloppe (111) et la première fixation (201 ) de ces éléments (114) sur la carte (200) est supérieure à la distance entre ces deux points.
PCT/FR2002/004271 2001-12-20 2002-12-10 Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation WO2003053805A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02796901A EP1458625A1 (fr) 2001-12-20 2002-12-10 Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR01/16554 2001-12-20
FR0116554A FR2833933B1 (fr) 2001-12-20 2001-12-20 Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation et systeme de protection d'objet dans des milieux contraints

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003053805A1 true WO2003053805A1 (fr) 2003-07-03

Family

ID=8870751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2002/004271 WO2003053805A1 (fr) 2001-12-20 2002-12-10 Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1458625A1 (fr)
FR (1) FR2833933B1 (fr)
WO (1) WO2003053805A1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2695207A (en) * 1951-08-28 1954-11-23 Bendix Aviat Corp Hermetically sealed package
US2936940A (en) * 1955-01-13 1960-05-17 Berghgracht Marius Fluid tight packages
US5454157A (en) * 1992-10-14 1995-10-03 Maxtor Corporation Method of manufacturing a hermetically sealed disk drive
US5855272A (en) * 1994-09-30 1999-01-05 Symons; Richard Daniel Storage of sensitive media
US5988388A (en) * 1995-11-27 1999-11-23 Dassault Electronique Device and method for the protection of objects against impacts or other mechanical effects
US6304440B1 (en) * 1999-11-04 2001-10-16 Liken Lin Shock-proof device of external hard disk driver box

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2695207A (en) * 1951-08-28 1954-11-23 Bendix Aviat Corp Hermetically sealed package
US2936940A (en) * 1955-01-13 1960-05-17 Berghgracht Marius Fluid tight packages
US5454157A (en) * 1992-10-14 1995-10-03 Maxtor Corporation Method of manufacturing a hermetically sealed disk drive
US5855272A (en) * 1994-09-30 1999-01-05 Symons; Richard Daniel Storage of sensitive media
US5988388A (en) * 1995-11-27 1999-11-23 Dassault Electronique Device and method for the protection of objects against impacts or other mechanical effects
US6304440B1 (en) * 1999-11-04 2001-10-16 Liken Lin Shock-proof device of external hard disk driver box

Also Published As

Publication number Publication date
EP1458625A1 (fr) 2004-09-22
FR2833933B1 (fr) 2004-06-25
FR2833933A1 (fr) 2003-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2687920B1 (fr) Module électronique à résonateur à quartz muni de moyens de fixation antichoc
EP1035017B1 (fr) Procédé de simulation des flux thermiques externes absorbés en vol par les éléments radiatifs extérieurs d'un engin spatial et engin spatial pour la mise en oeuvre de ce procédé
WO2009066045A2 (fr) Dispositif modulaire d'isolation multi-axes de vibrations et de chocs, a base d'elastomere
EP0102653A2 (fr) Ski muni d'un dispositif amortisseur de vibrations
EP0283337A1 (fr) Conteneur de transport aérien pour matières dangereuses
EP1458625A1 (fr) Enveloppe etanche pour la protection d'objet aux variations de depressurisation
EP1059693A1 (fr) Dispositif d'enregistrement de données à cartouche hermétique, amovible, et suspendue
EP3087624B1 (fr) Module de batterie electrochimique offrant une tenue aux environnements humides amelioree et procede de realisation d'au moins un tel module
FR2748183A1 (fr) Hydrophone et procede pour sa fabrication
CA2176285C (fr) Dispositif electronique protege contre les chocs par capsulation
EP0651228B1 (fr) Module de blindage pour la protection balistique de structure
FR2792802A1 (fr) Hydrophone pour la reception des ondes acoustiques ou sismiques
FR3013684A1 (fr) Structure porteuse de satellite comportant un dispositif de liaison amortissante
FR3016086A1 (fr) Batterie electrochimique a securite de fonctionnement amelioree en environnement humide
EP0897176B1 (fr) Absorbeur acoustique sous-marin
EP1095853A1 (fr) Atténuateur de chocs pour pied de gerbage
EP0858107A1 (fr) Echangeur de chaleur pour composants électroniques et appareillages électrotechniques
EP3995862B1 (fr) Structure de detecteur radiologique
FR2787914A1 (fr) Enregistreur de donnees resistant a l'ecrasement et a la chaleur en cas d'accident
FR2831235A1 (fr) Dispositif de protection, destine a l'amortissement de chocs et/ou vibrations mecaniques
WO2014111445A1 (fr) Emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matieres radioactives comprenant une protection anti-feu amelioree
FR3071638A1 (fr) Terminal, en particulier de controle d'acces, resistant aux chocs
FR2853024A1 (fr) Dispositif de fixation d'un equipement et/ou d'une charge utile susceptibles d'etre soumis a une ambiance vibratoire
FR2854486A1 (fr) Lecteur de support de donnees comportant une enceinte
EP1441327A1 (fr) Structure mécanique présentant une propriété vibratoire modifiable

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002796901

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002796901

Country of ref document: EP

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP