Brevet FR2299958A1 — publié le 19760903

Il existe actuellement de nombreux types de bagues d'étanchélté qui donnent plus ou moins satisfaction. Parmi les plus appréciées, notamment dans les applications hydrauliques et pneumatiques, se trouvent les bagues formées par des bandes découpées en biais dans un tissu qui a été préalablement enduit, ces bagues pouvant être ensuite moulées de façon à avoir une forme en V ou en chevron. Ces bagues sont assez efficaces mais leur fabrication est complexe et pose de nombreux problèmes. Il est en effet nécessaire d'enduire le tissu d'une manière extremement homogène pour que la bague présente une cohésion suffisante pour lui assurer de bonnes propriétés mécaniques et une grande longévité. Ces procédés de fabrication nécessitent l'utilisation de matériels importants dtimprdgnation, d'enduction et de découpe de tissus. De plus les bandes réalisées risquent souvent de s 1effilocher au droit de la coupe. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle a en effet pour objet un procédé de fabrication d'une bague d'étanchéité qui con siste à partir de fils naturels et/ou synthétiques, à les imprégner d'un matériau élastomère ou plastomère, ou d'une résine, à former une bande avec les fils ainsi imprégnés, à la conformer en bague et à la mouler sous pression. Las fils étant imprégnés individuellement sont revêtus par le matériau élastomère, ou plastomère, régulièrement sur toute leur surface extérieure. Ainsi ce matériau est réparti de manière homogène dans toute la bande formée avec ces fils. Cette bande peut être tressée ou tissée selon l'utilisation. Dans de nombreux cas elle peut avantageusement être imprégnée avant ou pendant Sa mise en forme, avec un matériau analogue à celui qui a imprégné les fils, et de. préférence avec le #me matériau. Il est bien évident que l'impré gnation de cette bande, de mSme que celle des fils, est beaucoup plus simple que celle d'un tissu de dimensions relativement importantes et que, par suite, l'installation et les dispositifs nécessaires sont beaucoup moins encombrants et beaucoup moins coûteux. La bande peut par ailleurs être fabriquée exactement à la dimension correspondant à la bague d'étanchéité à réaliser et avoir la largeur désirable. Le procédé est ainsi d'une grande souplesse. Las fils peuvent aisément être choisis en fonction des qualités que doit posséder la bague d'étanchéité. Ils peuvent par exemple être constitués par des fils textiles naturels ou synthétiques ou même par un mélange de ces deux types de fils. Ces fils sont par exemple des fils de coton, d'amiante, de graphite, de polyamide, de PTFE, de métal, ou analogue.Chacun d'eux est avantageusement soumis à un traitement d'adhérisation, par exemple à l'alde d'isocyanates, puis il est imprégné par une dissolution d'un matériau élasto mère\ou plastomère, ou d'une résine, par exemple par un caoutchouc naturel, du caoutchouc nitrile (Perbunan, Hyear, etc.), du polychloroprène, du polybuta diène, un élastomère fluoré ou du PTFE en fibres ou en résine. Les fils imprégnés sont ensuite tressés, par exemple sur une tresseuse à fuseaux suspendus, à plat, pour réaliser une bande-ébauche de largeur, d'épaisseur, et de texture déterminées. Selon une variante de réalisation, les fils sont tissés sur un métier à bande étroite pour réaliser la bande-ébauche. De préférence cette bande est elle-même imprégnée avec le même matériau que les fils par passage dans un bain d'une dissolution de ce matériau ou, éventuellement, en phase non solvant. Plusieurs épaisseurs de bandes sont ensuite superposées, par exemple par enroulement en spirale les unes sur les autres, ou par pliage en accordéon d'une bande de grande largeur, ou même simplement par superposition d'un certain nombre de bandes identiques. L'ensemble de ces bandes superposées est moulé sous pression, à chaud, pour recevoir la forme de la bague d'étanchéité à réaliser. Cette forme peut être une forme en V ou toute autre forme qui permet d'utiliser la bague d'étanchéité seule ou en combinaison avec d'autres bagues complémentaires. Bien entendu les proportions du matériau d'imprégnation et de fils textiles sont fonction de l'utilisation. D'une manière générale la bague comporte de préférence environ 70% de fils textiles et 304 de matériau d'imprégnation. Ce procédé de fabrication permet de réaliser des bagues de types très différents, ainsi que le montrent les exemples décrits ci-dessous, ainsi que les dessins annexés qui les illustrent. Sur ces dessins - la fig. 1 représente une bague conformée, avant moulage; - la fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la fig. 3 est une vue éclatée montrant 1 'enroulement en spirale de la bande formant la bague de la figure 1; - la fig. 4 représente en coupe axiale une garniture d'étanchéité comportant plusieurs bagues fabriquées selon le procédé de l'invention; - la fig. 5 représente, également en coupe axiale, une autre garniture d'étanchéité réalisée au moyen d'une bague fabriquée selon l'invention. EXEMPLE 1 Des bagues ont été fabriquées à partir de fils de coton 24/3 qui ont subi un traitement d'adhérisation aux isocyanates, avec un taux d'imprégnation de 0,5 à 2%, puis un traitement de gommage par passage dans un bain d'une dissolution de caoutchouc nitrile dans un solvant de type polaire, le pourcentage de caoutchouc nitrile dans cette dissolution étant tel que le gonflement du matériau à la sortie du moule soit nul. Les fils ainsi imprégnés à 8 à l# de caoutchouc ont ensuite été tressés pour réaliser une bande de 17 mm de large et de 1,5 ni d'épaisseur, comportant 62 fils et 30 croisures aux dix centimêtres, cette bande ayant par exemple une longueur de 330 ma (fig. 1 et 2). Cette bande 1 a été enroulée en spirale et les épaisseurs superposées 2, 3, 4, ont été assemblées les unes sur les autres, conformées pour rece voir une section en forme de V et moulées par pression à chaud pendant 5 mn, la pression étant de l'ordre de 400 kg/cm2 et la température de l500C. La bague ainsi formée a une cote nominale de 45 i 60 ars et pése 5 g. Plusieurs bagues 1 ainsi réalisées ont été librement emboîtées les unes dans les autres (fig. 4) pour former un jeu de garnitures d'étanchéité suscep tibles de supporter des pressions pouvant aller Jusqu'à 1000 bars. Ce Jeu coc porte une ou plusieurs bagues 1 (une dans le cas du dessin) ainsi qu'une bague de toute 6 et une bague de fond 8 formées identiquement, l'aide d'ébauches res pectivement de 400 et 500 mm. EXEMPLE 2 Des bagues de forme analogue à celles de l'exemple 1 ont été réalisées à partir de fils polyamides soumis à un traitement d'adhérisation aux isocyanates, puis gorgés par passage dans un bain d'une dissolution de copolymères à base de nitrile acrylique. Ces fils ont ensuite été tressés en bande de 13 nin de largeur et 1,1 - d'épaisseur, avec 22 croisures et 50 fils aux dix centimètres. La bande 10 obtenue a ensuite été elle-même imprégnée avec la même dissolution que les fils et conformée pour recevoir une section en V.Cette bande en V, 10, a été enroulez en spirale (fig. 3) et les épaisseurs superposées ont été asses- blées et moulées sous pression pendant 5 ni, la pression étant de 400 kg/cm et la température d'environ 1600C. La taux de nitrile acrylique du copolymère dans la dissolution étant telle que le gonflement du matériau fini est de 0%. On a ainsi fabriqué des bagues constituant une garniture aux cotes nosi- nales 50 x 65 mm. EXEMPLE 3 Des bagues analogues ont été réalisées à partir de fils d'amante imprégnés dans une dispersion de PTFE. Ces fils ont ensuite été tressés en une bande de 24 mm de largeur et 1,8 mm d'épaisseur, comportant 22 croisures aux dix centi autres. Plusieurs bandes semblables ont ensuite été superposées les unes aux au étant de 300 kg/cm. L'ensemble a ensuite été fritté pendant 1 h à 300 . La proportion du PTFE dans le produit fini était de 20%, tandis que l'aian- te représentait 80% de ce produit. EXEMPLE 4 bague spéciale anti-friction a été réalisée à partir de fils d'amiante et de fils de métal anti-friction, tel que du plomb antimonié; 47 fils d1amian- te 16/2 et 14 fils d'amiante armée de métal anti-friction 10/10 ont en effet été imprégnés par passage dans un bain d'une dissolution de caoutchouc nitrile, puis tressés en une bande qui a elle-mEme été imprégnée de caoutchouc nitrile en quantité telle qu'elle comporte 65% d'amiante, 15% de métal anti-friction et 20% de caoutchouc nitrile.Cette bande a ensuite été repliée en accordéon, de façon à superposer plusieurs bandes identiques, les plis étant assemblés de manière à donner à l'ensemble une section sensiblement rectangulaire. L1ensem- ble a ensuite été moulé à une température de 1500C sous une pression de 400 kg/cm2 pendant 15 mn. La bague obtenue avait une cote nominale de 89 x 100 et une hauteur de 40 mm. Son gonflement était de 0%. EXEMPlES On a également fabriqué, selon le procédé de l'invention, une bague compo site, représentée sur la figure 5, constituée d'une part par du fil textile traité et imprégné, et d'autre part par un profil en caoutchouc 12. Par exemple, des fils de coton soumis à un traitement d'adhérisation aux isocyanates, puis gommés par passage dans une dissolution de caoutchouc nitrile, ont été tressés pour former une bande d'une largeur de 10,5 n- et d'une épaisseur de 1,3 mn, ayant une longueur de 565 mm. Cette bande-ébauche a été formée en moule sous presse, à une pression de 250 kg/cm2 et une température de 1500C pendant 1 an. Puis cette ébauche 14 a été assemblée avec un profil boudin 12, en caoutchouc nitrile de dureté shore 80. L'ensemble de la bande 12 et du profil 14 est vulcanisé en moule sous presse à une pression de 200 kg/cm à une température de 1500C pendant 5 mn. La bague ainsi obtenue comporte 45% de fils textiles et 55% de caoutchouc. D'autres types de bagues peuvent, de la méme #,ani#re, être réalisés selon le procédé de l'invention. La nature des fils est choisie en fonction de l'utilisation de la bague à obtenir, de même que la nature et les proportions des matériaux d'imprégnation. Dans tous les cas l'imprégnation des fils ou des ban- des tressées ou tissées au moyen de ces fils est réaliste facilement sans néces- siter une installation importante ou encosbrante, donc conteuse. Par ailleurs cette imprégnation est extrêmement hcoogène, ce qui permet de donner à la bague d'étanchéité des propriétés mécaniques optimales et une grande longévité. Bien entendu les bandes peuvent strie fabriquées en continu et présenter des longueurs importantes qui sont coupées à la demande. Grâce à ce procédé la fabrication des bagues d'étanchéité est plus simple et moins conteuse, tout en présentant une~trb8 grande souplesse d'adaptation aux diverses utilisations. - REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication de bagues d'étanchéité, qui consiste à partir de fils textiles naturels et/ou synthétiques, à imprégner ces fils par passage dans un bain d'un matériau élastomère ou plastomère, à former une bande des fils ainsi imprégnés, à la conformer en bague et à la mouler sous pression. 2 - Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la confornation comprend la superposition de plusieurs longueurs de bande. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bande de fils est elle-même imprégnée de matériau compatible avec celui qui imprègne les fils. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à J, caractérisé en ce que la bande est formée par tressage ou tissage. 5 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fils textiles sont des fils de coton, d'aaiante, de graphite, de polyamide, de pelytétrafluoréthylène, des fils métalliques ou mSme des fils composites. 6 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau d'imprégnation est constitué par un copolymère à base de nitrile acrylique. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau d'imprégnation est un caoutchouc naturel, un polychloroprène ou un polybutadiène. 8 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau d'imprégnation est un élastomère fluoré. 9 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau d'imprégnation est du polytétraflucréthylène en fibres ou en résine. 10 - Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bandes superposées et assemblées reçoivent avant moulage une forme en V. il - Procédé suivait l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bandes sont superposées par enroulement en spirale ou pliage en ac cordon, 12 - Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau d'imprégnation constitue 10 à 40% du produit terminé.