Brevet FR2456270A1 — publié le 19801205

La présente invention concerne une bague d'étanchéité, de préférence en matière élastomère ou synthétique, comportant un bottier, de préférence métallique, dont la périphérie externe est recouverte de couches étan chéisantes Les bagues d'étanchéité, telles que pour arbres de maP chines rotatifs, pour tiges à mouvement alternatif, ou pour bagues coulissantes, se composent généralement d'éléments en matière élastomère ou synthétique et de bagues de renforcement métalliques, de préférence en acier, enrobées dans ces éléments ou les entourant Les matières élastomères employOes.sont celles appropriées à chaque cas d'application et, lorsque les bagues d'étanchéité sont soumises à des contraintes thermiques et chimiques élevées, les élastomères utilisés de préférence sont ceux à base de fluor, de si- licones, ou de polyuréthane, dont la résistance à la température ou aux produits chimiques est, comme on le sait, particulièrement élevée Mais, principalement en cas d'emploi d'élastomères au fluor, susceptibles de supporter des contraintes élevées mais très cotteus, il arrive souvent aujourd'hui qu'en vue de réduire le cott des matières premières ces bagues ne comportent cet élément coûteux qu'à leur périphérie interne .La partie périphérique externe adhésive, soumise à de moindres contraintes, et qui ne doit produire qu'une étanchéité statique dans l'alésage récepteur, est alors faite, soit d'un élastomère normal moins conteuse soit d'un revêtement en laque étanchéisante déposée en couche épaisse Les laques étanchéisantes utilisées de préférence sont les élastomères tels que ceux à base de polyéthylène chloro-sulfoné qui, du fait qu'ils assurent une bonne étanchéité statique et une bonne adaptation aux surfaces jointives, n'ont plus à être durcis ensuite, par vulcanisation, qu'à une dureté Shore assez basse Mais ces couches caoutchouteuses molles présentent l'inconvénient de devenir gluantes sous l'effet de la chaleur développée par les contraintes apparaissant pendant le fonctionnement des machines et d'adhérer aux surfaces jointives de l'alésage récepteur .En outre, une telle couche caoutchouteuse assez molle peut Btre endommagée ou meme cisaillée et pelée au cours de l'entreposition, du transport, et surtout au cours du montage par l'introduction à force des bagues dans ledit alésage On y remédie en ajoutant à ces laques étanchéisantes des substances telles que le polytétrafluoréthylène abaissant leur tendance adhésive, mais ces substances abaissent aussi l'élasticité des couches de laque, donc leur capacité d'étanchéité statique .On emploie - aussi, conformément au brevet des Etats-Unis d'mOri- que N2 2.889.163, des laques en résines synthétiques thermoplastiques ou duroplastiques telles que les résines acryliques, vinyliques, phénoliques, mélaminiques, époxydes ou alkydes . Ces couches de laques sont suffisamment résistantes et possèdent un très bon pouvoir adhésif aux surfaces métalliques, en sorte qu'elles ne collent pas et qu'elles ne sont pas endommagées pendant l'entreposition, le transport et le montage Mais ces couches ne possèdent qu'une élasticité très réduite de sorte que, produisant un ajustement serré entre la bague et l'alésage récepteur, elles ne peuvent être appliquées qu'en couches très minces .Elles ne servent pratiquement qu'à remplir les stries ou rayures causées par l'usinage sur les surfaces jointives, de sorte que l'étanchéité statique n'est pratiquement produite que par un contact métal sur métal . Or, lorsque les bagues d'étanchéité doivent être insérées dans un boîtier en métal léger, la dilatation différente du boîtier d'aluminium et de la bague de renforcement en acier produit, à l'endroit de l'appui, en cas de contraintes thermiques changeantes, un intervalle que les couches de résine synthétique ne combleront pas du fait de leur manque d'élasticité .La bague d'étanchéité ne s'adapte donc plus à l'alésage et l'étanchéité statique n'est plus azurée La présente invention a donc pour objet de réaliser unebague d'étanchéité faite d'un boitier de préférence métallique dont la surface périphérique externe est recouverte de laque étanchéisante et dont la surface périphérique interne comporte une manchette d'étanchéité en matière élastomère ou synthétique, telle qu'en par ticulier une bague d'étanchéité pour arbre de machine, pour tige mobile, ou pour bague coulissante, dont le revêtem.ent de laque étanchéisante possède une résistance mécanique suffisante à ''usure par frottement et aux dommages survenant pendant l'entreposition, le transport et le montage, tout en étant suffisamment élastique pour pouvoir compenser, en particulier lors du montage dans un boitier en métal léger, les variations d'ajustement produites par dilatation thermique Le revetement de laque étanchéisante devra en outre être facile et peu coateux à réaliser Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'une bague d'étanchéité dont la surface périphérique externe du bottier est recouverte d'une couche double de laques étanchéisantes de propriétés physiques différentes . La première couche déposée sur la surface métallique sera constituée par une laque élastique telle que, de préférence, en polyéthylène chloro-sulfoné, tandis que la seconde couche, recouvrant la première, sera constituée, de préférence, de laques en matière synthétique telles quedes laques à base de résines acryliques, vinyliques, phénoliques, mélaminiques, époxydes, ou alkyliques .On pourra également utiliser, pour cette seconde couche, une laque étanchéisante élastique telle que celle de la première couche mais à laquelle on aura ajouté des substances additionnelles en vue d'en élever la résistance mécanique et/ou d'en abaisser la tendance adhésive La première couche de laque étanchéisante élastique sera déposée, en épaisseur voulue, par projection pulvérisation, sur les surfaces externes de la bague de renforcement, d'un élastomère en solution dans du méthyléthylcétone . Après séchage de cette première couche, la solution de résine synthétique constituant la seconde couche sera pulvérisée sur elle . L'ensemble sera ensuite séché et éventuellement brièvement recuit au four .La mise en place et la vulcanisation de la partie de la bague comportant la lèvre d'étanchéité pourra précéder ou suivre ces opérations mais il y auia avantage à ce que cette mise en place et cette fixation par vulcanisation s'effectuent en dernier lieu du fait que la recuisson s'exerce simultanément sur la couche externe et sur la partie comportant la lèvre d'étanchéité L'invention permet ainsi de réaliser une bague d'étanchéité avec bottier, dont le recouvrement périphérique de laque étanchéisante est à la fois plus élastique et suffisamment résistant .La première couche, relatives ment assez épaisse, assure l'adaptation élastique de la bague à son boitier tout en permettant l'établisse- ment d'un ajustement serré en cas de variation de diamètre de la bague d'acier et de l'alésage récepteur causée par des dilatations thermiques . La couche externe de recouvrement, de préférence en résine synth6- tique, sert de couche protectrice en particulier contre l'usure par frottement et contre les dommages survenant pendant l'entreposition, le transport et le montage, ainsi qu'à empêcher l'adhérence dans l'alésage récepteur . L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à un exemple préféré, non limitatif, de réalisation représenté sur le dessin annexé dont la figure unique est une demi-coupe axiale d'une bague d'étanchéité selon l'invention, montée sur un arbre de machine . La bague d'étanchéité 1 comporte une bague de renforcement métallique 2 à la périphérie interne de laquelle est fixée, par vulcanisation, une pièce comportant une lèvre d'étanchéité 3, en élastomère au fluor, munie d'une rondelle élastique métallique 4 A la périphérie externe de la bague de renforcement 2, et directement sur la surface métallique de celle-ci, est déposée une première couche de laque étanchéisante 5, d'une épaisseur de 0,14 mm, en polyéthylène chlorosulfoné et, immédiatement sur cette première couche une couche de recouvrement 6, d'une épaisseur de 0,015 mm, en résine alkyde Après montage par introduction à force dans un alésage correspondant dans de l'aluminium, les deux couches de laque ne présentent aucun endommagement . Simultanément, la bague d'étanchéité se révèle, au cours d'un essai d'étanchéité statique, complètement étanche à sa périphérie externe, méme à des températures de 120oC L'invention vise en premier lieu les bagues d'étanchéité en matière élastomère, comportant. un boitier métallique et une couche périphérique externe de laque étanchéisante, pour l'étanchéité statique à l'intérieur d'alésages récepteurs et en particulier pour joints étanches d'arbres de machines, tiges ou barres, ou bagues coulissantes . Mais le revêtement de laque étanchéisante selon l'invention est également applicable à des bagues d'étanchéité semblables nécessitant une étanchéité statique, en particulier dans des alésages récepteurs en aluminium REVENDICATIONS 1. Bague d'étanchéité, de préférence en matière élas tomère ou synthétique, telle qu'en particulier pour barre, anneau coulissant, ou arbre de machine, com portant un boîtier, de préférence métallique, dont la périphérie externe est recouverte d'une couche, carctérisée en ce que la couche recouvrant la pé riphérie externe du boitier est double et se compose d'une couche élastique interne à laquelle se super pose une couche de recouvrement de grande résistance mécanique et de faible tendance adhésive 2. Bague d'étanchéité selon la Revendication 1, carac térisée en ce que la couche interne de laque étan chéisante est constituée par un élastomère 3.Bague d'étanchéité selon les Revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisée en ce que la couche externe de recouvrement est constituée par une résine synthétique thermoplastique ou duroplastique. 4. Bague d'étanchéité selon une quelconque des Reven dications 1 2 ou 3, caractérisée en ce que la cou che de recouvrement supérieure contient des pro duits d'addition antagonistes à sa tendance adhésive 5. Bague d'étanchéité selon une quelconque des evendi- cations 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que lté- paisseur maximale de la couche interne de recouvre ment est de 0,5 mm 6. Bague d'étanchéité selon une quelconque des Reven dications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que l'epai seur w.inimale de la couche interne de recou vrement est de 0,03 mm 7. Bague d'étanchéité selon une quelconque des Reven dications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que l'épaisseur maximale de la couche externe de recouvrement est de 0,20 mm 8. Bague d'étanchéité selon une quelconque des Reven dications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que l'épaisseur minimale de la couche externe de -recouvrement est de 0,01 mm 9. A titre de procédé industriel nouveau, utilisation d'une bague d'étanchéité selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, comme bague d'étanchéité pour arbre de machine aux fins de réa liser l'étanchéité d'un arbre tournant dans un alé sage en aluminium