Brevet FR2477251A1 — publié le 19810904

La présente invention a trait à une garniture et en particulier à une garniture destinée à garnir le périmètre des ouvertures ménagées dans les véhicules de manière à réaliser une fermeture étanche lorsque ces ouvertures sont fermées par un élément approprié et elle concerne également un moule destiné à la fabrication d'une telle garniture. Les garnitures connues pour ouvertures de véhi- cules sont composées d'un ou de plusieurs mélanges de matièresélastomères et elles comprennent au moins une première partie formée de matière élastomère expansée destinée à se déformer de manière à constituer un joint étanche en butée contre l'élément mobile qui ferme ladite ouverture et éventuellement une deuxième partie munie d'une âme rigide noyée dans un profilé de matière élastomère de manière à pouvoir ancrer la garniture à l'ouverture du véhicule. Ces garnitures de type connu présentent de nombreux inconvénients parmi lesquels on peut citer celui d'exiger une pression d'écrasement importante pour assurer une bonne étanchéité. En effet, le rapport entre vides et pleins de la partie expansée des garnitures connues n'excède pas des valeurs moyennes de 50 %. Ce rapport se- traduit par une grande rigidité des garnitures connues, en dehors du fait qu'il rend ces garnitures peu aptes à céder à la compression qu'elles subissent. Par conséquent, lorsque la partie d'une gar- niture connue destinée à assurer l'étanchéité se trouve comprimée, cette partie se déforme en se dilatant dans une direction transversale au corps de la garniture et elle provoque ainsi une réduction de la pression d'étanchéité exercée contre l'élément mobile destiné à fermer l'ou- verture. Pour éliminer cet inconvénient, on a tenté de placer des limites mécaniques latéralement à la gar- niture de manière à empêcher la déformation dans une direction transversale au corps de cette garniture. Ces limites mécaniques ont bien réussi à accroître la y- pression de fermeture exercée sur l'élément mobile destiné à fermer l'ouverture mais elles ont provoqué par ailleurs une usure et des déchirures concentrées dans le corps de la garniture, sans compter le fait qu'elles constituaient des solutions beaucoup plus com- pliquées et coûteuses. Toujours en raison des caractéristiques in- trinsèques de la matière élastomère formant la garniture, on est conduit à faire en sorte que l'élément de ferme- - ture exerce.des pressions très élevées sur la partie dé- formable de la garniture qui est destinée à établir le joint étanche. Ces très fortes pressions engendrent des sollicitations dans le caoutchouc et, en particulier en raison du fait qu'elles restent maintenues pendant des périodes prolongées et qu'elles sont répétées dans le temps, ces pressions déterminent une détérioration pré- coce du caoutchouc lui-même, Par ailleurs, les garnitures connues faites d'une matière élastomère sont sujettes à subir une forte usure et même des déchirures aux points o l'élément mobile destiné à fermer l'ouverture frotte contre la garniture. En effet, normalement, ces éléments mobiles sont métalliques et, le coefficient de frottement caout- chouc sur métal étant très élevé, on observe des solli- citations importantes sur la surface de matière élas- tomère de la garniture, sollicitations qui peuvent pro- voquer des déchirures.. Finalement, lors de la fabrication des gar- nitures connues, on se heurte à-des inconvénients en ce sens que ces garnitures sont, soit extrudées et ensuite réticulées, dans les modes de production du type continu, soit obtenues par moulage. En particulier dans ce cas, la matière élastomère se réticule à des températures élevées et, cette opération nécessitant en outre des pressions de moulage élevées, il est nécessaire de prévoir des moules métalliques très coûteux et dont l'utilisation est limitée à des garnitures possédant une forme unique et bien définie, et de prévoir des presses capables de fournir la pression et la chaleur à ces moules. En d'autres termes, si l'on doit modifier la forme de la garniture à produire, il est nécessaire de construire un nouveau moule, ce qui a une incidence notable sur les prix de revient. En outre, lorsque les parties qui font saillie en porte-à-faux sur les garnitures connues sont en nombre supérieur à deux et possèdent une forme très complexe, il est nécessaire de fabriquer ces parties séparément puis de les assembler par moulage, ce qui implique des temps de travail très longs. Le but de l'invention estde réaliser une garniture qui supprime les inconvénients des garnitures connues, c'est-à-dire qui soit capable de former un joint étanche même avec des pressions réduites qui ne pose pas de problèmes d'usure résultant des inévitables frot- tements sur les éléments de fermeture des ouvertures contre lesquels elle est pressée et qui puisse être fa- briquée en une seule opération, même lorsqu'elle-pré- sente des formes très complexes. Un autre but de l'invention est de réaliser un moule pour la fabrication de garnitures pour ouver- tures de véhicules qui puisse être facilement modifié' pour permettre de mouler et de réticuler des garnitures qui possèdent des formes variées. L'invention a pour objet une garniture, en particulier une garniture destinée à entourer une ou- verture pratiquée dans un véhicule, comprenant au moins une partie en matière expansée capable de former un joint étanche, caractérisée en ce que cette partie est munie de moyens de limitation de la déformation. L'invention a encore pour objet un moule pour la fabrication de garnitures comprenant au moins deux demi-moules qui, réunis, forment une cavité dans laquelle on fabrique la garniture, ce moule étant carac- térisé en ce que les parois de ladite cavité sont faites en une matière plastique mise en forme. Les figures du dessin annexés donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut âtre réalisée. Les figures 1 et 2 représentent en coupe et en perspective deux formes particulières de réalisation de garnitures suivant l'invention qui sont munies d'une âme résistante. La figure 3 représente en perspective et en coupe une autre forme particulière de réalisation d'une garniture suivant l'invention démunie d'âme résistante. La figure 4 représente en coupe un moule suivant l'invention destiné à la fabrication de garnitures. Suivant le principe le plus général de réso- lution du problème suivant l'invention, une garniture, en particulier destinée à garnir le périmètre d'une ou- verture de véhicule, comprend au moins une partie en ma- tière expansée, destinée à établir le joint étanche, cette partie étant munie de moyens destinés à en limiter la déformation. Une forme particulière de réalisation d'une garniture suivant l'invention est représentée sur la fi- gure 1. Sur cette figure, on a représenté en perspective et en coupe une garniture 1 munie d'une armature résis- tante destinée à faciliter l'ancrage de la garniture. Cette garniture comprend une première partie 2 destinée à ancrer la garniture dans l'ouverture et une deuxième par- tie 3, en matière expansée, destinée à se déformer en flexion de manière à établir le joint étanche. Ladite première partie 2 comprend un corps 4 en matière du type du polyuréthane en forme de U dans le- quel est noyée une armature résistante 50 Cette armature résistante 5 est de préférence formée d'un ruban métal- lique perforé. ?477251 Cette armature résistante est nécessaire pour conférer à ladite première partie 2 de la garniture 1 une déformabilité suffisante pour qu'on puisse l'ancrer le long du périmètre de l'ouverture dans laquelle la garni- ture 1 est mise en oeuvre. Pour faciliter encore davantage cet ancrage, la partie concave du corps 4 en matière du type poly- uréthane qui présente sensiblement la forme d'un U ren- ferme des lèvres continues 6. Dans une variante (non représentée sur le dessin), ce corps-4 sensiblement en formpe de U est formé d'une masse de matière élastomère. Les garnitures suivant l'invention peuvent être recouvertes de fibres textiles ou synthétiques ou de bandes de tissu sur toute leur surface ou seulement sur certaines parties de leur surface. Ladite garniture 1 comprend, ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, une deuxième partie 3 en matière expansée capable de se déformer de manière à établir un joint étanche contre l'élément de fermeture de l'ouver- ture sur le périmètre de laquelle la garniture est mon- tée. Cette deuxième partie 3 est placée en porte-à-faux sur ladite première partie 2 et elle comprend une lèvre 7 en matière du type polyuréthane expansé auquel sont asso- ciés des moyens destinés à limiter la déformation de cette deuxième partie 3. Ces moyens destinés à limiter la dé- formation de ladite deuxième partie 3 sont par ailleurs des moyens destinés à limiter le coefficient de frotte- ment de la surface de ladite deuxième partie 3. Une forme particulière de réalisation des- dits moyens prévus pour limiter la déformation et dimi- nuer le coefficient de frottement superficiel de la deuxième partie 3 sont constitués par une peau compacte 8 en polyuréthane qui recouvre la lèvre 7 en polyuré- thane expansé. Ladite peau 8 peut présenter une épaisseur uniforme sur tout le développement de la garniture ou encore elle peut posséder une épaisseur variable, soit le long.du développement de la garniture, soit d'un point !47725 à l'autre du profil dans une même section, de manière à pouvoir raidir la lèvre 7 en flexion dans une mesure plus ou moins grande aux endroits voulus. Sur la figure 2, on a représenté en pers- pective et en coupe une variante de réalisation d'une garniture 9 suivant l'invention munie d'une armature résistante. Cette garniture 9 est du type qui comprend un élément en porte-à-faux en matière expansée, destinée à établir le joint étanche contre l'élément de fermeture de l'ouverture dans laquelle la garniture est montée, en se déformant par compression, Ladite garniture 9 comprend une première partie 10 destinée à ancrer la garniture le long du péri- mètre de l'ouverture dans laquelle elle est montée et une deuxième partie Il destinée à établir le joint étan- che en se déformant à la compression. Ladite première partie 10 comprend un corps 12 en polyuréthane sensiblement en forme de U. En va- riante, en remplacement du polyuréthane, on peut utiliser une matière élastomère ou plastomère appropriée du type communément utilisé pour ce type de garnitures. Ce corps- en forme de U peut être muni d'une armature résistante 13 du type qui a été décrit précédemment en regard de la figure 1. Dans la partie concave du corps 12 en forme de U, il peut être prévu des lèvres 14 destinées a faci- liter l'ancrage de la première partie 10 et, par consé- quent l'ancrage de l'ensemble de la garniture, sur le périmètre de l'ouverture. La deuxième partie 11, qui coïncide avec l'élément en porte-à-faux destiné à établir le joint étanche en se déformant par compression, est formée par une masse 15 de polyuréthane expansé. A cette masse de polyuréthane expansé sont associés des moyens destines à limiter la déformation de la masse 15 qui forme la-deuxième partie 11 de la gar- niture 9 et des moyens destinés à diminuer le coefficient de frottement sur la surface de la deuxième partie 11. ?477251 Dans cette forme particulière de réalisation de l'in- vention, ces moyens sont constitués par une peau com- pacte 16 en polyuréthane. Comme dans le cas de la gar- niture 1 décrite à la figure 1, cette peau peut avoir une épaisseur variable d'un point à l'autre le long du profil d'une même section et le long du développement de la garniture 9, ou encore cette épaisseur peut rester constante sur toute la longueur du développement de la garniture 9, de manière à pouvoir raidir la deuxième partie 11 de la garniture en la rendant moins défor- mable aux endroits voulus. Sur la figure 3, on a représenté en coupe et en perspective une garniture 17 démunie d'armature résistante suivant l'invention. Cette garniture 17 com- prend une première partie 18 destinée à ancrer la garni- ture sur le périmètre de l'ouverture et une deuxième partie 19 munie de deux lèvres 20 et 21 en porte-à-faux destinées à établir le joint étanche. La garniture 17 est constituée par un unique corps de matière du type polyuréthane expansé, muni de moyens destinés à limiter la déformation de ce corps. Ce corps est en outre muni de moyens destinés à limiter son coefficient de frottement. Dans la forme particu- lière de réalisation représentée sur la figure 3, ces moyens sont constitués par une peau compacte 22 en poly- uréthane. Ainsi qu'on l'a déjà dit plus haut, l'in- vention a encore pour objet un moule pour la fabrication des garnitures du type décrit plus haut et représenté sur les figures 1, 2 et 3. Suivant le principe le plus général de réso- lution du problème, le moule comprend au moins deux demi- moules qui, réunis, forment une cavité dans laquelle on produit la garniture, les parois de cette cavité étant formées d'une matière plastique0 Une forme particulière de réalisation d'un moule pour la fabrication de garnitures du type décrit plus haut en regard de la figure 1 est représenté sur ?477251 la figure 4. Sur cette figure 4, on a représenté en coupe un moule 23 formé de deux demi-moules 24 et 25 dont chacun est formé d'une enveloppe rigide, 26 ou 27 respectivement, par exemple métallique. Ces enveloppes rigides 26 et 27 sont arti- culées l'une sur l'autre par des charnières en 28. Lorsque les deux demi-moules 24 et 25 sont fermés, il se forme à l'intérieur du moule une cavité 29 possédant la forme de la garniture qu'il s'agit de pro- duire au moyen du moule 23. Les parois de la cavité sont formées par des prismes, 30 et 31 respectivement, faits d'une matière plastique façonnée par exemple par fraisage. Suivant une forme particulière de réalisa- tion de l'invention, dans les zones du moule dans les- quelles la garniture possède une peau de plus forte épaisseur, les parois du moule sont munies de moyens per- mettant de faire varier l'épaisseur de la peau compacte de la garniture. Suivant une forme particulière de réalisa- tions, ces moyens comprennent des pièces métalliques 32 placées au droit des zones dans lesquelles l'épaisseur de la peau doit être plus forte, les pièces 32 rempla- çant totalement ou en partie (comme sur la figure 4) la matière plastique profilée des prismes 30 et 31. Les prismes 30 et 31 de matière plastique profilés sont fixés respectivement à des enveloppes ri- gides 26 et 27, de préférence à l'aide de moyens connus qui rendent la liaison démontable, constitués par exem- ple par des vis (non représentes sur la figure 4), capables de faciliter le remplacement des prismes dans leurs enveloppes. Pour maintenir les deux demi-moules 24 et fermés pendant la dilatation du polyuréthane et la formation de la garniture, il est prévu des moyens connus en soi (non représentés sur la figure 4). En outre, pour les garnitures qui possèdent !47725 1 une forme particulièrement irrégulière, on peut prévoir des moules faits de plus de deux parties de manière à faciliter l'extraction de la garniture finie du moule. Le fonctionnement du moule suivant l'in- vention est le suivant: Dans le moule, on place un profilé, obtenu par exemple par extrusion, capable de former la première partie de la garniture. On ajoute ensuite un mélange de polyuréthane. Après avoir fermé le moule, on provoque la dilatation du polyuréthane, avec formation consécutive de la peau compacte autour de la deuxième partie, c'est-àdire sur toutes les surfaces de la deuxième partie 3 de la garniture qui sont en contact avec les parois en matière thermoplastique profilée qui délimitent la cavité du moule. Simultanément avec la formation de la deuxième partie de la garniture de poly- uréthane expansée, il se forme des liaisons entre le polyuréthane expansé et la matière constituant la pre- mière partie de la garniture, matière que l'on a éven- tuellement traitée d'une manière connue en soi, par exemple par des adhésifs, dans la zone dans laquelle cette liaison doit se produire, avant de l'introduire dans le moule, afin d'établir une liaison solide entre la première partie et la deuxième partie. L'expansion du polyuréthane est provoquée par une réaction exothermique du mélange lui-même à l'intérieur du moule. Après écoulement d'un temps suffisant pour l'expansion et la réticulation du polyuréthane, avec formation de la peau compacte et établissement de la liaison avec la matière qui constitue la première par- tie, on peut ouvrir le moule et en extraire, la gar- niture finie. En variante, au lieu d'utiliser le moule qu'on vient de décrire,on peut exécuter les opérations suivantes pour obtenir des garnitures dépourvues d'une armature résistante, comme celle représentée sur la figure 3, en une seule opération. On introduit un mélange de polyuréthane dans le moule on ferme le moule et on provoque l'expan-- sion du mélange de polyuréthane. En variante, on peut injecter ou couler le mélange de polyuréthane dans le moule alors que ce dernier est déjà fermé. Le polyuréthane qui est en contact avec les parois du moule formera une peau compacte dont on pourra faire varier l'épaisseur aux endroits voulus en prévoyant les moyens décrits plus haut. La forme parti- culière de réalisation de ces moyens qui est représentée sur la figure 4, c'est-à-dire la pièce métallique 32 pré- sente sur la surface du prisme 30 permet d'obtenir une peau compact qui possède une plus forte épaisseur au droit de la pièce métallique 32. En variante, en remplacement des modes opé- ratoires exposés ci-dessus, pour former la peau compacte, on peut pulvériser sur la surface du moule un mélange approprié qui formera la peau compacte de la garniture et, ensuite introduire dans le moule le mélange de poly- uréthane destiné à former le corps de la garniture. Seule la garniture pour ouverture de véhi- cule suivant l'invention permet d'atteindre les buts visés. En effet la peau compacte du polyuréthane forme une sur- face très lisse sur la deuxième partie de la garniture destinée à établir le joint étanche et la présence de cette surface très lisse permet d'établir des contacts glissants avec l'élément de fermeture de l'ouverture dans laquelle la garniture est montée. En effet, le coefficient de frottement entre une surface métallique (habituellement la surface de l'élément de fermeture de l'ouverture est métallique) et la peau compacte de poly- uréthane est beaucoup plus faible que le coefficient de frottement entre une surface métallique et une surface de caoutchouc comme celle des garnitures connues. Ceci se traduit par une plus faible usure de la garniture et, par conséquent, par une plus longue durée de celle-ci. La peau compacte de polyuréthane expansé constitue également une double couche superficielle beau- ?417251 il coup plus rigide que la partie expansée à basse densité qui forme le corps de la deuxième partie. Cette double couche confère à la deuxième partie de la garniture une plus grande résistance à la déformation. De cette façon, la deuxième partie de la garniture -peut mieux réagir aux pressions exercées par l'élément de fermeture de l'ou- verture dans laquelle la garniture est montée. En effet, que ledit élément de fermeture agisse en faisant fléchir la deuxième partie de la gar- niture (garnituresdes figures 1 et 3) ou qu'elle agisse en comprimant cette deuxième partie (garniture de la figure 2), la peau compacte contribuera à améliorer l'efficacité de la fermeture. En effet, dans le premier cas, la peau forme la double couche qui s'oppose plus fortement à la flexion imposée par l'élément de fermeture, de sorte qu'on aura des pressions de contact entre garniture et élément de fermeture beaucoup plus élevées qu'en l'absence de cette peau et qu'avec les garnitures en caoutchouc. Dans le deuxième cas, la peau ceinture la deuxième partie de la garniture de manière à limiter l'expansion de cette deuxième partie dans une direction perpendiculaire à la force de compression dans un plan orthogonal à la direction longitudinale de la garniture. Cette limitation de l'expansion du poly- uréthane expansé a pour effet que la pression exercée par la garniture contre l'élément de fermeture est tou- jours élevée. Ceci garantit l'étanchéité de la fermeture même lorsqu'il existe des points oZ la distance entre l'élément de fermeture et le périmètre de l'ouverture est plus grande que dans d'autres et même dans le cas d'erreurs de montage ou de dimensionnement. En outre, grâce à la possibilité de faire varier l'épaisseur de la peau compacte d'un point à l'autre le long du développe- ment de la garniture et d'un point à un autre le long du profil d'une même section, on peut donner à des points donnés de la garniture'des résistancesà la flexion ou à la déformation par compression plus fortes ou plus faibles selon le cas. Grace au fait que la deuxième partie de la garniture est faite de polyuréthane expansé, on peut atteindre des densités beaucoup plus basses que si l'on utilisait-une matière élastomère expansée, ce qui est entièrement à l'avantage de la déformabilité de la garniture et de l'abaissement de son poids0 En effet, les garnitures suivant l'in- vention possèdent un rapport vides-pleins beaucoup plus fort que les garnitures connues, du moins dans la par- * tie expansée destinée à assurer l'étanchéité. En outre, à la différence des garnitures connues, les garnitures suivant l'invention peuvent être fabriquées en n'importe quelle couleur voulue, par addi- tion de pigments appropriés au mélange de polyuréthane. Grace à la basse température d'expansion et de réticulation des mélanges de polyuréthane util-isés pour produire les garnitures décrites plus haut, les moules suivant l'invention peuvent utiliser pour les parois délimitant la cavité dans laquelle la garniture est moulée une matière plastique profilée. Ceci permet également de produire des gar- nitures possédant des formes même très complexes en une seule opération, c'est-à-dire directement par moulage, puisqu'il n'y a pratiquement pas de limites à la diver- sité des formes du profil de ces parois. Toutefois, même dans les cas o l'on veut produire une garniture possédant une forme très complexe par assemblage de plusieurs parties distinctes, l'assem- blage est facilité par le fait que les diverses parties peuvent être assemblées par des' adhésifs et que cet assemblage n'exige donc pas l'utilisation de presses ni de moules comme c'est le cas pour les garnitures connues. Ceci garantit aux moules suivant l'in- vention de notables avantages d'économie et d'univer- salité, en dehors des très bonnes qualités de compacité et de poli des peaux obtenues. En effet, la constitution des moules simplifie énormément la modification de la forme de la cavité, qui s'effectue par simple remplace- ment des prismes de matière plastique profilés qui, a leur tour peuvent être préparés très facilement, par exemple par fraisage. Par conséquent, les coûts des moules suivant l'invention qui permettent de produire les garnitures en polyuréthane expansé suivant l'in- vention sont très réduits et la production de garnitures présentant des formes très variées est par ailleurs considérablement facilitée. Il-va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. ?477251 REVENDICATIONS 1.- Garniture, notamment garniture destinée à garnir le périmètre d'une ouverture d'un véhicule, qui comprend au moins une partie (3; 11; 19) matière expansée destinée à former un joint étanche, caracté- risée en ce qu'elle comprend des moyens (8; 16; 22) capables de limiter la déformation de cette partie. 2.- Garniture suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens (8; 16; 22) qui réduisent le coefficient de frottement de cette partie (3; 11; 19). 3.- Garniture suivant l'une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits moyens (8; 16; 22) destinés à limiter la déformation et à réduire le coefficient de frottement de ladite partie en matière expansée sont constitués par une peau compacte qui entoure cette partie. 4.- Garniture suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la peau compacte possède une épaisseur variable le long de la garniture. 5.- Garniture suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au - moins ladite partie (3; 11; 19) est en polyuréthane. 6.- Moule pour la fabrication de garni- tures, du type comprenant au moins deux demi-moules (24, 25) qui, réunis entre eux, forment une cavité (29) dans laquelle la garniture sera produite, caractérisé en ce que les parois de cette cavité sont faites en une matière plastique façonnée. 7.- Moule suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (32) permet- tant de faire varier l'épaisseur de la peau compacte de la garniture produite à l'aide de ce moule.