Brevet FR2579925A1 — publié le 19861010

La présente invention est relative à un procédé de moulage de bagues d'étanchéité du type comportant une armature, une lèvre d'étanchéité adhérisée à ladite armature et formée d'un corps, notamment en élastomère, et d'une portée active d'étanchéité sous forme d'un revêtement en matériau à faible frottement, notamment en résine fluorée telle qu'en particulier le polytetrafluoréthylène (PTFE). Des bagues d'étanchéité de ce type sont par exemple décrites dans le brevet français 1 508 575. De nombreux procédés de moulage pour réaliser de telles bagues ont déjà été proposés et, à titre d'exemples, on peut citer les procédés décrits dans le brevet européen 0 025 062 et la demande de brevet européen 0 113 663. Dans ces documents, l'on met en place, dans le moule, une armature, une rondelle de résine, notamment de PTFE, et au moins une préforme en élastomère après quoi l'on ferme le moule et l'on réalise la bague par application de chaleur et de pression, l'élastomère remplissant la cavité du moule. Après avoir sorti la bague du moule, on sectionne les parties de lèvre en excès et l'on met en place, dans le cas de bagues à étanchéité radiale, un ressort jarretière annulaire. De telles procédures de moulage présentent pour premier inconvénient, de nécessiter un moulage préalable d'une ou de plusieurs préformes en élastomère, ce qui accroit les co6ts de fabrication et rend difficile une automatisation du procédé. Un autre inconvénient de ces procédures de moulage par compression provient du fait qu'il est difficile de contrôler avec précision la position, pendant le moulage, de la rondelle de PTFE, notamment pendant la phase de fermeture du moule du fait de la présence de la préforme en élastomère entre la rondelle et la paroi du moule. La présente invention a pour objet de réaliser un procédé de moulage évitant les inconvénients des procédés antérieurs et qui de plus est rapide, économique, facilement automatisable et se prête à la réalisation d'une grande diversité de formes de bagues différentes. Le procédé selon l'invention se caractérise par le fait que l'on met en place dans un moule ouvert une armature métallique et une rondelle annulaire de matériau à faible frottement, notamment en résine telle que le PTFE (matériau que l'on désignera par "résine" dans la suite), que l'on ferme le moule de manière à pincer directement, entre deux parties de moule en regard, la rondelle de résine sur une couronne d'une largeur comprise entre environ 30 et 70 % de la largeur de la rondelle, que l'on met sous vide la cavité intérieure du moule et l'on injecte dans celle-ci le matériau, notamment élastomère, destiné à réaliser la lèvre d'étanchéité, que l'on 2 2579925 éjecte la bague moulée après ouverture du moule et l'on sectionne la partie en excès de la lèvre incluant au moins la partie en couronne de la rondelle pincée lors de la fermeture du moule. Dans un mode préféré de réalisation, l'injection du matériau destiné à former la lèvre d'étanchéité s'effectue par une pluralité de canaux excentrés répartis circonférentiellement sur la partie de moule opposée à celle dans laquelle sont mises en place l'armature et la rondelle de résine. De préférence, les canaux d'injection sont disposés de manière à être décalés du bord extérieur de la partie en couronne pincée de la rondelle de résine pincée lors de la fermeture du moule d'une distance égale à au moins quatre fois l'épaisseur de ladite rondelle. De préférence, selon l'invention l'on réalise le pincement de la rondelle de résine de manière à provoquer un écrasement de celle-ci d'une valeur comprise entre environ 3 et environ 9 Z de l'épaisseur de la rondelle avant moulage. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple nullement limitatif un mode de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel: -la figure 1 représente une vue schématique en demi-coupe d'un moule ouvert pour la mise en oeuvre de la première phase du procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 du moule fermé au cours d'une deuxième phase de mise en oeuvre, - la figure 3 est une vue analogue aux figures précédentes au cours de la phase d'injection, - la figure 4 est une vue en demi-coupe d'une bague obtenue par mise en oeuvre du procédé dans le moule des figures 1 à 3, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 d'une variante de bague réalisable selon l'invention, et - la figure 6 est une vue analogue représentant un autre type de bague réalisable selon l'invention. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3. On y voit un moule constitué d'une partie inférieure 1 et d'une partie supérieure 2. La partie inférieure 1 comporte un tenon central 3, une portée annulaire horizontale 4, une paroi tronconique 5 comportant un décrochement 6 et une portée annulaire inférieure 7. La partie inférieure 1 du moule comporte en outre une partie cylindrique 8 comportant une paroi cylindrique verticale 9 munie d'un profilage, dans l'exemple représenté. 3 2579925 La paroi tronconique 5 peut également être munie d'un profilage sous forme de motifs, en creux et/ou en relief, destinés à réaliser, de manière connue, une configuration de pompage hydrodynamique sur la portée d'étanchéité de la bague à réaliser. La partie supérieure 2 du moule comporte un évidement cylindrique axial 10 de dimensions correspondant à celles du tenon 3 de la partie inférieure 1, une portée annulaire horizontale 11 en regard de la portée correspondante 4 de la partie inférieure 1 du moule, une pluralité de canaux d'injection 12 répartis circonférentiellement sur la partie de moule 2, la partie de moule comportant en outre une partie annulaire en saillie vers le bas 13 comportant dans sa paroi intérieure un décrochement en forme de bourrelet 14 destiné à réaliser dans la bague la gorge de réception d'un ressort jarretière, une portée inférieure horizontale 15 et une portée extérieure 16 au moins en partie cylindrique et dans laquelle débouche un conduit 17 apte à etre relié en fonctionnement à une pompe à vide (non représentée). La partie supérieure 2 du moule comporte en outre un évidement annulaire 18 correspondant à la partie 8 de la partie inférieure 1 du moule. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on dispose, comme illutré à la figure 1, dans le moule ouvert, d'une part une armature, généralement métallique, 19, et une rondelle de résine, notamment en PTFE, 20 centrée sur le tenon 3 et supportée par la portée annulaire horizontale 4. La face supérieure de la rondelle 20 a, au préalable, été attaquée chimiquement pour réduire ses propriétés d'adhérence et permettre ainsi son adhésion au matériau destiné à former le corps de la lèvre d'étanchéité. Une telle attaque chimique est par exemple décrite dans le brevet allemand 33 29 386. La face supérieure 1, ainsi attaquée chimiquement, de la rondelle 2 peut également être revêtue d'un produit d'encollage. Dans la phase suivante du procédé selon l'invention, illustrée à la figure 2, on ferme le moule de manière à emprisonner et pincer à force la rondelle 20 entre les portées 4 et 11 en regard. Le moule est agencé pour provoquer un pincement tel que la réduction d'épaisseur de la rondelle dans sa partie en couronne pincée lors de la fermeture du moule représente 3 à 9% de l'épaisseur de la rondelle mise en place dans le moule. Les portées 4 et 11 sont par ailleurs dimensionnées de telle manière que la rondelle de résine soit pincée sur une couronne C, qui pour des bagues usuelles, présente une largeur comprise entre environ 4 et 15mm, de préférence de l'ordre de 9 mm. 4 2579925 Dans cette phase de fermeture du mouie l'armature 19 est centrée et positionnée par la portée horizontale 15 et la paroi verticale 16. On procède alors à l'injection par les canaux 12 d'un matériau tel qu'un élastomère destiné à réaliser, dans l'exemple illustré, le corps 21 de la lèvre de la bague d'étanchéité et le revêtement extérieur 22. Les canaux d'injection 12 sont excentrés et la distance E mesurée radialement entre un canal d'injection et le bord extérieur de la portée de pincement 11 est égale de préférence à au moins quatre fois l'épaisseur de la rondelle de résine 20 avant son moulage. Ainsi dans un mode particulier de réalisation o l'on utilise une rondelle de résine d'une épaisseur de 0,5 mm, la distance E est égale à 2 mm, la valeur de la largeur de la couronne C pincée de la rondelle est de 7 mm pour une largeur totale de rondelle de 16 mm. Sous l'effet de la pression du matériau, notamment élastomère, injecté par les canaux 12, la partie non pincée de la rondelle 20 vient s'appliquer sur la paroi tronconique 5 de la partie inférieure 1 du moule dans une position parfaitement déterminée. Après ouverture du moule et éjection on obtient la pièce telle qu'illustrée à la figure 4. On élimine alors par tranchage comme schématisé en 23, et ce de manière conventionnelle, la partie de lèvre en excès. Dans la variante illustrée à la figure 5 qui peut être obtenue avec le moule des figures 1 à 3 avec une simple modification de la forme de la paroi 5, on réalise directement une bague avec une arête d'étanchéité par formage dans le moule, le tranchage en 23 s'effectuant alors au-delà de la partie d'arête. La figure 6 illustre une bague à lèvre axiale susceptible également d'être obtenue par la procédé selon l'invention, la bague étant, de la même manière, obtenue en mettant en place dans un moule conformé à cet effet l'armature 19' et, la rondelle de résine 20', moule dans lequel on réalise de la même manière que celle décrite en référence aux figures 1 à 3 l'injection du matériau 21' destiné à réaliser le corps de la lèvre d'étanchéité et dans l'exemple illustré également le revêtement extérieur de l'armature. On comprend que selon l'invention on peut réaliser de nombreuses configurations de bagues permettant de réaliser des étanchéités radiales axiales ou externes. Le procédé peut également être utilisé avec divers types de matériaux en ce qui concerne le corps de la lèvre d'étanchéité, et l'on peut notamment citer les élastomères de type nitrile, polyacrylate, silicone ou les élastomères fluorés. 2579925 Selon l'invention on peut également concevoir la réalisation du revêtement extérieur 22 (figures 4 et 5) en un matériau différent de celui constitutif de la lèvre 21, et ce en prévoyant une seconde série de canaux d'injection convenablement disposés. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. 6 2579925 REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage de bagues d'étanchéité du type comportant une armature, une lèvre d'étanchéité adhérisée à ladite armature et formée d'un corps, notamment en élastomère, et d'une portée active d'étanchéité sous forme d'un revêtement en matériau à faible frottement, notamment en résine fluorée telle qu'en particulier le polytetrafluoréthylène, caractérisé par le fait que l'on met en place dans un moule ouvert (1,2) une armature métallique (19) et une rondelle annulaire (20) de matériau à faible frottement, que l'on ferme le moule de manière à pincer directement entre deux parties de moule en regard (4, 11) la rondelle sur une largeur (C) comprise entre environ 30 et 70 Z de la largeur de la rondelle, que l'on met sous vide la cavité intérieure du moule et l'on injecte dans celle-ci le matériau, notamment élastomère, destiné à réaliser la lèvre d'étanchéité (21), que l'on éjecte la bague moulée après ouverture du moule et l'on sectionne (23) la partie en excès de la lèvre incluant au moins la partie en couronne de la rondelle pincée lors de la fermeture du moule. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'injection du matériau destiné à former la lèvre d'étanchéité (21) s'effectue par une pluralité de canaux (12) excentrés répartis circonférentiellement sur la partie de moule (2) opposée à celle (1) dans laquelle sont mises en place l'armature (19) et la rondelle (20). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les canaux d'injection (12) sont disposés de manière à tre décalés du bord extérieur de la partie en couronne de la rondelle pincée lors de la fermeture du moule d'une distance égale à au moins quatre fois l'épaisseur de ladite rondelle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on réalise le pincement de la rondelle de manière à provoquer un écrasement de celle-ci d'une valeur comprise entre environ 3 et environ 9% de l'épaisseur de la rondelle avant moulage. 5. Bague d'étanchéité caractérisée par le fait qu'elle a été obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.