Brevet FR2585103A1 — publié le 19870123

La présente invention est relative aux bagues d'étanchéité de type radial et plus précisément de telles bagues comportant une armature, un corps notamment en élastomère et une lèvre d'étanchéité en matériau à faible frottement, notamment en résine fluorée, telle qu'en particulier le polytétrafluoréthylène (PTFE) chargé ou non, adhérisée sur ledit corps et saillant radialement depuis celui-ci. De telles bagues peuvent également comprendre une lèvre secondaire, antipoussière, réalisée dans le même matériau que le corps et prolongeant celui-ci, ainsi qu'un revêtement du même matériau sur la portée de l'armature en appui sur l'arbre sur lequel est mise en place la bague. Des exemples de réalisation de telles bagues sont décrits dans la demande de brevet allemand 33 09 538. De telles bagues présentent un certain nombre d'inconvénients. On doit tout d'abord noter qu'en cours de fonctionnement, la contrainte de cisaillement qui s'exerce à l'interface entre le corps en élastomère et la lèvre d'étanchéité en résine fluorée est importante et entraîne un décollement de la-lèvre en résine à partir du bord périphérique du corps en élastomère, ce qui provoque une détérioration rapide du joint. De plus, la zone de flexion de la lèvre en résine fluorée est relativement indéterminée, de telle sorte qu'il n'est pas possible de contrôler avec précision l'appui de la lèvre sur la portée d'étanchéité en regard et il n'est pas non plus possible de contr8ler précisément la valeur de charge radiale de la bague. La présente invention est relative à une bague d'étanchéité du type spécifié en préambule qui évite notamment les inconvénients mentionnés cidessus. La présente invention est également relative à un procédé de réalisation d'une telle bague par moulage par injection. La bague selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'elle comporte, dans la lèvre d'étanchéité, un évidement annulaire situé dans la face de ladite lèvre en regard dudit corps et dans la partie de la lèvre non adhérisée au corps, à proximité immédiate du bord périphérique dudit corps. L'évidement selon l'invention peut avantageusement présenter une section circulaire, mais d'autres formes de sections sont envisageables dans le cadre de l'invention, par exemple une section triangulaire. La profondeur de l'évidement est avantagcusement comprise entre environ 0,05 mm et environ 0,2 mm. On comprend aisément que c'est la zone de la l&vre d'étanchéité en résine fluorée comportant l'évidement, et présentant donc une épaisseur 2 25851Q3 réduite, qui constitue la zone de flexion de la lèvre d'étanchéité, par rapport au corps et à l'armature de la bague, cette zone de flexion étant ainsi parfaitement déterminée. L'on peut également, par une détermination de la profondeur de l'évidement, assurer une épaisseur résiduelle contrôlée de la lèvre en résine fluorée dans cette zone et donc régler la valeur de charge radiale de la bague. La contrainte de cisaillement entre la lèvre d'étanchéité et le corps en élastomère est également réduite dans cette zone, ce qui limite fortement les risques de décollement de la lèvre. La présente invention a également pour objet un procédé de 1 réalisation d'une telle bague, essentiellement caractérisé par le fait que l'on met en place dans un moule de moulage par injection, comportant un noyau central présentant le long de son bord périphérique une nervure annulaire en saillie, une partie inférieure de moule entourant le noyau central et une partie supérieure de moule apte à coiffer le noyau et la partie inférieure, d'une part une rondelle en résine fluorée préformée ou usinée en la disposant sur le noyau, et d'autre part une armature métallique en la disposant sur la partie inférieure du moule, que l'on referme le moule de manière à pincer la rondelle de résine fluorée entre la partie supérieure du moule et le noyau, la nervure périphérique du noyau réalisant dans ladite rondelle une empreinte correspondant à l'évidement à réaliser sur la lèvre d'étanchéité de la bague, et que l'on injecte, par des canaux d'injection prévus à cet effet dans le moule, le matériau, notamment élastomère, destiné à réaliser le corps de la bague, après quoi l'on éjecte la bague terminée. On note de facon remarquable que la nervure périphérique prévue sur le noyau, outre le fait qu'elle réalise l'évidement prévu sur la lèvre d'étanchéité renforce le pincement de la rondelle en résine fluorée dans le moule et évite tout débordement du matériau injecté au-delà de la zone qui lui est attribuée dans le moule. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemple nullement limitatif un mode de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente en demi-coupe une bague selon l'invention - les figures 2 à 4 illustrent trois phases de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour la réalisation de la bague illustrée à la figure 1. La bague selon l'invention illustrée à la figure 1 dans sa configuration immédiatement après fabrication comporte de manière conventionnelle une armature annulaire métallique 1, comportant une branche longue 2, destinée à venir en appui contre l'arbre, non représenté, sur lequel est montée la bague, et une branche radiale plus courte 3. Sur la branche 2 de 3 2585103 l'armature est adhérisé de manière conventionnelle un revêtement en élastomère 4 destiné à venir au contact de l'arbre. Sur la branche 3 de l'armature 1 est adhérisé un corps en élastomère 5 présentant une portée supérieure plane 6 et une portée périphérique externe 7. Le corps 5 comporte également un prolongement 8 d'un seul tenant constituant une lèvre secondaire anti-poussière. La bague selon l'invention comporte une lèvre d'étanchéité en résine fluorée telle que du PTFE 9 adhérisée par une portée 10 sur la portée supérieure 6 du corps, la lèvre d'étanchéité se prolongeant radialement au-delà de la portée frontale 7 du corps et présentant une surépaisseur d'extrémité 11. Selon l'invention, il est prévu dans la lèvre d'étanchéité 9 à l'extrémité radialement externe de sa portée 6 un évidement annulaire 12, de section circulaire dans l'exemple illustré. A titre d'exemple, cet évidement présente une profondeur de 0,2 mm et possède un profil circulaire d'un rayon de 0,5 mm. Cet évidement 12 est ainsi réalisé au niveau de la ligne de raccordement sur la portée externe 7 du corps 5 et de la lèvre d'étanchéité 9. En se référant aux figures 2 à 4, on va maintenant décrire un procédé de réalisation d'une telle bague par moulage par injection. A cet effet, on utilise un moule constitué d'un noyau central 12, une partie inférieure de moule 13 et une partie supérieure de moule 14. Le noyau 12 comporte une portée annulaire 15 servant d'appui à une préforme P sous forme de rondelle annulaire destinée a réaliser la lèvre d'étanchéité 9 de la bague. La préforme P en résine fluorée, notamment en PTFE, peut être traitée par attaque chimique, de manière connue, pour accrottre son aptitude à l'adhésion, et ce, en particulier dans la zone sur laquelle va venir s'appliquer le matériau destiné a réaliser le corps de la bague. Sur le bord périphérique de la portée 15 est réalisée une nervure en saillie 16 de profil semi-circulaire, dans l'exemple illustré, destinée à réaliser l'évidement 12 mentionné précédemment de la lèvre d'étanchéité. On met également en place dans le moule une armature 1. Le moule comporte en outre des canaux d'injection 17. Cn a illustré sur la figure 2 la disposition des éléments en position d'ouverture du moule. La figure 3 illustre le moule en position fermée avant injection. On note que le moule est dimensionné de manière à définir une cavité intérieure dont les dimensions correspondent exactement à celles du corps de la bague et du revêtement de l'armature de telle sorte que lorsque l'on procède à 4 2585103 l'injection conmie illustré à la figure A, le matériau, notamment élastomère, injecté, remplit la cavité du moule et réalise le corps 5 et le revêtement 4. On peut ensuite procéder à l'éjection de la bague terminée du moule. Onr. comprend que pour réaliser des évidements d'ur.e section différente d'une section circulaire, il suffit de prévoir une nervure 16 sur le noyau 12 du moule présentant une forme correspondante. 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 O autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. 2 5 82585103 REVENDICATIONS 1 - Bague d'étanchéité de type radial comportant une armature, un corps nctamment en élastomère et une lèvre d'étanchéité en matériau à faible frottement, notamment en résine fluorée telle qu'en particulier le polytétrafluoréthylène, adhérisée sur ledit corps et saillant radialement depuis celui-ci, caractérisée par le - fait qu'elle comporte un évidement annulaire (12) situé dans la face de ladite lèvre (9) en regard dudit corps (5) et dans la partie de la lèvre non adhérisée au corps, à proximité immédiate du bord périphérique (7) dudit corps. 2 - Bague selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'évidement (12) présente une section circulaire. 3 - Bague selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la profondeur de l'évidement (12) est comprise entre environ 0,05 mm et environ 0,2 mm. 4 - Procédé de réalisation d'une bague selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise par le fait que l'on met en place, dans un moule de moulage par injection, comportant un loyau central (12), présentant le long de son bord périphérique une nervure annulaire en saillie (16), une partie inférieure de moule (13) entourant le noyau central (12) et une partie supérieure (14) apte à coiffer le noyau et la partie inférieure, d'une part, une rondelle (P) en résine fluorée préformée ou usinée en la disposant sur le noyau, et d'autre part, une armature métallique (1) en la disposant sur la partie inférieure du moule, que l'on referme le moule de manière à pincer la rondelle de résine fluorée entre la partie supérieure du moule ct le noyau, la nervure périphérique du noyau réalisant dans ladite rondelle une empreinte correspondant à l'évidement (12) à réaliser sur la èvre d'étanchéité (9) de la bague, et que l'on injecte par des canaux d'injection (17) prévus c cet effet dans le moule, ne matériau, notamment élastomère, destiné à réaliser le corps (5) de la bague, après quoi on éjecte Ja bague terminée.