Brevet FR2824504A1 — publié le 20021115

revendications 1 à 10. 1 2824504 PROCEDE DE FABRICATION D'UN PROFILE FORMANT PINCE, A ARMATURE METALLIQUE GAINEE D'UN ELASTOMERE,DISPOSITIF DE MISE EN _UVRE ET PROFILES AINSI OBTENUS La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un profilé formant pince, à section en U. comprenant une armature métallique gaince d'un élastomère, notamment pour joints d'étanchéité pour organes d'automobiles. L' invention a également pour objet les profilés réalisés par un tel procédé. On sait que les joints d'étanchéité pour organes d'automobiles comprennent usuellement, d'une part, un profilé formant pince, apte à coiffer une partie en saillie ou une feuillure de la carrosserie et, d'autre part, un élément d'étanchéité proprement dit, comprenant, par exemple, une lèvre d'étanchéité et/ou une partie tubulaire destinée à être pincée entre un encadrement de porte et la porte associée. Le profilé formant pince comprend habituellement une âme métallique longitudinale à section en U. gainée d'une matière plastique telle que le polychlorure de vinyle ou un autre polymère thermoset (thermodurcissable), qui a été extrudée sur l'âme métallique. Sur les faces des branches en U disposoes en vis-à-vis, la matière plastique comporte des parties en saillie telles que des lèvres inclinces vers la base du U. qui s'escamotent lors de la mise en place de la partie formant pince sur le bord saillant de la feuillure associée de la carrosserie et qui s'opposent à une désolidarisation accidentelle de cette partie formant pince. Les armatures des pinces sont généralement ajourées et elles sont, par exemple, découpées suivant les branches du U en lamelles parallèles, réunies à 18164 - 11 mai 2001 - 1/14 intervalles réquliers par des entretoises perpendiculaires, disposoes suivant les branches du U et/ou suivant l'axe de la base de ce U. Les aj ours de l' armature ou les intervalles entre lamelles sont cependant souvent visibles de l'extérieur, o une succession de rides parallèles (aussi qualifiée de "côte de cheval") apparaît à la surface externe des bandes du U en y formant des côtes séparces par des parties en creux. Ces défauts de la surface extérieure de la pince sont d'autant plus inesthétiques que la pince elle-même participe habituellement à l'enjolivement de la carrosserie sur laquelle elle est fixce. La demande FR-A-2657292 décrit un procédé de fabrication d'un profilé formant pince à section en U. à armature métallique ajourée noyée dans un corps en matière plastique, du type dans lequel on extrude en continu à l'état de fusion pâteuse la matière plastique sur l' armature, on laisse durcir la matière plastique constituant le corps du profilé par retroidissement et l'on forme en U le composite ainsi réalisé, ce procédé étant caractérisé en ce que, dans une phase préliminaire, on gaine au moins une partie de l' armature métallique d'une mince couche d'une matière plastique auxiliaire, de manière à obLurer les aj ours, découpes ou intervalles ménagés dans cette armature métallique et en ce qu'on laisse se solidifier cette matière plastique auxiliaire avant de procéder à l 'extrusion de la matière plastique constituant le corps du profilé. Le procédé objet de ce brevet n'est cependant pas satisfaisant; de fait il n'a jamais été utilisé à l'échelle industrielle. Les armatures qui sont la partie technologique performante de la pince (en particulier au niveau du rayon de courbure du joint final) sont limitées dans leur conception et leurs performances par les possibilités d'extrudabilité avec les moyens connus. 18164 - 11 mai 2001 - 2/14 3 2824504 Les contre-pressions internes importantes des têtes d' extrusion pour employer du PVC ou des élastomères "thermoset" demandent soit une traction très importante de l'extrudat à la sortie de la filière, provoquant des contraintes et des déformations, soit des armatures relativement rigides limitant ainsi leurs performances à l'utilisation. De plus, ni ce procédé ni les techniques actuellement utilisoes ne peuvent éviter les phénomènes de retrait et de rotassure entre les branches des armatures provoquant ainsi des aspects qualifiés de "côte de cheval". La présente invention vise à remédier à ces divers problèmes. La présente invention fournit donc un procédé de fabrication d'un profilé formant pince à section en U. à armature métallique ajourée ou en fils métalliques toreadés et reliés par un tissage textile noyée dans un corps en matière plastique, dans lequel on extrude en continu la matière plastique sur l' armature, on durcit la matière plastique constituant le corps du profilé et l'on forme en U le composite ainsi réalisé, ce procédé comprenant une phase préliminaire, dans laquelle on gaine au moins une partie de l' armature métallique avec une couche d'une matière plastique auxiliaire, de manière à obturer les aj ours, découpes ou intervalles ménagés dans cette armature métallique ce procédé étant caractérisé en ce que l' armature gainée de la matière plastique est soumise préalablement à l'étape d' extrusion de la matière plastique à une étape de calandrage, et en ce que la matière plastique est polyoléfinique et la matière plastique est un élastomère. La polyoléfine offre une adhésion moléculaire avec le recouvrement de l'élastomère lors de la phase d' extrusion de ce dernier. 133164 - 11 mai 2001 - 3714 4 2824504 ElaGtom@re eL polyolfiniqe soL deux LermeG qui couvrenL ausi les mlanges. Selon un mode de ralisaLion, l'AlaLom@re eL vulcanisable. Seleo un mode de ralisaLion, la maLi@re plasLique auxiliaire eL exLrude sur l'armaLure. Selon un mode de ralisaLion, la maLire plasLique auxiliaire eL une polyclfine. Selon un mode de ralisaLion, la polyclfine eL un (co)polyLhylAne. Selon un mode de ralisaLion, l'Lape d'exLrusion de la maLire plasLique esL mise en euvre une LempraLure comprise enLre 180 eL 2500C. Seloo un mode de ralisaLion, l'Lape de calandrage esL rgule une LempAraLure comprise enLre 50 eL 100 C. Selon un mode de rdalisaLion, l'Lape de calandrage esL mi se en cuvre sous une press ion minimum correspondanL au sensiblemenL au poids des rouleaux. Selon un mode de raliaLion, l'ALape d'exLrusion de 1'lasLomre esL mise en euvre une LempraLure comprise enLre 80 eL 110 C. Selon un mode de ralisaLion, l'Lape d'eL enLre 50 eL 120 C, noLammenL enLre 60 eL 110 C. Selon un mode de rdaliaLion, on exLrude la LoLaliLA de l'armaLure m{Lallique avec la couche de maLire plasLique auxiliaire. Selon un mode de ralisaLion, l'paisseur de maLire plasLique auxiliaire recouvranL les parLies pleines de l'armaLure mLallique esL comprise enLre environ 10 eL environ 50 cenLimes de millimALre. Selon un mode de ralisaLion, l'armaLure esL du Lype dcoupe. Selon un mode de rdalisaLion, 1'armaLure esL du Lype fils. Selon un mode de rdalisaLion, le procAdA esL appliqu la fabricaLion d'un profil comprenarL des fils - 2824504 sensiblement inextensibles ncyés dans l'élastomère constituant le corps du profilé, caractérisé en ce que ladite matière plastique auxiliaire enrobe lesdits fils. L' invention a encore pour objet les profilés réalisés par le procédé selon l' invention. L' invention a encore pour objet un dispositif pour la mise en _uvre du procédé selon l'invention, comprenant une unité de gainage, une unité de calandrage, une unité d' extrusion et une unité de vulcanisation. La Demanderesse a établi que, par ce procédé, du fait que les aj ours, découpes ou intervalles ménagés dans l' armature métallique ont été préalablement obLurés de manière efficace par la matière plastique auxiliaire, ils n'exercent plus d'effet d' aspiration saccadée sur l'élastomère (type EPDM, SBR, NBR, etc.) constituant le corps du profilé, à la sortie de la filière d' extrusion de cet élastomère, comme c'était le cas par le passé pour le thermoplastique, ce qui se traduisait par l 'apparition en surface de dépressions et de côtes reproduisant la surface de l' armature métallique. Par le procédé conforme à l'invention, au contraire, l' armature métallique ayant été préalablement traitée de manière à se présenter sous la forme d'un corps sensiblement continu, sans découpes, aj ours ou intervalles, l 'extrusion de la matière constituant le corps du profilé s'effectue de façon parfaitement réqulière, sans pulsations, et conduit à une surface unie, sans la moindre discontinuité. Dans les découpes de l' armature, l'épaisseur de la couche de matière plastique auxiliaire sera égale à celle de l' armature, augmentée de l'épaisseur se trouvant de part et d'autre sur les parties pleines. 18164 - 11 mai 2001 - 5/14 L' invention est décrite plus en détails dans les dessins annexés, qui n'ont pas de caractère limitatif, qui illustrent une forme de mise en _uvre de l'invention. Sur ces dessins: La figure 1 est une vue en perspective d'un profilé de la technique antérieure; La figure 2 est une vue en plan de l' armature métallique de ce profilé; Les figures 3 et 4 illustrent respectivement les phases de pré-enrobage de l' armature et de gainage de celle-ci à l 'aide de l'élastomère constituant le corps du profilé; La figure 5 représente schématiquement les diverses étapes du procédé selon l'invention; La figure 6 représente le profilé l 'invention, après mise en forme de celui-ci pour lui conférer la forme d'une gouLtière à section en U; La figure 7 est une vue en perepective d'un tel profilé intégré avec un système d'étanchéité. Le profilé dun type connu représenté sur la figure 1 comprend une armature métallique 1, en acier laminé ou en aluminium, par exemple, qui est gainée d'une matière plastique 2 telle que du polychlorure de vinyle, constituant le corps du profilé. De façon connue en soi, le profilé est replié en forme d'auge à section en U. de manière à pouvoir venir pincer une feuillure ou un autre élément de carrosserie et il présente, sur les faces internes des bandes du U. des lèvres 6 inclinces en direction de la base du U. de manière à bloquer le profilé sur l'élément de carrosserie qui lui sert de support. L' armature 1 peut être de tout type connu et elle est généralement ajourée. Dans le cas présent, elle comporte, comme représenté à la figure 2, avant pliage en U. des lamelles parallèles 3, reliées deux à deux, alternativement, par des entretoises latérales 4, disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie 18164 - 11 mai 2001 - 6/14 7 2824504 du profilé, et par une entretoise médiane S. disposée suivant ce plan de symétrie. Comme on le voit sur la figure l, les espaces entre lamelles 3 se traduisent à la surface du profilé par des dépressions 7, dont l'ampleur a été fortement exagérée sur la figure 1, mais qui n'en sont pas moins inesthétiques et nuisent à l' aspect d' ensemble du profilé. Pour remédier à cet inconvénient, et fournir d'autres avantages, l' invention propose de faire précéder l'opération d' extrusion sur l' armature 1 de l'élastomère 2 constituant le corps du profilé d'un préenrobage de cette armature à l' aide d'une matière plastique auxiliaire 8, qui peut être identique ou non à la matière 2, et de procéder à un calandrage après le pré-enrobage. Cette étape de calandrage permet d'éviter les problèmes associés avec l'art antérieur précité. Conformément à l' invention, on commence donc par noyer l' armature 1 dans une mince couche d'une matière plastique 8, de manière à obLurer tous les intervalles entre lamelles 3 et à ne recouvrir ces lamelles et les entretoises 4 et 5 que d'une mince pellicule de quelques centièmes de millimètre d'épaisseur (par ex. 10 à 50). Le dépôt de la matière 8 sur l' armature s'effectue en général par extrusion, mais tout autre procédé peut être utilisé. Ce pré-enrobage, peut stappliquer à la totalité ou à une partie seulement de l' armature 1. Dans le cas de la figure 3, la totalité de l' armature 1 est noyée dans la matière plastique 8 de pré- enrobage, et celle-ci enrobe également des fils 9 en une matière inextensible disposés de préférence suivant la fibre neutre 1 moyenne du profilé et destinés à assurer une courbure correcte du profilé, lorsque ceci est nécessaire, comme décrit dans le brevet FR-A-2452643 ou le brevet GB-A-2099489. De tels fils 9 sont aussi appelés fils structurels. La matière plastique 8 est ensuite soumise à une opération de calandrage. Cette opération de calandrage est de préférence effectuée immédiatement après l'étape de pré-enrobage. lB164 - 11 mai 2001 - 7/14 L'élastomère 2 constitutif du corps du profilé est extrudé, de façon connue en soi, sur le pré-ensemble de la figure 3, pour conduire au système multicouches de la figure 4, qu'il suffit ensuite de former en U pour obtenir le profilé de la figure 6. Du fait de l'obLuration préalable des découpes de l' armature 1 avec la matière plastique auxiliaire 8 laminée, aucune déformation n'apparaît plus à la surface externe du profilé, qui est parfaitement lisse et ne nuit donc pas à l' aspect ornemental du véhicule qu'il équipe. L'étape d' extrusion de l'élastomère 2 est mise en _uvre sur la matière plastique 8 qui peut être solidifiée (mais encore en température par exemple comprise entre 50 et 120 C) ou non, i.e. à l'état pâteux. A titre d'exemple, la matière 8 est à base de copolyéthylène, par exemple EVA, et sa température lors de la mise en _uvre de l' extrusion est d' environ 80 C. Une telle matière permet en outre une très bonne adhérence sur le métal et/ou sur les autres composants de la pince en U (par exemple les fils structurels 9). L'élastomère 2 est notamment un "thermoset". La réticulation peut être mis en _uvre de différentes manières, par chauffage (ex. I.R.), par UHF, par vul cani sat ion (par exempl e avec du soufre de façon classique). L'élastomère 2 est notamment du type EPDM, NBR, SBR. La figure 5 représente un dispositif pour la mise en _uvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif comprend une bobine 10, de laquelle est déroulée l' armature métallique 1. Cette armature est ensuite gainée par extrusion avec la matière plastique 8 au niveau de l'extrudeuse 11. Cette extrusion est de préférence une extrusion volumétrique en regard des cotes dimensionnelles désirées. Après la sortie de 18164 - 11 mai aCO1 - 814 9 2824504 licxLrdeuse, l'armature gainde esL soumise une opraLion de calandrage par exemple par de roUleaux 12, gui peuvenL Lre chauffs ou non. De prf4rence, ceux-ci sonL Lhermorguls (par exemple 50 100 C). CeLLe opraLion de calandrage (eL lisage venLuellemenL) permeL de combler LouLe roLassure eL vide ou bose provoqud(e) par les ajourG de l'armaLure 1. Aprs l'opraLion de calandrage, l'armaLure ainGi gaine eL lamine pn@Lre dan l'exLrudeuse 13. CeLLe cxLrudeuGe (par exemple en L@Le d' EnsuiLe, lorsque l'lasLomre esL vulcanisable, on peuL prvoir une GLaLion de vUlcanisaLion 14 par chauffage {par IR ou auLre), eLc.. Bien enLendu, l'invenLion ne s'applique pas seulemenL la ralisaLion d'un profild secLion en U. mais la ralisaLion de LouG les {lAmenLs, noLammenL d'4LanchiLd ou d'enjolivemenL, faisanL corps avec un Lel profil. A LiLre d'exemple, un Lel ensemble, reprsenLd sur la figure 7, comprend un profil 15 secLion en U conforme l'invenLion, auquel esL aLLenanLe, d'une parL, une lAvre 16 d'enjolivemenL en la mme maLire eL coexLrude avec le profilA eL, d'auLre parL! un bourreleL LuLulaire d'ALanchiL 17 en caouLchouc cellulaire, galemenL coexLrud, desLind Lre pinc enLre un baLLanL eL un dormanL. NoLammenL, l'invenLion permeL d'obLenir ces lAvre 16 eL bourreleL 17 lors de la mme opraLion d'exLrusion de l'AlasLomre 2. L'Lape du vulcanisaLion peuL avoir lieu alors aprds formaLion des lAvre eL/ou bourreleL, si nAceGsaire. L'invenLion G 1 applique LouL Lype d'armaLure mALallique, que ce soiL du Lype repr4senLd la figure 2 (feuillard mLalligue ajour par dAcoupe) ou du Lype armaLure fils (fil m@Lallique LorGadA reliA par un LiGage ou une peau), comme par exemple dAcriL dans le breveL ÉP-A-0045176. - L' invention offre ainsi plusieurs avantages: - utilisation pratiquement illimitée des dessins de découpe de feuillard appropriés aux différentes applications souhaitées de l'industrie automobile; - positionnement extrêmement précis des fils structurels de cintrage dans les techniques d' armatures découpées ou à fils; - technologie permettant de supprimer effectivement les côtes de cheval; - thermosoudure des armatures enrobées avec présence d'un élastomère polyoléfinique; - réduction et stabilisation des phénomènes de retrait après extrusion; - application de la technique utilisée avec des thermoplastiques à des thermoset; - suppression des moyens inadaptés de tirage en sortie d'extrusion; - suppression des phénomènes de corrosion à l'endroit de découpe des extrudats par soudure ou apport de matière, par exemple par ultrasons; - économie de poids de matière (au moins 10%); - meilleur aspect de surface; - possibilité d' adapter la rigidité et dureté de la pince en U. Bien entendu, bien d'autres ensembles incorporant le profilé conforme à l' invention pourraient être conçus sans sortir du cadre de celle-ci. 18164 - 11 mai 2001 - 10/14 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un profilé formant pince à section en U. à armature métallique ajource ou en fils métalliques torsadés et reliés par un tissage textile (1) noyée dans un corps en matière plastique (2), dans lequel on extrude en continu la matière plastique (2) sur l' armature (1), on durcit la matière plastique constituant le corps du profilé et l'on forme en U le composite ainsi réalisé, ce procédé comprenant une phase préliminaire, dans laquelle on gaine au moins une partie de l' armature métallique (1) avec une couche d'une matière plastique auxiliaire (8), de manière à obLurer les aj ours, découpes ou intervalles ménagés dans cette armature métallique ce procédé étant caractérisé en ce que l' armature (1) gaince de la matière plastique (8) est soumise préalablement à l'étape d'extrusion de la matière plastique (2) à une étape de calandrage, et en ce que la matière plastique (8) est polycléfinique et la matière plastique (2) est un élastomère. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'extrusion de l'élastomère (2) est mise en _uvre sur la matière plastique (8) qui est à une température comprise entre 50 et 120 C, de prétérence entre 60 et 110 C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élastomère (2) est vulcanisable. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière plastique auxiliaire (8) est extrudée sur l' armature. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière plastique (8) polyoléfinique est un (co)polyéthylène. 18164 - 11 mai 2001 - 11/14 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l' extrusion de ladite matière plastique auxiliaire (8) est mise en _uvre à une température comprise entre 180 et 250 C. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de calandrage est réqulée à une température comprise entre 50 et 100 C. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape de calandrage est mise en _uvre à sous une pression minimum correspondant sensiblement au poids des rouleaux. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape d' extrusion de l'élastomère (2) est mise en _uvre à une température comprise entre 80 et 110 C. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on extrude la totalité de l' armature métallique (1) avec la couche de matière plastique auxiliaire (8). 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'épaisseur de matière plastique auxiliaire (8) recouvrant les parties pleines de l' armature métallique (1) est comprise entre environ 10 et environ 50 centièmes de millimètre. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à dans lequel l' armature est du type découpée. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel l' armature est du type à fils. 18164 - 21 août 2001 - 12/14 - - 13 2824504 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, appliqué à la fabrication d'un profilé comprenant des fils (9) sensiblement inextensibles noyés dans l'élastomère (2) constituant le corps du profilé, caractérisé en ce que ladite matière plastique auxiliaire (8) enrobe lesdits fils (9). 15. Profilés réalisés par un procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 14. 16. Dispositif pour la mise en _uvre du procédé selon l'une queleonques des revendications 1 à 14, comprenant une unité de gainage (11), une unité de calandrage (12), une unité d' extrusion (13) et une unité de vulcanisation (14).