Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
7~l :
La présente invention concerne le dépôt de cordons en
materiau élastomère ou thermodurcissable, pour réaliser, en
particulier, des joints d'étanchéité.
Les joints d'étanchéité, notamment ceux utilisés dans
l'industrie automobile (joints de culasse, joints de collecteurs,
etc..~ sont constitués d'un support généralement plan en matéri-aux
divers, métalliques, métalloplastiques, fibreux à base d'amiante
ou de cellulose, comportant des orifices pour le passage de fluide=
tels que les gaz moteurs, l'huile de lubrification, l'eau de
10 refroidissement etcO et l'étanchéité est assurée autour de ces
orifices dans de nombreux cas grâce à un cordon en matériau élasto-
mère ou thermodurcissable qui s'écrase au serrage. ~`
Plusieurs techniques sont utilisées pour déposer le
cordon sur le support.
Le cordon peut être obtenu en surmoulant ou en injectant
le matériau élastomère ou thermodurcissable, à une température
comprise entre 100 et 200 C en utilisant des moules chauffés à
cette température. Le procédé consiste, pour un matériau donné
et une configuration géométrique du cordon donnée, à réaliser le ;~
surmoulage ou l'injection à une température et pendant un temps ;~
tels que le produit ait le temps de remplir le moule à l'état
visqueux et de prendre sa consistance définitive, par polymérisa~
tion ou vulcanisation, avant que l'on procède au démoulage. ;
Ce procédé présente des inconvénients importants. D'une - ;
part, il faut attendre la vulcanisation ou la polymérisation du
cordon avant de pouvoir démouler, ce qui prend, selon les cas, de
3 à 10 minutes et interdit donc les cadences de fabrication
élevées. D'aukre part, une grande quantité de matière première,
pouvant atteindre 90%, correspondant au volume des canaux d'injec~
2b tion, est perdue, cette matière n'est généralement pas recyclable
et constitue un déchet sans valeur.
Pour certains types de joints, le dépôt du cordon sur le
~ . , .
71
support peut éyalement etre réalisé par sérigraphie, la vulcanisa-
tion ou la polymérisation du matériau déposé se faisant à un ~ ~
stade ultérieur, par exemple, dans un four-tunnel. ~ -
Cette techni~ue, si elle permet une meilleure productivi- ~
té, a, par ailleurs, d'autres inconvénients. Pour que le dépôt ~ -
soit régulier et bien calibré, elle demande des réglages précis
qui ne peuvent etre faits que par une main d'oeuvre q~alifiée, ce - ;
qui rend cette technique assez onéreuse. De plus, l'épaisseur du `~
cordon que l'on peut déposer est limitée ~ 0,1 mm par passe et, ;
pour obtenir une épaisseur convenable, on est généralement amené
à réaliser plusieurs passes. Pour un même cordon, cette épaisseur
est constante et il n'est donc pas possible, comme lors d'un
moulage, de faire varier cette épaisseur à certains endroits du -
cordon particulièrement sollicités. Enfin, la perte de matière
première est, dans ce cas, également assez importante.
Le procédé, mis au point par la demanderesse, pallie ;-
ces divers inconvénients. Il permet, en particulièr, de déposer
un cordon en matériau élastomère ou thermodurcissable sur un ;
support en un temps très court, de l'ordre de quelques secondes,
pratiquement sans perte de matière première, sur une épaisseur
importante pouvant aller jusqu'à plusieurs millimètres, avec une
excellente précision dimensionnelle. I1 ne nécessite pas de ` ~-
mise en oeuvre compliquée et est particulièrement fiable.
Le procédé, selon l'invention, de dépôt d'un cordon
élastomère ou thermodurcissabIe sur un support plan, notamment
pour la fabrication de joints d'étanchéité, consiste à mouler ;~
ou injecter à température ambiante l'élastomère ou le thermo~
durclssable à l'état visqueux dans une cavité de moulage sur un
support présentant vis-à-vis du matériau ~ déposer une adhérence
supérieure à celle de la cavite de moulage et à effectuer la
vulcanisation ou la polymérisation du cordon ultérieurement par
chauffage au four ou pressage à chaud.
-- 2 --
: . , , : .
~0~7~ 7~
L,a demarlderesse ~, en ~ et~ constate de fa~on sur-
prenarlte que dans l.es conditions precitees, le produit lnjecté
n'av~l.it pas ~;etldance, comme on aurai.t pll le penser, à rester
colle au moule d'injection.
Parmi les materiaux d~poses, de bons resultats ont ete
obtenus avec~ parmi les elastomères, les nitriles, les poly
acryliques, les silicones, les elastomères fluores tel que le
copolymère de fluorovinylidène et d'hexafluoropropylène et, parmi ~ -
les thermodurcissables, les resines epoxy. Ces matériaux ont des
10 viscosites qui, dans l'échelle de Mooney, sont comprises entre .- :~
20 et 90. ~`
Le procéde selon l'invention peut être realise au -~
moyen d'un dispositif comportan-t un bloc metallique à base
plane destinee à reposer sur le support, une ou plusieurs cavi-tes
de moulage, de section correspondante au cordon à deposer une
des faces de chaque cavite etant situee dans le meme plan que la
base plane du bloc metallique reposaht sur le support ledit bloc .. ;~
étant muni de un ou plusieurs canaux d'injection dans ces cavites, .~
et des moyens permettant d'appliquer une pression sur le materiau :. ;
~; 20 à injecter.
Les supports peuvent être soit des materiaux pour~joints
poreux a base de fibres d'amiante où de fibres de cellulose, : : ..
eventuellement renforcés intérieurement par des élements metalli~
ques, auquel cas leur adhérence est naturellement plus elevee que .~;
~ ce].le des moules classiques, soit des materiaux metalliques tels .~ :;
que, par exemple, des tôles en acier ou en alliages legers et, dans
ce cas, il est preferable~que leur surface soit depolie et abrasee, .~
par exemple par sablage, de manière à présenter une meiIleure ;.i .-. ~.
,..,; ~,
adhérence. On peut aussi, dans le cas o~ le support présente une
~ 30 adhérence insuf:Eisante, utlliser un primaire d'accrochage approprié.
: Il est avantageux également que le moule soit soigneuse~
mellt poli ou revetu d'une couche antiadhérente, comme par exemple
du polytétrafluoréthylène.
. ~
.~ , , .
~ 3 ~ ~ ~ :
~070~7~L ~
. '
Les figures annexées aideront à mieux faire comprendre
1'invention, sans toutefois, en limlter la portée.
La fiyure 1 représente, en coupe verticale, un exemple
de dispositif permettant de réaliser le procédé selon l'invention.
Les figures 2, 3 et 4 montrent, en coupe verticale,
des exemples de cordons réalisables.
Les figures S e-t 6 montrent, en coupe verticale, un
exemple de cordon avant et après pressage à chaud.
La figure 7 représente, en coupe verticaIe, une variante
du dispositif de la figure 1, e-t les figures 8 et 9 des cordons
déposés selon cette variante, respectivement sur un support com~
presslble et un support incompressible. ~ ; ;
Le support plan 1, réalisé par exemple en carton d'ami- ;~
ante renforcé intérieurement par une âme métallique est posé sur
un plateau 2. On place sur ia face supérieure du support un bloc
métallique 3 dont la base plane 4 s'appuie exactement sur le
; . ., ~
support 1. La base 4 présente une ou plusieurs cavités 5, par
exemple une cavité annulaire dans le cas où l'on veut déposer un
; cordon circulaire aukour d'un orifice du joint. Dans ces cavités
~20~ ;S débouchent un~ou plu9ieurs canaux étroits 6 pour l'a1imentation
; en~matériaù. Lès cavités 5 sont soigneusement polies ou revêtues
~d'une i~linc~ couche d'un produit an~iadhérent tei que le PTFE.
On injecte, alors,~dans le sens de la flèche F, grace
à un piston 7 sous une pression comprise entre 50 et 2000 bars,
le matériau élastomère ou thermodurcissable, par exempIe un
silicone, sous forme visqueuse (viscosité Mooney de l'ordre de ;-;
50) qui remplit la cavité 5. On soùlève ensuite le bloc 3 et
: . :
il reste sur le support un cordon ayant la forme de la cavite S~
Le cordon peut avolr une épaisseur variable et des
formes très diverses comrne le montrent les figures 2, 3 et 4.
,,
Il subsiste généralement un petit becquet 3 correspondant ~ `
l'entrée du canal 6.
- 4 -
1~)7~V7~
La vulcanisation ou la polymérisation du cordon se fait
ensuite soit par passage en étuve ou en four-tunnel et, dans ce
cas, le cordon conserve la même largeur qu'au moment du dépôt,
soit par pressage ~ chaud à llaide d'une presse dont les plateaux
.
sont portés à la température adéquate, ce qui permet de donner au
cordon la forme définitive souhaitée qui peut être différente de
celle déposée au moulage comme le montrent les figures 5 et 6
qui représentent le même cordon avant et après pressage.
Un joint d'étanchéité fabriqué de cette manière convient
parfaitement lorsque la pression de serrage du joint n'est pas
trop élevée. Par contre, pour des joints très fortement serrés,
comme par exemple les joints de culasse, comme c'est le cordon
incompressible qui re~oit l'essentiel de la sollicitation mécanique, ~`
il y a un risque que ce cordon n'éclate lors de la mise en
compression du joint. ;
Pour éviter ce inconvénient et faire en sorte que le
cordon déposé puisse jouer parfaitement son rôle d'étanchéité,
même pour des joints très fortement comprimés, la cavité de
moulage est constituée par au moins une rainure formée sur le ~
support. ;-`
Dans le cas o~ le support est un matériau compressible,~
par exemple un matériau poreux à base de fibres d'amiante ou de
cellulose, le cordon est vulcanisé ou polymérisé de manière à rem~
plir exactement la rainure.
Dans le cas où le support est en matériau incompressible,
par exemple en métal, le cordon est vulcanisé ou polymérisé par
pressage à chaud de manière à présenter des parties en saillie
au-dessus du support et des parties en creux par rapport au
support, les parties en saillie ayant le même volume total que
les parties en creux. ;
Un dispositif pour la mise en oeuvre de cette variante
est représenté à la figure 7, -
: -
- 5 -
~LO~)l)7~L ;
Le support plan est pose sur un plateau 2. ~n place
sur la face supérieure du support un bloc métallique 3 dont la
base plane 4 s'appuie exactemen-t sur le support 1. Le support
présen-te une rainure 5 de forrne quelconque, par exemple de section
rectangulaire.
Le bloc 3 comporte un ou plusieurs canaux étroits 6 pour
l'alimentation en matériau, débouchant en face de la rainure 5. ~;
Dans la partie qui fait face à la rainure 5, la base 4 du bloc
3 est soigneusement polie ou revêtue d'une mince couche de produit
antiadhérent tel que le PTFE.
On injecte, alors, grâce à un piston 7, sous une pression
comprise entre 50 et 2000 bars, le matériau élastomère ou thermo- `
durcissable sous forme visqueuse qui vient remplir exactement la
rainure 5. On retire ensuite le bloc. I1 subsiste généralement
un petit becquet 8 correspondant à l'entrée du canal.
Dans le cas où le support est réalisé en un matériau ~ -
compressible, par exemple un matériau poreux à base de fibres
d'amiante ou de cellulose, on peut effectuer la polymérisation
par passa~e en étuve ou en four tunnel ou par pressage à chaud, le
cordon conservant la même forme qu'qu moment du dépôt.
Quand le joint, tel que représenté à la fiyure 8, sera
mis en compression, comme le cordon 9 est incompressible alors que
le matériau du support 1 est compressible, ce cordon va se trouver
légèrement en saillie et pourra donc faire étanchéité. De plus,
il va se déformer en écartant légèrement le support autour de lui
et ne risque donc pas d'éclater.
Dans le cas où le matériau est réalisé en un matériau
- incompressible, par exemple en acier ou en aluminium, on effectue
de préférence la vulcanisation ou la polymérisation par pressage `
à chaud de manière à obtenir une forme de cordon du type repré-
senté à la figure 9.
Le cordon 9 présente des parties 10 en saillie par
:-
6 ;
. . .
rapport au support et des parties en creux 11, le volume total
des parties en saillie etant bien en~endu ~gal au volume total
des parties en creux.
Quand un joint réalisé de cette manière est mis en
forte compression, les paxties en saillie assurent l'étanchéité
et le joint peut se déformer par compensation entre les parties
en saillie et les parties en creux, ce qui évite l'éclatement
du joint.
Le procedé, selon l'invention, perme-t également dlobte~
nir un joint massif en matériau élastomère ou thermodurcissable
par décollement après vulcanisation ou polymérisation du support
qui a servi au moulage. L'adhérence du cordon sur le support doit ;~-
être, dans ce cas, suffisamment faible pour permettre de décoller ~ ~
.~ . .
le joint du support tout en restant lé~èrement supérieure à son
adherer.ce sur le moule.
On peut fabriquer, selon le procédé de l'invention, aussi ;
bien des joints industriels que les joints destinés à l'industrie
automobile par exemple joints de culasse (étanchéité à l'huile
et aux liquides de refroidissement) joints d'admission et d'échap~
pement (étanchéité aux gaz) joints de pompes à essence, de
carters d'huile, de couvre-culasses, etc.............................. ~ ~
- .,'.' ~ ~.,. -
, `,~, ` "' ' .
, :;
- 7 -
, ~ :. , . , . . ~ ... , ,,.. ~ . . :
:: ,.: : , : .: :: : . ;. . . .
