Procédé de fabrication d'une pièce en un matériau élastomère
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce telle qu'un joint d'étanchéité en un matériau élastomère, présentant une bordure épaisse. Dans une forme d'exécution particulière, la pièce présente une bordure complexe comme, par exemple, un bourrelet ou un bord à lèvres multiples.
Le matériau élastomère est souvent du genre latex, comme le caoutchouc naturel ou synthétique.
On connaît parmi les procédés utilisés pour réaliser des pièces en un matériau relativement élastique, susceptibles d'assurer une étanchéité convenable entre deux organes séparables, ceux qui font appel sous des formes diverses à la technique du moulage. Ainsi, pour réaliser des gants ou soufflets, par exemple en chlorure de polyvinyle, habituellement utilisés pour isoler l'atmosphère extérieure de l'intérieur d'une enceinte fermée telle qu'une boîte à gants pour manipulation d'objets radio-actifs, on détermine par moulage dans un moule de formes et de dimensions appropriées la formation, sur l'extrémité de ces gants ou soufflets, d'un bourrelet épais permettant d'assurer simultanément leur fixation sur la paroi de l'enceinte et leur raccordement étanche avec cette dernière.
Cependant, lorsque le matériau utilisé doit, en raison notamment de sa meilleure tenue mécanique et de sa plus grande élasticité, être réalisé en un matériau élastomère tel qu'un latex de caoutchouc, on sait qu'il n'est pas possible d'utiliser le même procédé de moulage, du moins dans des conditions de rentabilité suffisante. On utilise plutôt le procédé de trempage qui consiste à plonger un modèle préalablement enduit d'un produit coagulant dans une émulsion de latex de caoutchouc naturel ou synthétique. Lorsque ce modèle est retiré du bain où on l'a plongé, une mince pellicule gélifiée subsiste sur celui-ci, pellicule qui constituera, après étuvage et vulcanisation convenables, la pièce en caoutchouc à obtenir.
On sait toutefois que le latex se présente habituellement sous la forme d'un liquide de faible viscosité, ayant tendance à former des mousses et qu'il est par conséquent impropre pour la réalisation des bourrelets épais, nécessaires, par exemple dans le cas mentionné plus haut des gants ou soufflets, pour assurer la fixation et l'étanchéité de ces organes sur les parois d'une enceinte fermée.
La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients, grâce à un procédé de fabrication d'une pièce en latex présentant une bordure épaisse.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le trempage dans une émulsion d'un matériau élastomère d'un mandrin comportant une gorge délimitant la forme d'une des faces de la bordure à monter sur ledit mandrin une bague ménageant un logement entre la gorge du mandrin et la surface interne de ladite bague présentant la forme de l'autre face de ladite bordure, ledit logement étant susceptible d'être entièrement rempli par ladite émulsion.
On peut déterminer ainsi la formation, à l'extrémité d'un organe élastique quelconque, d'une bordure dont les dimensions, et en particulier l'épaisseur, peuvent être variables en fonction du profil de la gorge du mandrin et de celui de la bague venant coiffer cette dernière.
Selon un de ses modes de mise en oeuvre, le procédé permet de façonner des pièces de formes complexes présentant plusieurs lèvres. A cet effet on réalise simultanément une lèvre mince sur la surface externe de la bague convenablement usinée, cette lèvre se raccordant directement à la bordure épaisse obtenue entre la gorge du mandrin et la surface interne de la bague.
Mises à part ces dispositions principales, le procédé considéré peut aussi présenter certaines dispositions secondaires dont il sera plus explicitement parlé ci-après et qui sont relatives notamment: à la présence de trous radiaux ménagés à travers la bague du mandrin pour permettre l'échappement de l'air contenu dans le logement lors du remplissage de celui-ci par capillarité par l'émulsion de latex, ainsi qu'à certaines formes particulières données à la bague et à la gorge du mandrin en vue de l'obtentiou de pièces spéciales dont le profil est défini par les conditions particulières de leur utilisation.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit relatif à un exemple particulier de mise en oeuvre du procédé et à l'utilisation de la pièce obtenue pour le raccordement étanche entre une paroi rigide et un organe amovible à monter sur cette paroi.
La fig. 1 du dessin annexé est une vue schématique en coupe d'un dispositif permettant d'effectuer une mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe partielle d'une pièce en un matériau élastomère réalisée avec le dispositif de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale illustrant une application particulière d'un joint à lèvres multiples.
Les fig. 4 et 5 illustrent deux étapes successives de mise en place de la pièce de la fig. 2 lors d'une application analogue à celle de la fig. 3.
I1 convient tout d'abord de rappeler que le procédé de trempage est particulièrement utile pour réaliser la fabrication d'une pièce mince en caoutchouc à épaisseur à peu près constante. On sait en effet que lors de l'immersion d'un mandrin dans un bain de latex par exemple, on obtient sur la paroi de ce mandrin un dépôt d'une couche gélifiée dont l'épaisseur sensiblement constante est fonction de la quantité de produit coagulant préalablement déposée sur le moule.
Lorsque pour certaines applications, il est nécessaire de renforcer le bord des pièces élastiques obtenues par le procédé classique de trempage, en vue d'améliorer leur résistance à la traction ou pour assurer une étanchéité autour d'un ajutage cylindrique, il est généralement indispensable de faire comporter à de telles pièces une bordure présentant une surépaisseur notable et qui ne peut, en fonction de ce qui vient d'être dit, être réalisée par le procédé habituel. On peut dans certains cas rouler le bord de la pièce élastique pour former cette bordure mais, s'il subsiste à l'intérieur de cette dernière une quantité même minime de produit coagulant, il n'est pas possible d'obtenir un collage convenable de la bordure elle-même.
Pour éviter cet inconvénient, en vue d'obtenir une bordure homogène, il est alors nécessaire de procéder à l'enroulement du gel au-delà de la zone du moule enduite de produit coagulent, cette opération étant particulièrement délicate en raison de l'extrême fragilité du gel lui-même. En outre, on n'obtient jamais de surépaisseurs locales, notamment en bordure d'une pièce quelconque, susceptibles de présenter des cotes géométriques précises, analogues par exemple à celles qui seraient obtenues par le procédé de moulage.
On évite les inconvénients ci-dessus grâce au dispositif représenté schématiquement sur la fig. 1.
Ce dispositif se compose d'un mandrin cylindrique 1 dans lequel est usinée une gorge circulaire 2 dont la forme est exactement celle que l'on désire obtenir pour la bordure de la pièce de caoutchouc. A son extrémité 3 le mandrin présente un rétrécissement de section diamétrale et comporte dans sa surface externe une portée cylindrique 4 sur laquelle est susceptible de coulisser une bague externe 5 venant coiffer extérieurement la gorge 2 en ménageant entre cette dernière et sa surface interne 6 un logement circulaire 7.
Des conduits radiaux tels que 8 sont ménagés à travers la bague 5 et font communiquer l'intérieur du logement 7 avec la surface externe de la bague 5, en arrière d'une portion 9 de cette dernière dont la forme et le rôle seront définis plus loin.
L'utilisation de l'appareil décrit est la suivante: dans une première opération le mandrin 1 et sa bague 5 préalablement montée sur celui-ci sont immergés dans un bain de coagulant, puis égouttés, séchés en étuve et refroidis. Dans une seconde opération, on plonge le dispositif dans un bain ou émulsion de latex. Grâce à la présence des trous 8 ménagés dans la bague 5, le liquide remplit totalement le logement 7. Après action du coagulant, le mandrin et sa bague sont retirés du bain, puis séchés à nouveau en étuve de manière à évacuer l'eau résiduelle du gel de latex qui s'est formé. On réalise ensuite la vulcanisation de la couche de latex.
Pour permettre, dans l'opération suivante, le démoulage de la pièce de caoutchouc obtenue, on procède au dégagement de la bague 5 en faisant coulisser cette dernière en arrière, ce qui libère la partie externe de la pièce de caoutchouc aussi bien à l'intérieur du logement 7 qu'à l'extérieur de la bague 5 sur la partie 9 de cette dernière. Sur celle-ci en effet s'est déposée au cours des opérations précédentes une mince couche de gel de latex qui se transforme en une lèvre élastique mince, directement raccordée à la bordure épaisse qui s'est formée entre la gorge 2 du mandrin et la surface interne 6 de la bague 5.
On réalise ainsi une pièce en caoutchouc dont l'extrémité a une forme complexe telle que représentée sur la fig. 2. On voit que cette pièce désignée par la référence 12 comporte d'une part une bordure épaisse 10 ayant la forme du logement 7 délimité entre la gorge du mandrin et la bague montée sur celui-ci, et une lèvre mince 1 1 formée sur la partie 9 de la bague et directement raccordée à la bordure 10. En outre celle-ci se prolonge par une bavure 13 formée dans le fond du logement 7. Une dernière opération consiste donc à découper cette bavure au ras de la bordure 10, la lèvre mince 11 pouvant également être sectionnée ou conservée selon les applications particulières que l'on envisage pour l'utilisation de la pièce 12 qui vient d'être réalisée.
Dans le cas par exemple où la pièce est un gant ou soufflet d'étanchéité destiné à réaliser une jonction étanche entre une boîte à gants et l'atmosphère extérieure, on sait qu'il est nécessaire d'assurer simultanément l'immobilisation du gant sur la paroi de la boîte ou plus exactement sur une pièce de fixation appelée rond de gant et l'étanchéité entre cette pièce de fixation et la paroi.
Ainsi, dans le brevet français 1 347 746 du
COMMISSARIAT A L'ÉNERGIE ATOMIQUE, on a déjà décrit une réalisation de ce genre dans laquelle le gant ou soufflet élastique utilisé est obtenu par moulage d'un matériau convenable du genre chlorure de polyvinyle.
La fig. 3 illustre une disposition particulière de ce type où l'extrémité d'un gant 14 doit être maintenue entre une bague ou rond de gant 15 et la paroi 16 d'une boîte à gants . A cet effet, l'extrémité du gant présente avantageusement plusieurs lèvres désignées par les références 17, 18 et 19, qui permettent d'assurer d'une part l'immobilisation du gant 14 dans la bague 15 (par les lèvres 18 et 19) et, d'autre part, l'étanchéité au contact de la paroi 16 (par la lèvre 17).
Dans le cas cependant où le matériau utilisé doit être un élastomère du genre latex et non plus du chlorure de polyvinyle, on constate qu'il n'est pas possible de réaliser par trempage les lèvres 17, 18 et 19 précédentes. On remarque cependant que la pièce 12 obtenue par une mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de remplir les conditions d'immobilisation et d'étanchéité requises, grâce d'une part à la bordure 10 et d'autre part à la lèvre mince 1 1 raccordée à cette bordure.
Les fig. 4 et 5 illustrent la façon dont s'effectue la mise en place d'une telle pièce entre la bague 15 et la paroi 16. La bordure 10 dont les côtes géométriques peuvent avoir toute la précision voulue joue à elle seule le rôle des deux lèvres 18 et 19 précédentes en venant s'appliquer au fond de la gorge 20 de la bague 15 en assurant l'immobilisation de la pièce 12.
La lèvre 17 est dans ce cas remplacée par la lèvre mince 1 1 obtenue lors des opérations de trempage, qui vient prendre au cours de sa mise en place les positions successives représentées sur les fig. 4 et 5 en formant un pli 21 susceptible de venir porter sur la paroi 16.
On obtient ainsi un résultat analogue à celui procuré par les joints à lèvres moulés déjà connus, grâce d'une part à la résistance à la traction de la bordure 10 qui lui évite de sortir de sa gorge 20 et d'autre part à la souplesse du repli 21 qui lui confère une force d'appui suffisante sur la paroi 16 pour assurer l'étanchéité.
REVENDICATIONS
I. Procédé de fabrication d'une pièce en un matériau élastomère, présentant une bordure épaisse, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le trempage dans une émulsion de ce matériau d'un mandrin comportant une gorge délimitant la forme d'une des faces de la bordure, à monter sur ledit mandrin une bague ménageant un logement entre la gorge du mandrin et la surface interne de ladite bague présentant la forme de l'autre face de ladite bordure, ledit logement étant susceptible d'être entièrement rempli par l'émulsion.
II. Pièce en matériau élastomère obtenue selon le procédé de la revendication l.