Ce guide de conception de joints fournit un aperçu de la sélection des composés, de la dureté ou du duromètre, et des profilés en caoutchouc. En suivant cette formule de conception de joints vous pouvez obtenir les extrusions de caoutchouc et les joints de conception appropriés pour combler les écarts, résister à l’environnement et pour répondre aux exigences techniques et commerciales.
Sélection des composés
La sélection des composés, i.e. la première partie de ce guide de conception des joints, consiste à poser et à répondre à trois questions principales:
- Quels matériaux peuvent résister à l’environnement ?
- Quels sont leurs avantages et inconvénients ?
- Quels sont leurs coûts matériels ?
Pour déterminer quels matériaux peuvent résister à l’environnement il faut prendre en compte le produit, la température, l’application et la pression. Le tableau ci-dessous contient des questions spécifiques à poser concernant votre application.
Média | Y a-t-il une exposition à l’eau douce, à l’eau salée, aux carburants, aux huiles ou aux produits chimiques ? Cette exposition, est-elle accidentelle ou à long terme ? |
Température | Quelles sont les températures minimales et maximales de service ? Le vieillissement thermique ou les cycles thermiques, sont-ils des facteurs potentiels de risque ? |
Application | Quel est le type de bride, le matériau de la bride et le modèle de trou de boulon ? Le joint en caoutchouc, sera-t-il plutôt installé ou appliqué avec du ruban PSA ? |
Pression | L’application d’étanchéité implique-t-elle des pressions élevées ou basses ? Comment le niveau de pression pourrait-il affecter la compression du joint ? |
Lorsque vous comparez des composés il faut tenir compte de leurs avantages et inconvénients, ainsi que de leur coût en matériel. Par exemple, les EPDM et les TPE peuvent résister aux environnements extérieurs. Le caoutchouc EPDM coûte moins cher, mais les TPE sont disponibles avec des tolérances plus strictes. Les TPE sont aussi disponibles dans des couleurs personnalisées et elles sont recyclables.
Vous devrez peut-être aussi comparer des composés commerciaux à des composés spécialisés tels que des matériaux approuvés par UL. Les composés spéciaux ont des propriétés extraordinaires mais ils sont plus chers. Ils ont également des quantités minimales de commande (MOQ) plus élevées.
Dureté (Duromètre)
Les composés de caoutchouc sont disponibles dans une gamme de duretés, une mesure de la dureté exprimée à l’échelle Shore A. En fonction de votre application d’étanchéité vous aurez peut-être besoin d’un caoutchouc de dureté inférieure, souple comme une gomme à effacer pour crayon, ou d’une dureté supérieure qui ressemble à une rondelle de hockey.
Gardez à l’esprit ce qui suit sur le caoutchouc plus dur et plus mou:
- Le caoutchouc plus dur offre une plus grande résistance aux chocs mais il est moins élastique.
- Le caoutchouc plus doux procure un meilleur amorti mais il est plus sujet à la compression.
Le jeu de compression est la déformation permanente d’un matériau lorsqu’une force appliquée est supprimée. Un joint en caoutchouc sur-comprimé ne fournira pas une étanchéité correcte, mais un joint trop dur peut également provoquer une défaillance de l’étanchéité. Prenons l’exemple d’une porte qui ne s’est pas fermée parce que le sceau en caoutchouc est trop difficile à comprimer. Pour éviter de tels problèmes suivez les recommandations concernant le duromètre présentées dans ce guide de conception de joints.
Lors de la sélection du duromètre il est possible que vous compariez des matériaux en éponge ou solides. Le caoutchouc solide est généralement plus dur, mais ce n’est pas toujours le cas. Le caoutchouc spongieux se distingue par une structure cellulaire qui permet (cellules ouvertes) ou empêche (cellules fermées) le passage de l’air, de l’eau et des gaz.
Profilés en caoutchouc
Les profilés en caoutchouc pour les joints se présentent sous différentes formes. Les types les plus courants sont les joints D, P, E et les joints à lèvre. Le bourrelet ou la lèvre comble l’écart, mais la sélection du profilé dépend aussi de la quantité de compression et de la méthode d’installation ou de fixation.
- Les joints D ont un bourrelet en forme de demi-lune qui assure l’étanchéité sous pression et une section droite plate qui se fixe à l’aide d’un adhésif tel que du ruban PSA.
- Les joints P ont un bourrelet arrondi et une tige plate. Le bourrelet assure l’étanchéité sous compression. La tige ou la queue est utilisée pour attacher le joint avec des attaches mécaniques.
- Les joints d’étanchéité électroniques ont un bourrelet en forme de demi-lune supportant la compression, une queue reposant sur un substrat et un espace ou une fente dans laquelle un installateur insère du matériau en barre métallique.
- Les joints à lèvre ont un bord ou une lèvre étendue au lieu d’un bourrelet arrondi. Contrairement à d’autres types de profilés, ils n’ont pas besoin de compression complète pour assurer une étanchéité efficace.
Autres conseils de conception de joints
La conception des joints commence par la composition, la dureté et la sélection du profilé. Cependant, les ingénieurs doivent aussi tenir compte des tolérances applicables aux extrusions de caoutchouc et aux joints fabriqués. Pour soutenir vos efforts d’ingénierie, Elasto Proxy propose une session Déjeuner et apprentissage de Conception de joints 101. Cliquez ici pour vous inscrire.
