Profilé de serrage en silicone avec insert métallique : zone de serrage et tête d’étanchéité

Un profil de serrage est choisi de manière à ce que l’épaisseur de tôle avec revêtement se situe au milieu de la plage de serrage et que la tête d’étanchéité corresponde au jeu et à la force de fermeture. Ce n’est qu’ensuite que l’insert métallique, la plage de température et les exigences matière déterminent l’exécution concrète. Les profils de serrage en silicone sont pressés sur le chant de tôle et tiennent sans colle ni vis lorsque la plage de serrage et l’insert sont adaptés au chant. Les sections suivantes montrent quels paramètres sont déterminants pour les portes, trappes et chants de tôle dans la construction mécanique, la fabrication d’armoires électriques, la construction automobile et ferroviaire ainsi que dans les technologies alimentaires.

Structure d’un profil de serrage avec insert métallique

Un profil de serrage se compose d’une partie de serrage en forme de U et d’une tête d’étanchéité moulée sur celle-ci. Dans la partie de serrage se trouve un insert métallique entièrement enveloppé par l’élastomère. Il génère la force de ressort avec laquelle le profil tient sur le chant de tôle. À l’intérieur du U se trouvent des nervures de retenue qui se déforment lors de l’emmanchement et s’opposent à l’arrachement.

La tête d’étanchéité assure la fonction d’étanchéité proprement dite face à la porte, au couvercle ou à la trappe. Elle est placée soit au-dessus de la partie de serrage, soit latéralement à côté de celle-ci. La position adaptée dépend du fait que la contre-surface rencontre frontalement le chant de tôle ou qu’elle se ferme parallèlement à la tôle. D’autres géométries, comme les profils à chambre creuse et les profils d’encadrement, se trouvent dans l’aperçu des profils en silicone.

Associer correctement la plage de serrage et l’épaisseur de tôle

La plage de serrage indique pour quelles épaisseurs de matériau un profil est conçu. Les graduations typiques se situent par exemple à 1 à 2 mm, 2 à 4 mm ou 4 à 6 mm. Ce qui compte n’est pas l’épaisseur nominale de la tôle, mais l’épaisseur réelle du chant. Le revêtement par poudre, la couche de peinture, les bords rabattus ou les pattes soudées augmentent l’épaisseur du chant. Si le chant se situe à la limite inférieure de la plage de serrage, la force de maintien diminue. S’il se situe à la limite supérieure, la force de montage augmente et l’insert s’ouvre davantage.

En pratique, on choisit un profil dans lequel l’épaisseur de chant mesurée se situe dans la partie médiane de la plage de serrage. Pour les pièces présentant des épaisseurs variables, par exemple aux transitions entre deux tôles, la plage de serrage doit couvrir aussi bien l’endroit le plus mince que l’endroit le plus épais. Le chant doit être ébavuré, car les bavures peuvent endommager les nervures de retenue internes lors de l’emmanchement.

Feuillard d’acier ou insert filaire

Les inserts en feuillard d’acier se composent d’une bande de tôle estampée ou fendue, cintrée en forme de U dans la partie de serrage. Ils génèrent généralement une force de serrage plus élevée et conviennent aux chants droits et aux grands rayons sur lesquels le profil est exposé à des vibrations ou à des forces de traction. Les exemples incluent les carters de machines, les trappes de maintenance et les portes de véhicules.

Les inserts filaires se composent d’un fil posé en zigzag et fixé par des fils longitudinaux. Un profil avec insert filaire peut être cintré plus étroitement et suit les angles et les rayons avec moins de formation de plis. La force de maintien est légèrement plus faible selon la conception. Pour les environnements humides ou fréquemment nettoyés, l’insert est souvent réalisé en acier galvanisé ou en acier inoxydable. Aux extrémités coupées, il ne doit pas rester exposé sans protection.

Tête d’étanchéité compacte ou tête d’étanchéité en mousse

Une tête d’étanchéité en silicone compact, généralement réalisée sous forme de chambre creuse, est stable dimensionnellement et résiste à l’abrasion mécanique. Elle convient aux trappes avec un jeu défini et aux zones où le joint est touché ou nettoyé régulièrement. La dureté se situe typiquement entre 40 et 70 Shore A selon le compound.

Une tête d’étanchéité en mousse de silicone est généralement à cellules fermées et peut être comprimée avec une faible force. Elle compense des tolérances de jeu plus importantes et des irrégularités, et elle est pertinente là où les portes doivent fermer de manière étanche avec une faible force de fermeture, par exemple dans la fabrication d’armoires électriques. Les têtes d’étanchéité en mousse sont souvent comprimées d’environ 25 à 50 % de leur hauteur. Si la compression est plus forte, la déformation rémanente après compression augmente. La partie de serrage et la tête en mousse sont alors fabriquées par coextrusion à partir de silicone compact et de silicone expansé.

Température, contact alimentaire et protection incendie

Selon le compound, le silicone couvre typiquement une plage de température continue d’environ moins 60 °C à plus 200 °C. Les profils de serrage en silicone peuvent ainsi être envisagés pour les portes de fours, les trappes de sécheurs et les boîtiers à proximité de sources de chaleur. Pour les applications continues au-delà de 200 °C, l’aptitude du compound à la température concrète et à la durée d’utilisation doit être vérifiée.

Dans les technologies alimentaires, on utilise des compounds conformes à la recommandation BfR XV ou répondant aux exigences de la FDA 21 CFR 177.2600 pour les articles en caoutchouc à usage répété. L’insert métallique doit être entièrement enveloppé afin qu’il n’entre en contact ni avec le produit ni avec les produits de nettoyage. Les matériaux et conformités sont décrits plus en détail dans l’article sur les joints en silicone dans l’industrie.

Pour les véhicules ferroviaires, la norme de protection incendie EN 45545-2 s’applique en Europe. Avec des compounds équipés en conséquence, les profils en silicone peuvent satisfaire aux exigences de certains niveaux de danger. La preuve est fournie par les rapports d’essai du matériau concerné.

Profil standard ou profil spécial selon plan

Les profils de serrage standard couvrent les plages de serrage et les dimensions de tête d’étanchéité courantes et ne nécessitent pas de nouvel outillage d’extrusion. Ils conviennent lorsque l’épaisseur de tôle, le jeu et la position de la tête d’étanchéité correspondent aux géométries existantes.

Un profil spécial selon plan est pertinent lorsque la tête d’étanchéité nécessite un contour précis, une deuxième lèvre d’étanchéité ou un recouvrement de chant, ou lorsque la couleur, la dureté et les justificatifs de conformité sont définis. Pour le dimensionnement, il faut connaître l’épaisseur de tôle avec revêtement, le jeu à l’état fermé, le sens de fermeture, la température d’utilisation, le contact avec les médias et les justificatifs requis. Les tolérances dimensionnelles des profils extrudés sont généralement convenues selon DIN ISO 3302-1.

Questions fréquentes

Comment monter un profil de serrage ?

Le profil est positionné à une extrémité puis pressé à la main sur le chant. Un maillet en caoutchouc aide à emmancher la partie de serrage jusqu’au fond. La colle et les vis ne sont pas nécessaires. Le chant doit être propre et ébavuré afin que les nervures de retenue s’accrochent uniformément.

Un profil de serrage peut-il être posé autour des angles ?

Les profils avec insert filaire peuvent être cintrés plus étroitement que les profils avec feuillard d’acier. Le plus petit rayon de courbure dépend de la taille du profil, de l’insert et de la tête d’étanchéité, et il est indiqué par le fabricant. Pour les angles intérieurs serrés, une coupe d’onglet ou une pièce d’angle vulcanisée est souvent la solution la plus propre.

Que se passe-t-il si l’épaisseur de tôle se situe en dehors de la plage de serrage ?

Si le chant est plus mince que la limite inférieure, le profil tient mal et peut se déplacer en cas de vibration. S’il est plus épais que la limite supérieure, le profil est difficile à monter, l’insert est trop étiré et la tête d’étanchéité peut basculer hors de sa position. Dans les deux cas, il convient de choisir la plage de serrage adaptée suivante.

Les profils de serrage en silicone conviennent-ils au secteur alimentaire ?

Cela dépend du compound. Pour le contact alimentaire, on utilise des mélanges silicone conformes à la recommandation BfR XV ou répondant à la FDA 21 CFR 177.2600. L’insert métallique doit être entièrement gainé. Les déclarations de conformité nécessaires doivent déjà figurer dans la demande.

Quand une tête d’étanchéité en mousse est-elle préférable à une tête d’étanchéité compacte ?

Une tête d’étanchéité en mousse convient lorsque la force de fermeture est faible, que le jeu varie ou que des irrégularités doivent être compensées. Une tête d’étanchéité compacte est plus stable dimensionnellement et constitue le meilleur choix lorsque le joint est soumis à des sollicitations mécaniques, nettoyé fréquemment ou utilisé avec un jeu défini.