Guide technique des bagues à lèvres

On retrouve les bagues à lèvres dans de nombreuses applications, dans presque tous les secteurs industriels imaginables. Choisir avec soin la bonne bague à lèvre est important pour assurer le bon fonctionnement de l'application dans laquelle elle est utilisée, et pour éviter les fuites ou autres dommages. Dans cet article, nous vous en dirons plus sur les facteurs à prendre en compte pour choisir vos bagues à lèvres.

La bague à lèvres se compose de :

• Un boîtier extérieur en métal nu, ou revêtu de caoutchouc
• Une lèvre d'étanchéité en caoutchouc ou PTFE
• Un ressort de différents matériaux (selon le type)

En raison de la forme spéciale de la lèvre et des différentes forces qui entrent en jeu lors de la rotation, la bague d’étanchéité fonctionnera comme un joint. Avec les nombreuses variantes de conception et de matériaux, d'innombrables types de bagues à lèvres sont disponibles. Elles conviennent pour diverses applications, telles que les pompes, les boîtes de vitesses, les roues et bien d'autres applications où l'étanchéité doit être assurée. Et ce dans toutes sortes de secteurs tels que la chimie, l'industrie générale, les éoliennes, l'automobile, l'agro-alimentaire, ... Les bagues à lèvres sont utilisées dans presque tous les secteurs.

Ils sont tous dotés d'un ressort pour donner une précharge à la lèvre d'étanchéité. Ces types sont tous destinés aux applications sans pression ou à basse pression, jusqu'à 0,5 bar. Pour les diamètres supérieurs à 500 mm, ce sera même 0,1 bar maximum. Pour des pressions plus élevées, des types spéciaux ou des bagues à lèvres en PTFE sont disponibles.

Le modèle ERIKS type M (type B selon la norme DIN) se caractérise par son boîtier métallique unique et sa lèvre d'étanchéité en élastomère. Compte tenu de leur boîtier métallique, ils doivent être installés dans une gorge bien finie, sans défauts. Les bagues à lèvres avec boîtier métallique sont souvent moins chères en grandes quantités et se trouvent donc régulièrement en tant que type d’origine dans une machine. Mais si vous devez remplacer une bague à lèvre, les types avec extérieur en élastomère (type R ou RST) sont plus faciles à installer. Le type MST est une variante courante du type M, à la différence que la bague à lèvre MST comporte une lèvre anti-poussière qui éloigne la poussière et la saleté de la lèvre d'étanchéité, pour une durée de vie prolongée dans les environnements poussiéreux.

Le modèle ERIKS type GV (type C selon DIN) correspond au type M, mais il est doté d'un double boîtier métallique qui le rend plus rigide. Ce qui peut être utile pour de grands diamètres, ou dans des applications lourdes, par exemple. Ce type a également une variante avec une lèvre anti-poussière, le GVST (type CS selon DIN).

Le modèle ERIKS type R (type A selon la norme DIN) a une forme identique à celle du modèle M, mais possède un revêtement extérieur en élastomère avec un renforcement métallique à l'intérieur. L'élastomère assure une bonne étanchéité dans le logement, même lorsque ce logement n'est pas dans un état optimal, par exemple en raison d'un dommage mineur. Le RST est la version avec lèvre anti-poussière. Ces types sont souvent choisis pour remplacer un type avec armature métallique non-revêtue, car ils sont plus faciles à monter et peuvent supporter les légers dommages (comme des rayures) dans le logement.

En outre, ERIKS possède également le type GR et GRST. Ils sont pratiquement identiques aux types R et RST, sauf que l'armature intérieure en métal est entièrement recouverte d'élastomère. ERIKS les fabriquent en standard en caoutchouc FKM, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des environnements acides.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des différents types standard de bagues d’étanchéité et de leurs principales caractéristiques.

En plus de ces types standardisés, il existe également :

• Des bagues d'étanchéité en élastomère avec un revêtement renforcé d'un insert tissu.
  
  

Elles sont similaires aux types R et RST, mais la partie extérieure ne comporte pas de bague de renforcement métallique. Pour compenser, l'extérieur n'est pas simplement fabriqué en caoutchouc, mais en caoutchouc renforcé d'un insert tissu dur et résistant. L'avantage de ces types est qu'ils peuvent être réalisés en version fendue pour faciliter le montage. Ces types sont presque toujours produits à la demande et cela est possible en NBR ou FKM.

• Bagues à lèvres en PTFE
  
  

Ces types sont dotés d'un boîtier métallique et d'une lèvre en PTFE. Ils conviennent à une large plage de température de -90 °C à +260 °C. Ces bagues à lèvres peuvent également être utilisées pour des pressions plus élevées, jusqu'à 10 bars (types spéciaux jusqu'à 25 bars) et des vitesses de rotation jusqu'à 40-45 m/s. Certains types de PTFE peuvent être utilisés dans des applications alimentaires et pharmaceutiques. Il est toutefois important de noter que les bagues à lèvres en PTFE nécessitent un état de finition d'arbre plus dur et plus lisse.

• Joints cassettes

Les joints cassettes sont optimisés pour une excellente rétention de la graisse ou de l'huile et une protection maximale contre les contaminants liquides ou solides. Ce joint possède sa propre douille sur laquelle un joint à plusieurs lèvres assure l'étanchéité.

Ces joints cassettes sont très utilisés dans les applications d'extrémité de roue telles que les arbres avant et arrière des machines agricoles ou des camions tout-terrain, par exemple.

• Bague d'étanchéité pour une pression plus élevée

Sur le RST-D, la lèvre d'étanchéité a été rendue plus robuste, pour des pressions jusqu'à 10 bars à des vitesses de rotation légèrement inférieures.

Conception solide du GVP pour les grands diamètres, avec des vitesses de rotation jusqu'à 15 m/s et une pression de 3-4 bars.

Caoutchouc nitrile-butadiène (NBR, nitrile)

Le NBR, également appelé caoutchouc nitrile ou nitrile, est le matériau le plus souvent choisi pour une bague d'étanchéité en raison de sa bonne résistance à de nombreuses huiles et graisses, telles que les lubrifiants minéraux et les huiles hydrauliques. Selon leur composition, les huiles et graisses synthétiques (par exemple à base de glycol) peuvent être néfastes pour les caoutchoucs NBR. Selon la quantité de glycol, une bague à lèvre en PTFE peut être un meilleur choix. Le NBR ne peut pas non plus être utilisé en contact avec des acides et des solvants. Le NBR convient aux températures d'huile et de graisse de -35 ˚C à 100 ˚C.

La plupart des bagues d’étanchéité ERIKS, tels que les types standards M, MST, R et RST, sont fabriqués en NBR.

Caoutchouc fluoropolymère (FKM, Viton™)

Le FKM ou FPM, dont le nom de marque le plus connu est Viton™, peut résister à des températures de fluide plus élevées (jusqu'à 180 ˚C). Le FKM est également très résistant chimiquement aux acides et aux bases fortes, ainsi qu'aux huiles et graisses synthétiques. Cependant, les huiles et les graisses à base de glycol peuvent malgré tout être néfastes pour le FKM.

En raison de la résistance à la température plus élevée du FKM, ce matériau est également choisi quand les vitesses sont plus élevées, entrainant une augmentation importante de la température au niveau de la lèvre d'étanchéité. Choisir un FKM garantira dans la plupart des cas une durée de vie plus longue qu'un NBR. Le prix plus élevé d'un FKM par rapport à un NBR est alors insignifiant si vous devez remplacer la bague moins souvent. La résistance à basse température du FKM standard est limitée, à savoir -15 ˚C.

Poly-Tétra-Fluoro-Ethylène (PTFE, Teflon®)

Le PTFE, plus connu sous le nom de marque Teflon®, est un matériau moins courant mais surtout utilisé pour les joints rotatifs dans les industries chimique, agroalimentaire et pharmaceutique. Il se caractérise par une très faible résistance au frottement et présente la meilleure résistance chimique. Il résiste également à une fourchette de température très large dans ces types de joints, de -80 ˚C à 200˚C. Les bagues d'étanchéité avec lèvre en PTFE nécessitent une finition d'arbre plus dure et un état de surface plus fin. Ce problème peut également être résolu en utilisant, par exemple, un manchon d'arbre.

EPDM

Les bagues d'étanchéité en EPDM sont moins courantes et sont utilisées pour des applications impliquant des solvants, de l'eau chaude et de la vapeur. L'EPDM est très résistant aux basses températures jusqu'à -50 °C et aux rayons UV. Certaines variantes d'EPDM conviennent également à des températures plus élevées, jusqu'à +150 °C. Les bagues d’étanchéité en EPDM sont disponibles sur demande.

VMQ (silicone)

Une bague d’étanchéité en VMQ, également connu sous le nom de silicone, est moins courante. En effet, le VMQ a une faible résistance mécanique et ne résiste pas à l'abrasion. Il est donc moins adapté aux applications dynamiques, mais il résiste à des températures assez basses et élevées, allant de -60 °C à 200 °C. De nombreux types de VMQ conviennent également au contact avec des produits alimentaires ou pharmaceutiques. Le VMQ peut donc être envisagé pour ces applications. Les bagues d’étanchéité VMQ sont disponibles sur demande.

Disponibilité

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