KCW

Dimensions

Matériaux

Cage métallique

Le tableau ci-dessous présente les matériaux qu'il nous est possible de proposer au niveau des cages métalliques.

Application	Matériau	Norme	Caractéristiques
Cage métallique	Acier standard non allié	AISI 1010 (DIN 1624)	Acier laminé à froid
Cage métallique	Acier Chrome - Nickel	AISI 304 (DIN 1.4301 - V2A)	Acier inoxydable standard
Cage métallique	Acier Chrome - Nickel - Molybdène	AISI 316 (DIN 1.4401 - V4A)	Acier inoxydable haute résistance contre la corrosion

Elastomères

ACM (Polyacrylate)

Polymère en éthylocrylate (ou butylacrylate) comportant une faible quantité de monomère nécessaire à la réticulation, l'ACM est un matériau plus résistant à la chaleur que le NBR. Il est souvent utilisé pour les boîtes de vitesses automatiques.

Résistance chimique	Huiles minérales (huiles de moteur, huiles de boîte de vitesse, huiles ATF Agents atmosphériques et ozone
Problème de compatibilité	Liquides de frein avec une base de glycol (Dot 3 & 4) Hydrocarbures aromatiques et chlorés Eau et vapeur d'eau Acides, alcalis, amines
Plage de température	-25°C à + 150°C (pointe sur courte durée à +160°C) -35°C / +150°C avec des ACM spéciaux

AEM (Caoutchouc d'Ethylène - Acrylate)

Copolymère d'éthylène et d'acrylate de méthyle, l'AEM est considéré comme étant plus résistant à la chaleur que l'ACM. C'est un intermédiaire entre l'ACM et le FKM de part ses caractéristiques.

Résistance chimique	Liquides de refroidissement Huiles minérales agressives Agents atmosphériques Eau
Problème de compatibilité	Solvants aromatiques Acides forts Liquides de freins Huiles de boîte de vitesse Huiles ATF
Plage de température	- 40°C à + 150°C

CR (Polychloroprène)

Cet élastomère à base de CR est employé pour l'industrie du froid, et pour les circuits de ventilation. Ce chloroprène a été le premier caoutchouc synthétique développé et commercialisé.

Résistance chimique	Huiles minérales paraffiniques Huiles de silicone et de graisses Eau et solvants d'eau à basse température Fluides frigorigènes Ammoniac Dioxyde de carbone Agents atmosphériques et ozone
Résistance limitée chimiquement	Huiles minérales naphténiques Hydrocarbures aliphatiques (propane, butane, pétrole) Liquides de frein avec une base de glycol
Problème de compatibilité	Hydrocarbures aromatiques (benzène) Hydrocarbures chlorés (trichloréthylène) Solvants polaires (cétone, acétone, acide acétique, éthylène-ester)
Plage de température	-40°C / +100°C (pointe sur courte durée à +120°C)

EPDM (Caoutchouc d'Ethylène - Propylène - Diène)

Copolymère d'éthylène-propylène-diène, l'EPDM est couramment utilisé pour la robinetterie eau chaude, pour les circuits de refroidissement, pour les circuits de freinage, pour les lave-vaisselle, et pour les machines à laver.

Résistance chimique	Eau chaude et vapeur jusqu'à +150°C Liquides de frein avec une base de glycol (Dot 3 & 4) et liquides de frein avec une base de silicone (Dot 5) Acides organiques et inorganiques Agents de nettoyage, alcalis de sodium et de potassium Fluides hydrauliques (HFD-R) Huiles de silicone et graisses Solvants polaires (alcools, les cétones, les esters) Agents atmosphériques et ozone
Problème de compatibilité	Huiles minérales et graisses Hydrocarbures Faible imperméabilité au gaz
Plage de température	-45°C / +150°C (pointe sur courte durée à +175°C)

FFKM (Caoutchouc Perfluoré)

Le FFKM présente les meilleures caractéristiques en terme de résistance aux températures élevées, avec une excellente inertie chimique. Cet élastomère à base de FKM est très souvent employé pour l'hydraulique et le pneumatique à température élevée, pour la robinetterie industrielle, pour l'injection / carburation, pour les joints moteur, pour le vide poussé.

Résistance chimique	Hydrocarbures aliphatiques et aromatiques Solvants polaires (cétones, esters, éthers) Acides organiques et inorganiques Eau et vapeur d'eau Vide poussé
Problème de compatibilité	Réfrigérants (R11, R12, R13, R113, R114, etc.) PFPE
Plage de température	-15°C / +320°C

FKM (Caoutchouc Fluoré)

En fonction de leur structure et de leur teneur en fluor, les élastomères fluorés peuvent varier en terme de résistance chimique et de résistance au froid. Cet élastomère à base de FKM est très souvent employé pour l'hydraulique et le pneumatique à température élevée, pour la robinetterie industrielle, pour l'injection / carburation, pour les joints de moteur, pour le vide poussé.

Résistance chimique	Huiles minérales et graisses, huiles ASTM n°1, IRM 902 et IRM 903. Fluides difficilement inflammables (HFD) Huiles de silicone et graisses Huiles minérales et végétales et graisses Hydrocarbures aliphatiques (propane, butane, pétrole) Hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène) Hydrocarbures chlorés (trichloréthylène) Essence (y compris à haute teneur en alcool) Agents atmosphériques et ozone
Problème de compatibilité	Liquides de frein avec une base de glycol Gaz ammoniac Acides organiques à faible poids moléculaire (acides formiques et acétiques)
Plage de température	-20°C / +200°C (pointe sur courte durée à +230°C) -40°C / +200°C avec des FKM spéciaux

FVMQ (Caoutchouc Fluorosilicone)

Le FVMQ présente des propriétés mécaniques et physiques très semblables à celles du VMQ. Toutefois, le FVMQ offre une meilleure résistance au carburant et aux huiles minérales. Cependant, le résistance à l'air chaud est moins bonne que pour le VMQ.

Résistance chimique	Huiles minérales aromatiques (huile IRM 903) Carburants Hydrocarbures aromatiques à bas poids moléculaire (benzène, toluène)
Plage de température	-70°C / +175°C

HNBR (Caoutchouc Butadiène - Acrylonitrile Hydrogéné)

Cet élastomère à base de HNBR est obtenu par hydrogénation sélective des groupes butadiène du NBR. Il est couramment employé pour la direction assistée, et pour la climatisation.

Résistance chimique	Hydrocarbures aliphatiques Huiles minérales et végétales et graisses Fluides difficilement inflammables (HFA, HFB et HFC) Acides dilués, bases et solutions salines à température modérée Eau et vapeur d'eau jusqu'à +150°C Agents atmosphériques et ozone
Problème de compatibilité	Hydrocarbures chlorés Solvants polaires (cétones, esters et éthers) Acides forts
Plage de température	-30°C / +150°C (pointe sur courte durée à +160°C) -40°C / +150°C avec des HNBR spéciaux

NBR (Caoutchouc Butadiène - Acrylonitrile)

Caoutchouc nitrile (NBR) est le terme général pour l'acrylonitrile butadiène copolymère. La teneur en ACN peut varier entre 18% à 50%. Plus la teneur en acrylonitrile est importante, meilleure est la résistance à l'huile et au carburant. A l'inverse, l'élasticité et la déformation rémanente à la compression sont moins bonnes. Le NBR présente de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance à l'usure. Cependant sa tenue aux agents atmosphériques et à l'ozone est relativement faible.

Résistance chimique	Hydrocarbures aliphatiques (propane, butane, le pétrole, le carburant diesel) Huiles minérales et graisses Fluides difficilement inflammables (HFA, HFB et HFC) Acides dilués, solutions alcalines et salines à basses températures Eau (jusqu'à +100°C max)
Problème de compatibilité	Carburants à haute teneur aromatique Hydrocarbures aromatiques (benzène) Hydrocarbures chlorés (trichloréthylène) Solvants polaires (cétone, acétone, acide acétique, éthylène-ester) Acides forts Liquides de frein avec une base de glycol Agents atmosphériques et ozone
Plage de température	-30°C / +100°C (pointe sur courte durée à +120°C) -40°C / +100°C avec des NBR spéciaux

VMQ (Caoutchouc Silicone : Polysiloxane - Vinyle - Méthyle)

Cet élastomère à base de FVMQ est très souvent employé pour la carburation.

Résistance chimique	Huiles animales et végétales et graisses Eau à température modérée Solutions salines diluées Agents atmosphériques et ozone
Problème de compatibilité	Vapeur surchauffée de l'eau jusqu'à +120°C Hydrocarbures chlorés à faible poids moléculaire (trichloréthylène) Hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène)
Plage de température	-60°C / +200°C  (pointe sur courte durée à +230°C)

Le tableau ci-dessous donne un aperçu sur les caractéristiques physiques, chimiques et mécaniques pour chacun des matériaux.

Caractéristiques / Matériaux	ACM	AEM	CR	EPDM	FFKM	FKM	FVMQ	HNBR	NBR	VMQ
Résistance à l'abrasion	2	3	2	2	4	2	4	2	2	4
Résistance aux acides	4	3	2	2	1	1	3	1	3	3
Résistance chimique	4	2	2	1	1	1	1	2	2	2
Résistance au froid	4	2	2	2	3	4	2	2	2	2
Propriétés dynamiques	3	3	3	2	3	2	4	1	2	4
Propriétés électriques	3	3	3	2	1	4	1	3	3	1
Résistance à la flamme	4	4	2	4	1	1	2	4	4	3
Résistance à la chaleur	1	1	2	2	1	1	1	1	2	1
Imperméabilité	1	1	2	2	2	2	4	2	2	4
Résistance à l'huile	1	3	2	4	1	1	2	1	1	2
Résistance à l'ozone	1	1	2	1	1	1	1	2	4	1
Résistance à la déchirure	2	3	3	1	4	3	4	2	2	4
Résistance à la traction	3	2	2	1	2	1	3	1	2	4
Résistance à l'eau / vapeur	4	4	3	1	2	3	3	1	2	3
Résistance aux agents atmosphériques	1	1	1	1	1	1	1	2	3	1

1. Propriétés excellentes    2. Bonnes propriétés    3. Propriétés moyennes    4. Mauvaises propriétés

Compatibilité chimique

Un catalogue « Guide de compatibilité chimique » est téléchargeable dans la rubrique Documentation. Egalement, vous pouvez utiliser gratuitement notre outil en ligne « Compatibilité chimique ».

Ces deux supports vous offrent la possibilité de mesurer le comportement de nos matériaux en contact avec la plupart des fluides existants. Les données affichées sont le résultat de tests minutieux à température ambiante et tiennent compte des dernières publications. Les résultats de tests ne peuvent être perçus comme étant représentatifs à 100% de la réalité en raison des spécificités particulières de votre application. En effet, les tests effectués ne prennent pas en compte les additifs et impuretés pouvant exister dans des conditions réelles d'utilisation ni même les températures à des niveaux élevés possibles. D'autres paramètres peuvent aussi altérer le comportement de nos matériaux tels que la dureté, la rémanence, l'abrasion, etc. Nous vous recommandons donc d'effectuer vos propres tests afin de confirmer la compatibilité de nos matériaux en fonction de votre application spécifique. Notre équipe technique se tient à votre disposition pour tout complément d'information.

Conditions d'utilisation

Vitesse

Le tableau ci-dessous indique les rapports entre la vitesse linéaire, la vitesse de rotation et le matériau préconisé.

Calcul de la vitesse linéaire :

v (m/s) = [Ø arbre (mm)  x  vitesse (tr/min)  x  π]  /  60.000

Pression

Les bagues d'étanchéité standard avec lèvre d'étanchéité primaire sans ressort sont exclusivement utilisées sans pression.

Pour une utilisation sous pression entre 0,02 et 0,05 MPa maxi, il est préférable de s'orienter vers des bagues d'étanchéité avec ressort.

Pour des pressions encore plus élevées, nous vous conseillons de vous référer aux bagues d'étanchéité haute pression type SCHP - TCHP qui, de par leur conception particulière (lèvre d'étanchéité plus courte, manchette en élastomère plus épaisse, cage métallique plus proche de l'arbre), peuvent supporter des pressions allant jusqu'à 0,1 MPa avec des vitesses réduites à 0,3 m/s.

Température

Le tableau ci-dessous informe sur les limites de température selon les matériaux et les fluides utilisés.

Fluides en contact		Température maximum en fonction des matériaux
		ACM	AEM	EPDM	FKM	HNBR	NBR	VMQ
Huiles minérales	Huiles pour moteurs	+130°C	+130°C	-	+170°C	+130°C	+100°C	+150°C
	Huiles pour boîtes de vitesse	+120°C	+130°C	-	+150°C	+110°C	+80°C	+130°C
	Huiles pour engrenages hypoïdes	+120°C	+130°C	-	+150°C	+110°C	+80°C	-
	Huiles ATF	+120°C	+130°C	-	+170°C	+130°C	+100°C	-
	Huiles hydrauliques	+120°C	+130°C		+150°C	+130°C	+90°C	-
	Graisses	-	+130°C	-	-	+100°C	+90°C	-
Fluides difficilement inflammables	Groupe HFA - Emulsion avec plus de 80% d'eau	-	-	-	-	+70°C	+70°C	+60°C
	Groupe HFB - Solution inverse (eau dans l'huile)	-	-	-	-	+70°C	+70°C	+60°C
	Groupe HFC - Solution aqueuse de polymères	-	-	+60°C	-	+70°C	+70°C	-
	Groupe HFD - Fluides de synthèse sans eau	-	-	-	+150°C	-	-	-
Autres fluides	Fuel de chauffage EL + L	-	-	-	-	+100°C	+90°C	-
	Air	+150°C	+150°C	+150°C	+200°C	+130°C	+90°C	+200°C
	Eau	-	-	+150°C	+100°C	+100°C	+90°C	-
	Eau lessivelle	-	-	+130°C	+100°C	+100°C	+100°C	-
Plage de température	Min.	-25°C	-40°C	-45°C	-20°C	-30°C	-30°C	-60°C
	Max.	+150°C	+150°C	+150°C	+200°C	+150°C	+100°C	+200°C

La lèvre du joint pour arbre tournant subit une température plus élevée du fait de la rotation de l'arbre, de la pression et du frottement plus important exercés sur les parties mécaniques. Il est donc nécessaire de procéder à une bonne lubrification afin de permettre une meilleure évacuation de la chaleur et ainsi limiter les hausses de température pour les parties en frottement.

Par définition, la température au niveau de l'arête d'étanchéité s'élève lorsque la vitesse de rotation (et donc la vitesse linéaire) ainsi que le diamètre de l'arbre augmentent. Le graphique ci-dessous donne un aperçu sur le niveau d'élévation de température (en °C) au point de contact de la lèvre d'étanchéité.

Fluides

Graisses

Les graisses sont appliquées généralement sur des roulements, etc. et demandent une adaptation spécifique pour favoriser les conditions de fonctionnement du joint pour arbre tournant. Afin d'éviter que la lèvre du joint ne subisse des pressions plus importantes que prévues, nous recommandons d'orienter la bague à lèvre sur un côté du palier de telle sorte que la lèvre ne soit pas détruite de manière prématurée. Nous conseillons aussi de réduire de 50% la vitesse de rotation sous une lubrification à la graisse du fait de conditions moins favorables pour l'évacuation de la chaleur de frottement.

Conception du joint

Tolérance du diamètre extérieur du joint (ØD)

Le tableau ci-dessous informe du pré-serrage des bagues d'étanchéité sur le diamètre du logement selon la norme ISO 6194-1.

Diamètre d'alésage ØD1 (mm)	Tolérances sur le diamètre extérieur ØD de la bague			Tolérance de circularité
	Cage métallique apparente	Revêtement en élastomère	Revêtement avec bossage	Cage métallique apparente	Revêtement en élastomère
ØD1 ≤ 50,0	+0,10 / +0,20	+0,15 / +0,30	+0,20 / +0,40	0,18	0,25
50,0 < ØD1 ≤ 80,0	+0,13 / +0,23	+0,20 / +0,35	+0,25 / +0,45	0,25	0,35
80,0 < ØD1 ≤ 120,0	+0,15 / +0,25	+0,20 / +0,35	+0,25 / +0,45	0,30	0,50
120,0 < ØD1 ≤ 180,0	+0,18 / +0,28	+0,25 / +0,45	+0,30 / +0,55	0,40	0,65
180,0 < ØD1 ≤ 300,0	+0,20 / +0,30	+0,25 / +0,45	+0,30 / +0,55	0,25% de ØD	0,80
300,0 < ØD1 ≤ 500,0	+0,23 / +0,35	+0,30 / +0,55	+0,35 / +0,65	0,25% de ØD	1,00
500,0 < ØD1 ≤ 630,0	+0,23 / +0,35	+0,35 / +0,65	+0,40 / +0,75	-	-
630,0 < ØD1 ≤ 800,0	+0,28 / +0,43	+0,40 / +0,75	+0,45 / +0,85	-	-

Tolérance du diamètre intérieur du joint (Ød)

Libre et sans contrainte, le diamètre intérieur de la lèvre d'étanchéité est toujours plus petit que le diamètre de l'arbre. Le pré-serrage ou l'interférence désigne la différence entre ces deux valeurs. En fonction du diamètre de l'arbre, on peut considérer de manière générale que le diamètre de la lèvre d'étanchéité est inférieur entre 0,8 et 3,5 mm.

Conception de l'arbre

Matériau de l'arbre

Les matériaux appropriés sont :

• les aciers courants dans la construction mécanique de type C35 et C45
• les aciers inoxydables de type 1.4300 et 1.4112 pour l'étanchéité à l'eau
• des projections de métal appliquées par lance plasma
• le graphite
• la fonte malléable
• les matériaux avec un revêtement appliqué par les procédés CVD et PVD

Ne sont pas appropriés :

• les couches de chrome solidifiées du fait de l'usure non uniforme
• les matières plastiques du fait de la faible conductivité thermique qui peut entraîner une perturbation du transport de la chaleur, une augmentation de la température au niveau des zones de frottement avec la bague d'étanchéité, et aussi potentiellement un ramollissement

Dureté de l'arbre

La dureté de l'arbre va dépendre de la vitesse linéaire (en m/s) et du niveau de pollution.

Vitesse de rotation	Dureté en HRC
v ≤ 4,0 m/s	45 HRC
4,0 < v  ≤ 10,0 m/s	55 HRC
v > 10,0 m/s	60 HRC

Etats de surface

La qualité de surface de l'arbre doit tenir compte des recommandations ci-dessous.

Conditions standard :

• Ra = 0,2 à 0,8 µm et 0,1 µm pour les applications rigoureuses
• Rz = 1,0 à 4,0 µm
• Rmax ≤ 6,3 µm

Tolérance de l'arbre

L'arbre doit être de tolérance h11 selon la norme ISO 286-2

Diamètre de l'arbre Ød1 (mm)	Tolérance h11 (mm)
Ød1 ≤ 3,0	-0,060 / 0
3,0 < Ød1 ≤ 6,0	-0,075 / 0
6,0 < Ød1 ≤ 10,0	-0,090 / 0
10,0 < Ød1 ≤ 18,0	-0,110 / 0
18,0 < Ød1 ≤ 30,0	-0,130 / 0
30,0 < Ød1 ≤ 50,0	-0,160 / 0
50,0 < Ød1 ≤ 80,0	-0,190 / 0
80,0 < Ød1 ≤ 120,0	-0,220 / 0
120,0 < Ød1 ≤ 180,0	-0,250 / 0
180,0 < Ød1 ≤ 250,0	-0,290 / 0
250,0 < Ød1 ≤ 315,0	-0,320 / 0
315,0 < Ød1 ≤ 400,0	-0,360 / 0
400,0 < Ød1 ≤ 500,0	-0,400 / 0

Chanfrein et Rayon

Pour ne pas altérer la lèvre primaire de la bague d'étanchéité lors du montage, il est vivement conseillé de prévoir un chanfrein sur l'arbre. Veuillez-vous référer au tableau ci-dessous.

Diamètre de l'arbre Ød1 (mm)	Diamètre du chanfrein Ød3 (mm)	Rayon R (mm)
Ød1 ≤ 10,0	Ød1 - 1,50	2,00
10,0 < Ød1 ≤ 20,0	Ød1 - 2,00	2,00
20,0 < Ød1 ≤ 30,0	Ød1 - 2,50	3,00
30,0 < Ød1 ≤ 40,0	Ød1 - 3,00	3,00
40,0 < Ød1 ≤ 50,0	Ød1 - 3,50	4,00
50,0 < Ød1 ≤ 70,0	Ød1 - 4,00	4,00
70,0 < Ød1 ≤ 95,0	Ød1 - 4,50	5,00
95,0 < Ød1 ≤ 130,0	Ød1 - 5,50	6,00
130,0 < Ød1 ≤ 240,0	Ød1 - 7,00	8,00
240,0 < Ød1 ≤ 500,0	Ød1 - 11,00	12,00

Battement de l'arbre et Excentricité

Le battement de l'arbre correspond à une déviation entre l'axe réel de l'arbre et l'axe théorique de rotation. Il est important de réduire au maximum le battement de l'arbre en positionnant la bague d'étanchéité au plus près du roulement.

L'arbre et le logement doivent être montés centrés l'un par rapport à l'autre afin d'éliminer toute charge radiale unilatérale au niveau de la lèvre d'étanchéité de la bague.

Usinage de l'arbre

L'usinage correct de l'arbre est un élément primordial pour un bon fonctionnement du système d'étanchéité.

• Rectification en plongée : méthode d'usinage privilégiée assurant l'absence de stries sur l'arbre (0 +/- 0,05°)
• Tournage : adapté sur des arbres utilisés avec un sens de rotation unidirectionnel

Directives d'usinage pour la rectification des surfaces

Paramètres	Exigence
Vitesse de la pièce à usiner	30 à 300 tr/min
Vitesse de la meule	1500 à 1700 tr/min
Avance de dressage	< 0,02 mm/tour
Outil de dressage	diamant de dressage à grains multiples, diamant de dressage à un seul grain
Avance de la meule	environ 0,02 mm
Durée d'étincelage	étincelage complet, 30 sec. mini
Profondeur de passe	> Rmax de l'ancienne opération d'usinage
Coaxialité de l'outil et de la pièce à usiner	la meilleure possible

Conception du logement

Etats de surface

La qualité de surface du logement doit tenir compte des recommandations ci-dessous.

Conditions standard pour les bagues avec revêtement en élastomère :

• Ra = 1,6 à 6,3 µm
• Rz = 10,0 à 25,0 µm
• Rmax ≤ 25,0 µm

Tolérance du diamètre d'alésage du logement

Le diamètre d'alésage du logement doit être de tolérance H8 selon la norme ISO 286-2

Diamètre d'alésage ØD1 (mm)	Tolérance H8 (mm)
3,0 < ØD1 ≤ 6,0	0 / +0,018
6,0 < ØD1 ≤ 10,0	0 / +0,022
10,0 < ØD1 ≤ 18,0	0 / +0,027
18,0 < ØD1 ≤ 30,0	0 / +0,033
30,0 < ØD1 ≤ 50,0	0 / +0,039
50,0 < ØD1 ≤ 80,0	0 / +0,046
80,0 < ØD1 ≤ 120,0	0 / +0,054
120,0 < ØD1 ≤ 180,0	0 / +0,063
180,0 < ØD1 ≤ 250,0	0 / +0,072
250,0 < ØD1 ≤ 315,0	0 / +0,081
315,0 < ØD1 ≤ 400,0	0 / +0,089
400,0 < ØD1 ≤ 500,0	0 / +0,097
500,0 < ØD1 ≤ 630,0	0 / +0,110

Dimensions de la largeur du logement

Le tableau ci-dessous informe sur la largeur de gorge et le rayon préconisée.

Hauteur H1	Largeur		Rayon R2 max
	L2min (H1 x 0,85)	L1min (H1+0,3)
7,00	5,95	7,30	0,50
8,00	6,80	8,30
10,00	8,50	10,30
12,00	10,30	12,30	0,70
15,00	12,75	15,30
20,00	17,00	20,30