Concepts de joints d'étanchéité pour boîtiers de Richard Wöhr GmbH répondant à des exigences spécifiques en matière de degré de protection IP, EMC et hygiène

La Richard Wöhr GmbH propose, en plus d’un portefeuille complet de boîtiers, de plaques frontales et de systèmes d’entrée (notamment des touches industrielles et des claviers à film), des accessoires utiles et intelligents pour les composants industriels concernés. En particulier, pour la fabrication ou l’application de boîtiers dans le domaine électrique et électronique, Wöhr® fournit des joints avec diverses spécifications, tels que des matériaux plats ou ronds, en mousse de polyuréthane ou de polyéthylène, isolants ou conducteurs. Ces matériaux d’étanchéité et d’isolation sont adaptés et confectionnés sur mesure dans nos ateliers.

Mais il ne suffit pas de simplement choisir un joint ou le bon matériau d’étanchéité parmi une multitude d’options disponibles sur le marché. C’est plutôt une conception globale d’étanchéité qui est déterminante, où le joint lui-même joue un rôle essentiel, mais doit être planifié correctement d’un point de vue constructif et installé de manière précise lors de la fabrication. La clé pour rendre un boîtier étanche selon un degré de protection IP clairement défini réside dans le choix de la méthode appropriée et dans sa planification dès la phase de conception, en coordination avec les autres composants et sous-ensembles.

Les joints sont généralement installés là où des sous-ensembles protégés contre les influences environnementales doivent être accessibles pour la maintenance à intervalles irréguliers, ou pour gérer des situations d’installation inconnues ou difficiles. Et c’est précisément là que résident les faiblesses d’une solution d’étanchéité mal conçue d’un point de vue constructif.

Un joint sans butée mécanique et qui, pour cette raison, ne peut pas être reconditionné après ouverture du boîtier ou ne présente pas de comportement de retour, perd alors son efficacité ou ne peut la remplir que partiellement.

Pour prendre en compte tous ces aspects, il est important de connaître non seulement les exigences du (nouvel) appareil, mais aussi celles du terrain. Ce n’est qu’alors que la mécanique, le type d’étanchéité, le matériau d’étanchéité et l’accessoire peuvent être optimisés pour créer une conception d’étanchéité globale.

La Richard Wöhr GmbH propose les technologies d’étanchéité suivantes : joints en mousse monocomposants ou bicomposants, joints toriques, joints de surface et joints EMI.

1. Joints en mousse

Les joints en mousse sont très élastiques, indestructibles (car auto-adhésifs), permettent un positionnement précis en dimensions tout en compensant les tolérances du boîtier, et se distinguent par leur sécurité de processus et leur flexibilité exceptionnelles. Un joint en mousse a généralement un rapport de taille de 2:1 (largeur x hauteur). Ce joint n’a pas de choc et convient donc pour des charges venant de toutes les directions.

1.1. Joints monocomposants

Les joints en mousse en élastomères monocomposants sont directement dosés sur la pièce à étancher.

Avantages : Même des géométries de joints complexes et petites sont réalisables. La masse de joint est prête à l’emploi, souvent un système à réticulation par humidité, avec des variantes durcissables aux UV et thermiquement. Les paramètres du joint restent constants du premier au dernier élément. Des éléments de remplissage fonctionnels (par exemple, des additifs conducteurs électriques ou thermiques) sont possibles, mais influencent la dureté et l’élasticité de la masse de joint.

Inconvénients : Le joint est généralement entièrement rempli, et il n’est pas possible de régler des paramètres comme la dureté Shore lors du processus. Les systèmes qui, par mélange d’air sous compression, provoquent un gonflement de la masse de joint après sortie de la buse, sont souvent coûteux. Selon le traitement et le matériau, un point de départ ou d’arrivée du joint peut être visible, ce qui peut même influencer l’efficacité de l’étanchéité.

1.2. Joints bicomposants

Les joints bicomposants sont préparés dans un mélangeur avant application.

Avantages : Excellente adhérence, processus rapides, propriétés d’étanchéité facilement ajustables, masse de joint économique et très résistante aux produits chimiques.

Inconvénients : Souvent, des pièces de réglage sont nécessaires pour obtenir un résultat optimal, et les petites séries ne sont généralement pas rentables. Un butée mécanique doit être présente pour garantir le retour du joint.

2. Joints toriques

Les joints toriques sont disponibles dans toutes les tailles (0,5 mm, 1,0 mm, 1,5 mm, etc.) et, en raison de la grande variété de matériaux (comme le mousse de caoutchouc, le néoprène et le silicone), aussi sous forme de variantes fonctionnelles – en matériau plein ou en tube.
Avantages : Une bonne alternative pour de faibles quantités, avec des propriétés fonctionnelles telles que la conductivité et différentes duretés Shore. Des géométries tridimensionnelles peuvent être représentées.

Les joints toriques en bobine sont disponibles en longueur quasi « infinie » grâce à leur conditionnement en rouleau, ce qui les rend adaptés même pour de très grandes pièces. La liaison par collage est possible, mais une liaison de surface avec rainure n’est pas toujours nécessaire selon la configuration. Ils peuvent également être insérés par le client et sont échangeables en cas de modification des exigences.

Inconvénients : Nécessite principalement une installation manuelle. Une rainure doit être présente sur la pièce à étancher, ou une insertion par collage peut être nécessaire.

3. Joints de surface

Le choix du matériau d’étanchéité est crucial pour les joints de surface, car la résistance du matériau et sa structure (ouvert ou fermé cellulaire) influencent le comportement d’étanchéité du système.

Le comportement de retour du joint joue également un rôle important pour garantir une efficacité d’étanchéité même après des interventions de maintenance.

Avantages : Peut être confectionné par découpe laser même pour de petites séries, mais aussi très rentable pour de plus grandes séries grâce à la découpe de bande en acier. Pour les joints de protection contre la poussière, une variante en forme de « L » avec un « coup de marteau » est possible, ce qui est moins coûteux et économise du matériau.

Inconvénients : La réalisation doit, si nécessaire, être présente sur la pièce et ne peut être effectuée que par une bonne fabrication et sous certaines conditions. Selon le système, une butée mécanique peut également protéger le joint contre une compression irréversible.

4. Joints EMI

Les joints pour assurer la compatibilité électromagnétique (EMV) sont généralement peu adaptés pour la protection contre l’eau. Ils sont conducteurs et servent à créer une surface fermée à faible résistance, qui atténue les émissions et les interférences électromagnétiques (EMV).

La perméabilité à l’eau des systèmes complets peut également être assurée par des mesures constructives ou avec des accessoires intelligents (en plus), comme un cadre de joint spécial pour clavier à film, un recouvrement de la décoration sur la mécanique ou des bouchons de drainage et de ventilation ou des éléments d’équilibrage de pression. Ces derniers font partie depuis de nombreuses années de la gamme standard de Richard Wöhr GmbH et seront présentés ci-après, car ils contribuent de manière décisive à la praticabilité d’un boîtier de façon durable et sur le long terme, même en cas de variations environnementales (humidité, pression atmosphérique, fluctuations de température).

Les bouchons de drainage et de ventilation (bouchons climatiques) assurent un équilibrage constant de la pression entre le boîtier/armoire et l’environnement. Cela évite la surchauffe et minimise la formation de condensation, protégeant ainsi les composants électroniques contre la corrosion. L’eau pénétrée dans les composants ou la condensation qui se forme sont évacuées automatiquement via le bouchon climatique.

Le dispositif de ventilation est installé sur la paroi extérieure d’un boîtier et assure un équilibrage constant de la pression. Il est fixé soit par une vis dans un filetage, soit par une contre-écrou à travers un trou.

Une caractéristique importante des éléments d’équilibrage de pression est leur haute capacité de débit d’air tout en conservant une forte retenue d’eau. Cela permet d’adapter la pression intérieure des boîtiers hermétiques à la pression ambiante tout en empêchant l’entrée d’eau.

Ce système d’équilibrage de pression peut également être combiné avec des raccords de câbles (« raccords de câbles respirants »).

De plus, Wöhr® propose des éléments qui drainent l’eau de l’intérieur du boîtier tout en permettant éventuellement un équilibrage de pression. Grâce à une membrane intégrée, perméable à l’air des deux côtés et imperméable d’un seul côté, une étanchéité IP66, IP68 voire IPX9 est atteinte.

La série GH02/KVDAE combine raccords de câbles et éléments d’équilibrage de pression. Grâce à une membrane microporeuse étanche aux liquides, les différences de pression à l’intérieur et à l’extérieur du boîtier sont équilibrées, minimisant ainsi la formation de condensation. La série GH02/KVDAE est donc idéale pour une utilisation dans les commandes et armoires électriques dans l’industrie alimentaire, l’automatisation des bâtiments, la signalisation et la distribution d’énergie.

Grâce à l’introduction de câbles respirants, toutes les propriétés importantes d’un raccord de câble sont également respectées, ce qui permet d’économiser des coûts. Aucun composant supplémentaire ni montage ou perçage supplémentaire n’est nécessaire.

En raison de leur taille identique, les anciens raccords de câbles peuvent être facilement remplacés par la nouvelle série GH02/KVDAE. Ils sont également disponibles en version EMI (compatibilité électromagnétique) avec des pièces internes conformes à la norme DIN 89345.

En fin de compte, la conception d’un système d’étanchéité adapté nécessite un savoir-faire spécifique et un partenaire expérimenté qui peut accompagner le projet. Le choix du concept d’étanchéité doit être considéré globalement et ne doit pas être un paramètre mineur, mais un facteur déterminant pour la fonctionnalité du produit final dans le processus de fabrication des boîtiers et appareils. La Richard Wöhr GmbH accompagne ses clients dans la sélection et la mise en œuvre de concepts d’étanchéité, de la conception à la fabrication et à l’assemblage.