L'origine des noms et l'histoire de la production des joints Stepseal et Glyd Ring

Introduction

L'étanchéité dynamique constitue une composante essentielle des vérins hydrauliques. Actuellement, les vérins hydrauliques haute pression et à usage intensif utilisent principalement des joints Glyd Ring et des joints Stepseal. Ces produits étaient au cœur de l’offre de la société Busak+Shamban (désignée ci-après sous le nom de Busak+Shamban). De nombreuses entreprises nationales produisent aujourd’hui également ces deux types de joints.

Dans les années 1990, l’ancienne société shanghaïenne Sanxin Hydraulique agissait en tant qu’agent de Busak+Shamban. Nous étions chargés des services techniques et des ventes dans la région de l’est de la Chine. Durant cette période, nous avons rédigé des manuels et des documents promotionnels en chinois. Nous avons également déposé des marques pour leurs produits et assuré des présentations techniques.

Nous avons visité le siège social de l'entreprise en Allemagne, ainsi que ses filiales aux États-Unis et au Japon. Nous avons effectué une visite guidée de leurs laboratoires et ateliers de production. En 1996, lors d’une visite de la filiale américaine, j’ai rencontré les ingénieurs qui avaient initialement développé le Glyd Ring et le Stepseal. Nous avons échangé sur des questions techniques et j’en ai appris beaucoup.

Historiquement, la plupart des joints sont nommés d’après leur forme. Par exemple, on trouve des joints toriques (O-rings), des joints en Y (Y-rings) et des joints en U (U-rings). Toutefois, le Glyd Ring et le Stepseal constituent des exceptions. Cet article présente un aperçu complet de ces joints.

1. Structure et principe

Ces deux joints sont constitués d’un corps élastique et d’un joint d’étanchéité. Le corps élastique utilise un joint torique standard en caoutchouc nitrile. Il peut également utiliser un joint torique en X (X-ring) ou un joint rectangulaire. Le joint d’étanchéité est fabriqué à partir d’un fluoroplastique chargé. Son nom commercial déposé est Turcon. Il est usiné à partir d’une pièce brute tubulaire frittée.

La bague Glyd a fait l'objet d'améliorations continues de 1971 à 1992. Elle est aujourd'hui parvenue à sa troisième génération. Le joint Stepseal a également évolué au fil du temps. Après le Stepseal de type K, le Stepseal de type 2K a été introduit en 2004.

Turcon est un matériau d'étanchéité exceptionnel. Des décennies d'utilisation ont démontré son excellente capacité d'étanchéité et sa grande résistance à l'usure. Il est basé sur le PTFE (polytétrafluoroéthylène) et chargé de bronze, de disulfure de molybdène, de graphite ou de fibres de carbone. Cela le rend extrêmement résistant à l'usure. Il conserve sa rigidité même dans des conditions sévères. Il résiste à la quasi-totalité des produits chimiques. Son taux d'absorption d'eau est inférieur à 0,01 %. Il présente également un faible coefficient de friction. Les coefficients de friction statique et dynamique sont très proches, ce qui empêche le phénomène de « reptation » (collé-glissé) dans les vérins hydrauliques.

Le joint combine la bague torique élastique avec la bague d'étanchéité Turcon. La bague torique assure une étanchéité statique et exerce également une pression radiale sur la bague d'étanchéité. Cela permet à cette dernière d’assurer efficacement sa fonction. La bague Turcon assure, quant à elle, l’étanchéité dynamique. Cette combinaison exploite les meilleures caractéristiques de chacun des deux éléments.

La bague Glyd est utilisée pour l’étanchéité entre l’alésage du cylindre et le piston. Il s’agit d’un joint double effet. La bague Stepseal est utilisée pour la tige de piston. Il s’agit d’un joint simple effet, conçu avec une forme en escalier afin d’améliorer l’étanchéité. Lorsque deux bagues Stepseal sont montées en série, elles peuvent atteindre une « étanchéité zéro ».

2. Dénominations et normes

Une fois ces joints devenus matures et largement répandus, la société Shamban a piloté l’élaboration de normes allemandes et internationales. Au début des années 1990, le comité chinois de normalisation en hydraulique et en pneumatique a intégré ces joints dans son programme de travail. L’Institut de recherche sur les machines et équipements de Tianjin en a rédigé le projet de norme, équivalent à la norme internationale.

Le projet a été approuvé en 1994. La mise en œuvre a commencé en avril 1995. La norme porte la désignation GB/T 15242.1-94 . En anglais, son titre est Transmissions hydrauliques — Joints d’étanchéité pour tiges et pistons de vérins destinés aux applications alternatives avec joints coaxiaux — Dimensions et tolérances .

« Glyd Ring » et « Stepseal » sont des marques commerciales déposées. Parfois, en fonction de leur utilisation, ils sont simplement désignés sous les noms de « joints combinés pour piston » ou de « joints combinés pour tige ».

Le nom anglais « Glyd Ring » évoque à l’origine un joint de type bague glissante, tandis que « Stepseal » fait référence à un joint de type à étapes. Il semblerait que les dénominations chinoises (Ge-lai et Si-te) aient été transcrits phonétiquement par des agents de Hong Kong utilisant la prononciation cantonaise. Ces termes sont devenus les appellations courantes que nous utilisons aujourd’hui. Elles diffèrent nettement des dénominations officielles figurant dans la norme produit.

3. Historique de la production

En 1952, la société américaine W.S. Shamban a commencé à développer des matériaux d’étanchéité en PTFE pour le secteur aérospatial. Elle a déposé la marque Turcon. Elle a été pionnière dans la conception des joints brevetés Stepseal et Glyd Ring. Aujourd’hui, ces noms sont connus de tous les concepteurs de vérins hydrauliques.

En 1992, la société allemande Busak a acquis W.S. Shamban. Afin de conserver les deux marques, elle a donné à la nouvelle entité le nom de Busak+Shamban (B+S). Celle-ci est devenue un fournisseur multinational de joints et de dispositifs de paliers haut de gamme.

B+S possède 11 laboratoires de développement de matériaux et 17 centres de conception à l’échelle mondiale. Elle dispose de 6 centres de recherche et développement et de 80 usines. Elle est leader dans les secteurs de l’aérospatial, des machines de construction, de la métallurgie et du transport maritime.

Busak+Shamban collabore étroitement avec ses clients chinois depuis plusieurs années. Après l’adhésion de la Chine à l’OMC, elle a accru ses investissements. Depuis 2000, elle a ouvert des bureaux à Wuhan, Shanghai, Dalian, Guangzhou, Xi’an et Chengdu, offrant ainsi des solutions d’étanchéité avancées sur l’ensemble du territoire chinois.

En 2003, Busak+Shamban est devenue une filiale de Trelleborg AB, une société cotée en Bourse en Suède. En avril 2004, l’entreprise a été officiellement rebaptisée Trelleborg Sealing Solutions.

4. Conclusion

La plupart des entreprises du secteur hydraulique et pneumatique en Chine sont de petite ou moyenne taille. Nombre d’entre elles sont des entreprises familiales. Elles manquent souvent de capitaux, de compétences techniques et de gestion moderne. Ces entreprises se font concurrence sur le segment bas de gamme du marché. Leurs produits sont trop similaires. Lorsque la conjoncture ralentit, elles déclenchent des guerres des prix. Des produits moins chers signifient des marges plus faibles, ce qui rend difficile leur accès au segment haut de gamme du marché.

Shà Bǎosēn, président de l’association, estime que la seule issue passe par une réorganisation. Qu’il s’agisse de regroupements ou de fusions, une restructuration s’impose. Les composants destinés à la transmission de puissance fluide (hydraulique, pneumatique, joints d’étanchéité) constituent des éléments fondamentaux : ils exigent une grande échelle de production et une large variété de références. Une seule petite entreprise ne peut y parvenir seule.

Des géants industriels tels que Bosch Rexroth, Parker, Eaton et Moog le démontrent. Ce sont de grands groupes disposant de nombreuses usines spécialisées. Ce secteur est intensif en capital et en technologie. Une certaine échelle est nécessaire pour être rentable. Par conséquent, les fusions et les réorganisations sont inévitables.

Depuis 2009, la demande dans ce secteur a augmenté. Le ministère de l’Industrie et des Technologies de l’information a élaboré un plan visant à améliorer les composants de base. Les principaux problèmes sont le manque d’innovation et un faible investissement dans la recherche et le développement (R&D). La structure des produits est déséquilibrée.

Le pays doit accélérer le développement des industries de base. Nous devons résoudre le problème selon lequel l’industrie des équipements est « grande mais pas forte ». Nous devons cesser de dépendre des pays étrangers pour les composants clés. Ce secteur doit mettre en œuvre le « Plan d’ajustement et de relance de la fabrication d’équipements ». Nous devons surmonter le « point critique » constitué par la dépendance aux produits haut de gamme importés. Avec la publication, en 2010, de nouvelles orientations gouvernementales relatives aux fusions, ce secteur pourrait connaître de nouvelles opportunités de développement.