OUTIL DE MISE EN PLACE D'UN JOINT DANS UNE GORGE, NOTAMMENT POUR DISPOSITIFS DE PROJECTION DE JET D ¹ EAU

La présente invention se rapporte aux outils de mise en place d'un joint dans une gorge. Elle se rapporte aussi aux procédés de mise en place d'un joint dans une gorge et aux dispositifs de projection de jet d'eau à gorge de réception d'un joint, dans lesquels on utilise un outil de mise en place du joint. On utilise beaucoup, dans le domaine des non-tissés, le liage par jet d'eau qui est une consolidation de nappe fibreuse par liage par jet d'eau. On a besoin, à cet effet, d'un injecteur qui distribue uniformément l'eau sous pression, allant de 1 à 400 bars, sur toute la largeur du voile formé par la machine. On connaît essentiellement une distribution par l'intermédiaire d'un forage, puis de trous de distribution, suivis d'une chambre de répartition, et une distribution par un forage, suivie d'une fente. Le dispositif de projection de jets d'eau, dénommé aussi injecteur, comprend notamment un corps et un mors résistant à la pression et délimitant une chambre intérieure ayant une entrée. La chambre intérieure communique avec interposition d'une plaque perforée avec une fente de sortie débouchant à l'extérieur du mors ou de l'injecteur. Une gorge sans fin est usinée dans le mors, en entourant la fente de sortie. Cette gorge a la forme d'une piste d'athlétisme en ayant deux parties opposées délimitées chacune par un bord intérieur et un bord extérieur, et deux parties courbes d'extrémité. Un joint torique est placé dans cette gorge afin d'assurer le maintien et 1 ' étanchéité de la plaque perforée. L'objectif est que l'eau sous pression ne puisse sortir de l'injecteur que par les trous (buses) de la plaque perforée.

Plusieurs systèmes de maintien et d' étanchéité de la

plaque perforée ont été utilisés : dans l'un d'entre eux, dit "système à bridage positif", la plaque perforée est plaquée grâce à un système mécanique extérieur au process, notamment grâce à un piston, contre une pièce extractible (semelle) comportant les joints toriques pour 1 ' étanchéité . La semelle peut être extraite facilement de l'injecteur pour changer les joints toriques quand les pistons sont au repos et qu'il n'y a plus de pression dans l'injecteur. Le système de bridage exige de nombreuses pièces supplémentaires, de sorte que le coût de fabrication est élevé. Le système de bridage donne une grande hauteur et un grand encombrement. Le système de bridage rend l'injecteur plus pesant. Ce système manque de fiabilité dans le temps, en raison de l'usure du piston et des tirants. Enfin, il nécessite un système hydraulique supplémentaire pour alimenter le piston en eau ou en huile sous pression.

C'est pourquoi on a préféré, à ce premier système, un système dit "autoclampé" à pièces extractibles, comme décrit au WO 03/070379 A1 et au WO 03/070378 A1. L'eau sous pression vient plaquer la plaque perforée sur un porte-joint sur lequel sont montés les joints d' étanchéité. Le porte-joint peut être extrait facilement par un côté de l'injecteur lorsqu'il n'y a plus de pression. Le remplacement éventuel d'un joint torique peut s'effectuer à l'extérieur de l'injecteur, et donc sans difficulté.

Mais, en raison de l'épaisseur du porte-joint de 6 à 8 mm, la distance entre la plaque perforée et le voile de non- tissé à consolider se trouve augmentée, ce qui est défavorable pour le processus. L'énergie disponible du jet d'eau est d'autant plus réduite que le point d'impact du jet sur le voile de fibres est éloigné de la plaque perforée, et le porte-joint est difficile à réaliser.

C'est pourquoi on a proposé, au US 6 012 654, un outillage spécifique pour changer le joint torique assurant

l'étanchéité de la plaque perforée. L'eau sous pression vient plaquer la plaque perforée contre le mors dans lequel la gorge de joint est intégrée directement. Dans cette solution, le remplacement éventuel du joint torique est plus délicat, car le joint est complètement emprisonné à l'intérieur de l'injecteur. Sa mise en place nécessite des moyens particuliers si l'on ne veut pas avoir à démonter le mors de l'injecteur pour changer le joint. Mais le changement du joint demande deux heures . L'invention vise à écourter très sensiblement la durée du changement du joint tout en utilisant moins de pièces que dans le US 6 012 654.

L'invention a donc pour objet un outil de mise en place d'un joint dans une gorge. L'outil comprend un patin ayant une face supérieure plane et lisse de glissement et une face inférieure sur laquelle sont ménagés successivement, suivant le sens longitudinal de glissement du patin, un toc d'entraînement et une rampe s 'éloignant de la face supérieure au fur et à mesure qu'elle s'éloigne du toc et qu'elle se rapproche d'une plateforme, plane et lisse, formant la surface la plus basse de la face inférieure.

De préférence, l'outil comprend un moyen d'indication du sens d'introduction du patin, par exemple une simple flèche apposée sur le patin. Pour mettre en place un joint élastique sans fin, notamment un joint torique, à l'aide d'un outil suivant l'invention dans un dispositif de projection de jet d'eau comprenant un corps et un mors délimitant, un tunnel, dont la section transversale est juste supérieure à la plus grande section transversale de l'outil (c'est aussi la section au point le plus bas (le plus haut à la figure 3) de la rampe) , qui débouche à l'extérieur à une extrémité par au moins une première lumière pouvant être fermée et dans le fond duquel est ménagée une fente de sortie entourée d'une gorge sans fin

de réception du joint, l'une au moins et, de préférence, les deux parties courbes de la gorge étant dites ouvertes et le périmètre du joint étant (à l'état relâché) plus petit que celui de la gorge, on peut effectuer successivement les opérations suivantes :

- on enfile un tronçon courbé du joint sur le toc. Le toc se trouve ainsi à l'intérieur de la courbe fermée délimitée par le joint et en contact avec la face intérieure du joint ; - tout en tenant à la main deux brins du joint issus du tronçon courbé, on fait glisser l'outil par la première lumière dans le tunnel jusqu'à l'autre extrémité du tunnel, alors que la face inférieure de l'outil est tournée vers le bas du tunnel, de sorte que les deux brins du joint sont positionnés au-dessus de la gorge ;

- on libère le joint du toc. Cela peut s'effectuer simplement par la gravité, du fait que, lorsque le toc est à l'autre bout du tunnel, le joint en tombe tout seul dans la gorge ouverte, donc très large. On entend, par "gorge ouverte", une gorge qui a un bord intérieur mais qui n'a pas de bord extérieur, en sorte que la gorge devient dans cette partie une plage plus large que le reste de la gorge. On peut aussi libérer le joint du toc, en faisant sortir l'outil du tunnel par une seconde lumière pouvant être fermée à l'extrémité du tunnel opposée à la première lumière par laquelle l'outillage est introduit. Le toc est ainsi accessible et il est aisé de saisir à la main le joint et de faire en sorte qu'il n'entoure plus le toc, mais en soit dégagé vers le bas . - on ramène l'outil vers la première lumière, ce qui, par la rampe, fait pénétrer le joint dans la gorge. Le joint y pénètre à l'état étiré, parce que le joint a un périmètre plus petit que celui de la gorge. Comme le joint est étiré, il est aminci et pénètre facilement dans la gorge, et

- on fait sortir l'outil du tunnel par la première lumière .

Alors qu'au brevet US 6 012 654, l'outillage était constitué de deux pièces, l'outil suivant l'invention ne comporte qu'une pièce. Le changement de joint dans le cas du système antérieur demandait deux heures. Suivant l'invention, on peut changer un joint en cinq minutes. Le changement de joint dans le système antérieur nécessitait une mise en place du joint sur l'outillage, une introduction de l'outillage et du joint dans l'injecteur, une introduction de la plaque perforée pour plaquer le joint dans la gorge, tandis que, suivant l'invention, le joint est mis sur l'outil alors même que l'outil est introduit dans l'injecteur et c'est l'outil lui-même, par son mouvement et sa conformation, qui met le joint en place dans la gorge, sans nécessiter de pièce complémentaire d'abaissement du joint ni l'introduction de la plaque perforée pour plaquer le joint dans la gorge.

De préférence, on libère le joint du toc automatiquement par le fait que le tronçon courbé du joint se trouve au-dessus d'une partie courbe ouverte de la gorge lorsque l'outil est vers l'extrémité du tunnel éloignée de la première lumière.

Le toc peut être constitué par un simple plot autour duquel est passée la partie courbe du joint, le plot ne se trouvant de préférence que dans la partie médiane, suivant la largeur, de la face inférieure et en amont dans la gorge.

Pour faciliter l'usinage, il vaut mieux que la rampe ne se trouve que dans les parties latérales, suivant la largeur, de la face inférieure, sous la forme donc de deux sous-rampes, de part et d'autre d'une barrette centrale de renforcement . On obtient de bons résultats lorsque la rampe a une longueur, suivant le sens longitudinal, de 25 à 100 mm.

De préférence, la rampe a une largeur comprise entre 10 et 30 mm, et la plus grande distance entre la face

supérieure et la face inférieure est comprise entre 5 et 20 mm.

L'outil peut être en un matériau métallique ou en une matière plastique. L'angle des rampes peut être compris entre 5° et 45°, et notamment peut être compris entre 10 et 20°, le mieux étant qu'il soit de 15°.

La plateforme a une longueur considérée suivant le sens longitudinal de l'outil d'environ 20 à 70 mm. L'invention a aussi pour objet un ensemble constitué d'un dispositif de projection de jet d'eau à gorge de réception d'un joint et d'un outil de mise en place du joint suivant 1 ' invention .

Le dispositif de projection de jet d'eau comprend notamment un corps et un mors résistant à la pression et délimitant une chambre intérieure ayant une entrée et communiquant avec interposition d'une plaque perforée avec une fente de sortie débouchant à l'extérieur du mors ou de l 'injecteur , une gorge sans fin usinée dans le mors en entourant la fente de sortie et ayant deux parties opposées délimitées chacune par un bord intérieur et un bord extérieur, et deux parties courbes d'extrémité dont l'une au moins est délimitée seulement par un bord intérieur, et une première lumière sur une première face frontale du mors, de dimension telle qu'un outil de mise en place d'un joint dans la gorge puisse être introduit dans le mors et en être retiré, et de préférence une deuxième lumière sur une deuxième face frontale du mors de même dimension que la première lumière. Dans le procédé correspondant suivant l'invention, on libère le joint du toc alors que l'outil est sorti du tunnel par une seconde lumière, tout en continuant à tenir les deux brins et en libérant à la main le joint du toc.

De préférence, la largeur d'entrée de la gorge est inférieure au diamètre du joint, à l'état relâché, le

périmètre du joint est inférieur au périmètre de la gorge, le joint étant donc monté étiré dans la gorge, et le bord extérieur de la gorge de joint est inclinée vers la fente pour que le joint puisse s'accrocher facilement. Les lumières sont, en fonctionnement, bouchées par des bouchons .

Suivant une variante, permettant que le joint tombe de soi-même par gravité dans la gorge, le toc est chanfreine et définit une rainure dont la largeur du bas est plus grande que le diamètre du joint et dont la largeur du haut est plus petite que le diamètre du joint.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : la Figure 1 est une vue en coupe d'un injecteur avec lequel l'outil de mise en place suivant l'invention est destiné a former un ensemble ; la Figure 2 est une vue en perspective partielle avec enlèvement de la partie supérieure du corps de l'extrémité du tunnel par lequel l'outil n'est pas introduit ; la Figure 3 est une vue en perspective de l'outil suivant l'invention, mais alors que sa face inférieure est, par souci de meilleure représentation, dirigée vers le haut ; les Figures 4 et 5 sont des vues en coupe partielle illustrant la position de l'outil 19 dans le tunnel, la figure 4 alors que l'on rentre l'outil dans le tunnel et la figure 5 alors que le joint est rentré dans la gorge (lorsque l'on retire l'outillage).

La Figure 6 est une vue semblable à la figure 3 d'une variante . L 'injecteur représenté à la Figure 1 comprend un corps 1 supérieur auquel est vissé un mors 2, l'ensemble constituant l' injecteur en acier inoxydable qui résiste à la pression. Le corps et le mors délimitent une chambre 3 intérieure ayant une entrée et communiquant par une fente 4,

avec interposition d'une plaque perforée qui n'est pas représentée au dessin, avec une fente 5 de sortie débouchant à l'extérieur du mors ou de l'injecteur .

Une gorge 6 sans fin est usinée dans le mors 2, en entourant la fente 5 de sortie. Dans cette gorge doit être monté un joint 7 torique élastique en matière élastomère. Comme le montre la figure 2, la gorge 6 a deux parties 8, 9 opposées rectilignes délimitées chacune par un bord 10, 11 intérieur et par un bord 12, 13 extérieur, et deux parties (une seule est représentée) courbées 14 d'extrémité qui ne sont toutes deux délimitées que par un bord intérieur. Dans ces parties courbées d'extrémité, la gorge est dite ouverte. Une partie d'un joint qui tombe dans la plage ainsi délimitée aura toute facilité à venir s'appliquer sur le bord 14 par retour élastique si le joint est au préalable étiré.

On voit, à la Figure 2, qu'une seconde lumière 15 est ménagée sur une seconde face frontale du mors 2. Elle a des dimensions telles qu'un outil de mise en place d'un joint dans la gorge peut y passer. Une première lumière 15 de même dimension se trouve à 1 ' autre bout du tunnel 16 délimité par ses lumières 15, par une face 17 du corps 1 et par la face inférieure 18 dans laquelle est usinée la gorge 6.

La section transversale des lumières 15 et donc celle du tunnel est juste supérieure au rectangle délimité par les dimensions hors tout de l'outil de mise en place représenté à la Figure 3.

Cet outil, en un matériau qui glisse facilement sur de l'inox, est constitué d'un patin ayant une face 20 supérieure, rectangulaire, plane et lisse. La face latérale gauche, de l'outil (à la Figure 3) est en forme de T ayant une hampe 21 et une barrette 22. La barrette 22 est rectangulaire, en ayant une largeur de 20 mm et une hauteur de 10 mm. La hampe 21 est sensiblement carrée, en ayant un côté de 10 mm. La hauteur de l'outil H est de 20 mm. La face inférieure

(supérieure à la figure) de la hampe 21 est plane et parallèle à la face 20. La hampe 21 constitue un plot ou toc d'entraînement, en étant interrompue par une rainure 23 ouverte vers le bas (vers le haut à la figure) . Un joint peut être mis dans cette rainure 23 et enfilé ainsi autour du toc 21. De l'autre côté de la rainure 23, la face inférieure de l'outil se poursuit par une barre 24 centrale sur laquelle est apposée une flèche F indiquant le sens d'introduction de l'outil. Deux rampes 25, symétriques l'une de l'autre par rapport à la barre 24, sont disposées sur les bords longitudinaux de l'outil. Les rampes sont inclinées suivant une pente de 15° de la surface inférieure 22 de la barre à une plate-forme 26 la plus basse de l'outil qui est au même niveau que la face inférieure de la hampe 21 et que la barre 24. On utilise l'outil de mise en place d'un joint dans la gorge 6 de la manière suivante :

On met un tronçon courbé d'un nouveau joint 7 à mettre dans la gorge 6 dans la rainure 23 en l'appuyant sur le bord le plus à gauche à la figure 3 de la hampe 21 servant de toc. Tout en tenant à la main les deux brins du joint issus du tronçon courbe du brin retenu par le toc, on fait glisser l'outil par la première lumière dans le tunnel jusqu'à l'autre extrémité du tunnel, alors que la face inférieure de l'outil est tournée vers le bas 18 du tunnel, de sorte que les deux brins du joint sont mis au-dessus de la gorge 6. On fait sortir l'outil du tunnel par la lumière 15 tout en continuant à tenir les deux brins, de sorte que le joint est étiré. On libère à la main le joint de la rainure 23. Le tronçon courbe ainsi libéré vient se mettre en se rétractant élastiquement sur le bord 14, alors pourtant que le joint reste encore étiré parce que sa longueur est plus grande que celle de la gorge. On ramène l'outil vers la première lumière, de sorte que les rampes 25 poussent les brins du joint étiré dans la gorge et on fait sortir l'outil du tunnel par la première lumière.

A la figure 6, la paroi 27 latérale arrière (à gauche sur la figure) la rainure 23' est chanfreinée de sorte que en partie basse, la rainure 23' a une largeur légèrement inférieure au diamètre du joint. En partie haute, la gorge de joint 23' a une largeur supérieure au diamètre du joint (grâce

au chanfrein) .

Lorsque la partie avant de l'outil arrivera côté transmission et que la rainure 23' passera au-dessus de la gorge ouverte, le joint aura tendance à tomber (grâce à la gravité et au fait que le joint sera sous-tension, tension ayant pour effet de ramener l'extrémité arrière du joint vers l'intérieur de l 'injecteur) .