Brevet FR2335345A1 — publié le 19770715

L'invention concerne des seilles profondément gaufrées, et un procédé et un appareil de production de ces feuille les Lt iiwention se rapporte plus particulièrement à des feuilles métalliques individuelles profondément gaiifr4es,entrant dans la fabrication de structures d'isolation thermique par réflexion. Les structures d1 isolation thermique par réflexion comprennent des cadres métalliques renfermant plusieurs feuilles métalliques réfléchissantes et espacees. Un certain nombre de ces structures sont utilisées dans l'industrie de l'énergie nuclaire où l'isolation thermique des réacteurs nucléaires et des canalisations associées fait largement appel a' l'isolation par réflexion. L'un de ces types de structures comprend des feuilles métalliques réfléchissantes sbparées par des bossages faisant saillie aux surfaces de ces feuilles et réalisés par gaufrage.Les structures d t isolation thermique par réflexion, utilisées pour les canalisations, sont conmzes, ainsi que les panneaux plats d'isolation. La mise en forme par opérations suc cessives de ces feuilles de metal est également cozimie. Certaines structures antérieures d g isolation thermique par réflexion, qui utilisent des feuilles métalliques rigides ou semi-rigides desquelles font saillies des bossages ou des entretoises, présentent généralement des trous et des déchirures. Ces trous et déchirures apparaissent souvent lors au gaufrage de la feuille pour la production des bossages ou saillies.Un inconvénient de ces trous et déchirures est ou'ils permettent une transmission (ou perte) de chaleur par convexion d'une couche d'aLr,comprise entre les feuilles métalliques gaufrées et empilées, à une autre couche d1air. Cette interface et ce mouvement de ltair entre les couches diminuent sensiblement l'efficacité thermique de la structure isolante. Aussi, une feuille métallique idéale ne présente aucune ouverture ou déchirure permettant une transmission de chaleur par des courants d'air de convexion.Un autre inconvénient des ouvertures et déchirures de la feuille de métal est que dans le cas-oi les saillies sont sensiblement arrachées ou déchirées, elles risquent de s'écraser et d'entratner une augmentation de la surface de contact entre les feuilles empilées avec, pour résultat, un accroissement de la transmission de chaleur par conduction directe. L'invention permet d'éliminer les inconvénients des structures antérieures d'isolation thermique par réflexion et, à ce effet, elle se rapporte à un procédé et à un appareil de production de feuilles profondément gaufrées, convenant notamment à la fabrication d'éléments d'isolation thermique par réflexion dans lesquels toute déchirure ou perforation notables des feuilles est éliminée. L'invention concerne un procédé de gaufrage profond dtune feuille convenant notamment à un élément dtisolation ther- miqne par réflexion. Ce procédé consiste à réaliser nn premier gaufrage de la feuille suivant une configuration en relief comprenant plusieurs crêtes espacées, d'une hauteur ne dépassant pas 1 cm, et entourées de plusieurs creux se croisant, puis à réaliser, sur cette configuration en relief, un gaufrage profond suivant une configuration comprenant plusieurs protubérances importantes, faisant saillie d'une surface de la feuille et présentant chacune une base plus large que son sommet, cette base etant suffisamment importante par rapport aux crêtes pour comprendre au moins certaines parties de plusieurs de ces crêtes. De plus, la hauteur des protubérances est supérieure à celle des cr8tes , L'invention concerne également un appareil de gau. frange profond d'une feuille convenant notamment à un élément dtisolation thermique par réflexion. L'appareil selon l'invention comprend une première paire de rouleaux dont l'un au moins présente une gravure convenant au gaufrage de la feuille suivant une certaine configuration en relief, et une seconde paire de rouleaux dont la forme de la surface convient à la réalisation de protubérances par gaufrage profond à une surface de la feuille présentant ladite configuration en relief. Lt invention concerne également une feuille convenant notamment à un élément d'isolation thermique par réflexion. Une surface de cette feuille présente une configuration de relief comprenant plusieurs cestes et plusieurs creux qui se croisent. Les er- > es sont espacées les unes des autres et font saillie à la surface de la feuille sur une hauteur ne dépassant pas 1 cm. Un gaufrage profond, superposé à ladite configuration de relief, comprend plusieurs protubérances présentant chacune une base plus- large que son sommet. Cette base est suffisamment -im- portante par rapport aux crottes pour comprendre au moins certaines parties de plusieurs de ces eretes. La hauteur des protubérances est supérieure à celle des crêtes. L'invention concerne également un élément d'isola- tion thermique par réflexion comprenant plusieurs feuilles gaufrées par le procédé selon l'invention, et plusieurs feuilles d'entretoisement intercalées avec lesdites feuilles gaufrées et ntentrant en contact avec ces dernières que par les sommets des protubérances L'invention concerne également un élément d'isola- tion par réflexion, comprenant plusieurs feuilles gaufrées ne portant les unes contre les autres que par les sommets de leurs protubérances.. Le produit selon l'invention convient notamment aux structures l'isolation thermique par réflexion. Les hautes protubérances séparent les feuilles voisines empilées les unes sur les autres pour former une structure d'isolation de minière que les seuls points de contact entre ces feuilles soient les sommets de ces protubérances. Ce contact minimal entre les feuilles empilées dans une structure d'isolation réduit la transmission de chaleur par conduction, et l'absence de déchirures importantes des feuilles réduit la transmission de chaleur par convexion. La structure d'isolation ainsi obtenue est très efficace et d'une production relativement peu conteuse par rapport à celle des structures classiques d'isolation thermique par réflexion, ces dernières utilisait des entretoises rapportées conteuses pour espacer les feuilles réfléchissantes. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels 1 figure 1 est une élévation schématique, avec coupe partielle, de l'appareil de gaufrage profond selon l'in- Invention la figure 2 est une élévation partielle de deux rouleaux de gaufrage dont la surface présente une certaine configuration en relief ;; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et représente les rouleaux en cours de gaufrage d'une feuille la figure 4 est une vue partielle en perspective d'une feuille venant autre gaufrée comme représenté sur la figure 3 et destinée à subir un gaufrage profond ; la figure 5 est une élévation partielle de deux rou- leaux de gaufrage profond, présentant une surface d'une certaine configuration ; la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5 et représente les rouleaux en cours de gaufrage profond d'une feuille la figure 7-est une vue partielle en perspective d'une feuille présentant ladite configuration en relief et la configuration du gaufrage profond ;; la figure 8 est une vue partielle en perspective d'une structure dtisolation par réflexion selon l'invention; la figure 9 est une élévation dtun organe en saillie destiné à coopérer avec un trou de l'un des rouleaux de gaufrage profond ; et la figure 10 est une coupe longitudinale partielle d'une variante d'organe en saillie comprenant un noyau et un manchon. La figure 7 représente l'appareil selon l'invention dans sa totalité. Une feuille 2 å gaufrer, d'une épaisseur comprise généralement entre 0,025 et 0,125 mm, notamment un clinquant métallique réfléchissant, par exemple en aluminium ou en acier inoxydable, est déroulée d'une bobine débitrice 3 et passe dans une série de rouleaux de dressage 6f puis dans une cisaille 9 qui coupe cette feuille continue en plusieurs tronçons il de longueur prédéterminée. Les rouleaux 6 et la cisaille 9 sont oLassiiues et fonctionnent normalement de manière automatique. Un dispositif classique convenable (non représenté) peut entre utilisé pour régler la longueur des tronçons tt de feuille. Les tronçons de feuille métallique (désignés ciaprès "feuilles't) sont ensuite amenés par un transporteur 12 dans la zone de serrage 17 de deux rouleaux 15 et 18 qui forment un dis- positif 21 de gaufrage suivant une certaine configuration en relief, comme représenté en détail sur les figures 2 et 3. Les rouleaux 15 et 18 réalisent sur les surfaces des feuilles Il la configuration en relief représentée sur la figure 4.Les surfaces des rouleaux 15 et t8 sont profilées pour former de petites crottes aux deux surfaces des fenilles, pour réduire Légèrement la largeur et la longueur hors-tout de ces feuilles et pour en réduire le raideur afin de permettre, par la suite, la réalisation d'un réseau de hautes protubérances par le dispositif 30 de gaufrage profond. A cet effet, les rouleaux 15 et 18 pré- sentent des réseaux de bossages 36 et d'évidements 39.Les surfaces des rouleaux peuvent présenter des réseaux de creux et de saillies de formes diverses, par exemple de pyramides en creux et en saillie, d'éléments carrés, rectangulaires et autres, produisant un gaufrage en "crêtes et creux. nette configuration comprend plusieurs petites cretes et des creux se croisant. Les crêtes sont espacées les unes des autres et leur hauteur ne dé- passe pas I cm, cette hauteur n'étant généralement que de 0,5 à 5 mm, Les espaces délimités entre les crues constituent les creux. b figure 2 représente une configuration en relief des rouleaux 15 et 18 convenant au gaufrage des surfaces d1une feuille. La feuille peut également entre gaufrée de manière que les saillies (crêtes) soient toutes situées sur une première surface de cette mime feuille. Dans ce cas, un seul des rouleaux de gaufrage présente un réseau d'éléments en relief, l'autre rouleau présentant une surface compressible et lisse, par exemple en caoutchouc, de manière à permettre la réalisation des crêtes par gaufrage à travers la feuille, les éléments en saillie du rou eau profilé réalisant des empreintes dans la feuille. La forme exacte de la configuration en crêtes et creux n'est pas critique, pourvu que la profondeur et l'espacement des crêtes et creux amollissent suffisamment la feuille pour permettre, par la suite, la réalisation de hautes protubérances sans déchirures sensibles de cette feuille. Suivant une eonfiguratlon convenable, les crêtes sont espacées les unes des autres dans deux directions sensiblement perpendiculaires entre elles. En variante, les crêtes peuvent sistre espacées irrégulièrement, de manière à n'entre alignées que sur de courtes longueurs, es alignements des crues étant alors orientés dans de multiples directions. Cependant, une configuration à direction unique, par exemple en bossages ou en nervures parallèles, ne convient pas, car elle n' amollit pas suffisamment la feuille pour permettre ensuite la réalisation des protubérances par gaufrage profond. les cretes espacées et les creux se croisant forment donc un réseau à au moins une surface de la feuille, les crêtes de ce réseau ou de cette configuration comprenant des saillies espacées et carrées, rectangulaires ou autres, de largeur et de longueur ne dépassant pas.fO 20 mm environ. Par exemple, un réseau de saillies carrées je 5 mm de c8té (les cretes), distantes d'en- viron 3 mm (ces espaces formant les creux) et réalisées par gaufrage à une profondeur dtenviron t 'mIL, ces crêtes étant orientées dans deux directions aux deux surfaces d'une feuille d'acier inoxydable de 0,075 mm d'épaisseur, permet ensuite la réalisation par gaufrage profond d'un réseau ou d'une configuration de hautes protubérances 42. Le dispositif 21 de gaufrage léger produit une feuille 16 (figure 4) présentant une certaine configuration en relief. Comme représenté sur la figure 4, cette configuration ne comprend généralement pas de reliefs pointus. La feuille 16 ainsi obtenue est généralement un produit intermédiaire qui est ensuite serrage amené par un transporteur 22 dans la zone de/26 de deux rouleaux 24 et 27 constituant le dispositif 30 de gaufrage profond représenté sur les figures 5 et 6. le dispositif 30 réalise un réseau supplémentaire de hautes protubérances 42 à une surface de la feuille gaufrée 16.Comme représenté sur les figures 5 et 6, les rouleaux 24 et 27 de gaufrage profond ont un profil conçu pour la réalisation des protubérances coniques et espacées 42 alternativement aux deux surfaces dune feuille (figure 7). Dans une forme de réalisation, la configuration de gaufrage profond est obtenue par la coopération d'un réseau de saillies 48 d'un premier rouleau avec un réseau de trous 51 du rouleau opposé. les saillies 48 sont réalisées de manière que, lorsqu'elles pénètrent dans les trous associes à une profondeur souhaitée, un jeu convenant à l'épaisseur de la feuille apparaisse entre la surface extérieure des saillies et la circonférence des trous correspondants. Dans une forme de réalisation, comme représenté sur la figure 10, chaque saillie 48 comprend un axe ou noyau métallique 44 sur lequel est fixé un manchon 47. Ce noyau 44 est lui-meme fixé à ltun des rouleaux de gaufrage profond, par exemple par vissage ou par embottement à force. Llem- trématé du noyau est avantageusement arrondie (par exemple sphérique) de manière à réduire les risques de déchirures du métal lors de la réalisation des protubérances.Le manchon 47 est en forme de tronc de cane creux, emmanche sur Stase 44 et fixé sur ce dernier par frottement ou de toLte'manière classique. Ce manchon est avantageusement réalisé dans une matière ne provoquant pas dtéchauffement par frottement contre la feuille à gaufrer. Un uréthanne résistant à la chaleur et d'une grande résistance mécanique constitue une matière convenant particulièrement à ce manchon. il est cependant évident que d'autres matières conviennent, pourvu qu'elles ne produisent pas d'échauffement par frottement et pourvu que les saillies qutellestorment soient suffisamment résistantes pour supporter les forces auxquelles elles sont soumises lorsqu'elles sont imprimées dans la feuille de métal. Dans une autre forme de réalisation, les saillies comprennent plusieurs canes 49 à sommet arrondi, solidaires d'une pièce 50 de fixation (figure 9). Le cane 49 à sommet arrondi (par exemple sphérique) peut & re réalisé dans le m8me type de matière que le manchon 47 décrit ci-dessus. La forme semi-conique ou conique des saillies est très avantageuse, car elle augmente la surface de contact entre ces saillies et la feuille et, par conséquent, elle entratne une diminution des contraintes de déformation exercées par unité de surface sur la feuille, notamment au point d'entrée en contact d'une saillie avec la feuille. La diminution des contraintes exercées par uni-té de surface sur la feuille entratne une diminution des risques de déchirures du métal pendant la réalisation de protubérances. La réalisation des protubérances 42 aux deux surfaces de la feuille est obtenue par la présence de saillies 48 et de trous 5t sur chacun des rouleaux 24 et 27 de gaufrage profond. Dans la forme de réalisation représentée, les deux rouleaux comprennent des nombres égaux de saillies 48 et de trous 51. Cependant, cette caractéristique ntest pas essentielle.Il est possible d'obtenir un plus grand nombre de protubérances coniques a' une surface de la feuille qu1à l'autre en réalisant l'un des rouleaux de gaufrage profond avec un plus grand nombre de trous, et l'autre de ces rouleaux avec un nombre correspondant de saillies 48. il est évidemment possible de continuer selon ce principe Jusqutà ce que l'un des rouleaux de gaufrage porte la totalité des saillies 48 et que l'autre rouleau présente la totalité des trous 51, de manière que les protubérances 42 soient toutes réalisées a' une seule face de la feuille. De mme que la configuration en crénez et creux, les protubérances coniques sont alignées dans deux directions à au moins une surface de la feuille. Suivant le profil des rouleaux 24 et 27 de gaufrage profond, la configuration des protubérances peut titre quelconque ot peut prendre différents degrés de régularité. La base de chaque protubérance 42 est suf fisamnient importante par rapport aux crêtes de la configuration en relief pour comprendre au moins certaines parties de plusieurs de ces crêtes réalisées par le dispositif- 21 de gaufrage léger. La hauteur des protubérances est telle que dans le cas où une feuille est appliquée sur une autre feuille en portant sur les sommets des protubérances de cette dernière, ces sommets constituent les seuls points de contact entre les deux feuilles. Par exemple, dans une forme de réalisation selon l'invention, les protubérances 42 ont un diamètre d'environ 50 mm et une hauteur de 15 mm, et elles sont espacées d'environ 100 mm entre leurs centres. Par eonséquent, le gaufrage profond de la feuille, réalisé par les dispositifs 90, permet d'obtenir des protubérances qui assument la fonction d'organes de séparation ou d'entretoises entre des feuilles lorsque ces dernières sont empilées et constituent, par exemple, les éléments d'une structure d' iso- lation thermique. Il est apparu que ces deux opérations de gaufrage (d savoir une première operation de gaufrage pour réaliser une configuration en relief, puis une opération de gaufrage profond pour réaliser les protubérances) sont nécessaires pour obtenir une feuille telle que celle représentée sur la figure 7 sans perforations ni déchirures importantes.Un simple essai de réalisation par empreinte de hautes protubérances dans une feuille non gaufrée ne donne généralement pas satisfaction, car une passe unique de gaufrage profond provoque souvent une perforation ou une déchirure de la feuille rigide ou semi-rigide. les opérations successives de gaufrage pour la réalisation des deux configurations ou réseaux par le procédé selon l'invention permettent cependant la mise en forme de protubérances de grande hauteur sans déchirures sensibles de la feuille, car le premier gaufrage, effectué par les rouleaux de gaufrage léger, entratne une augmentation de la quantité de métal par unité de surface de la feuille. Par conséquent, lorsque les hautes protubérances 42 sont ensuite réalisées, le métal n'est pas tendu au-delà de son point de rupture. Aussi, les deux opérations de gaufrage constituent des caractéristiques importantes du procédé selon ltinvention-, et il est nécessaire que le gaufrage léger, réalisant la configuration en relief, précède le gaufrage profond Après avoir subi l'opération de gaufrage profond, les feuilles 75 (qui présentent alors les protubérances 42 rela tivement hautes ainsi que la configuration en crêtes et creux) sont amenées par un transporteur 3t à un dispositif 33 de récupération, par exemple un simple bac ou un support (figure 1). L'appareil selon l'invention est réalisé dans toute matière classique convenahle, en général en acier. Il est évi- dent que la résistance des surfaces des rouleaux 15, t8, 24 et 27, des bossages 36 et des saillies 48 doit augmenter avec l'épaisseur de la feuille à gaufrer. Comme représenté sur les figures, les dispositifs 21 et 30 de gaufrage réalisent de manière répétée une seule configuration en relief et un seul réseau de protubérances. Cepen dant, lt appareil selon l'invention permet d'interchanger aisé- ment ces rouleaux pour modifier à volonté les configurations de gaufrage. Ces rouleaux peuvent également être réglés de manière qu'il soit possible de faire varier l'espace compris entre deux rouleaux formant un dispositif de gaufrage. De plus, bien que la figure 1 montre que la feuille est coupée par une cisaille 9 en tronçons individuels Il avant dtetre gaufrée, il est évident que cette coupe de la feuille peut s'effectuer après la première opération de gaufrage ou après l'opération de gaufrage profond. La figure 8 représente une structure d' isolation thermique par réflexion comprenant des feuilles réalisées par le procédé selon Il invention. Plusieurs feuilles 75, présentant de hautes protubérances 42, et plusieurs feuilles intercalaires 77 sont partiellement renfermées dans une enceinte 78. Les feuilles 77 ne présentent aucune protubérance 42. Bien que leurs surfaces puissent ne pas entre gaufrées, dans une forme avantageuse de réalisation selon l'invention, les deux surfaces des feuilles intercalaires sont gaufrées de manière à présenter un certain type d'une configuration en relief. Par exemple, ces feuilles peuvent comprendre plusieurs feuilles 16. Les protubérances coniques 42 séparent les feuilles 75 des feuilles intercalaires voisines 77 en portant par leur sommet sur ces dernières.En général, ces protubérances 42 ne permettent un contact entre les feuilles 75 et 77 que par points. La structure dgisolation peut titre plate comme représenté sur la figure 8,ou bien courbée. Le nombre de feuilles nécessaires dépend de la dimension de cette structure et de la quantité de chaleur à isoler. En général, 5 à 24 feuilles environ suffisent. Les feuilles 75 et 77 sont fixées dans l'enceinte 78 par des éléments tels que des pattes 81, des plaques perforées, etc. Bien qu'une forme avantageuse de structure itiso- lation thermique par réflexion comprenne des feuilles intercalaires 77, ces dernières ne sont pas indispensables. Plusieurs feuilles 75 peuvent être empilées les unes sur les autres de manière que les seuls points de contact entre des feuilles voisines 75 soient les sommets de leurs protubérances Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent ttre apportées à Itappareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATI0N3 1. Procédé de gaufrage profond d'une feuille destinée notamment à un élément drisolation thermique par réflexion, ce procédé étant caractérisé en ce qutil consiste à réaliser sur la feuille, par un premier bossage, une configuration en relief comprenant plusieurs crêtes espacées, d'une hauteur ne dépassant pas 1 cl, entourées de plusieurs creux se croisant, puis à réaliser ensuite sur ladite configuration en relief, par gaufrage profond, un réseau de plusieurs protubérances de grande dimension, faisant saillie à une surface de la feuille, chaque protubérance ayant une base plus large que son sommet et suffisamment importante par rapport aux crêtes pour comprendre au moins certaines parties de plusieurs desdites cre^tes, la hauteur de ces protubérances étant supérieure à celle des crêtes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de la configuration en relief par gaufrage consiste à mettre en forme des crêtes faisant saillie aux deux surfaces de la feuille, le gaufrage profond réalisant la mise en forme de protubéranses qui font saillie alternativement aux deux surfaces de la feuille. 3 Procédé selon Prune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les crêtes sont espacées les unes des autres dans deux directians sensiblement perpendiculaires entre elles et dans le plan d'une surface de la feuille, 4.Procédé selon l'une quelconque des revendications t à 3, caractérisé en ce que la configuration enrelief comprend plusieurs crottes carrées d'environ 5 ma de côté, séparées par des creux d'environ 3 mm de largeur, lesdites crues étant réalisées par gaufrage de manière à dépasser dtenviron t mm à une surface de la feuille, les protubérances ayant un diamètre d'environ 50 mm et une hauteur de 15 mm, et ces protubérances étant distantes d'environ 100 mm entre leurs centres. 5. Appareil de gaufrage profond d'une feuille destinée notamment à un élément drisolation thermique par réflexion, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte une première paire de rouleaux dont 11un au moins présente une surface cowe- nant à la réaUisation par gaufrage d'une configuration en relief stir ladite feuille, et une seconde paire de rouleaux présentant une surface convenant à la réalisation par gaufrage profond de protubérances à une surface de la feuille, sur ladite configuration en relief. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface des rouleaux de la seconde paire présente des saillies et des trous se correspondant. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque rouleau de la seconde paire présente à sa surface des saillies e~ des trous qui correspondent, respectivement, à des trous et des saillies de l'autre rouleau. 8. Feuille destinée notamment à un élément d'isola- tion thermique payiéflesion, caracterisée en ce qu'elle présente à une première de ses surfaces une configuration en relief comprenant plusieurs crêtes et plusieurs creux se croisant, les crêtes étant espacées les unes des autres et faisant saillie à une surface de la feuille, à une hauteur ne dépassant pas 1 cm, un réseau de plusieurs protubérances, réalisé par gaufrage profond, étant superposé à ladite configuration, chaque protubérance ayant une base plus large que son sommet et suff i samment importante par rapport aux crêtes pour comprendre au moins certaines parties de plusieurs desdites crées, la hauteur des protubérances étant supérieure à celle des crêtes. 9. Feuille selon la revendication 8, caractérisée en ce que les protubérances sont approximativement conques et font saillie alternativement aux deux surfaces de la feuille 10. Feuille selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que la configuration en relief comprend plusieurs crottes dtenviron 5 mm de hauteur, séparées par des creux d'environ 5 mn de largeur, les cretes et les creux étant réalisés par gaufrage de manière à faire saillie d'environ t mm à une surface de la feuille, les protubérances ayant un diamètre d'environ 50 mm et une hauteur de 15 mm, et ces protubérances étant distantes d 'environ 100 mm entre leurs centres 11. Elément d'isolation thermique par réflexion,. caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs feuilles gaufrées selon 1'une quelconque des revendications 8 à tO, et plusieurs feuilles intercalaires, disposées entre les feuilles gaufrées et n'entrant en contact avec ces dernières que par les sommets de leurs protubérances. 12. Elément d'isolation par réflexion, caractérisé en ce qutil comporte plusieurs feuilles gaufrées selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, lesdites feuilles ne portant les unes contre les autres que par les sommets de leurs protubérances.