Brevet FR2780321A1 — publié le 19991231

La présente invention concerne un flan de tôle, du type comportant deux parements superposés définissant chacun une paroi pleine. L'invention concerne en outre un pot d'échappement notamment de véhicule automobile délimité par une enveloppe comportant un tel flan. On connaît déjà des structures métalliques du type sandwich qui ont la propriété de présenter une grande rigidité associée à une faible masse. Le brevet US-A-3,764,277 décrit un tel flan métallique. Dans celui-ci, l'âme, constituée d'un treillis métallique, est soudée aux deux parements. Ce flan présente un inconvénient très important, à savoir qu'il ne se prête pas à une opération d'emboutissage du fait de la liaison rigide entre l'âme et les deux parements. Aussi, un tel flan est inutilisable pour fabriquer des pièces de formes variées, notamment par emboutissage ou roulage. En particulier, un tel flan ne convient pas à la fabrication de pots d'échappement. On connaît par ailleurs du document EP-A-0.145.577 un flan métalli- que comportant deux parements entre lesquels est interposée une âme for- mée d'une tôle de tamis ou un grillage. Une couche de colle est prévue pour assurer la liaison entre les deux parements et l'âme. Un tel flan ne permet toutefois pas un emboutissage avec de faibles rayons de courbure. L'invention a pour but de fournir un flan ayant une faible masse, pos- sédant, après formage, une bonne rigidité mécanique et pouvant être faci- lement déformé, notamment par roulage ou emboutissage, le flan présentant de bonnes propriétés d'isolation acoustique. A cet effet, I'invention a pour objet un flan de tôle du type précité ca- ractérisé en ce que les deux parements sont libres de glisser l'un par rapport à l'autre, et en ce que les profils des deux parements sont conformés pour définir un ensemble de régions de contact disjointes à l'interface entre les deux parements. Suivant des modes particuliers de réalisation, le flan comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le premier parement a une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,7 mm et le second parement a une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,7 mm; - un premier des parements délimite une surface régulière et le se- cond parement comporte sur l'essentiel de sa surface des reliefs venus de forme avec le parement; - les reliefs comportent des parties en saillie et en creux disposées suivant un réseau matriciel régulier sur l'essentiel de la surface du pare- ment; - les parties en saillie et en creux sont disposées en quinconce; - la surface du second parement est dérivable suivant toutes les di- rections; et - le second parement comporte des ondulations périodiques suivant deux directions délimitant entre elles un angle d'environ 45 . L'invention a en outre pour objet un pot d'échappement délimité par une enveloppe, caractérisé en ce que ladite enveloppe comporte au moins un flan tel que défini ci-dessus. Suivant un mode particulier de réalisation, le pot d'échappement comporte un flan tel que décrit ci-dessus, et le second parement comportant des reliefs délimite la surface extérieure du pot, le premier parement étant orienté vers l'intérieur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- sins, sur lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective d'un morceau d'un flan de tôle selon l'invention; - La figure 2 est une vue schématique de dessus du morceau de flan de tôle de la figure 1; - Les figures 3 et 4 sont des vues en section du parement ondulé du flan de tôle des figures 1 et 2 prises respectivement suivant les lignes 111- 111 et IV-IV; - La figure 5 est une vue en section transversale d'un pot d'échappe- ment roulé comportant un flan de tôle selon l'invention; - La figure 6 est une vue en section à plus grande échelle du détail de la ligne d'agrafage longitudinale du pot d'échappement de la figure 5; - La figure 7 est une vue en section d'une ligne d'agrafage du pot d'échappement réalisée entre sa paroi cylindrique et une paroi transversale d'extrémité; et - La figure 8 est une vue en perspective d'un morceau d'une variante de réalisation d'un flan de tôle selon l'invention. Le morceau de flan de tôle 10 représenté sur la figure 1 comporte deux parements flottants superposés 10, 12 définissant chacun une paroi pleine. Les deux parements 10, 12 sont libres de glisser l'un par rapport à l'autre. Le premier parement 10 délimite une surface régulière, et notamment une surface plane. Le terme "régulière" désigne une surface dépourvue de relief, notamment une surface engendrée par une droite ou un arc sans point d'inflexion. Son épaisseur est comprise entre 0,2 et 0,7 mm et est- avantageusement égale à 0,4 mm. Le second parement 12 est conformé pour définir un ensemble de régions de contact disjointes à l'interface entre les deux parements. Le second parement 12 est ondulé et comporte des reliefs formés par des parties en saillie et en creux alternées, notées respectivement 14 et 16. Celles-ci sont venues de forme avec le parement par emboutissage d'une tôle plane. L'épaisseur du second parement 12 est comprise entre 0,2 et 0,7 mm et est avantageusement égale à 0,3 mm. Les régions de contact disjointes, définissant l'interface entre les deux parements, sont formées par les surfaces en regard des deux parements 10, 12 dans la région convexe de chacune des parties en creux 16. Dans l'exemple considéré, ces régions de contact sont sensiblement ponctuelles. Sur la figure 2 sont représentées schématiquement les positions rela- tives des parties en saillie et en creux, 14, 16. Les parties en saillie 14 sont désignées par un disque blanc, alors que les parties en creux sont dési- gnées par un disque noir. Avantageusement, les parties en saillie et en creux 14, 16 sont dispo- sées suivant un réseau matriciel régulier sur l'essentiel de la surface du pa- rement. Dans le mode de réalisation représenté, les parties en saillie et en creux sont disposées en quinconce. Chaque partie en saillie 14 ou en creux 16 est située au centre d'un carré dont les sommets sont définis respective- ment par des parties en creux ou en saillie adjacentes. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, la surface du second parement est avantageusement dérivable suivant toutes les di- rections. Ainsi, la surface est "lisse", c'est-à-dire dépourvue de zone angu- leuse. Le second parement 12 comporte des ondulations périodiques sinu- soïdales s'étendant suivant deux directions délimitant entre elles un angle par exemple d'environ 45 . Ces directions correspondent au plan de coupe 111-111 et IV-IV. Sur les figures 3 et 4, le plan moyen P du parement, c'est-à-dire le plan médian défini entre les zones extrêmes des parties en saillie 14 et en creux 16 est représenté en traits mixtes. Ainsi, comme représenté sur la figure 3, correspondant à une coupe réalisée suivant un plan passant à la fois par des parties en saillie et des parties en creux, celles-ci se répartissent alternativement de part et d'autre du plan médian P. Le profil en section du second parement définit une sinu- soïde. Les sommets de parties en saillie adjacentes 14 sont séparés d'un intervalle constant noté 13 de longueur sensiblement égale par exemple à 14,1 mm. La différence de niveau séparant les régions extrêmes des parties en saillie et en creux, notée H3, est égale par exemple à 2,4 mm. Sur la figure 4, est représentée la section du second parement 12 ef- fectuée suivant la ligne de coupe IV-IV. Cette section passe par des parties en saillie successives 14 et définit un angle de 450 avec le plan de coupe III- III. Suivant ce plan de coupe, les sommets des parties en saillie adja- centes 14 sont séparés d'un intervalle 14 égal par exemple à 10 mm. La diffé- rence de niveau entre les sommets des parties en saillie 16 et le plan mé- dian P est égal à 1,2 mm, c'est-à-dire la moitié de la hauteur H3. Le second parement 12 est réalisé avantageusement par emboutis- sage de bossages en forme de calottes sensiblement sphériques de part et d'autre de la tôle. Les bossages hémisphériques définissent chacun une calotte sphérique reliée tangentiellement aux calottes sphériques adjacentes dont la cavité est opposée. Le pot d'échappement représenté sur la figure 5 comporte une enve- loppe cylindrique 20 délimitée par un flan de tôle, tel que celui de la figure 1. Les ondulations du parement 12 ont été volontairement grossies sur le des- sin pour des raisons de clarté. Pour former l'enveloppe du pot d'échappement, le flan a été roulé et agrafé suivant une ligne d'agrafage longitudinale 22. Les deux parements 10, 12 ne sont solidaires l'un à l'autre que suivant la ligne d'agrafage 22. Avantageusement, le premier parement 10 définissant une surface réglée est orienté vers l'intérieur du pot d'échappement, alors que le second parement ondulé 12 délimite la surface externe du pot d'échappement. Afin de faciliter l'assemblage du pot d'échappement suivant ses lignes d'agrafage longitudinale et périphérique, le parement ondulé externe 12 est avantageusement dépourvu de saillie et de creux dans les régions d'assemblage mécanique de l'enveloppe pour y délimiter une surface réglée notamment cylindrique. Ainsi, le second parement est essentiellement défini par une surface réglée dans les zones de sertissage et dans les zones d'appui de parois transversales d'extrémité encore appelées coupelles d'extrémité du pot d'échappement. Ainsi, comme représenté sur la figure 6 montrant une section de la ligne d'agrafage longitudinale, les deux parements superposés 10, 12 du flan sont sertis simultanément lors de l'agrafage des bords opposés du flan. Un premier bord est rabattu extérieurement sur lui-même pour former une aile externe 23. L'aile 23 et la partie courante du flan qu'elle prolonge délimitent un canal dans lequel est reçue une aile 24 rabattue intérieure- ment, cette aile étant formée par l'autre bord du flan rabattu à l'intérieur du canal. Ainsi, les bords opposés du flan définissent des C opposés et imbri- qués assurant leur solidarisation. De plus, au voisinage de la ligne d'agrafage, un bord du flan est déformé vers l'extérieur suivant un épaule- ment 25 pour assurer la continuité de la surface interne du pot d'échappement. Sur la figure 7 est représentée la liaison d'une paroi d'extrémité 26 avec le flan délimitant la paroi cylindrique du pot d'échappement. La paroi d'extrémité 26 est formée d'une tôle unique. Comme précédemment, le bord de liaison du flan limitant la paroi cylindrique du pot d'échappement est ra- battu extérieurement pour en délimiter un canal périphérique 27 dans lequel est engagé le bord périphérique 28 de la paroi d'extrémité. Dans la zone de liaison, la paroi d'extrémité 26 épouse exactement la surface externe de la zone repliée de la paroi cylindrique. De plus, afin de renforcer les zones d'agrafage périphérique du flan de tôle, celui-ci présente avantageusement dans ces zones d'agrafage une double épaisseur obtenue par rabattage des bords longitudinaux sur eux- mêmes avant agrafage. Sur la figure 8 est représentée une variante de réalisation d'un flan de tôle selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le premier parement 30 est analogue au premier parement 10 de la tôle de la figure 1. Le second parement ondulé 32 est constitué d'une tôle métallique emboutie délimitant des alvéoles 34A, 34B de concavités opposées réparties en quinconce sur I'essentiel de la surface du parement. Ces alvéoles délimitent, comme précédemment, des parties en saillie 34A et en creux 34B, les zones extrêmes des parties en creux définissant les zones de contact entre les deux parements accolés et libres de glisser l'un sur l'autre. Dans le mode de réalisation de la figure 8, chaque alvéole présente sensiblement une forme de calotte sphérique et comporte des nervures con- vergentes vers le sommet de celle-ci. Sur la figure 8, le parement comporte des régions sensiblement planes 36 reliant les alvéoles entre eux suivant le plan moyen. En pratique, les régions 36 sont courbes et relient les alvéoles entre eux sans angles vifs. Les régions planes 36 représentées n'existent que pour des raisons de clarté du dessin. Comme précédemment, les deux parements sont libres de coulisser l'un par rapport à l'autre. Dans tous les modes de réalisation, les zones de contact entre les deux parements du flan peuvent être constituées par des surfaces non ponctuelles. A cet effet, les calottes sensiblement sphériques délimitant les parties en creux du second parement 12 peuvent être aplaties dans leur zone la plus profonde. Le flan selon l'invention convient tant pour des pots d'échappement roulés que pour des pots d'échappement emboutis. Dans ce dernier cas, les zones dans lesquelles le second parement est muni de parties en saillie et en creux peuvent être localisées ou limitées aux régions peu déformées de la paroi du pot d'échappement. REVENDICATIONS 1.- Flan de tôle, du type comportant deux parements superposés (10, 12) définissant chacun une paroi pleine, caractérisé en ce que les deux pa- rements (10, 12) sont libres de glisser l'un par rapport à l'autre, et en ce que les profils des deux parements (10, 12) sont conformés pour définir un en- semble de régions de contact disjointes à l'interface entre les deux pare- ments (10, 12). 2.- Flan suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier parement (10) a une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,7 mm et le second parement (12) a une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,7 mm. 3.- Flan selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un premier (10) des parements délimite une surface régulière et le second parement (12) comporte sur l'essentiel de sa surface des reliefs (14, 16) venus de. forme avec le parement. 4.- Flan selon la revendication 3, caractérisé en ce que les reliefs comportent des parties en saillie et en creux (14, 16) disposées suivant un réseau matriciel régulier sur l'essentiel de la surface du parement (12). 5.- Flan selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parties en saillie et en creux (14, 16) sont disposées en quinconce. 6.- Flan selon l'une quelconque des revendications 3, 4 ou 5, caracté- risé en ce que la surface du second parement (12) est dérivable suivant toutes les directions. 7.- Flan selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second pa- rement (12) comporte des ondulations périodiques suivant deux directions délimitant entre elles un angle d'environ 45 . 8.- Pot d'échappement délimité par une enveloppe, caractérisé en ce que ladite enveloppe (20) comporte au moins un flan selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9.- Pot d'échappement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un flan selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, et en ce que le second parement (12) comportant des reliefs (14, 16) délimite la surface extérieure du pot, le premier parement (10) étant orienté vers l'intérieur.