Brevet FR2786746A1 — publié le 20000609

La présente invention a pour objet un flan mé- tallique multicouche et un procédé de fabrication d'un tel flan métallique multicouche. L'invention a également pour objet une pièce d'isolation thermique et acoustique réalisée par ce procédé. Dans de nombreuses applications industrielles, on utilise des pièces ou des éléments qui sont destinés à assurer une isolation thermique et/ou une isolation acousti- que. C'est le cas notamment dans l'électroménager et dans l'automobile, comme par exemple dans les lignes d'échappement ou les planchers des véhicules. En effet, dans les lignes d'échappement des vé- hicules, les bruits résultant de la décompression brutale des résidus de l'explosion ou de la combustion doivent être réduits au maximum. Jusqu'à présent, deux méthodes sont couramment utilisées, la méthode par absorption et la méthode par ré- flexion. Dans le cas de la méthode par absorption, les espaces assurant la détente des gaz sont remplis de fibres, comme par exemple des fibres de basalte ou des fibres de verre et ces espaces sont traversés par le tube d'échappe- ment qui est perforé de nombreux trous de sorte que les fi- bres assurent leur rôle d'absorbeur. Dans le cas de la méthode par réflexion, les es- paces assurant la détente des gaz contiennent un ensemble complexe de chicanes qui forment un labyrinthe de façon à atténuer le bruit par réflexion. De plus, les gaz sortent de la ligne d'échappe- ment à des températures élevées de l'ordre de 900 C et sont souvent oxydants. De ce fait, il est nécessaire d'assurer l'isola- tion thermique afin de ne pas chauffer des parties de l'ha- bitacle à des températures importantes pouvant entraîner des risques de brûlure. Jusqu'à présent, la fonction d'isolation thermi- que est assurée par des écrans thermiques formés par une simple tôle et disposés entre la ligne d'échappement et le plancher du véhicule automobile. Dans d'autres applications, comme par exemple pour des tubes de transport de gaz ou de liquide chaud, l'isolation thermique est réalisée par l'extérieur à l'aide de laine de verre ou de roche ou d'enrobage isolant. Mais, ces différents moyens d'isolation thermi- que et acoustique sont coûteux et l'utilisation de fibres de verre, de roche ou de basalte ont pour inconvénient que ces fibres sont difficilement recyclables. Par ailleurs, l'utilisation d'écrans thermiques en plus des moyens d'isolation acoustique augmente notamment dans les véhicules automobiles le poids de ceux-ci et par conséquent la consommation. L'invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients en proposant un flan métallique multicouche qui as- sure les deux fonctions d'isolation thermique et d'isolation acoustique, tout en étant d'un prix de revient faible. L'invention a donc pour objet un flan métallique multicouche, caractérisé en ce qu'il comprend deux parements métalliques externes et une tôle interne percée d'orifices et comportant sur le bord de chaque orifice au moins une languette en saillie vers l'un ou l'autre des parements ex- ternes et venue de matière avec la tôle interne, lesdits pa- rements externes étant au contact avec les sommets des lan- guettes correspondantes pour ménager entre la tôle interne et chacun des parements externes un espace libre. Selon des modes particuliers de réalisation: - les languettes en saillie sont dirigées alter- nativement vers l'un et l'autre des parements externes, - les languettes en saillie de chaque orifice sont dirigées vers le même parement externe et alternative- ment d'un orifice à l'autre, - les parements externes et la tôle interne sont réalisés en un matériau de nature, d'épaisseur et de compo- sition métallurgique identiques, - les parements externes et la tôle interne sont réalisés en un matériau de nature, d'épaisseur et de composition métallurgique différentes, - les parements externes et la tôle interne sont reliés entre eux par agrafage ou par sertissage en continu ou par déformation locale desdits parements et de ladite tôle, - les parements externes et la tôle interne sont reliés entre eux par soudage par points ou continu, - les parements externes et la tôle interne sont reliés entre eux par collage par points ou par lignes. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un flan métallique multicouche, caractérisé en ce que: - on découpe dans une tôle métallique des lan- guettes et on plie ces languettes d'un côté ou de l'autre de ladite tôle pour former des orifices, - on applique de chaque côté de la tôle un pa- rement métallique externe en contact avec les sommets des languettes correspondantes, - et on relie les parements externes avec la tôle interne. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - on plie les languettes de chaque orifice al- ternativement d'un côté et de l'autre de la tôle métallique, - on plie les languettes de chaque orifice du même côté de la tôle métallique et alternativement d'un ori- fice à l'autre. L'invention a aussi pour objet une pièce d'iso- lation thermique et acoustique, caractérisée en ce qu'elle est formée à partir d'au moins un flan métallique réalisé par le procédé précédemment mentionné. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre il d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un premier mode de réalisation d'un flan mé- tallique multicouche conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspec- tive de la tôle interne du flan métallique multicouche con- forme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe transversale d'un second mode de réalisation d'un flan mé- tallique multicouche conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe transversale d'un troisième mode de réalisation d'un flan métallique multicouche conforme à l'invention. Sur les figures, les épaisseurs des différents éléments composant le flan métallique multicouche ont été volontairement grossies afin de faciliter la compréhension. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement en coupe transversale un flan métallique multicouche désigné dans son ensemble par la référence 1 et qui est destiné à former une pièce d'isolation thermique et d'isolation acous- tique. Ce flan métallique multicouche 1 se compose de deux parements métalliques externes, respectivement un pare- ment externe supérieur 1 et un parement externe inférieur 2. Le flan métallique multicouche 1 comprend égale- ment entre les parements 2 et 3 une tôle métallique interne 10. Ainsi que représenté à la Fig. 2, cette tôle in- terne 10 est percée d'une multitude d'orifices 11 et com- porte sur le bord de chaque orifice au moins une languette 12 en saillie et venue de matière avec ladite tôle métalli- que 10. D'une manière générale, les languettes 12 sont dirigées vers l'un ou l'autre des parements 2 ou 3 et ces parements externes 2 et 3 sont en contact avec les sommets des languettes 12 correspondantes pour ménager entre la tôle -mo interne 10 et chacun desdits parements externes un espace libre. Ainsi, les languettes 12 en saillie conduisent à une augmentation de l'épaisseur de la tôle interne 10 ce qui permet de créer, grâce aux orifices 11 et aux languettes 12, une lame d'air isolante d'isolation thermique et acoustique entre les parements externes 2 et 3 et la tôle interne 10. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, au niveau de chaque orifice 11 sont ménagées deux languettes opposées 12a qui sont orientées vers le même parement externe 1 ou 2. Ainsi, sur la tôle interne 10 sont ménagés une multitude d'orifices 11 qui comportent des languettes 12a en saillie dirigées alternativement vers l'un et l'autre des parements externes 2 et 3. Selon un second mode de réalisation représenté à la Fig. 3, au niveau de chaque orifice 11 sont ménagées deux languettes dont l'une 12b est dirigée vers le parement ex- terne 2 et dont l'autre 12c est dirigée vers le parement ex- terne 3. Selon un troisième mode de réalisation représen- té à la Fig. 4, au niveau de chaque orifice 11 est ménagée une languette 12d qui est orientée vers l'un des parements 2 ou 3. Les languettes 12 désignent toute portion métal- lique en saillie s'étendant en direction du parement externe 2 ou 3 correspondant, qu'elles soient perpendiculaires à la surface du parement interne 10 comme représenté sur les fi- gures, ou inclinées par rapport à cette surface ou compor- tant à leur extrémité libre un bord tombé sur lequel ledit parement externe vient en appui. Ces languettes 12 peuvent être planes comme sur les figures ou présenter une surface incurvée ou épouser la circonférence de l'orifice 11. Ainsi, la tôle interne 10 comporte une multitude d'orifices 11 munis chacun d'une languette 12d en saillie, dirigée alternativement vers l'un des parements 2 ou 3. Le procédé de fabrication du flan métallique multicouche 1 consiste à découper dans la tôle métallique 10 des languettes 12 et à plier ces languettes 12 d'un côté ou de l'autre de ladite tôle 10 pour former les orifices 11 et à appliquer d'un côté de la tôle métallique 10 le parement externe 2 et de l'autre côté de ladite tôle métallique 10 le parement externe 3 de telle manière que ces parements 2 et 3 soient en contact avec les sommets des languettes 12 corres- pondantes pour ménager entre la tôle interne 10 et chacun des parements externes 2 et 9 un espace libre. Ensuite, les parements externes 2 et 3 sont fixés entre eux et avec la tôle interne 10. A titre d'exemple, les orifices 11 sont réali- sés à l'aide de poinçons cylindriques à pointe pyramidale tous les 2mm et dans les deux directions de ladite tôle in- terne 10 en alternant le côté de cette tôle qui est percé. La répartition des orifices 11 et l'orientation des languettes 12 est fonction de l'utilisation du flan mé- tallique multicouche 1. Les parements externes 2 et 3 et la tôle interne peuvent être réalisés en un matériau de nature, d'épais- seur et de composition métallurgique identiques ou différen- tes en fonction de l'utilisation du flan métallique multi- couche. Par exemple, les parements externes 2 et 3 et la tôle interne 10 peuvent être réalisés en acier inoxydable, ou en acier aluminié ou dans des aciers possédant des compo- sitions métallurgiques différentes. Les parements externes 2 et 3 et la tôle interne 10 sont reliés entre eux par agrafage ou par sertissage en continu ou par déformation de ces parements 2 et 3 et de la tôle 10 connue sous le nom de clinchage. Selon une variante, les parements externes 2 et 3 et la tôle interne 10 sont reliés entre eux par soudage par points ou continu comme par exemple par soudage à la mo- lette ou par soudage au moyen d'un faisceau d'électrons à haute densité d'énergie. Selon encore une autre variante, les parements externes 2 et 3 et la tôle interne 10 sont reliés entre eux par collage par points ou par lignes. Le choix de l'assemblage des parements externes 2 et 3 avec la tôle interne 10 est également fonction de l'utilisation du flan métallique multicouche. Selon un autre mode de réalisation, les orifices 11 peuvent présenter une forme circulaire et les languettes 12 une forme triangulaire. Le flan métallique multicouche selon l'invention peut être mis en forme par roulage afin de former par exem- ple des tubes de transport de gaz ou de fluide chaud ou des lignes d'échappement des véhicules automobiles. La lame d'air isolante créée entre les flans mé- talliques externes 2 et 3 assure l'isolation thermique et l'isolation acoustique. Par ailleurs, le flan métallique multicouche se- lon l'invention peut également être embouti pour réaliser des pièces de forme. Un essai d'écrasement a été réalisé avec un échantillon de 66mm par 70mm avec une tôle interne de 0,21mm d'épaisseur et comportant 600 languettes et de caractéristi- ques mécaniques moyennes: limite d'élasticité Re = 250 MPa et résistance mécanique Rm = 500 MPa. Cet essai a montré une réduction d'épaisseur ap- parente de la tôle interne 10 des deux tiers sous une charge de 27000 N. Ainsi, le flan métallique multicouche conforme à l'invention peut subir une opération d'emboutissage, tout en gardant ses caractéristiques d'isolation thermique et acous- tique par la présence d'une lame d'air entre les deux pare- ments externes. L'utilisation d'un flan métallique multicouche selon l'invention pour réaliser des pièces d'isolation ther- mique et acoustique permet une réduction des coûts liées à l'adaptation des matériaux utilisés ainsi qu'aux économies de produits ou matériaux choisis et au recyclage facile des éléments composants le flan métallique multicouche. REVENDICATIONS 1. Flan métallique multicouche, caractérisé en ce qu'il comprend deux parements métalliques externes (2,3) et une tôle interne (10) percée d'orifices (11) et compor- tant sur le bord de chaque orifice (11) au moins une lan- guette (12) en saillie vers l'un ou l'autre des parements externes (2, 3) et venue de matière avec la tôle in- terne(l0), lesdits parements externes (2, 3) étant en con- tact avec les sommets des languettes (12) correspondantes pour ménager entre la tôle interne (10) et chacun des pare- ments externes (2, 3) un espace libre. 2. Flan métallique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les languettes (12) sont dirigées alter- nativement vers l'un et l'autre des parements externes (2, 3). 3. Flan métallique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les languettes (12) de chaque orifice (11) sont dirigées vers le même parement externe (2, 3) et alternativement d'un orifice (11) à l'autre. 4. Flan métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parements externes (2, 3) et la tôle interne (10) sont réalisés en un matériau de nature, d'épaisseur et de composition métallur- gique identiques. 5. Flan métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parements externes (2, 3) et la tôle interne (10) sont réalisés en un matériau de nature, d'épaisseur et de composition métallur- gique différents. 6. Flan métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parements externes (2, 3) et la tôle interne (10) sont reliés entre eux par agrafage ou par sertissage en continu ou par défor- mation locale des parements (2, 3) et de ladite tôle (10). 7. Flan métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parements externes (2, 3) et la tôle interne (10) sont reliés entre eux par soudage par points ou continu. 8. Flan métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parements externes (2, 3) et la tôle interne (10) sont reliés entre eux par collage par points ou par lignes. 9. Procédé de fabrication d'un flan métallique multicouche (1), caractérisé en ce que: - on découpe dans une tôle métallique (10) des languettes (12) et on plie ces languettes (12) d'un côté ou de l'autre de ladite tôle (10) pour former des orifices - on applique de chaque côté de la tôle (10) un parement métallique externe (2, 3) en contact avec les som- mets des languettes (12) correspondantes, - et on relie les parements externes (2, 3) avec la tôle interne (10). 10. Procédé selon la revendication 9, caractéri- sé en ce que l'on plie les languettes (12) de chaque orifice (11) alternativement d'un côté et de l'autre de la tôle mé- tallique (10). 11. Procédé selon la revendication 9, caractéri- sé en ce que l'on plie les languettes (12) de chaque orifice (11) du même côté de la tôle métallique (10) et alternative- ment d'un orifice (11) à l'autre. 12. Pièce d'isolation thermique et acoustique, caractérisée en ce qu'elle est formée à partir d'au moins un flan métallique multicouche (1) réalisé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11.