Brevet FR2404986A1 — publié le 19790427

La présente invention concerne de façon générale les appareils de chauffage par induction destinés aux dispositifs de fixation par une colle activée par la chaleur. L'invention concerne en particulier un noyau en U de chauffage par induction utilisé pour la création de chaleur dans un objet portant de la colle, par fermeture d'un circuit magnétique passant par l'objet. Elle concerne aussi un ensemble de chauffage ayant un noyau permettant le chauffage de dispositifs de fixation de forme irrégulière, portant de la colle afin que la couche de colle soit chauffée uniformément. On connait déja l'utilisation d'un noyau en U dans un appareil de chauffage par induction de zones prédéterminées d'une matière ferromagnétique. Le procédé mis en oeuvre nécessite que les surfaces d'extrémité du noyau soient directement au contact de l'objet à chauffer afin que les pertes indésirables de flux soient éliminées et que le noyau constitue un dispositif d'application de pression lorsque l'objet chauffer est un élément revêtu de colle destiné à être fixé sur une surface principale. Bien que ce procédé donne satisfaction de façon raisonnable dans de nombreuses applications, il permet en réalité à une certaine quantité de chaleur dégagée dans l'objet magnétique de revenir dans le noyau. Ce phénomène de conduction en retour accroit le temps total de chauffage nécessaire à l'ac- tivation de la colle et provoque un chauffage indésirable du noyau. Les dispositifs de fixation eux-mêmes fixés sur une structure de support par une couche de colle du type décrit précédemment doivent être chauffés uniformément, car, dans le cas contraire, la résistance de la liaison varie notablement d'une extrémité a l'autre du dispositif. Les dispositifs de fixation maintenus par collage peuvent avoir diverses dimensions, notamment lorsqu'un dispositif de fixation autrement que par collage est adjacent à une extrémité. De tels dispositifs de configuration irrégulière posent un problème étant donné que le dispositif de fixation autrement que par collage joue le rôle d'un radiateur qui retire de la chaleur de la structure portant la colle à celle qui n'en porte pas. Le dessin de chauffage de la couche de colle n'est plus uniforme alors. L'invention concerne un noyau en U qui empêche la conduction de la chaleur de l'objet chauffé au noyau. Elle concerne aussi un ensemble de fixation par collage qui réduit au minimum les pertes de cbfieur de l'objet portant la colle qui est chauffée si bien que la durée du cycle de fixation de l'objet est réduite. Elle concerne aussi un noyau en U de chauffage par induction qui assure le chauffage uniforme d'une couche de colle placée sur un objet de forme irrégulière. Un avantage important obtenu par mise en oeuvre de l'invention est la réduction de l'usure du noyau utilisé comme dispositif d'application de pression, lors de l'utilisation du noyau et de l'appareil de chauffage. Plus précisément, l'invention concerne un noyau en U ayant une barre transversale autour de laquelle une bobine d'induction est enroulée, des saillies étant formées entre l'objet à chauffer et la Sce d'extrémité du noyau. Les saillies ont une hauteur limitée et, dans le mode de réalisation avantageux décrit, les saillies sont sous forme d'éléments analogues des tiges non conductrices, incorporés aux faces d'extremité du noyau. Dans le cas du chauffage d'objets de forme irrégulière, les surfaces d'extrémité du noyau ont un dispositif non conducteur qui dépasse plus de la surface une extrémité qu'à l'autre. L'invention concerne aussi la formation d'un revêtement isolant en coin sur les faces d'extrémité afin que cellesci soient plus éloignées de l'objet dans une région éloignée d'une patte ne portant pas de colle que dans une région proche d'une telle patte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels les références identiques désignent des éléments ou composants analogues, et sur lesquels - la figure 1 est une perspective d'un noyau selon l'invention - la figure 2 est une vue de dessous du noyau selon l'invention ;; - la figure 3 est une élévation latérale du noyau associé à une pièce - la figure 4 est une vue de bout de l'appareil de fixation représenté sur la figure 3 - la figure 5 est une élévation latérale partielle agrandie indiquant la disposition relative des faces d'extrémité du noyau et de la pièce qui est chauffée - la figure 6 est une perspective d'un dispositif de fixation maintenu par collage, ayant une forme irrégulière et qui peut être fixé par mise en oeuvre de l'invention - la figure 7 est une perspective d'un autre noyau en U de chauffage par induction selon l'iit##ition ;; - la figure 8 représente l'arrière du noyau utilisé avec l'objet métallique de la figure 6 - la figure 9 est une élévation latérale du noyau et de l'objet représentés sur la figure 8 - la figure 10 est une élévation latérale partielle du noyau et de la pièce représentés sur la figure 9 et elle indique la disposition relative de la face d'extrémité du noyau et de l'objet métallique ; et - la figure 11 est une élévation latérale d'une variante de mise en oeuvre de l'invention. Sur les dessins, la référence 10 désigne un noyau en U selon l'invention. Celui-ci comprend essentiellement une barre transversale 12 reliant des branches 14, et une bobine 16 d'induction est enroulée sur la barre. Comme indiqué clairement sur les figures 1 et 2, le noyau 10 peut aussi être considéré comme comprenant des faces 18 d'extrémité qui sont sensiblement plates à l'extrémité des branches, et des faces avant et arrière 24 et 26 respectivement et des faces interne et externe 20 et 22 des branches respectivement. Les figures 3 a 5 représentent le noyau 10 en coopération avec un objet a chauffer. On note que l'invention convient particulièrement au chauffage d'un objet ferromagnétique séparé 34 ayant une base plate 36 portant une couche 40 d'une colle qui peut être activée par la chaleur. L'objet peut avoir aussi une région secondaire de fixation, par exemple un prolongement 42 en forme de patte. Les appareils de chauffage du type général considéré provoquent un chauffage, å la suite de la création d'un certain flux dans l'objet métallique, grâce auxcourantsde Foucault et au phénomène d'hystérésis lorsque l'objet ferme un circuit magnétique entre les branches du noyau. Ce dernier a de préférence une section relativement importante par rapport à celle de l'objet a chauffer, et l'objet métallique est forme d'une matière présentant des pertes élevées alors que le noyau est en une matière présentant des pertes relativement faibles. Ces conditions rendent maximale la quantité de chaleur dégagée dans l'objet par effet d'hystérésis et par les courants de Foucault, si bien que l'objet est suffisamment chauffé pour que la colle soit activée.Dans de nombreuses applications industrielles, il est très important que le temps nécessaire à la fixation soit minimal afin que le chauffage soit aussi efficace que possible. Comme indiqué précédemment, les appareils connus de chauffage ont tendance à permettre un retour de la chaleur dégagée dans l'objet vers le noyau. Etant donné cette caractéristique, on considère les éléments 28 et 29 d'entretoise formés aux faces d'extrémité du noyau. Dans un mode de réalisation avantageux, ces éléments d'entretoise sont sous forme de tiges non conductrices, disposées entre les faces internes et les faces externes associées 22 des branches. Ces éléments sont incorporés aux surfaces d'extrémité du noyau feuilleté et sont convenablement fixés, par exemple par collage. Les éléments 28 et 29 dépassent des surfaces 18 d'extrémité sur une distance faible mais réglée soigneusement et avec précision. La distance de dépassement doit être uniforme sur toute la longueur de chaque élément. La distance comprise entre les surfaces 18 d'extrémité et l'objet métallique ne doit pas permettre des pertes importantes du flu#étique. Elle est de préférence comprise entre 0,05 et 0,125 mu mais sa valeur exacte dépend évidemment de l'application et de l'objtchauffé. Comme le noyau 10 est utilisé sous forme d'un élé- ment d'application de pression dans l'appareil de fixation par collage, les éléments 26 et 29 d'entretoise doivent être aussi en une matière dure et résistant à l'usure. On constate qu'une céramique ou une matière à base d'alumine satisfait aux cri tères d'isolement et de résistance à l'usure, selon l'invention. Deux éléments au moins en forme de tiges, distants l'un de l'autre, doivent être incorporés à chaque surface d'ex trémité et comme représenté sur les dessins afin que l'ensemble de chauffage soit stable. La figure 6 représente un objet métallique 34 portant une couche de colle et qui peut aussi être fixé efficacement à une structure de support par mise en oeuvre de l'invention. I1 faut noter que l'objet a une base sensiblement plate 36 dont la face inférieure est revêtue d'une couche de colle 40 qui peut être activée par la chaleur. Une extrémité de la base a un prolongement 42 en forme de patte qui en dépasse et peut comprendre une ouverture 44 destinée à coopérer avec une fixation secondaire lorsque l'objet 34 est collé sur la surface principale 48. Lors de l'utilisation, un noyau en U du type décrit de façon générale dans le présent mémoire coopère avec la base 36 du dispositif de fixation, par ses surfaces 18 d'extrémité juxtaposées à des régions supérieures distantes 38, formant des régions de raccordement permettant la fermeture d'un circuit magnétique. Lorsque le flux magnétique circule dans la base 36, de la chaleur est dégagée par les courants de Foucault et par un effet d'hystérésis. Il faut cependant noter qu'une patte 42 constitue une sorte de radiateur qui retire de la chaleur de la région de la base qui est proche de la patte. Ainsi, cette dernière a une influence sur la création d'un dessin non uniforme de chauffage de la couche de colle.L'invention permet la compensation de cette situation indésirable. Comme indiqué sur les figures 7 à 10, le noyau 10 est associé à un objet de forme irrégulière tel que l'objet 34 si bien que la saillie 28 est adjacente à la patte 42 et la saillie 29 est éloignée de la patte 42. Comme la densité de flux dans l'objet à chauffer,par mise en oeuvre d'un appareil de chauffage de ce type, dépend beaucoup de la distance entre le noyau et la surface à chauffer, il apparaît que la densité de flux dans la région adjacente à la patte 42 est supérieure à celle de la région éloignée de la patte. Ainsi, une plus grande quantité de chaleur est transmise à la base 36 dans la région de la patte, pour la compensation de la quantité de chaleur transmise à la patte 42. L'utilisation soigneusement réglée des saillies 28 et 29 assure la formation d'un dessin pratiquement uniforme de chauffage de la couche 40 de colle. Il faut noter que, bien qu'on ait représenté les saillies 28 et 29 de diamètres différents, on peut obtenir le même résultat avec des tiges de même diamètre qui pénètrent sur des distances différentes dans la face d'extrémité. Il est aussi important que la tige soit en une matière non conductrice et résistant à l'usure, telle qu'une céramique, de l'alumine ou analogue afin que la chaleur ne revienne pas dans le noyau lui-même, avec formation de pertes de chaleur à partir des marges du dispositif de fixation, vers le noyau. Bien qu'on ait décrit un mode de réalisation avantageux dans lequel l'utilisation de tiges assure un contact superficiel limité entre le noyau et l'objet, l'inclinaison des faces d'extrémité du noyau peut aussi être obtenue d'une autre manière. Ainsi, comme indiqué sur la figure 11,un noyau 10a pratiquement identique au noyau 10, a toutes les caractéristiques de ce dernier, désignées par des références identiques suivies de la lettre a, mis à part le dispositif d'entretoise représenté sur la face 18a d'extrémité. Dans la variante, un revêtement d'une matière non conductrice, ayant la forme d'un coin, est formé sur les surfaces d'extrémité du noyau. L'extrémité 28a du revêtement a une épaisseur déterminée inférieure à celle de l'extrémité 29a si bien que la différence entre les densités de flux qui est obtenue est pratiquement la même que lors de l'utilisation du premier mode de réalisation. L'invention concerne donc un noyau et un ensemble de fixation par collage convenant particulièrement bien à la fixation de petits objets ferromagnétiques séparés sur une surface, lorsqu'une température soigneusement réglée est nécessaire à l'action d'une couche de colle. Dans un mode de réalisation avantageux, les surfaces d'extrémité du noyau sont maintenues à distance de la surface chauffée par un dispositif isolant, sans réduction des pertes thermiques au détriment de la réduction de la densité de flux. L'invention concerne aussi un dispositif destiné CI réduire l'usure des faces d'extrémité lorsque le noyau doit constituer un élément d'application de pression au cours du chauffage de la surface. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Noyau 10 destiné au chauffage efficace par induction d'un objet métallique portant une couche d'une colle qui peut être activée par la chaleur, le noyau comprenant un élément feuilleté en U ayant des surfaces plates 18 d'extrémité de chaque branche, destinées a coopérer avec des surfaces de l'objet à chauffer, ledit noyau étant caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs non conducteurs séparés 28, 29 portés par les surfaces plates d'extrémité et dépassant légèrement de celles-ci afin qu'un petit entrefer prédéterminé avec précision soit créé entre la surface d'extrémité et l'objet métallique associé lorsque le dispositif est fermement en butée contre la face supérieure de l'objet métallique. 2. Noyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs non conducteurs sont des éléments de matière rigide incorporés aux surfaces d'extrémité. 3. Noyau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments incorporés ont la forme de tiges d'orientation transversale aux surfaces d'extrémité, entre les faces interne et externe des branches. 4. Noyau selon la revendication 1, destiné a assurer un chauffage efficace par induction d'un objet métallique de forme irrégulière ayant une première partie 36 portant une couche de colle 40 qui peut être activée par la chaleur audessous d'elle et une seconde partie 42 ne portant pas de colle, disposée depuis la proximité d'un bord de la première partie portant la colle, ledit noyau étant caractérisé en ce que le dispositif non conducteur placé près de la partie ne portant pas de colle est moins éloigné de l'objet métallique que l'autre extrémité des surfaces d'extrémité par rapport a la face supérieure associée de la partie portant la colle, si bien que la colle est chauffée de façon pratiquement uniforme sur toute sa surface d'affleurement. 5. Noyau selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments distants à chaque surface d'extrémité, tous les éléments dépassant de la même distance des surfaces d'extrémité. 6. Noyau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments dépassent d'une distance comprise entre 0,05 et 0,125 mm. 7. Noyau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments sont formés par une matière dure résistant à l'usure et capable de transmettre une force. 8. Noyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs non conducteurs comportent une couche 28a, 29a formée à la surface d'extrémité de chaque branche et ayant une épaisseur croissante depuis une surface avant du noyau à une surface arrière, les surfaces exposées d'extrémité du noyau composite ainsi formé étant coplanaires. 9. Noyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif non conducteur comprend plusieurs saillies distantes incorporées à chaque face d'extrémité, une saillie 28 d'une surface d'extrémité dépassant moins de cette surface qu'une autre saillie 29 formée dans cette même surface d'ex trémité. 10. Appareil de fixation par collage, du type qui comprend un noyau 10 en U ayant un enroulement 16 d'induction formé autour d'une région 12, un objet ferromagnétique séparé 34 étant destiné à fermer un circuit magnétique entre les branches 14 du noyau, les faces d'extrémité 18 des branches du noyau et des régions prédéterminées et distantes latéralement de la surface supérieure de l'objet ayant une configuration telle qu'elles forment des paires de surfaces sensiblement plates disposées en regard, formant les régions de raccordement du noyau et de l'objet, facilitant la formation d'un circuit magnétique fermé, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend des entretoises 28, 29 de hauteur limitée formées dans l'une des faces plates en regard de chaque paire afin que les faces en regard soient légèrement espacées l'une de l'autre de manière soigneusement réglée, la face inférieure de l'objet étant revêtue d'une colle 40 qui peut être activée par la chaleur, le flux magnétique créé dans l'objet provoquant le dégagement d'une quantité suffisante de chaleur pour que la colle soit activée et permette la fixation sur une surface de support. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'objet ferromagnétique comprend une première partie de fi xation principale 36 portant une couche de colle 40 destinée à être activée par la chaleur au-dessous d'elle, et une seconde partie 42 ne portant pas de colle et destinée à une fixation secondaire, cette seconde partie commençant près du périmètre de la première partie, les entretoises ayant une hauteur variable et croissant d'une zone adjacente à la partie de fixation secondaire vers une zone éloignée de celle-ci de manière que la partie de fixation primaire subisse un chauffage pratiquement uniforme.