Brevet FR2908676A1 — publié le 20080523

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE PAR INDUCTION La présente invention concerne un dispositif d'assemblage par induction comportant : - un système de refroidissement qui dispose d'un premier circuit, - un écran thermique. Le chauffage par induction permet de localiser avec précision l'effet thermique nécessaire à la fusion du métal d'apport (650 C) avec un temps de cycle très court (15s à 7kW). Néanmoins, io la conduction thermique et la dilatation différentielle dans les pièces induites génèrent des déformations incompatibles avec les tolérances d'aspect. Pour canaliser les effets de la chauffe autour de la liaison induite, un écran thermique peut être utilisé. Néanmoins, cet écran thermique peut s'échauffer et interdire la réalisation de 15 plusieurs points. Afin de pallier ces inconvénients, l'invention a pour objet de concevoir un dispositif par induction amélioré. A cet effet, l'invention propose un dispositif du type ci-dessus caractérisé en ce que le système de refroidissement comporte un 20 deuxième circuit circulant dans une partie de l'écran thermique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le deuxième circuit comporte une portion extérieure et une portion intérieure, la portion extérieure reliant une source de refroidissement et la portion intérieure. 25 Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'écran thermique est choisi en cuivre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'écran thermique est dimensionné de telle façon que sa surface de contact est complémentaire de la surface de contact des pièces. 30 Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'écran thermique est dimensionné de telle façon que qu'il permet d'assurer une distance fixe entre le concentreur et les pièces. 2908676 -2- Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'écran thermique comporte un évidement débouchant sur l'extérieur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'écran thermique comporte sur sa surface de contact un tressage en 5 cuivre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, une utilisation du dispositif d'assemblage par induction peut être d'effectuer une retouche de carrosserie d'un véhicule automobile. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, une utilisation io du dispositif d'assemblage par induction peut être d'assembler deux pièces de carrosserie d'un véhicule automobile. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les deux pièces sont un côté de caisse et un pavillon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 15 apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation en référence aux figures annexées. La figure 1 représente une vue de face en coupe d'un dispositif d'assemblage par induction. La figure 2 représente une vue de côté en coupe d'un 20 dispositif d'assemblage par induction. La figure 3 représente une vue en coupe selon A-A de dessus d'un dispositif d'assemblage par induction. Des éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence. 25 Telle que représentée à la figure 1, le dispositif d'assemblage par induction 10 comporte en particulier un écran thermique 22, un système de refroidissement thermique 24, un corps 32 lié à une bobine 23, par exemple en cuivre. Telle que représentée à la figure 1, le dispositif 30 d'assemblage par induction 10 peut également comporter un concentreur de champ 20. Le concentreur de champ 20 a la forme d'un parallélépipède. Le concentreur de champ 20 permet d'orienter les lignes de champ magnétique. Dans le mode de réalisation, il est choisi en ferrite. 2908676 -3 Tel que représenté aux figures 1 et 2, le système de refroidissement thermique 24 comporte un premier circuit de refroidissement 26 et un deuxième circuit de refroidissement 27. Le premier circuit de refroidissement 26 est dimensionné de 5 telle façon qu'il permet le refroidissement du concentreur 20 et de la bobine 23. Le deuxième circuit de refroidissement 27 est dimensionné de telle façon qu'il permet le refroidissement de l'écran thermique 22. Le deuxième circuit de refroidissement 27 comporte une io portion extérieure 271 et une portion intérieure 272. Telle que représentée à la figure 2, la portion extérieure 271 est de forme tubulaire et relie une source de refroidissement (non représentée) à l'écran thermique 22. Telle que représentée à la figure 3, la portion intérieure 272 est tubulaire et est insérée dans un passage 34 en U 15 formé dans la masse de l'écran thermique 22. La portion intérieure 272 est reliée à la portion extérieure 271 par des moyens de fixation 31 fixés sur l'écran thermique 22. Le passage 34 de l'écran thermique 22 peut être réalisé lors d'un moulage de l'écran thermique 22 ou peut être réalisé par perçage dans l'écran thermique 20 22. Dans ce dernier cas, les voies débouchant vers l'extérieur du passage 34 peuvent être obstruées, par exemple, par des bouchons hydrauliques 21, tel que représenté à la figure 3. Le refroidissement peut être réalisé, par exemple, par une circulation d'eau dans les deux circuits de refroidissement 26, 27. 25 La bobine 23 est dimensionnée de telle façon qu'elle enveloppe le concentreur 20. Elle est tubulaire de façon à ce qu'elle est apte à contenir le premier circuit de refroidissement 26. Elle est alimentée par un courant électrique (non représentée). Elle crée un champ magnétique orienté par le concentreur de champ 20. Dans la 30 bobine 23, le premier circuit de refroidissement 26 et l'alimentation électrique sont isolés électriquement (non représenté) de façon à éviter tout dysfonctionnement. Tel que représenté à la figure 1, la bobine 23 forme un T à l'envers. Elle comporte deux bras 23a, 23b qui forment un col 28 et 2908676 -4 une cavité 29. Le concentreur 20 est positionné dans cette cavité 29. Un isolant 30 est positionné entre les deux bras 23a, 23b dans le col et un isolant 33 est positionné sous la cavité 29 de façon à isoler magnétiquement le concentreur 20 de l'écran thermique 22 et de la 5 bobine 23. Les isolants 30, 33 peuvent être choisis parmi les polymères tétra-fluor-éthylène. La bobine 23 a donc aussi pour rôle la fixation mécanique du concentreur 20 et la circulation du premier circuit de refroidissement 26. io La bobine 23 est alimentée par un courant électrique alternatif. Dans le concentreur 20, les lignes de courant d'alimentation sont ainsi sensiblement parallèles à la longueur du concentreur 20. Ce courant crée, au niveau du concentreur 20, un champ 15 magnétique dont les lignes de champ sont perpendiculaires à la longueur du concentreur 20. Le concentreur 20 concentre dans les pièces 11, 15 à chauffer les lignes de champ magnétique créées autour du concentreur 20. Le champ magnétique crée des courants de Foucault induits 20 dans les pièces 11, 15, les lignes de courant induits étant sensiblement parallèle à la longueur du concentreur 20. Ces courants induits entraînent finalement un échauffement local des pièces, permettant l'assemblage des pièces 11, 15. Tel que représenté aux figures 1, 2 et 3, l'écran thermique 22 25 présente une forme générale de plaque horizontale et est dimensionné de telle façon qu'il est apte à épouser la forme des pièces 11, 15 à assembler. Tel que représenté à la figure 1, la surface de contact 221 de l'écran thermique 22 est complémentaire de la surface de contact 111, 151 des pièces 11, 15. L'écran 30 thermique 22 comporte un évidement 25. L'écran thermique 22 peut être choisi dans un matériau dont la conductivité thermique est élevée, par exemple en cuivre dont la valeur est respectivement 380 W/(m*K). Le cuivre permet ainsi d'absorber les calories générées. L'évidement 25 peut être choisi en forme de T et débouchant vers 2908676 -5 l'extérieur. Il est situé au niveau du concentreur 20 sous l'isolant 33. Il est dimensionné de telle façon que le champ magnétique créé ne soit pas tournant et soit apte à créer des courants de Foucault induits dans les pièces 11, 15 et pas dans l'écran thermique 22. Le fait de 5 refroidir par le système de refroidissement thermique 24 permet d'évacuer les calories générées par le dispositif d'assemblage par induction 10. L'effet thermique est dans ce cas localisé autour du point à chauffer sans influencer sur la géométrie et l'aspect des pièces 11, 15. Ainsi, il est possible de réaliser plusieurs points io d'assemblage consécutifs sans échauffement de l'écran thermique 22. Selon un mode de réalisation de l'invention, tel que représenté sur la figure 2, un brasage peut être réalisé au niveau d'un pavillon 11 sur un côté de caisse 15 d'un véhicule automobile 15 de façon à obtenir une brasure entre le pavillon 10 et le côté de caisse 15. Un relevé de température a été effectué. Il apparaît que la température peut être considérablement réduite, par exemple de 250 C. Ainsi, le revêtement de zinc n'est plus dégradé et les pièces 11, 15 ne sont plus déformées. 20 De plus, cet écran thermique 22 est dimensionné de telle façon qu'il permet d'assurer une distance d fixe entre le concentreur 20 et les pièces 11, 15 à induire. Cette distance d, appelée entrefer, est choisie selon la puissance disponible et la zone que l'on veut chauffer. La distance d peut être égale à 5 mm par exemple. Cette 25 distance d permet d'assurer un champ magnétique constant et un échauffement des pièces 11, 15 répétables. Un tel écran thermique 22 permet donc de positionner correctement le concentreur 20 par rapport aux pièces 11, 15 à chauffer par induction, de réduire la diffusion de la chauffe et 30 d'assurer un entrefer d calibré. Pour améliorer le contact de la surface de contact 222 avec la surface à chauffer, une liaison souple tressée en cuivre peut être fixée sur la surface de contact. Ainsi, les défauts de géométrie des 2908676 -6 pièces induites sont compensés par l'écrasement de la liaison souple ce qui évite d'avoir une lame d'air isolante à l'interface. L'assemblage par induction peut être réalisé par exemple, pour différentes techniques le brasage, la pré-polymérisation 5 ponctuelle par induction d'une liaison collée. Un tel assemblage peut être utilisé pour réaliser par exemple une retouche, un assemblage de pavillon 11 sur un côté de caisse 15 d'un véhicule automobile. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage par induction (10) comportant : - un système de refroidissement (24) qui dispose d'un premier 5 circuit (26), - un écran thermique (22), caractérisé en ce que le système de refroidissement (24) comporte un deuxième circuit (27) circulant dans une partie de l'écran thermique (22). i0 2. Dispositif d'assemblage par induction (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième circuit (27) comporte une portion extérieure (271) et une portion intérieure (272), la portion extérieure (271) reliant une source de refroidissement et la portion 15 intérieure (272). 3. Dispositif d'assemblage par induction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'écran thermique (22) est choisi en cuivre. 20 4. Dispositif d'assemblage par induction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'écran thermique (22) est dimensionné de telle façon que sa surface de contact (221) est complémentaire de la surface de contact (111, 151) 25 de deux pièces (11, 15) à assembler. 5. Dispositif d'assemblage par induction (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'écran thermique (22) est dimensionné de telle façon que qu'il permet d'assurer une distance (d) fixe entre le 30 concentreur (20) et les pièces (11, 15). 6. Dispositif d'assemblage par induction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'écran thermique (22) comporte un évidement (25) débouchant sur 35 l'extérieur. 7. Dispositif d'assemblage par induction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'écran 2908676 -8 thermique (22) comporte sur sa surface de contact (222) une liaison souple en cuivre. 8. Utilisation du dispositif d'assemblage par induction (10) selon l'une 5 quelconque des revendications précédentes, pour effectuer une retouche de carrosserie d'un véhicule automobile. 9. Utilisation du dispositif d'assemblage par induction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour assembler deux pièces 10 (10, 15) de carrosserie d'un véhicule automobile. 10. Utilisation selon la revendication 9 caractérisée en ce que les deux pièces sont un côté de caisse (11) et un pavillon (15). 15 20 25 30 35