Brevet FR2532790A1 — publié le 19840309

"Collecteur de machine électrique tournante, et son procé- dé de fabrication" La présente invention a pour objet un collecteur de ma- chine électrique tournante, ce collecteur étant du type "tambour", c 9 est-à-dire à lames conductrices disposées sui- vant les génératrices deun cylindre de révolution, et coonl- portant une colleretteo Une des solutions classiques pour la fabrication des collecteurs de ce type "tambourt utilise un nombre défini de lames de collecteur, assemblées c 8 te à c 8 te dans une configuration cylindrique, chaque lame étant une pièce en métal ou en alliage bon conducteur electrique, genéralement du cuivre électrolytique, pur ou allié à un métal noble, notamment de 1 targent, Les lames ont une section trapézo 1- dale, de sorte que sont ménagés entre deux lames voisines des interstices deépaisseur sensiblement constante, les- quels sont remplis g&neralement d'un matériau spécial i- solant, à base de mica, assurant lisolêment electrique en- tre chaque lame et les deux lames voisines L'assemblage ainsi obtenu est solidarisa en injectant une matière plas- tique isolante, qui se loge entre les lames et un moyeu central métallique, lequel permettra le montage ultérieur de leensemble obtenu sur l'arbre du rotor de la machine électrique. Une lame de collecteur, utilisée dans la fabrication classique telle que rappelée ci-dessus, comprend trois par- ties ayant chacune une fonction bien distincte: Une partie principale, s'étendant dans la direction axiale du collecteur, constitue avec les parties similai- res des autres lames la piste cylindrique sur laquelle viennent frotter les balais, lors de la rotation dudit collecteur C'est donc la partie qui remplit la fonction essentielle du collecteur et qui impose la nature du ma- tériau constitutif de la lame. Une partie en forme de patte ou d'ailette, ratta- chée à la partie principale et tournée vers l'extérieur, par l'intermédiaire de laquelle est réalisé le raccordement éliminer ces problèmes on a jusqu'ici été amené à régler la position des mémoires extérieures périodiquement, chaque mois Toutefois, c'est une opération très délicate de corriger les positions des miroirs extérieurs et, même lorsque la correction des positions des miroirs extérieurs a été effectuée, on ne peut pas toujours empêcher l'apparition du déplacement des miroirs extérieurs pendant l'utilisation du laser. Le but principal de l'invention est de proposer un appareil laser du type à mirois extérieurs qui empêche que les miroirs extérieurs ne soient déplacés par suite d'une élévation de température non uniforme dans la plaque de support pendant l'utilisation du laser. Un autre but de l'invention est de proposer un laser du type à miroirs extérieurs qui maintient uniforme la température autour du tube laser, ce qui rend uniforme la température de la plaque de support. Le laser selon l'invention comprend un boîtier, un tube laser placé à l'intérieur du boîtier, et un moyen de commande de température qui commande la température de l'atmosphère régnant à l'intérieur du boîtier. Selon l'invention, il devient possible de maintenir la température uniforme à l'intérieur du boîtier, c'est-à-dire la température de l'atmosphère autour du tube laser Il est donc pos- sible de rendre uniforme la température de la plaque de support et d'empêcher que les miroirs extérieurs ne soient déplacés par suite d une augmentation non uniforme de la température de la plaque de support. Selon l'invention, le moyen de commande de température est un moyen de refroidissement d'air Le moyen de refroidissement d'air peut par exemple comprendre une entrée d'air disposée dans une paroi latérale du botter et permettant l'introduction dans le boîtier d'un air extérieur, et des sorties d'air disposées dans l'autre paroi latérale du boîtier et permettant d'évacuer l'air hors du boîtier, si bien qu'il est produit des courants d'air entre l'entrée d'air et les sorties d'air Lorsque l'entrée d'air est placée au voisinage de la partie médiane du tube laser, o beaucoupde chaleur est produite, et que les sorties d'air sont placées au voisinage des parties ter- minales du tube laser o la quantité de chaleur produite n'est pas aussi élevée, le voisinage de la partie médiane du tube laser est refroidi par l'air externe introduit au travers de l'entrée d'air, et les parties terminales du tube laser sont réchauffées par les courants d'air dont la température a été élevée lorsque les courants d'air sont placés au voisinage de la partie médiane du tube laser. Par conséquent, la température de l'atmosphère à l'intérieur du boîtier peut être maintenue uniforme et la répartition de la tempé- rature à l'intérieur du boîtier, en particulier la répartition de la température de la plaque de support, peut être rendue uniforme. C'est pourquoi il est possible d'empêcher le déplacement des miroirs extérieurs. En général, la température de l'atmosphère à l'intérieur du boîtier doit être de préférence comprise dans les limites de 35 à 700 C. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses'carac- téristiques et avantages; elle s'appuie sur le dessin annexé unique, qui représente une vue en perspective simplifiée d'un mode de réalisa- tion du laser selon l'invention. Sur la figure unique, un tube laser l est placé sur une plaque de support 3 par l'intermédiaire de montures 2 A et 2 B Suivant l'axe du tube laser 1, sont disposés deux miroirs extérieurs 4 A et 4 B destinés à réfléchir un faisceau laser Le tube laser 1, les miroirs extérieurs 4 A et 4 B et le support 3 sont placés dans un boltier 5. Dans une paroi latérale du boîtier 5, est formée une entrée d'air 6 servant à introduire de l'air dans le boîtier 5 dans une position telle que l'air introduit par l'intermédiaire de l'entrée diair 6 vient frapper la partie médiane du tube laser 1 Dans la paroi laté- rale du boîtier 5 qui est opposée à la paroi latérale susdite compor- tant l'entrée d'air 6, des sorties d'air 7 A et 7 B sont disposées de façon que l'air introduit par-l'entrée d'air 6 passe sur les parties terminales du tube laser 1 puis soit évacué par les sorties d'air 7 A et 7 B Les sorties d'air 7 A et 7 B sont dotées de ventilateurs 8 A et 8 B servant à produire des courants d'air. Dans le laser ayant la structure ci-dessus décrite, lorsqu'on applique une tension au tube laser 1 afin de produite un faisceau laser 9, la température du tube laser 1 s'élève de telle manière que la température est plus élevée au niveau de la partie médiane du tube laser 1, tandis que les températures des parties du tube laser 1 sont inférieures à la température de la partie moyenne du tube laser 1. Lorsque le fonctionnement du tube laser 1 se poursuit dans ces condi- tions, il existe un risque que la température de l'atmosphère à l'intérieur du bottier 5 devienne non uniforme Dans ce cas, la répar- tition de température de la plaque de support devient non uniforme et, par conséquent, les miroirs extérieurs 4 A et 4 B sont déplacés par rapport à leurs positions suivant l'axe du tube laser 1 Toute- fois, lorsque l'élévation de température à l'intérieur du boîtier 5 est détectée par un détecteur de température (non représenté) qui est placé dans une position prédéterminée à l'intérieur du bottier 5, les ventilateurs 8 A et 8 B placés dans les sorties d'air 7 A et 7 B sont mis en rotation, et la partie médiane du tube laser 1, o la tempé- rature est la plus élevée, subit le refroidissement le plus efficace. Les courants d'air chauffes par suite de leur action de refroidis- sement de la partie médiane du tube laser 1 arrivent aux parties ter- minales du tube laser 1, o les températures sont relativement basses, et les réchauffent De cette manière, la température de l'atmosphère à l'intérieur du bottier 5 est rendue approximativement uniforme, de même que la distribution de température de la plaque de support-3. Par conséquent, le déplacement des miroirs extérieurs 4 A et 4 B par suite d'une différence de dilatation thermique de la plaque de support 3 est empêché Il est possible de maintenir à une valeur prédéterminée la température de l'atmosphère à l'intérieur du boîtier 5 en asservis- sant les ventilateurs 8 A et 8 B au détecteur de température (non repré- senté) de façon qu'ils se mettent en marche et s'arrêtent en fonction de la température mesurée, ou en commandant la vitesse de rotation des ventilateurs 8 A et 8 B en fonction du niveau de sortie du détec- teur de température. Dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, la différence des températures à l'intérieur du boîtier 5 peut être limitée à un très petit intervalle de 60 ou 70 C Pour abréger le temps de montée au début de l'émission laser, il faut, de préférence, que le tube laser soit chauffé à l'avance à une température prédéterminée A cet effet, il est avantageux de placer des éléments chauffants à l'inté- rieur du bottier 5 o u au niveau des montures 2 A et 2 B du tube laser 1. Dans ce cas, puisque l'élévation de température est plus lente au niveau des parties terminales du tube laser 1, il est en outre avantageux de placer les éléments chauffants d'une capacité supérieure au voisinage des parties terminales du tube laser 1. Même dans-le laser doté du moyen de commande de température selon l'invention, lorsqu'une tension est appliquée au tube laser 1 en vue de l'émission d'un faisceau laser, un léger déplacement se pro- duit entre les positions des miroirs extérieurs 4 A et 4 B correspondant au moment o la puissance laser est la plus élevée pour la température de l'atmosphère autour du tube laser 1 immédiatement après l'appli- cation de la tension et les positions des miroirs extérieurs 4 A et 4 B qui correspondent au moment o la puissance laser est la plus élevée dans les conditions stationnaires de commande de température Ceci est dû à une différence de température existant entre la phase faisant immédiatement suite à l'application de la tension et la phase corres- pondant à des conditions stationnaires de commande de température. Toutefois, si l'on positionne les miroirs extérieurs 4 A et 4 B sur la moyenne entre les positions susdites des deux phases, il est pos- sible d'améliorer la caractéristique de sortie de puissance laser au début du fonctionnement du laser et d'obtenir également une puissance de sortie élevée stable dans les conditions stationnaires. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil laser dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Appareil laser comprenant-un bottier ( 5) et un tube laser ( 1) placé à l'intérieur dudit boîtier, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de commande de température ( 6, 7 A, 7 B) permettant de com- mander la température de l'atmosphère a l'intérieur dudit bottier. 2 Appareil laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de la température de ladite atmosphère s'effectue dans les limites de 35 à 70 C. 3 Appareil laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de commande de température est un moyen de refroidis- sement d'air destiné à refroidir l'air de l'intérieur dudit boîtier. 4 Appareil laser selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de refroidissement est un moyen de production de courants d'air permettant de produire des courants d'air qui vont d'une entrée d'air ( 6) formée dans une première paroi latérale dudit bottier à des sorties d'air ( 7 A, 7 B) formées dans l'autre paroi latérale dudit boîtier. Appareil laser selon la revendication 4, caractérisé en ce-que ladite entrée d'air est placée au voisinage de la partie médiane dudit tube laser et lesdites sorties d'air sont placées au voisinage des parties terminales dudit tube laser. 6 Appareil laser selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdites sorties d'air sont dotées de ventilateurs ( 8 A, 8 B).