FR2492706A1 - Procede d'usinage au laser pour creusement d'une matiere isolante - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE TRAITEMENT DES COLLECTEURS ELECTRIQUES PAR UN LASER. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE D'ENLEVEMENT DE LA MATIERE DIELECTRIQUE COMPRISE ENTRE LES BARRES CONDUCTRICES DES COLLECTEURS ELECTRIQUES 14, PAR PROJECTION D'UN FAISCEAU LASER 12 AVEC UNE CERTAINE INCLINAISON DE MANIERE QUE LES BARRES CONDUCTRICES FORMENT UN DIAPHRAGME POUR L'ENLEVEMENT DE LA MATIERE ISOLANTE. DE PREFERENCE, LE COLLECTEUR TOURNE RAPIDEMENT ET LE LASER SE DEPLACE EN TRANSLATION. APPLICATION A LA FABRICATION DES COLLECTEURS DES MOTEURS ELECTRIQUES.

Description

La présente invention concerne la fabrication

des collecteurs pour machines dynamoélectriques, notam-

ment pour moteurs et génératrices électriques de type tournant à entrefer axial ou radial, et pour moteurs électriques linéaires.

Plus précisément, l'invention concerne l'enlè-

vement contrôlé d'une matière isolante entre les barres conductrices d'un collecteur, parfois appelé "creusement",

à l'aide d'un faisceau d'énergie laser.

Les collecteurs comprennent un arrangement de conducteurs séparés électriquement et géométriquement,

parfois appelés "barres collectrices", supportés mécani-

quement par une matière non conductrice formant liant.

Les barres de collecteurs sont habituellement formées de cuivre, mais on a suggéré l'utilisation d'autres métaux

dans des applications spéciales. La matière non conduc-

trice peut être un isolant quelconque, de préférence

ayant une grande résistance mécanique et une grande ri-

gidité diélectrique avec des températures de fusion éle-

vées, notamment la "Bakelite", le mica et certaines compo-

sitions à base de résine époxyde. L'arrangement des bar-

res collectrices peut être placé à la surface d'un cy-

lindre, d'un disque ou d'une bande plate suivant la con-

figuration de la machine électrique et les propriétés

voulues de commutation.

Dans un moteur à courant continu à aimant per-

manent de type classique, le collecteur peut être sous forme d'un tambour dans lequel les barres conductrices sont alignées sur l'axe de l'arbre du moteur et sont

séparées et supportées par d'étroits espaces non con-

ducteurs. D'autres collecteurs, formant des collecteurs

latéraux, comprennent des segments de barres collectri-

ces placés successivement sur un disque isolant de sup-

port, les espaces entre les segments étant remplis par-

tiellement d'une matière isolante. Dans le cas des moteurs linéaires, le collecteur peut avoir la forme d'une bande plate ayant des barres parallèles conductrices et non conductrices qui alternent, alignées perpendiculairement à la direction de déplacement de la partie mobile du

moteur ou de la génératrice.

La surface de chaque barre conductrice est de préférence lisse et régulière afin qu'elle provoque un frottement et une usure minimaux des balais, et que

la commutation soit fiable et efficace. Dans de nom-

breuses applications, il est souhaitable d'éviter tout

contact entre la matière du balai et la matière non con-

ductrice du liant portant les barres conductrices afin

d'éviter une usure importante ainsi qu'une contamina-

tion des balais. De plus, la matière usée a tendance à s'accumuler entre les balais et le collecteurs et à dégrader la commutation par augmentation des risques de formation d'étincelles, par usure et par dissipation d'énergie. On sait éviter le contact entre la surface du balai et la matière du liant non conducteur par mise

en oeuvre d'un procédé de "creusement" comprenant l'en-

lèvement sélectif d'une partie de la matière isolante à la surface comprise entre les barres collectrices si bien que la surface de la matière non conductrice se trouve en retrait par rapport à la surface des barres conductrices et entre celles-ci. L'utilisation d'un balai ayant,au contact du collecteur, une surface d'étendue nettement supérieure à la largeur de l'espacement non conducteur séparant les barres, permet ainsi d'éviter le contact indésirable entre le balai et la matière non conductrice. Dans un exemple de procédé de fabrication de

collecteur, les barres collectrices de cuivre sont enro-

bées dans une matière résineuse, par exemple une résine époxyde ayant des propriétés satisfaisantes de résistance mécanique et de rigidité diélectrique. Les ensembles enrobés sont alors usinés-, par exemple au tour et polis - afin que l'excès de matière résineuse soit retiré des barres collectrices et que la surface de commutation s soit propre et lisse. La surface de la matière résineuse

reste donc au niveau de la surface des barres conductri-

ces. L'enlèvement de la matière isolante suffisamment pour que sa surface se trouve au-dessous des surfaces des barres conductrices, à la profondeur voulue, est assuré par-une scie à tronçonner, une fraise travaillant en bout ou un instrument mécanique analogue, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 279 041

par exemple. Le sciage ou le fraisage de l'excès de ma-

tière isolante appelée "diélectrique" dans la suite du présent mémoire, nécessite une attention très poussée d'un opérateur expérimenté et prend beaucoup de temps, nécessite beaucoup de travail et constitue une opération

difficile. En outre, l'opération de sciage et/ou de frai-

sage crée souvent des bavures sur les bords des barres conductrices et nécessite une opération supplémentaire

pour leur enlèvement.

On a déjà suggéré l'utilisation d'un faisceau

laser à la place d'un-dispositif mécanique pour l'en-

lèvement de la matière diélectrique entre les barres conductrices. L'énergie du faisceau est réfléchie ou dissipée d'une autre manière par les barres métalliques conductrices du collecteur, mais elle est notablement

absorbée par la matière isolante placée entre les bar-

res si bien que les parties de la surface de matière isolante se décomposent thermiquement et sont retirées par séparation sans détérioration des barres conductrices métalliques. Le faisceau focalisé par une lentille, selon

la technique connue, vient frapper la surface du col-

lecteur en direction perpendiculaire à celle-ci. Dans

un tel arrangement, la profondeur d'arrangement est fonc-

tion de l'énergie du faisceau et du temps d'exposition si bien que ces deux paramètres doivent être réglés avec précision. Comme dans le cas du procédé de creusement mécanique, l'opération dépend beaucoup de l'expérience

de l'opérateur et la fenêtre de durée et d'énergie don-

nant les résultats satisfaisants est très étroite.

En outre, s'il existe une cavité dans la matière de l'isolement diélectrique, le faisceau collimaté utilisé

traverse la cavité et pénètre dans la matière diélectri-

que sur une plus grande profondeur qu'au voisinage et il peut pénétrer trop loin. Un autre problème posé par l'arrangement connu

est dû au fait que les bords des barres collectrices for-

mant la fente portent une ombre partielle et réduisent ainsi l'efficacité du faisceau sur les bords des barres

collectrices. Ce phénomène provoque la formation de creu-

sements en V et non du creusement lisse voulu. L'effet décrit est surtout indésirable dans le cas d'une petite bavure formée au bord supérieur du trajet conducteur formant la fente, ce phénomène apparaissant souvent lors

de l'usinage des collecteurs. Le faisceau collimaté frap-

pant la surface est caché par la bavure et laisse une colonne de matière isolante derrière la bavure. Lorsque la bavure s'use au cours de l'utilisation du collecteur, cette colonne de matière diélectrique finit par être exposée et par venir au contact de la surface du balai

si bien que celui-ci s'use et se contamine.

L'invention concerne la résolution des problèmes posés par la technique antérieure et la formation de collecteurs d'excellente qualité, par mise en oeuvre

d'un procédé efficace. Elle concerne aussi la fabrica-

tion automatique de collecteurs, dans lesquels la ma-

tière isolante séparant les barres conductrice est en retrait. Elle concerne aussi l'enlèvement de la matière conductrice sans que les bavures formées sur les barres

collectrices n'introduisent une gêne.

Plus précisément, le procédé selon l'invention, destiné à l'enlèvement de matière diélectrique dans des régions comprises entre des barres conductrices, parfois appelées "fentes" dans la suite du présent mémoire, dans des collecteurs cylindriques ou plats et jusqu'à une profondeur prédéterminée, comprend

l'exposition de la surface de la matière di-

électrique et de préférence de toute la surface du col-

lecteur à l'énergie d'au moins un faisceau laser à une fréquence telle qu'elle est réfléchie préférentiellement ou en totalité par la matière des barres conductrices et est absorbée par la matière diélectrique, la quantité

d'énergie et la durée d'application suffisant à l'enlè-

vement de la matière diélectrique de la quantité voulue

sans perturbation notable de la surface des barres col-

lectrices, le ou les faisceaux frappant la surface avec une certaine inclinaison par rapport à la normale à cette surface, et le déplacement de la surface et du faisceau l'un par rapport à l'autre afin que la surface totale

de la matière diélectrique au moins soit exposée successi-

vement à l'énergie du laser et soit retirée sur la pro-

fondeur voulue.

Comme indiqué précédemment, le procédé de l'in-

vention comprend la transmission du faisceau en direction faisant un certain angle avec la normale. Un faisceau laser ayant l'énergie rayonnante suffisante, dans la plage infrarouge, par exemple produit par un laser à C 2' est projeté sur une surface de collecteur qui se déplace par rapport au faisceau. L'énergie du faisceau est réfléchie ou dissipée d'une autre manière par les barres métalliques conductrices du collecteur mais elle est pratiquemnt absorbée par la matière isolante entre

les barres si bien que cette matière se décompose thermi-

quement et est retirée par séparation des parties de la surface de matière isolante, sans perturbation des

barres conductrices métalliques.

Selon l'invention, la matière isolante placée entre les barres conductrices d'un collecteur électrique est retirée successivement, formant ainsi une cavité

de profondeur prédéterminée entre dos barres conductri-

ces adjacentes, par Cxposition successive d'une surface au moins de-la matière isolante qui se trouve entre les

barres conductrices à un ou plusieurs faisceaux d'éner-

gie laser ayant une fréquence et une densité d'énergie convenables et pendant un temps qui suffit à l'enlèvement de la matière diélectrique en quantité voulue sans perturbation notable de la surface des barres conductri- ces du collecteur ou sans enlèvement notable de la matière conductrice. Le ou les faisceaux laser viennent frapper la matière conductrice et au moins une partie des barres conductrices près de chaque espace séparant deux barres conductrices, rempli de la matière diélectrique, la matière des barres conductrices réfléchissant en partie ou pratiquement en totalité le faisceau d'énergie élevée et jouant le rôle d'un diaphragme pour l'enlèvement ou la désintégration de la matière diélectrique. L'angle d'incidence du faisceau laser par rapport à la normale à la surface détermine la profondeur maximale à-laquelle la matière diélectrique est retirée et en conséquence elle est choisie selon l'invention en fonction de cette

profondeur.

Dans un mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre un seul faisceau laser, la surface du collecteur est exposée au moins deux fois à l'énergie du laser, le faisceau parvenant sur la surface pendant des passages consécutifs formant des angles opposés. Dans le cas de

deux faisceaux laser d'énergie élevée fonctionnant si-

multanément, on constate qu'il est avantageux que ces faisceaux soient disposés de manière qu'ils viennent

sur la surface suivant des angles opposés.

Le ou les faisceaux laser et la surface du col-

lecteur se déplacent l'un par rapport à l'autre afin que toute les surfaces de matière diélectrique au moins, placées entre les barres conductrices adjacentes, soient exposées, par exemple par guidage du ou des faisceaux

au-dessus de la surface du collecteur, avec balayage.

Le ou les faisceaux laser sont de préférence focalisés, leur foyer étant placé au-dessus de la surface des barres du collecteur. Une distance qui convient entre la surface du collecteur et le foyer est de l'ordre de à 8 mm.

Le procédé selon l'invention permet un enlève-

ment efficace et reproductible de la matière diélectrique, sur la profondeur voulue qui est par exemple de 0,25

à 0,35 mm, par rapport à la surface des barres conduc-

trices du collecteur.

La structure de la surface du collecteur, formée de barres conductrices de l'électricité dont les espaces intermédiaires sont remplis d'une matière diélectrique

formant un isolant, par exemple la "Bakelite", les com-

positions de résine époxyde et autres, le mica et ana-

logue, se caractérise par une surface ayant alternative-

ment des zones de bonne et de mauvaise conductibilité thermique et présentant un pouvoir réflecteur élevé et

un coefficient d'absorption élevé de l'énergie des fais-

ceaux à la fréquence choisie ou dans les plages de fré-

quences choisies. Plus précisément, les barres collec-

trices métalliques sont de bons conducteurs de la chaleur et présentent un pouvoir réflecteur élevée alors que

la matière diélectrique est un relativement mauvais con-

ducteur de la chaleur qui absorbe pratiquement l'énergie du faisceau. Ainsi, le rayonnement focalisé en un point ou de préférence juste audessus de la surface d'une barre collectrice est dans une grande mesure réfléchi, la chaleur dégagée étant rapidement éloignée du point

correspondant par conduction. Le même faisceau d'éner-

gie élevée frappant la matière diélectrique est cepen-

dant absorbé presqu'en totalité et provoque un chauffage localisé important qui conduit à une désintégration ou

à un enlèvement de la matière si bien que celle-ci disparaît.

Le faiscea:u provenant d'un laser est cohérent et a une longueur d'onde particulière qui dépend de la matière active. Il convient donc particulièrement bien à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Dans le

cas des matières utilisées en général pour la cons-

truction des collecteurs, les lasers à Co2 conviennent bien. Un tel faisceau détruit la matière diélectrique suivant l'angle avec lequel il vient frapper la surface, suivant sa densité d'énergie et suivant le temps minimal d'exposition sans détérioration des barres collectrices, assurant ainsi le creusement voulu. Le système à laser destiné à l'enlèvement de matière diélectrique en excès

n'a pas à être un instrument de précision car les dis-

parités entre les coefficients de réflexion et d'absorp-

tion des deux matières utilisées pour les barres con-

ductrices et pour le diélectrique sont telles que les barres conductrices jouent le rôle de diaphragmes du ou des faisceaux incidents et corrigent donc les effets des tolérances sur l'appareillage, etc. On constate qu'il est avantageux-de régler le diamètre du faisceau venant frapper la surface de manière qu'il soit supérieur à la distance séparant les bords

des barres collectrices voisines.

Dans certaines conditions, l'enlèvement et la séparation de la matière diélectrique par ablation peuvent provoquer le dépôt d'un film à la surface des barres collectrices. Un tel film a tendance à nuire à l'opération de commutation. On constate que la formation d'un film

est totalement évitée par utilisation de plusieurs passa-

ges au lieu de L'enlèvement de la matière diélectrique à la profondeur voulue en un seul passage. Le maintien de l'énergie à une fraction de celle qui est nécessaire à l'enlèvement de la matière en un seul passage et la

formation du creusement voulu en deux ou plusieurs pas-

sages forment un procédé avantageux. Bien que l'inven-

tion ne soit pas limitée par une explication quelle qu'el-

le soit, il parait raisonnable de considérer que, pour

une certaine densité d'exposition, la matière d'isole-

ment vaporisée est chassée avec un débit tel que sa den-

sité suffit pour qu'elle absorbe l'énergie du faisceau et réagisse avec de nouveaux composés qui ont tendance

à se déposer sur la surface des barres.

On constate en outre que l'enlèvement de la matière est obtenu de façon très efficace et que des

effets secondaires sont presque totalement évités lors-

que la surface collectrice est déplacée dans le faisceau.

On peut représenter cette règle en considérant qu'un collecteur cylindrique tournant sous un faisceau laser venant frapper la surface avec une certaine inclinaison par rapport à la normale tourne de manière que le bord de la barre collectrice proche de la partie supérieure

est éclairé en premier par le faisceau laser.

Dans le mode de réalisation mettant en oeuvre au moins deux faisceaux laser, chaque paire de faisceaux vient de préférence frapper la surface avec des angles

égaux par rapport à la normale mais de sens contraire.

La mise en oeuvre de l'invention permet une réduction importante des co ts ainsi que la fabrication de collecteurs cylindriques, latéraux et en bande de

qualité élevée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront mieux de la description qui va sui-

vre, faite en référence aux dessins annexés sur les-

quels la figure 1 est une perspective d'un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention;

la figure 2 est une élévation frontale de l'ap-

pareil de la figure 1; les figures 3 à 8 incluse représentent diverses étapes de l'enlèvement de l'isolement placé entre des

barres collectrices adjacentes, à l'aide d'un laser for-

mant un faisceau d'énergie élevée; la figure 9 est une coupe partielle représentant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans le cas d'un collecteur latéral; et la figure 10 est une vue en plan représentant une partie d'un collecteur latéral traité comme décrit

en référence à la figure 9.

Les figures 1 et 2 représentent schématiquement 1 0

l'appareillage utilisé pour la mise en oeuvre de l'in-

vention. On note qu'un émetteur laser 10, de préférence un laser à Co2, dirige un faisceau focalisé' 12 en un point de la surface du collecteur 14. Le faisceau 12 vient frapper la surface du collecteur en direction dif- férente de la normale avec laquelle elle forme un angle qui, sur la figure 2, est égal à 36 . Le collecteur 14 est monté sur un arbre 15 et il est entraîné en rotation par un moteur 17, dans le sens indiqué par la flèche, à une vitesse de 1500 tr/min par exemple. Le faisceau

12 vient frapper en alternance l'une des nombreuses bar-

res collectrices distantes 16 de cuivre, puis l'un des isolateurs 18 de résine époxyde diélectrique placés entre les barres. L'énergie du faisceau laser parvenant sur une barre 16 est dans une grande partie réfléchie et

en partie absorbée et elle se dissipe ensuite par con-

duction thermique. D'autre part, le point de l'isola-

teur 18 qui-reçoit le faisceau 12 est érodé par enlève-

ment de petites quantités de diélectrique à la surface étant donné la combinaison de sa mauvaise conductibilité

thermique et de la proportion élevée d'énergie du fais-

ceau qui est absorbée par les couches superficielles

de l'isolant 18.

Un jet d'air provenant d'une canalisation 22 est dirigé contre le point d'impact du faisceau laser, enlève les particules et les vapeurs qui peuvent se trouver dans les produits de destruction dégagés par

les couches superficielles de l'isolateur 18, et re-

froidit la zone traitée. L'effet de refroidissement du

jet d'air facilite la dissipation de la chaleur des bar-

res collectrices. Le moteur et l'arbre qui porte le col-

lecteur sont de préférence montés sur une table X-Y.

Le déplacement dans la direction X est commandé par un dispositif 24 d'entraînement qui fait tourner un arbre fileté 26 qui coopère avec un châssis supérieur 28 afin

que le collecteur soit convenablement disposé par rap-

port au faisceau laser. De manière analogue, le déplacement 1 1' dans la direction Y est commandé par un dispositif 30 d'entraînement faisant tourner un arbre 32 qui coopère

avec un châssis inférieur 34.

Pendant que le laser 10 est en fonctionnement, le faisceau 12 frappant le collecteur, la table X-Y se déplace de façon continue et cyclique transversalement

dans la direction Y sur la longueur axiale du collec-

teur 14 et provoque ainsi l'arrivée du faisceau laser focalisé en tout point de la surface du collecteur. Le

laser 10 est de préférence monté sur un dispositif d'en-

traînement suivant l'axe Z (non représenté) afin que

la hauteur du foyer puisse être réglée.

Dans un mode de réalisation avantageux, toutes

les fonctions de l'appareil sont commandées par une com-

mande à microprocesseur. Les fonctions commandées sont les positions suivant les axes X, Y et Z et les vitesses

d'avance correspondantes, la vitesse et le sens de rota-

tion de l'arbre, le diaphragme du laser ainsi que le nombre de passages ou de déplacements dans la direction Y nécessaires à l'obtention de la profondeur voulue de creusement. La séquence-de commande peut être introduite manuellement ou conservée dans une mémoire convenable qui peut être rappelée par une simple adresse. Chaque adresse détermine par exemple des paramètres nécessaires au creusement d'un collecteur particulier. Deux lasers

peuvent être utilisés à la place de celui qui est repré-

senté, les deux lasers étant placés de part et d'autre de l'axé du collecteur et faisant un angle autre que

la normale. Les deux lasers peuvent être utilisés si-

multanément ou successivement.

Il est avantageux que l'ensemble de l'appareil soit logé dans un boîtier ou capot ventilé (non représenté)

L'isolant diélectrique, lorsqu'il est érodé par le fais-

ceau 12, se décompose thermiquement en partie et se sépare en partie par ablation en formant de la fumée et des particules. On peut utiliser un canal d'aspiration forcée pour le retrait de l'air et les produits de décomposition 1 2

de la zone de travail.

Les figures 3 à 8 représentent l'effet du fais-

ceau laser 10 sur le collecteur 14. Lorsque ce dernier tourne dans le sens horaire, le point d'incidence du faisceau laser 10 passe de la barre collectrice 16 au

diélectrique de la barre isolante 18 (voir figure 4).

Ensuite, lorsque le collecteur continue à se déplacer, le faisceau laser 10 enlève un segment 39 de section triangulaire du diélectrique comme indiqué sur la figure 5, le segment en regard de forme triangulaire se trouvant

dans l'ombre de la barre antérieure 16 du collecteur.

L'effet de coupe peut être réalisé au cours d'un seul passage ou de plusieurs passages dans le faisceau laser,

cette dernière caractéristique étant préférable. La vi-

tesse de déplacement dans la direction Y de la table

X-Y est choisie afin qu'elle assure un déplacement re-

lativement lent en direction transversale, si bien que, à chaque tour du collecteur 14, le trajet du faisceau laser recouvre beaucoup le trajet suivi lors du tour

précédent.

Les segments du diélectrique qui sont protégés par les bords antérieurs des barres collectrices 16 sont

retirés par disposition du laser de l'autre côté du col-

lecteur 14 et par rotation du collecteur dans le sens anti-horaire comme indiqué sur les figures 6 à 8, puis

par répétition du procédé décrit en référence aux figu-

res 3 à 5. Lorsque le faisceau laser 10 est en position, il enlève un segment triangulaire 41 comme indiqué sur

les figures 6 et 7. L'ombre portée par la barre posté-

rieure protège l'isolant 18 qui n'est pas enlevé au-

delà du segment triangulaire 41 comme indiqué clairement sur la figure 7. La figure 8 indique le résultat final et indique la disposition du tronçon isolant 18 au-dessous

de la surface supérieure des barres collectrices adjacen-

tes 16.

L'angle que fait normalement le faisceau laser 12 parvenant sur le collecteur 14 en position de coupe 1 3

de part et d'autre de l'axe du collecteur permet la limi-

tation de la profondeur maximale d'enlèvement du diélec-

trique et permet aussi le réglage de l'enlèvement de matière sur les parois latérales des barres conductrices 16. Le déplacement du laser de la position qui se trouve à gauche de l'axe du collecteur comme indiqué sur les figures 3 à 5 à une position qui se trouve à droite de l'axe comme indiqué sur les figures 6 à 8, est assuré par déplacement de la table X-Y dans la direction X.

De préférence, ce déplacement est commandé par un micro-

processeur programmé comme décrit précédemment. Evidem-

ment,le laser 10 peut être déplacé à la place du collec-

teur monté sur la table, mais cette caractéristique est moins avantageuse. L'utilisation de deux lasers, placés

de part et d'autre de l'axe du collecteur, évite la trans-

lation d'axe X et l'enlèvement des segments triangulaires

39 et 41 peut être réalisé simultanément.

L'invention n'est pas limitée à l'utilisation des collecteurs cylindriques mais convient à divers types de collecteurs latéraux, notamment les collecteurs pour machines élecriques à entrefer radial et axial et pour

dispositifs de mise en action de type linéaire. La fi-

gure 9 représente l'utilisation de l'invention lors du creusement d'un collecteur latéral alors que la figure 10 est une vue en plan d'une partie du collecteur traité comme décrit en référence à la figure 9. Sur ces figures, le collecteur 45 a une série de barres collectrices 47 disposées radialement et régulièrement réparties, ces barres étant séparées par des tronçons isolants 49. Le

collecteur est monté sur un arbre 51 orienté verticale-

ment et porté par une table X-Y. L'arbre et le collecteur sont entraînés en rotation par un moteur ou tout autre dispositif convenable (non représenté). Comme dans le cas d'un collecteur cylindrique, le faisceau laser 12 frappe la face du collecteur en direction qui n'est pas normale afin que le faisceau puisse enlever la matière

diélectrique des parois latérales du collecteur 45.

Le laser 10 peut être incliné par rapport à la verticale,

à cet effet.

Comme indiqué--sur la figure 9, le collecteur tourne au-dessous du faisceau laser 12 et provoque l'enlèvement de matière diélectrique 49 entre les barres 47. Le collecteur est déplacé transversalement au trajet

du faisceau en direction radiale par déplacement program-

mé de la table X-Y. Les segments de matière diélectrique

sont retirés des barres isolantes entre les barres col-

lectrices adjacentes, de la manière décrite en référence à l'utilisation du procédé décrit pour les collecteurs cylindriques. Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, réalisé en pratique, un isolant époxyde d'enrobage est retiré de l'espace formé entre des patins de cuivre dans une série de collecteurs. La profondeur d'enlèvement est comprise entre 0,256 mm au minimum et 0,267 mm au maximum. Les collecteurs sont montés tour à tour sur un arbre fixé à un moteur à vitesse variable,comme représenté sur la figure 1.

* On choisit pour les essais une vitesse du moteur de 1500 tr/min. En outre, on monte le laser afin qu'il se

déplace suivant l'axe du collecteur à une vitesse de dépla-

cement transversal de 2,54 mm/s afin que la résine épo-

xyde soit retirée sans qu'une saillie spiralée impor-

tante se forme entre les passages successifs sous le faisceau laser: Le laser est du type à CO2, réglé afin qu'il fournisse 150 W (modèle 525-2 de "Everlase") ayant une lentille de distance focale égale à 63,5 mm. L'angle du faisceau (comme indiqué sur la figure 1) est égal à 360 et le collecteur tourne dans le faisceau comme représenté sur la figure 1. Le foyer se trouve à 7,6 mm au-dessus du niveau de la surface du collecteur. Pendant la seconde coupe, le collecteur est déplacé latéralement afin que le faisceau soit replacé avec une incidence

de 36 , à droite de l'axe du collecteur.

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Lors de l'utilisation de l'appareillage et de l'ensemble décrits précédemment, neuf collecteurs sont formés avec un enlèvement pratiquement uniforme de la matière diélectrique sur une profondeur comprise entre 0,25 et 0,35 mm entre les barres collectrices. La vi- tesse du moteur de 1500 tr/min et le déplacement latéral

de 2,5 mm/s permettent plusieurs passages dans le fais-

ceau. On ne considère pas qu'il est souhaitable de reti-

rer la quantité voulue de matière diélectrique en un

seul passage.

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.

Claims (14)

REVEND I CATI ONS

1. Procédé d'enlèvement d'une matière isolante

(18) placée entre des barres conductrices (16) d'un col-

lecteur électrique (14), par exposition de la matière diélectrique au moins à un faisceau laser (12) afin que

la surface de la matière se trouve au-dessous de la sur-

face des barres conductrices avec formation d'une-cavité entre les barres conductrices adjacentes, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'exposition successive de la surface de la matière diélectrique (18) placée entre les barres conductrices (16) à au moins un faisceau laser (12) à une fréquence et une énergie et pendant un temps tels que la matière diélectrique

est suffisamment retirée, au degré voulu, sans pertur-

bation notable de la surface des barres collectrices,

le faisceau laser (12) venant frapper la surface du col-

lecteur en direction inclinée par rapport à la normale

à cette surface, si bien que le faisceau d'énergie éle-

yée vient frapper la matière diélectrique et la partie des barres conductrices au moins qui est adjacente à chaque

espace intermédiaire délimité entre deux barres conduc-

trices intermédiaire et rempli de matière diélectrique, la matière diélectrique étant retirée du voisinage des

bords des barres du collecteur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle formé par le faisceau laser avec la normale à la surface correspond à la profondeur voulue d'enlèvement de la matière diélectrique (18) si bien

que l'enlèvement de la matière est limité à cette pro-

fondeur.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le faisceau laser (12) est un faiseceau à C 2.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le faisceau laser (12) et la surface du collec-

teur (14) sont déplacés mutuellement afin qu'au moins toutes les surfaces exposées de matière diélectrique placées entre les barres conductrices adjacentes (16) 1 7

soient éclairées successivement.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le faisceau laser est guidé au-dessus de la

surface du collecteur (14) par balayage.

6. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le faisceau laser (12) est un faisceau foca-

lisé dont le foyer est placé au-dessus de la surface

des barres conductrices (16) du collecteur et de pré-

férence à une distance de 5 à 8 mm au-dessus de cette

surface.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux faisceaux laser (12) au moins viennent

frapper la surface avec des angles différents d'incidence.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du faisceau laser (12) qui vient frapper la surface est supérieur à la distance séparant

les barres adjacentes (16) du collecteur..

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie du faisceau laser (12) ne suffit

pas à l'enlèvement de la matière diélectrique à la pro-

fondeur voulue en un seul passage, et la matière diélec-

trique (18) et retirée par une exposition double ou mul-

tiple à l'énergie du laser.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé

en ce que l'énergie du faisceau laser (12) est une frac-

tion de l'énergie nécessaire à l'enlèvement de la matière diélectrique (16) en un seul passage, et l'enlèvement

est effectué au cours d'une série de passages.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un seul faisceau laser (12), et deux passages au moins du faisceau au-dessus de la surface du collecteur (14) sont utilisés pour le retrait de la matière diélectrique (18), l'angle d'incidence du faisceau laser sur ladite surface, à chaque passage

successif, étant opposé à l'angle du passage précédent.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé

en ce que le déplacement relatif de la surface du collec-

teur (14) et du faisceau laser (12) est tel que la sur-

face se déplace dans le faisceau.

13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'enlèvement de la matière diélectrique séparée par ablation de la surface du col-

lecteur (14) et du faisceau laser (12>.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un jet d'air, de gaz ou de liquide est dirigé vers la zone de contact du faisceau laser ou vers un

emplacement adjacent à cette zone.