Plasmabrenner zur Bearbeitung
von Lampenteilen
Die Erfindung
betrifft
einen Plasmabrenner
zum kurzzeitigen Erhitzen von Glas, insbesondere
Quarzglas, nach Patent " " ,. ", Patentanmeldung
P 33 497 VIIId/21h). Unter
einem Plasmabrenner
ist berbei
eine
Entladungsvorrichtung
zu verstehen, bei der aus einer Düse
ein Plasma-
strahl, d.h,
ein Strahl hocherhitzten teilweise
ionisierten und angeregten
Gases, austritt, Soweit es sich
bei dem Gas um ein Rblekülgas
handelt, ist es zumindest teilweise dissoziiert. Das Plasma wird
in
einem Entladungsraum
etwa zwischen
festen Elektroden
oder
durch Hochfrequenz
erzeugt. Der Entladungsraum
ist durch
die Düse mit
der Atmosphäre verbunden,
in die das dem Entladungsraum
an anderer Stelle zugefUhrte Betriebsgas
als Plasmastrahl entweicht
und dem zu bearbeitenden
Werkstück zugeführt wird,
an welchen
das Plasma seine Energie
ab-
gibt.
| Ein häufig durohzufiührender Arbeitsgang in der Lampentechnik
ist die |
| Herstellung einer Folieneinquetschung, beicbr eine Mblybdänfolie
als |
| Stromdurahfi.hrung .in das Quarzglas eingequetscht wird.-En
hat sich ge- |
| zeigt, daß die Aufheizzeit fUr die Folieneinquetsohung sehr
verkürzt |
| werden kann, wenn an der Quetschmaschine ein oder
zwei easser- bzw. |
| luftgekühlte Plasmabrenner anstelle der bisher üblichen
Gasbrenner ein- |
| gebaut werden. Der Durchmesser der Plasmaflamme äWr
bekannten Plasroa- |
| breriner ist jedoch zu klein, um die Quetschung in einer
finge von etwa |
| 15 am aufzuheizen wie dies erforderlich ist. Es ist deshalb
im Baupt.. |
| patent ,........ (Patentanmeldung P 33 497 VIIId/21h) vorgeschlagen
wor- |
| + 21h ,3G/01 _ |
den, der Düsenöffnung
einen Plaamabrennera eine ovale
Form~zü
geben'
und
den Plasmastzehl durch
ein Phgnetfeld aufzufächern,
dessen Feld-
linsen in
der Umgebung
der Düsenöffnung
übmwilgend parallel
zur kleinsten
Achse der Düsenöffnung
-verlaufen.
Während
eine derartige Auffächerung
der Plasmaflamme
in Achserrichtung
des zu quetschenden Quarzglasrohrea ausreicht, um
eine genügend gleichmäßige Erhitzung
des Quarzglases
auf der ganzen
Quetschlänge zu gewährleisten, mußte
bisher der Plasmabrenner
zur
Bearbeitung
von Quarzglas- I röhren mit
einem etwa
5 mm übersteigenden
Durchmesser
eine periodische Horizontalbewegung ausführen.
Dabei muß
der Hub mindestens gleich dem Durchmesser
des aufzuheizenden Rohren
sein, Mit
dieser Anordnung wurden Quarzglasrohre
bis zu einem
Durchmesser
von 15 mm
aufgeheizt,,
Es
ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung,
einen Plasmahrenner
zur I3earbeitung
von Glasrohren
zu schaffen,
der keine mechanische Bewegung auszufWiren braucht, -Gemäß
der Erfindung
ist ein Plasmabrenner
zum kurzzeitigen Erhitzen
von Glas,
bei dem das Plasma durch
eine Entladung
erzeugt wird'
und als
magnetisch aufgefächerter
Strahl aus einer
Düse austritt nach @aterit-.......". (Patentanmeldung
P 33 49'j
VIIId/21h),
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Auffüoherung in
der Urgebung
der Düse zwei ner,kreoht aufelnander
und auf der
Düsenachse
stehende magnetische Wechselfelder ver-@ schiedener Frequenzen
vorgesehen
sind,
| Die bhgmtfelder werden durch Elektromagnete erzeugt, deren
Spülen mit |
| Wechselströmen verschiedener Frequenzen gespeist werden,
Heispielsxe1se |
| wird eine Spule mit einer Frequenz von 50
Hz, die andere Spule `mit'einer |
| Frequenz von etwa 300 Hz erregt, Vorzugsweise beträgt das
Frequenzver- |
| hältnis 1 : 5 bin 1 s 6, Hei diesem Frequenzverhältnis beschreibt
die |
| Plasmaflamme eine Linsajousflour, die eine gleichmäßige
Erwärmung der |
| apfzuheizenden IWrper zur Folge, hat, Hei dem angegebenen
Bereichsdes e, |
| _,w2equenzverhältniaekaa, .erfolgt. auch bei
Phanengleichheit .*r beiden Ab- |
| lenkströme eine gleichmäßige Aufhetzung quadratischer bzw,
rechteckiger |
| Flächen. Es ist vorteilhaft, für die Ablenkung in vertikaler
Richtung, |
| d.h, in Ltingsrichtunt eines aufzuheizenden Quarzglaarohres,
die ohnehin |
| vorhandene Netzspannung zu verweiden. |
| Die Ablenkfxeguenz für die Ablenkung in horizontaler Richtung
(Richtung |
| des pals*rahmssera) kann in dem entsprechenden HYequenzverhältnis
sowohl |
| '. # er als auch unter der Netzfreque: z liege--:, |
| Durch die doppelte i'lammnauff:£*clierurg erübrigt
sich eine mechanische |
| Bewegung des Drenners oder der sich gegeniiberatehe:den
Irenmer. |
| Der erfindurjgggemüße r-iaerabrei.s;er bietet besoidere
Vorteile, wei-M für |
| ihn eine Programmsteuerung vorgesehen ist. Durch diese kann
die Intensi- |
| tiit der :lamme, die Größe der aufzWieizeiden Flüche und
die Inge der |
| aufzubeizenden I'll:ohe relativ zur? Brenner eingestellt
werden und es kön- |
| nen bestimmte Sektoren der Flüche mehr oder weniger stark
erhitzt werden, |
| Die Erfindung wird aaliaid der c'igureri räH7ier erläutert. |
| Figur 1 zeigt einer: Pasr:abrei.ner nach der Erfindung
Ir. perspektivischer |
| De " Fete 1l tu-.g, |
| Figur 2 zeigteü-en Längsschnitt durch dieses: Plasriabre:.rer. |
| In Figur 1 ist mit 1 die runde D:,iseriöffnurZ des Urenners
bezeiohi.et, in |
| deren lkeeburgen die beides: Paare von t.hgnetpoleri 2a
und 2b sowie 3a |
| wid 3b ctei aufeinander senkrecht stehende
thrnetfelder erzeuge--:. Die |
| dazugehörerden seit Weotselströmer. versohieN.er
Ie%equenzen betriebenen |
| Spulen sind mit 4 iuä 5 bezeichnet, Die Plasmaflamme
G wird durch die |
| Megnettelder in der strioh-punktiert angedeutetes. Lleise
nschteckig auf- |
| Wie in Fig w 2 zu *oben ist, besitzt
der Flasrtabrenner eine im weses.t- |
| lioben ltabtfirstiae Anode 7 aus Wolfram, das noch ndt die
Llehtronen- |
| müssion lrbilionden Zusätzen versehen. sein Y.ann. Die Nathode
ragt noch |
| ein Mok In die als Dose dienende rohrförmige Anode L'
aus Kupfer hinein, |
| die sieb as f:: Ausga« entsprechend der Auffächer<asg
der PLasmaflamne |
| konisch erweitert. Die Kathode 7 wird von einem Kathodenhalter
9 ge- |
| tragen, der durch einen Deckel 10 verschlossen ist,
Der Deckel hat zwei |
| Hobrur«en, durch welche die KWwasserzuleitung
11 und die (nicht ge- |
| zeigte) ifiihiwassernbleitung hindurchgehen, Durch diesen
Kühlwasserkreis |
| wird die Kathode gekühlt, Der zweite Kühlwasserkreis zur
ICMlung der |
| Anode besteht aus den Leitungen 12a und 12b und dem zwischen
Anode 83 |
| und Anodenkopf 13 angeschlossenen von KUhlwasser durchflossenen
Raum. |
| Die durch das Zentrierstüok 14 bindurchgefYihrte Leitung
15 dient der |
| ZufUhrung des Betriebsgases. Die isolierenden Dichtungen
16 und 17 be- |
| stehen aus einem unter denn Handelsnamen "Delrin" bekannten
Kunststoff, |
| wälasad die Dichtungsringe 10 und 19 aus Kupfer bestehen.
Die l-btall- |
| teile sind an den bezeichneten Stellen hart verlötet, Die
Spannmutter |
| 20 hält den ar.odisolren und den kathodischen Teil des Brenners
zusammen. |
| 21 und 22 stellen die elektrischen Ansohlußkontakte
für Anode und Ka- |
| thode dar, Die M:gnetkerrie 23 und 24 tragen die Spulen
4 uni 5 und M- |
| ren zu den Mignetgolen (3a und 3b in Figur 2 gezeigt).
Der Eirenner wird |
| mit eirssa Betriebsstrom von 220 Amp. iuid einer Spannung
von 27 Volt be- |
| trieben. Der Gaedischsatz beträgt 700 1/h, der Kühlmaasendurohaatz |
| 500 1%h. Die Zündung erfolgt durch einen 1W-Generator. |