DE1615352A1 - Schaltungsanordnung und Vorrichtung fuer Plasma-Handbrenner - Google Patents

Schaltungsanordnung und Vorrichtung fuer Plasma-Handbrenner

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DE1615352A1 DE19671615352 DE1615352A DE1615352A1 DE 1615352 A1 DE1615352 A1 DE 1615352A1 DE 19671615352 DE19671615352 DE 19671615352 DE 1615352 A DE1615352 A DE 1615352A DE 1615352 A1 DE1615352 A1 DE 1615352A1
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Description

Schaltungsanordnung und Vorrichtung für Plasma-Handbrenner
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und eine Vorrichtung für Plasma-Handbrenner> die mit einem Berührungsschutz versehen sind und zum -Schmelzschneiden verwendet werden, Dabei soll ein Berührungsschutz gegen unzulässige Spannungen erreicht werden "und- eine Schutzschaltung zur überwachung des BeifoJnrmi^BSchxitzes vorgesehen sein*
Es sind Plasmabrenner verschiedener Bauart bekannt, Alle Ausführungen haben jedoch den Nachteil; daß sie keinen Berührungsschutz besitzen^ was einer Verwendung als Handbrenner entgegensteht, Auch bei bekannten, als Handbrenner ausgebildeten Bauarten, ist die spannungsführende Düse bzw, Düsenkappe nicht gegen Berührung geschützt. Diese Plasmabrenner sind daher nur für niedrige Betriebsspannungen geeignet und erreichen demzufolge auch nur eine geringe Leistungsdichte im Plasmastrahl. Bei anderen Ausführungsfornien sind zwar die Düse und/oder die Düsenkappe durch ein potentialfreies metallisches Gehäuse vor Berührung geschützt, jedoch kann durch-Isolationsfehler} Ionisierung der isolierenden. Luftstrecke oder bei einem Oberschlag des Lichtbo-. gens zwischen Düse und Gehäuse dieses wiederum unzuläs-
^y sig hohe Spannungen führen»
-CO . -
Bei einer dieser Ausführungsformen ."ist eine solche An-■c·- ■ . - -.
cn Ordnung getroffen, daß die Düse miutels zwei Guamidich- ^ tungen in einen fast bis zur Düsenöffnung vorgezogenen· ** Düsenhalter eingesetzt ist.
ο Die Gummidichtungen haben dabei die Aufgabe, den,Kühlxyasserraum, der bis. an. clie Düse herangeführt istt einer-
seits gegen das zugeführte Gas und andererseits gegen die Atmosphäre abzudichten* Für die elektrische Isolierung der Düsenkappe gegenüber der Düse bzw, dem Düsenhalter ist ein entsprechend geformter Keramikring eingesetzt. Diese Anordnung hat den wesentlichen Nachteil, daß auf Grund der physikalischen Erfordernisse die Düse, der Düsenhalter, die Düsenkappe und dor Keramikring eine relativ komplizierte Form aufweisen. Hinzu kommt, daß die Düse und die Düsenkappe Verschleißteile· sind, d-.h, in größerer Stückzahl benötigt werden * Weiterhin kommt der Fachteil hinzu8 daß durch die Einschaltung dos Keramikringes und die damit verbundene Form der Düse und Düsenkappe sowie der erforderlichen Isolierung im Bereich der Düse verhältnismäßig große Abmessungen des Handbrenners entstehen. Solche Abmessungen haben wiederum den Hachteil, daß die Sichtvorhältnisse vorschlechtort werden und der Brenner nur in einem kleinen Winkel zur Vertikalen geneigt worden kann, was wiederum für die häufig auftretenden Schrägschnitte von besonderem ITachtcil ist, Schließlich nuß noch erwähnt werden, daß infolge zu großer Abmessungon beim Einstechen über dom Werkstück das flüssige Material, welches nach oben spritzt, eine große Auffangfläche vorfindet, wodurch dor Brenner stark verschmutzt und beschädigt wird, " -■
DIo Erfindung hat den Zv/oclc, die !lachte ilo dc-s Starkes der Technik, zu vermeiden und ■: λ ran Plasms,—Eandtr'nner zu schaffen, dor die ar. -inen flandbr:-nr.or --.st.Uten Forderungen hinsichtlich de? -_-lc-ktr;i3Cih--i: ?> rührungsschutzes erfüllt und auf Grund der dadurch möglichen hohen Betriebsspannung eine hoho Leistungsdichte erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde $ die Isolation zwischen spannungsführenden Teilen und dem Gehäuse so zu gestalten, daß, bei leichter Auswech.se lbarko ic dor Düse sowie deron wirkungsvoller Kühlung für den Bgdionenden ein gefahrloser Betrieb und eine Überwachung des Berührungsschufcaes erzielt wird. fiAP.
009 8 45/04 20 eAD
009 8 45/04 2
Die Aufgäbe wird dadurch gelöst, daß erfindüngsgemäß das Gehäuse :des Plasma-Handbrenners, welches mit der Düsenkappe„elektrisch leitend verbunden ist, an zwei . Stellen über zwei Leitungen schutzgeerdet ist, indem diese Leitungen mit dem Gehäuse eines Stromversorgungsgerätes verbunden sind, wobei in der einen Leitung, der Schutz leitung, ein Strqiarelais mit einem Ruhekontakt; utid in der anderen Leitirng, der Hilfsleitung, ein Hilfsrelais und die Sekundärwicklung eines Kleinspannungstransformators angeordnet ist und das Hilf srelais mit einem Arbeitsfcontakt versehen ist, der in Reihe mit dem Ruhekontakt geschalten ist, wobei ein Betriebsschaltschütz des Plasma-Handbrenners über den Ruhekontakt bei Auftreten eines Kurzschlusses oder durch den Arbeitskontakt bei Unterbrechung der Schutzleitung oder Hilfsleitung abschaltbar bzw, nicht einschaltbar ist»
Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Düse dos Plasmabrenners mit der Düsenkappe über einen Keramik-Isolator und eine elastische, elektrisch isolierende Dichtung verbunden ist und eine Schutzerde an das Gehäuse des Plasmabrenners angeschlossen ist.
Dabei ist es vorteilhaft, den Keramik-Isolator zur Düse und Düsenkappe konzentrisch anzuordnen. Die Düse und insbesondere ihre Austrittsöffnung für den Plasmastrahl wird dadurch vom Keramik-Isolator' umgeben. Gleichzeitig ragt der Keramik-Isolatcr über die Düsenkcppe hinaus.
Für dio Zwecke einer leichten Aus'.vcchse.ltarkclt dor Düse und der Düsenkappo ist dr^r Kere-nik-IsolntOT· und rlie Düsenkappe mit je einem Bund vörscher- -
Die technisch-ökonomischen Auswirkungen, insbesondere der technische Fortschritt der Erfindung bestehen darin$ daß ein Plasma-Handbrenner geschaffen wurde, mit dem durch seine hohe Leistungsdichte im Schneidstrahl gefahrlos auch solche Werkstücke bei kleiner SchmeIzSchnittbreite und hoher Schnittgeschvrindigkeit wirtschaftlich sonneIzgeschnitten werden können, die von der Form und/oder den Abmessungen her den Maschinenschnitt nicht zugänglich sind.
öC9ßiS/0420
- - 4■ - "·Ο
An Hand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine prinzipielle Schaltungsanordnung,
Fig..2i eine Schnittdarstellung im Bereich der Düse und Düsenkappe des erfindungsgemäßen Plasma-Handbrenners, -
Fig. 3* eine Ansicht des kompletton Plasma-Handbrenners mit der erfindungsgemäßen Schutzerdung.
In Fig.1 ist die Schutzschaltung gezeigt. Das Gehäuse ■ dos Plasma-Handbrcnners und damit auch die Düsonkappo sind durch eine Schutzleitung 11 mit dem schutz ge erdet cn Gehäuse des Stromversorgungsgerätqs 12 verbunden. Die Schutzleitung 11 ifet über die Wicklung eines Stromrolois 13 geführt. Eine an einer zweiten Stelle des Genausos angeschlossene Hilfsleitung 14 ist über die Wicklung eines Hilfsrelais 15 und die Sekundärwicklung eines Klein-Spannungstransformators 16 ebenfalls mit Erde verbunden, Der Arbeitskontakt 17 und der Ruhekontakt 18 der Relais 13; 15 sind in Reihe geschaltetund verriegeln das nicht dargestellte Betriebs schütz des Stronnrer sorgungsgoräto s 12 derart, daß das Betriebs schütz ausgeschaltet bzw. nicht einschaltbar ist, wenn die Schutz leitung 11 oder die Hilfsleitung 14 unterbrochen sind, d.h. wenn der Erregorstromkreis des Hilfsrelais 15 nicht geschlossen ist, so daß das Hilfsrelais 15 nicht erregt und dessen Arbeitskontakt 17 geöffnet ,ist. Der Anschluß der beiden Leitungen 11; 14 an verschiedenen Stellen des Brennergehäuses 6 schließt aus, daß die Leitungen 11; 14 nur untereinander, aber nicht mit dem Gehäuse 6 verbundon sein o können. Bei einem möglichen überspringen des Lichtbogens ^ von der Katode 19 über die Düse 1 nach der Düsenkappe 5, *- Z4B. beim Zünden, erzeugt die Betriebsspannung, dio an oc-r
-v. Klemmen 2o; 21 anliegt, einen hohen Strom über die· Schutz~
° leitung 11, das Stromrelais 13 zieht an, öffnet seiron ·** Ruhekontakt 18 und das Betriebsschütz schaltet dadurch die Betriebsspannung aus, wodurch die Düse 1, die Düco:>kappe 5 und die Schutzleitung 11 den hohen Strom nur kurzzeitig führen und daher vor Zerstörung geschützt sind- _ ,-
SAD ORDINAL
Fig* 2 zeigt die aus Kupfer bestehende Düse % welche in bekanntet Weise im Düsenhalter 2 gentgiert und dJürch eine Gummidichtung_> plangedichtet ist und über eine elastische und spannungsfeste Dichtung 4 gegenüber der Düsenkappe 5 elektrisch isoliert; ist· "Die Düsenkappe 5 ist mittels Gewinde mit dem sehutzgeerdeten Gehäuse 6 verbunden» Die Dichtung 4 ist- über den Keramik-Isolator 7 mittels der Düsenkappe 5 an die Düse Λ gepreßt und dichtet den Kühlwasserraum 8 ab * Die Düse; 1 ist dadurch in bekannter Weise direkt wassergekühlt und nach Abschrauben der Düsenkappe 5 leicht auswechselbar» Der Isolator 9 isoliert den Düsenhalter 2 gegen das Gehäuse 6 des Plasma-Handbrenners und enthält die Kanäle Io für den. Kühlwasserzu- und -rücklauf.Der Keramik-Isolator 7 dient neben dem thermischen Schutz der Dichtung 4 zur Ter-•längerüng der elektrischen Kriechstrecke sowie^^ als Berührungsschutz der Düse 1. :._ . __:..!
Im Handgriff ist, wie Fig* 5\zeigt, das Betätigung se liDinent 22 des Steuerschalters für das Betriebsschütz eingebaut. Dieses Betätigungselement 22 1st bei metalliseher Ausführung in die Schutzschaltung einbezogen* Das Betriebsschütz schaltet in bekannter Weise sowohl die Betriebsspannung als auch das Arbeitsgas und die Zündung ein. Die weiteren Folgeschaltungen laufen dann automatisch ab. "-,"·"
00984570420

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung für Plasma-Handbrenner zum Schmelzschneiden und mit Berührungsschutz, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) des Plasma-Handbrenners, welches mit der Düsenkappe elektrisch leitend verbunden ist, an zwei Stellen über zwei Leitungen schutzgeerdet ist, indem diese Leitungen mit dem Gehäuse eines Stromversorgungsgerätes (12) verbunden sind, wobei in der einen Leitung, der Schutzleitung (11), ein Stromrelais (13) mit einem Ruhekontakt (18) und in der 'anderen Leitung, der Hilfsleitung (14·), ein Hilf srelais (15) und die Sekundärwicklung eines Kleinspannungstransformators (16) angeordnet ist und daß das Hilf srelais (15) mit einem Arbeitskontakt (17) versehen ist, der in Reihe mit dem Ruhekontakt (18) geschaltet ist, wobei ein Betriebsschütz des Plasma-Handbrennera über den Ruhekontakt (18) bei Auftreten eines Kurzschlusses oder durch den Arbeitskon·- takt (17) bei Unterbrechung der Sehutzleitung (11) oder Hilfsleitung (14) abschaltbar bzw. nicht oinschaltbar ist.
2. Plasma-Handbrenner mit Berührungsschutz nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) mit der Düsenkappc (5) über eine elastische, elektrisch isolierende Dichtung
(4) verbunden ist,
dadurch
3, Plasma-Handbrenner nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet,
daß der Keramik-Isolator (7) zur Düse (1) und Düsonkappe (5) konzentrisch angeordnet ist und daß er die Austrittsöffnung der Düse (1) einschließend über die Düsenkappe (5) hinausragt*
4-e Plasma-Handbrenner nach Anspruch 1* 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Keramik-Isolator (7) und die Düsen kappe (5) mit Je einem Bund versehen sind,
.Mti/c/nMrt - .BAD
ι· f.: 9 S 4 5/ 0.4 2 ö
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