DE2337416A1 - Verfahren und vorrichtung zum zuenden eines hochfrequenzplasmabrenners - Google Patents

Description

Ma 1462

Gebr. Böhler & Co., Aktiengesellschaft, Wien

Verfahren und Vorrichtung zum Zünden eines Hochfrequenzplasmabrenners

Die Plasmaerzeugung, d. h. die Erzeugung von hochionisierten Gasen ist grundsätzlich auf zwei Arten möglich und zwar erstens, dadurch, daß das plasmabildende Gas durch mindestens einen elektrischen Lichtbogen geführt und in ihm ionisiert wird und zweitens durch Einwirkung hochfrequenter elektromagnetischer Wechselfelder. Das zweite Verfahren hat sich in letzter Zeit besonders bei der sogenannten zweistufigen Oberflächenhärtung bewährt, bei der eine durch extrem rasche Erhitzung und Abkühlung entstandene dünne Oberflächenschicht aus metastabilem Austenit durch neuerliche Energiezufuhr in ein sehr hartes und zähes MartensitgefUge umgewandelt wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird ein Brennerrohr aus elektrisch leitendem Werkstoff mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden und plasmabildendes Gas, vorzugweise Argon durch das Rohr geleitet,, Hierbei entsteht an der Austrittsöffnung des Brenners eine Fackel aus hochionisiertem Gas, die als "kaltes Plasma" bezeichnet wird, da elektrisch nichtleitende Substanzen, z„ B, Papier, in ihr nicht zum Entzünden gebracht werden können«, Erst beim Auf treffen auf leitende Substanzen, z. B, auf die Oberfläche eines Werkstückes aus härtbarem Stahl, kommt es zu einer Energiefreisetzung, die

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zur Bildung einer Oberflächenschicht aus metastabilem Austenit führt.. Zur Erzielung stabiler Verhältnisse ist es hierbei noch erforderlich, daß das Werkstück geerdet ist» In Figo 1 ist ein für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeigneter Brenner dargestellt« Über die Hochfrequenzzuleitung 6 wird dem Brennerkopf 1 die erforderliche Hochfrequenzleistung zugeführt. Das Arbeitsgas wird dem Brenner durch die Gaszufuhr 3 zugeführt und tritt durch eine vorzugsweise aus Wolfram bestehende Düse 2 aus dem Brenner aus.

Eine der Schwierigkeiten des Verfahrens bestand in der Zündung des Brenners ο Bisher mußte die Zündung des Brenners durch das Einführen eines Metallstiftes in die elektrisch leitende Brennerdüse erfolgen. Diese Art der Zündung birgt aber für den Bedienenden Gefahren durch einen elektrischen Schlag in sich.

Der Anmeldungsvorschlag zeigt nun einen Weg_s wie diese Schwierigkeit überwunden werden kann,, Das geschieht auf diese Weise ₉ daß in den Brennerkopf 1 durch einen Isolierteil 4 ein Stift 5 vorzugsweise aus Wolfram eingeführt wird,, der über ein Kupplung 7 und eine Zündzuleitung 8 auf Erdpotential gelegt wird. Dadurch kommt es zwischen dem Stift 5 und der Düse 2 zur Bildung einer Funkenstreckej durch die das Plasma gezündet wird_e Der Stift 5 kann auch aus einem anderen Material mit hoher Temperaturbeständigkeit und guter Elektronenemission bestehen«,

Die Verbindung des Stiftes 5 mit dem Erdpotential kann nun nicht mit einem Schalter üblicher Ausführung durchgeführt werden, sondern

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auf die in Pig. 2 gezeigte Art. Da es nämlich unter der Wirkung der Hochfrequenz zu einer Lichtbogenbildung zwischen den Schalt-•kontakten kommt, muß entweder ein Hochfrequenz-Leistungsschalter 9 oder an dessen Stelle ein sehr schnell schaltender Schütz zum Schalten von Gleichspannungen verwendet werden. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist» wird' dieser Schütz über einen Hilfsstromkreis mit dem Schalter 10 betätigt. In dieser Darstellung ist auch die Hochfrequenzanspeisung des Brenners 1 durch den Hochfrequenzgenerator 12 zu ersehen, der mit Hilfe des Schalters 11 eingeschaltet wird.

Gegenstand der Anmeldung ist daher ein Verfahren zum Zünden eines Hochfrequenzplasmabrenners, insbesondere für die zweistufige Oberflächenhärtung mit kaltem Plasma, wobei ein Arbeitsgas in einem an einen Hochfrequenzerzeuger angeschlossenen Brennerrohr ionisiert und mit dem zu härtenden, geerdeten Werkstück in Verbindung gebracht wird,und die Erfindung besteht darin, daß ein über einen Isolierteil in den Brenner eingeführter zentraler vorzugsweise aus Wolfram bestehender Stift auf Erdpotential gelegt wird. Dieser Zündvorgang ist höchst einfach und kann durch Knopfdruck bewerkstelligt werden.

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Claims (2)

1. -Jf- Ma 1462

   Patentansprüche

   Γ Λ .^Verfahren zum Zünden eines Hochfrequenzplasmabrenners insbesondere für die zweistufige Oberflächenhärtung mit kaltem Plasma, wobei ein Arbeitsgas in einem an einen Hochfrequenzerzeuger mittels einer Hochfrequenzzuleitung angeschlossenen Brennerrohr aus elektrisch leitendem Werkstoff ionisiert und mit dem zu härtenden geerdeten Werkstück in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein über einen Isolierteil in den Brenner eingeführter zentraler vorzugsweise aus Wolfram bestehender Stift auf Erdpotential gelegt und hierdurch eine Funkenstrecke zwischen dem Brennerrohr und dem geerdeten Stift erzeugt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem an sich bekannten, mit einem Hochfrequenzgenerator 12 über einen Anschluß, (6) verbundenen Plasmabrenner 1, mit einer am Austrittsende angebrachten elektrisch leitenden Düse, dadurch gekennzeichnet, daß in den Plasmabrenner 1 über einen Isolierteil 4 ein zentraler vorzugsweise aus Wolfram bestehender Stift 5 eingeführt ist, der über einen Hochfrequenz-Leistungsschalter oder einen schnell schaltenden Schütz 9 durch Betätigung eines in einem Hilfsstromkreis befindlichen Schalters 10 mit einem Erdpotential in Verbindung gebracht werden kann.

   Gebr. Böhler & Co Aktiengesellschaft Patentbüro

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