DE4234267A1 - Plasmabrennerkopf fuer einen plasmaschweiss- und schneidbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Plasmabrennerkopf für Plas­ maschweiß- und Schneidbrenner, dessen konstruktive Ge­ staltung durch Einfügung unterschiedlich ausgebildeter Elektroden, Kühlkörper zum Verteilen und Weiterleiten fluider Medien, wie Kühlgas, Plasmagas, Kühlwasser an un­ terschiedliche Anforderungen und Leistungen angepaßt wer­ den kann.

Plasmaschneid- und Schweißbrenner sind seit langem be­ kannt. Plasmabrenner weisen im allgemeinen eine Kathode aus hochtemperaturbeständigem Material und in Abstand da­ von eine Hilfsanode auf und Einrichtungen, um einen Gas­ strom durch den zwischen den Elektroden brennenden Licht­ bogen zum Erzeugen eines heißen Plasmastromes zu führen.

Beim Betreiben dient das zu bearbeitende Werkstück als Gegenelektrode für den Lichtbogen. Da die Elektroden im Kopf des Plasmabrenners sich beim Betrieb stark erwärmen, müssen diese gekühlt werden, wobei sowohl Gaskühlung als auch Wasserkühlung verwendet wird.

Je nach Leistung des Plasmabrenners sind Elektroden und die Einrichtung zum Verteilen des Plasmagases und der Kühlmedien unterschiedlich ausgebildet. Die Brenner sind jeweils so konstruiert, daß eine Umwandlung von Gas- in Wasserkühlung oder die Verwendung von getrennten Plasma­ gas und Kühlgas nur dann möglich ist, wenn dies bei der Herstellung bereits berücksichtigt wurde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruk­ tive Gestaltung eines Plasmabrennerkopfes zu schaffen, der Basisteile aufweist, in die durch unterschiedlich ausgebildete Einrichtungen zum Halten der Elektrode und/ oder zum Verteilen und Weiterleiten fluider Medien einge­ fügt werden können, um Anpassungen des Plasmabrenners an unterschiedliche Anforderungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Plasmabrennerkopf für einen Plasmaschweiß- und Schneidbrenner mit einem An­ schlußstück für einen Brennerhals, mit einem Brennerhin­ terteil, einem sich daran anschließenden Isolierkörper und einem daran befestigten Brennervorderteil auf dem ei­ ne, die Schneiddüse umfassende Schutzkappe aus hochtempe­ raturbeständigem Isoliermaterial mit einer zentralen Öff­ nung für den Plasmastrom befestigt ist, mit einer von ei­ nem Elektrodenhalter gehaltenen Elektrode und Einrichtun­ gen zum Verteilen und Weiterleiten von strömendem fluiden Medium (Medien), wobei sich zwei Zuführkanäle für fluides Medium durch das Anschlußstück radial bis in das Zentrum des kappenförmigen Brennerhinterteils erstrecken und Zu­ führleitungen für Zündstrom und Schneidstrom, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich von dem kappenförmigen Brennerhin­ terteil konzentrisch um die Längsachse eine das Brenner­ hinterteil bis in das Brennervorderteil verlängernde in­ nere Buchse erstreckt, deren Innenraum zur Aufnahme ei­ nes, vorzugsweise mit Paßsitz, einfügbaren Elektrodenhal­ ters ausgebildet ist, der erste Zuführkanal in einer Öff­ nung in der Wand der Buchse endet und damit fluchtend ei­ ne gegenüberliegende radiale Bohrung im Brennerhinter­ teil vorhanden ist und im Brennerhinterteil eine parallel zur Längsachse verlaufende Bohrung vorhanden ist, die sich von der radialen Bohrung aus bis zum Isolierkörper erstreckt und mit einer durch den Isolierkörper parallel zur Längsachse verlaufenden Bohrung fluchtet, die radiale Bohrung in der Stirnplatte des Brennerhinter­ teils für den zweiten Zuführkanal in der Mitte der inne­ ren Stirnfläche des Brennerhinterteils in einer Öffnung endet, am vorderen Ende der Außenfläche des Brennerhin­ terteils ein Absatz ausgebildet ist zur Aufnahme des hül­ senförmigen Isolierkörpers, der seinerseits an dem Bren­ nervorderteil zugewandten Ende auf der Außenfläche einen Absatz zur Aufnahme des hohlzylindrischen Brennervorder­ teils aufweist, der Isolierkörper weist etwa in seiner Mitte auf der Innenfläche einen Absatz auf, so daß ein Ringraum zwischen der inneren Buchse des Brennerhinter­ teils und dem Isolierkörper ausgebildet ist, von dem sich aus die parallel zur Längsachse verlaufende Längsbohrung durch den Isolierkörper erstreckt, der Isolierkörper ein hohlzylindrisches Teilstück aufweist mit geringerem Durchmesser, das die innere Buchse auf ihrer gesamten Länge umgibt und wodurch ein Ringraum zwischen dem hohl­ zylindrischen Teilstück und dem dieses konzentrisch umge­ benden hohlzylindrischen Brennervorderteils zur Aufnahme eines Kühlkörpers gebildet wird, das Brennervorderteil in seinem unteren Teil ein Außengewinde aufweist zur Aufnah­ me einer ein entsprechendes Innengewinde aufweisenden Schutzkappe, die sich über das Brennervorderteil so weit hinaus erstreckt, daß im Innenraum das über das Brenner­ vorderteil hinausragende Ende des Kühlkörpers und eine Schneiddüse angeordnet werden können, und das Anschluß­ stück das Brennerhinterteil, der Isolierkörper und das Brennervorderteil bis zum hinteren Ende des Außengewindes von einer durchgehenden Schicht aus elektrisch isolieren­ dem hochtemperaturbeständigen Polymeren umgeben sind und dadurch fest zusammengehalten werden.

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß Brennerköpfe mit daran angeschlossenem Bren­ nerhals ohne Elektroden, Elektrodenhalter und Kühlkörper aus den Grundbauteilen, Anschlußstück zum Brennerhals, Brennerhinterteil, Isolierkörper und Brennervorderteil, einschließlich der üblichen Zu-Ableitungen für fluide Me­ dien und elektrische Anschlüsse in Serie hergestellt wer­ den können, wobei die, vorzugsweise mit Paßsitz, an- und ineinander gefügten Basisteile dann mit der elektrischen Außenisolierung aus einem auch bei höheren Temperaturen formbeständigen Kunststoff ummantelt werden.

Anstelle von Paßsitz zwischen Elektrodenhalter und inne­ rer Buchse des Brennerhinterteils, des Kühlkörpers im Brennervorderteil sind jeweils auch Gewindeverbindungen mit korrespondierenden Innengewinden und Außengewinden möglich.

Parallel dazu werden unterschiedlich gestaltete Elektro­ denhalter, Elektroden und Kühlkörper hergestellt, wobei auch bei diesen Einsatzteilen die Grundform jeweils über­ einstimmend ausgebildet ist, so daß diese Innenteile ebenfalls rationell in Serien aus Grundkörpern gefertigt werden können.

Je nach Anforderung kann dann ein bereits mit Außeniso­ lierung versehener Plasmabrennerkopf dann als Eingasbren­ ner, als Zweigasbrenner mit getrennter Zuführung von Plasmagas und Sekundärgas, als Brenner mit Plasmagasfüh­ rung und Wasserkühlung, mit becherförmiger Elektrode mit hochschmelzendem Metalleinsatz oder stabförmige Elektrode durch Einpassen der vorgefertigten Teile und mit Schneid­ düse und Schutzkappe montiert werden.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist ein Baukastensys­ tem, das die rationelle Fertigung auch kleiner Serien für unterschiedliche Anwendungszwecke in rationeller Weise aus Vorratsteilen ermöglicht.

Vorzugsweise sind in Abstand vom vorderen Ende der inne­ ren Buchse des Brennerhinterteils am Umfang symmetrisch verteilt mehrere tangentiale durchgehende Bohrungen vor­ handen, die ggf. auch in einer Ringnut auf der Außenseite der inneren Buchse beginnen können.

Bei einer Ausführungsform weist das Brennervorderteil auf der Innenfläche im oberen oder hinteren Drittel am Umfang einen sich nach innen erstreckenden Absatz auf, durch den sich symmetrisch verteilt mehrere Längsbohrungen erstre­ cken. Ggf. kann der Absatz auf seiner Innenfläche mit ei­ nem Innengewinde versehen sein, um eine Gewindeverbindung mit einem Außengewinde des einzufügenden Kühlkörpers zu ermöglichen, das Innengewinde kann aber auch direkt an der Innenwand des Brennervorderteils angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Lösung schließt drei unterschiedlich ausgebildete Elektrodenhalter zum Einbringen in eine in­ nere Buchse des Brennerhinterteils ein.

Alle drei Elektrodenhalter sind hohlzylindrische Bauteile mit Längsnuten und Ringnuten auf der Außenfläche, wobei bei zwei Formen jeweils am unteren oder vorderen Ende des Elektrodenhalters ein Außengewinde vorhanden ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde einer das Ende des Elek­ trodenhalters in Abstand umgebenden kappenförmigen oder becherförmigen Elektrode gebracht werden kann.

Bei allen Ausführungsformen ist der Innendurchmesser der Zentralbohrung am vorderen Ende größer ausgebildet, wobei bei einer Ausführungsform anstelle eines Außengewindes an dieser Stelle ein Innengewinde zum Einschrauben einer Spannzange für eine stabförmige Elektrode vorhanden ist.

Bei der Ausführungsform bei der nur ein Gasstrom verwen­ det wird, der im Brennerkopf in Sekundärgas und Plasmagas aufgeteilt wird, ist die Zentralbohrung als Sackbohrung mit abnehmendem Innendurchmesser zum hinteren Ende des Elektrodenhalters hin ausgebildet und das hintere Ende der Zentralbohrung ist verschlossen.

In diese Sackbohrung ist eine Führungshülse eingefügt und der Innendurchmesser der Sackbohrung ist im vorderen Drittel des Elektrodenhalters größer als der Außendurch­ messer der Führungshülse, so daß dazwischen ein Ringkanal ausgebildet ist.

Auf der Außenseite weist der zylindrische Elektrodenhal­ ter über querverlaufende Verbindungsnuten miteinander in Verbindung stehende Längsnuten auf, wobei von der einen Verbindungsnut eine radiale sich bis in die Sackbohrung erstreckende Bohrung vorhanden ist und am oberen Ende ei­ ner Längsnut eine sich bis in die Sackbohrung erstrecken­ de zweite radiale Bohrung vorhanden ist.

Durch diese Ausbildung und der Längsnuten wird der Gas­ strom mehrmals über den Elektrodenhalter in Längsrichtung geleitet und eine wirksame Kühlung erreicht.

Dieser Elektrodenhalter wird mit einem Kühlkörper verwen­ det, der den Gasstrom in einen Teilstrom als Plasmagas und einen Teilstrom als Sekundärgas oder Kühlgas für die Schneiddüse aufteilt.

Bei der Ausführungsform mit vom Plasmagas getrenntem Sekundärgas ist die Zentralbohrung des Elektrodenhalters durchgehend ausgebildet und in die Bohrung eine Führungshülse eingefügt, wobei der Innendurchmesser der Zentral­ bohrung im vorderen Drittel größer ist als der Außen­ durchmesser der Führungshülse, so daß dazwischen eben­ falls ein Ringraum ausgebildet ist.

Der Plasmagasstrom gelangt direkt in das hintere Ende der Zentralbohrung des Elektrodenhalters und wird durch die Führungshülse am vorderen Ende im Innenraum der aufge­ schraubten becherförmigen Elektrode umgelenkt und tritt über radiale Bohrungen seitlich aus dem Elektrodenhalter durch radiale Bohrungen in der den Elektrodenhalter umge­ benden inneren Buchse in einen Ringraum zwischen Isolier­ körper und innerer Buchse ein, und gelangt von dort auf der Außenseite der Elektrode zur Öffnung der Schneiddüse durch die der Lichtbogen mit dem Plasmastrom brennt.

Auf der Außenseite des Elektrodenhalters sind über Ver­ bindungsnuten miteinander in Verbindung stehende Längsnu­ ten vorhanden, im unteren Drittel des Elektrodenhalters ist eine umlaufende Ringnut angeordnet, von der aus über den Umfang verteilte radiale Bohrungen in die durchgehen­ de Zentralbohrung führen. Das Sekundärgas umströmt die Außenfläche des Elektrodenhalters und wird durch eine ra­ diale Bohrung im Brennerhinterteil durch den Isolierkör­ per zum Kühlkörper geleitet. Es wird ein Kühlkörper ohne Einrichtungen zum Abzweigen eines Teilstromes verwendet.

Diese konstruktive Gestaltung des Elektrodenhalters mit getrennter Führung von Plasmagas und Sekundärgas erlaubt bei Verwendung eines geeigneten Kühlkörpers auch eine Wasserkühlung, wobei das Wasser durch den für Sekundärgas vorgesehenen Kanal des Elektrodenhalters fließt.

Die dritte Ausführungsform des Elektrodenhalters ist auf der Außenfläche für fluides Kühlmedium wie bereits be­ schrieben ausgebildet, weist jedoch in der durchgehenden Zentralbohrung keine Führungshülse auf.

Dieser Elektrodenhalter wird vorzugsweise nicht länger ausgebildet als die ihn aufnehmende innere Buchse. In das Innengewinde an dem vorderen Ende wird eine Spannzange mit symmetrisch angeordneten Spannbacken eingeschraubt, wobei durch das Einschrauben die Backen der Spannzange vom Ende des Elektrodenhalters zusammengedrückt werden und auf diese Weise eine zwischen den Spannbacken an­ geordnete stabförmige Elektrode festgelegt wird.

Der Elektrodendurchmesser wird geringer ausgewählt als der Innendurchmesser der Zentralbohrung, so daß ein aus­ reichend freier Querschnitt zur Durchführung von Plasma­ gas verbleibt.

Das Plasmagas tritt dann durch die verbleibenden freien Querschnitte in der Spannbacke aus und umspült unmittel­ bar die Spitze der stabförmigen Elektrode.

Auch der erfindungsgemäße Kühlkörper kann durch zusätz­ liche Änderungen der Grundform an unterschiedliche Aufga­ ben angepaßt sein.

Der erfindungsgemäße Kühlkörper hat die Form einer zylin­ drischen Hülse mit mehreren in Abstand von einander an­ geordneten, nach außen abstehenden Rippen, wobei die Hohlräume zwischen den Rippen durch gegeneinander ver­ setzte Ausschnitte miteinander verbunden sind und von ei­ nem der Hohlräume oder mehreren tangentiale Drallbohrun­ gen in den Innenraum des hülsenförmigen Kühlkörpers füh­ ren und sich von der letzten Rippe eine Vielzahl über den Umfang verteilter, schräg zur Längsachse nach außen ver­ laufender Bohrungen bis zur Außenfläche des sich konisch verjüngenden Endes des Kühlkörpers erstrecken.

Am oberen Ende weist der Kühlkörper bei einer Ausfüh­ rungsform in Abstand von der ersten Rippe einen nach au­ ßen gerichteten Ringflansch auf, der von einer Vielzahl von Längsbohrungen durchsetzt ist. Der Ringflansch kann mit Preßspannung oder mit einem Gewinde in das Brenner­ vorderteil eingefügt werden. Im Falle einer Gewindever­ bindung weist das Brennervorderteil auf der Innenfläche eine mit dem Außengewinde auf dem Ringflansch korrespon­ dierendes Innengewinde auf.

Einfügen mit Preßpassung hat den Vorteil einer selbstzen­ trierenden Wirkung auf Brennervorderteil, Kühlkörper, Isolierkörper und innere Buchse des Brennerhinterteils.

Bei einer anderen Ausführungsform weist der hülsenförmige Kühlkörper am oberen Ende keinen Ringflansch auf, sondern in geringem Abstand vom oberen Ende ist eine Ringnut zur Aufnahme von einer O-Ringdichtung vorhanden. Der Kühlkör­ per weist im vorderen Bereich einen Abschnitt mit einem Außendurchmesser auf, der einen Paßsitz im Brennervorder­ teil ergibt. Ein solcher Abschnitt kann durch eine dicker ausgebildete Rippe geschaffen werden.

Zur Aufnahme einer Schneiddüse kann am vorderen Ende des Kühlkörpers ein Innengewinde vorhanden sein, zum Eingriff mit einem entsprechenden Außengewinde der Schneiddüse.

Ganz besonders bevorzugt ist es jedoch, eine Ringnut auf der Innenseite in einem Abstand vom Ende des Kühlkörpers anzubringen zur Aufnahme eines Federringes, dessen über die Nut hinausragende Teile in eine flache Ringnut auf der Außenseite der einzufügenden becherförmigen Schneid­ düse eingreifen und diese festhalten. Die Befestigung nach dem Funktionsprinzip von Druckknöpfen kann auch um­ gekehrt ausgeführt sein, daß der Federring in einer Nut der Schneiddüse angeordnet ist und in eine flachere Ring­ nut auf der Innenseite des Kühlkörpers eingreift.

Ist keine Aufteilung des fluiden Mediums im Kühlkörper erforderlich, weil Kühlmedium und Plasmagas bereits ge­ trennt dem Brennerhinterteil zugeführt werden, kann auf die tangential verlaufenden Drallbohrungen in den Innen­ raum des Kühlkörpers verzichtet werden.

Das fluide Medium wird dann durch die schräg nach außen verlaufenden, über den Umfang verteilten Bohrungen auf die konische Außenfläche des Kühlkörpers geführt und ge­ langt von dort an der Außenseite der Schneiddüse vorbei und tritt aus der Zentralöffnung der Schutzkappe aus.

Bei einer weiteren Ausführungsform für einen Brenner mit Wasserkühlung weist der Kühlkörper weder Drallbohrungen noch nach außen auf die konische Oberfläche führende Boh­ rungen auf.

Die Hohlräume zwischen den nach außen stehenden Rippen sind untereinander etwas anders verbunden bzw. geteilt und es ist ein zentraler sich über die Außenfläche in Richtung der Längsachse erstreckender Kanal für Kühlwas­ ser vorhanden, durch den das Kühlmedium zuerst an das vordere Ende des Kühlkörpers geführt wird und dann nach oben wieder zurückströmt und durch einen seitlichen Stut­ zen im Brennervorderteil der Wasserabführleitung zuge­ führt wird.

Der Kühlkörper steht in direkter wärmeleitender Verbin­ dung mit der Schneiddüse und überträgt Wärme auf das durchströmende Kühlgas. Bei einem mit Wasser gekühlten Kühlkörper wird Wärme vom Wasser aufgenommen und abge­ führt. Die erfindungsgemäße Kühlung sowohl von Elektro­ denhalter als auch der Schneiddüse erhöht die Standzeiten des Plasmabrenners.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen noch detail­ lierter beschrieben.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt den Brennerkopf 1, mit den für alle Brennerausführungen im wesentlichen gleichen Grundteilen. Mit 2 ist das hohlzylindrische kappenförmige Brennerhinterteil bezeichnet, das eine Elektrode, vor­ zugsweise den Minuspol ausbildet und dessen Hohlzylinder zur Ausbildung einer Kappe eine obere Stirnplatte auf­ weist. An das Brennerhinterteil 2 schließt sich seitlich ein Anschlußstück 3 für den nichtgezeigten Brennerhals an, durch das sich zwei Zuführungskanäle 4, 5 von der An­ schlußfläche zum Brennerhals durch radiale Bohrungen in das Zentrum des Brennerhinterteils 2 erstrecken. Von den Kontaktflächen vom Brennerhinterteil 2 und Anschlußstück 3 aus erstrecken sich, die Bohrungen für die Kanäle 4, 5 umgebende Sacklöcher zur Aufnahme von Verbindungsbuchsen 28 zwischen Brennerhinterteil 2 und Anschlußstück 3.

Der Kanal 5 wird durch eine radiale Bohrung in der Stirn­ platte ausgebildet und endet an der inneren Stirnfläche des Brennerhinterteils 2 mit einer Öffnung 6 in Richtung der Längsachse des Brennerhinterteils 2.

Die Radialbohrung des zweiten Kanals 4 endet etwa in der Mitte des Brennerhinterteils 2 mit einer seitlichen Öff­ nung 7, wobei sich die radiale Bohrung mit einer Bohrung 8 auf dem gegenüberliegenden Teil der seitlichen Innen­ wand noch in das Brennerhinterteil 2 fortsetzt und sich einer parallel zur Längsachse verlaufenden Längsbohrung g anschließt.

Das hohlzylindrische Brennerhinterteil 2 weist konzen­ trisch um die Längsachse noch eine sich bis in das Bren­ nervorderteil 11 erstreckende innere zylindrische Buchse 10 zur Aufnahme eines nichtgezeigten Elektrodenhalters auf. Vorzugsweise ist die Innenfläche der inneren Buchse 10 glatt zur Aufnahme des Elektrodenhalters durch Paß­ sitzt. Es kann aber auch eine Gewindeverbindung zwischen der Buchse 10 und dem Elektrodenhalter ausgebildet sein, wenn die Buchse 10 ein Innengewinde und der Elektroden­ halter ein entsprechend angeordnetes korrespondierendes Außengewinde aufweist. Der Außendurchmesser der inneren Buchse 10 ist geringer als der Außendurchmesser des kap­ penförmigen Brennerhinterteils 2.

In geringem Abstand vom unteren Ende der inneren Buchse 10 ist eine Ringnut 15 angeordnet, in der symmetrisch über den Umfang verteilt eine Vielzahl von tangentialen Bohrungen 58 nach innen hindurchführen.

Zwischen dem Brennerhinterteil 2 und dem hohlzylindri­ schen Brennervorderteil 11 ist ein hülsenförmiger Iso­ lierkörper 12 mit Absätzen auf Innen- und Außenflächen angeordnet, der mit Passung auf einem Absatz am vorderen Ende der Außenfläche des Brennerhinterteils 2 angefügt ist.

Der hülsenförmige Isolierkörper 2 weist auf der Außenflä­ che an dem, dem Brennervorderteil 11 zugewandten Ende ei­ nen Absatz zur Aufnahme des oberen Endes des Brennervor­ derteils 11 auf.

Der Isolierkörper 12 hat auf der Innenfläche etwa in der Mitte einen Absatz von dem an der Innendurchmesser klei­ ner ist. Der Isolierkörper 12 weist im Zentrum ein hohl­ zylindrisches Teilstück 13 mit geringerem Außendurchmes­ ser als der Außendurchmesser des hülsenförmigen Teils auf, das die innere Buchse 10 des Brennerhinterteils 2 auf ihrer gesamten Länge umgibt.

Das letzte Stück des hohlzylindrischen Teilstückes 13 hat einen sich konisch erweiternden Innendurchmesser, so daß zwischen der Außenfläche der inneren Buchse 10 und der Innenfläche des Teilstückes 13 ein Ringraum 14 ausgebil­ det ist, in den mehrere symmetrisch verteilte Bohrungen 15 durch den unteren Teil der Buchse 10 münden.

Zur Vergrößerung des Ringraumes 14 dient die in der Außenfläche der Buchse 10 angeordnete umlaufende Nut 15. Das hohlzylindrische Teilstück 13 des Isolierkörpers 12 ist von dem hohlzylindrischen Brennervorderteil 11 umge­ ben, wobei dazwischen ein Ringraum 16 zur Aufnahme eines nichtgezeigten Kühlkörpers 42 vorhanden ist.

An seinem oberen Ende steht der Isolierkörper 12 in Ein­ griff mit einem ringförmigen Absatz auf der Außenfläche des Brennerhinterteils 2, wobei im Absatz eine Ringnut 17 zur Aufnahme einer O-Ringdichtung ausgebildet ist, um den Paßsitz des Isolierkörpers 12 auf dem Absatz des Brenner­ hinterteils 2 zu unterstützen. Der Isolierkörper 12 weist seinerseits auf seiner Außenfläche einen Absatz zum Ein­ griff des Brennervorderteils 11 auf. Auch in diesem Falle ist auf dem Absatz des Isolierkörpers eine Ringnut 18 ausgebildet zur Aufnahme einer O-Ringdichtung zur Unter­ stützung des Paßsitzes des Brennervorderteils 11 auf dem Absatz des Isolierkörpers 12.

Der Außendurchmesser des hohlzylindrischen Teilstückes 13 ist geringer als der Außendurchmesser des oberen Teils des Isolierkörpers 12. Der Innendurchmesser des hülsen­ förmigen Isolierkörpers 12 ist unterhalb des Absatzes des Brennerhinterteils 2 noch unverändert, so daß ein Ringka­ nal 19 zwischen der Außenfläche der Buchse 10 und dem Isolierkörper 12 ausgebildet ist, in den die Achsrichtung des Brennerkopfes verlaufende Längsbohrung 9 mündet.

Am Übergangsstück des Isolierkörpers 12 zur inneren Buch­ se 10 stimmt dessen Innendurchmesser etwa mit dem Außen­ durchmesser in der Buchse 10 des Brennerhinterteils 2 überein, so daß die Wandstärke des Isolierkörpers 12 auf diesem Übergangsstück größer ist als im oberen Teil. Von dem durch die Innendurchmesserverkleinerung des Isolier­ körpers 12 gebildeten Absatz erstrecken sich symmetrisch verteilt mehrere Längsbohrungen 20 parallel zur Längsach­ se, die auf der Außenfläche des hohlzylindrischen Teil­ stückes 13 in dem Ringraum 16 zwischen der Innenwand des Brennerwandvorderteils 11 und der Außenwand des hohl­ zylindrischen Teilstückes 13 enden.

Brennerhinterteil 2, Isolierkörper 12 und Brennervorder­ teil 11 sind als Hülsen jeweils auf entsprechend ausge­ bildeten Absätzen aufeinander aufgesteckt und durch Preß­ passung gehalten. Das Brennervorderteil 11 ragt über das vordere Ende der inneren Buchse 10 des Brennerhinterteils 2 hinaus. Im oberen Drittel des Brennervorderteils 11 ist auf der Innenfläche des Hohlzylinders am Umfang ein nach innen ragender Absatz 43 vorhanden. Der auf der Höhe des Absatzes 43 verbleibende Ringraum wird vom Ringflansch am oberen Ende eines einzusetzenden Kühlkörpers 42 ausge­ füllt.

Der flanschförmige Absatz 43 ragt nur geringfügig in den Innenraum des Brennervorderteils 11 und dient zur Preß­ passung mit dem oberen Ringflansch des einzufügenden Kühlkörpers. Anstelle eines Absatzes kann das Brennervor­ derteil auch ein Innengewinde aufweisen, das mit einem Außengewinde am Ringflansch korrespondiert, wenn eine Ge­ windeverbindung zwischen Brennervorderteil 11 und Kühl­ körper erwünscht ist.

Grundsätzlich ist es auch möglich, den Paßsitz oder das Gewinde für das Befestigen des einzufügenden Kühlkörpers an einer anderen Stelle des Brennervorderteils anzuordnen und den entsprechenden Kühlkörper an der gewählten Stelle mit einem Ringflansch mit oder ohne Außengewinde zu verse­ hen.

Vorzugsweise ist der Paßsitz jedoch im oberen Drittel angeordnet, um die dabei erzielbare Zentrierwirkung beim Einfügen des Kühlkörpers auszunutzen.

Bei einer anderen Ausführungsform weist das Brennervor­ derteil einen weiter nach innen ragenden Absatz 43 auf, durch den in Richtung zur Längsachse symmetrisch über den Umfang verteilt mehrere Längsbohrungen hindurchge­ führt sind. Die Ausführungsform dient zur Aufnahme eines Kühlkörpers ohne oberen Ringflansch.

Im unteren oder vorderen Teil des Brennervorderteils 11 ist ein Außengewinde 21 zum Eingriff mit dem Innengewinde der Schutzkappe 22 vorhanden, um diese durch Aufschrauben am Brennervorderteil 11 befestigen zu können. Die Schutz­ kappe 22 erstreckt sich über das Brennervorderteil 11 so weit hinaus, daß in ihrem Innenraum ausreichend Platz für das Ende des nichtgezeigten Kühlkörpers 42 und für die Aufnahme der Schneiddüse 54 vorhanden ist.

Die Schutzkappe 23 weist in der Kopffläche eine zentrale Bohrung 59 für den Durchgang des Sekundärgases und des Plasmastromes auf. Das Außengewinde 21 auf dem Brenner­ vorderteil und das korrespondierende Innengewinde der Schutzkappe 22 können sowohl Normgewinde als auch spe­ zielle Sonderausführungen sein, die später noch detail­ liert beschrieben werden. Am Brennervorderteil 11 ist auf der dem Anschlußstück zugewandten Seite ein seitlicher Ausgangsstutzen 24 vorhanden, der auch für die Zuführung des Pluspols des Zündstromes dienen kann. Am seitlichen Anschlußstück 3 ist ein Anschlußstutzen 25 mit Siche­ rungsstift 26 zum Eingriff mit einer nichtgezeigten Wippe oder einem Schutzstecker vorhanden, wobei der Eingriff und Kontakt durch vollständiges Aufschrauben der Schutz­ kappe 22 auf das Brennervorderteil 11 bewirkt wird. Bei nicht korrekt oder unvollständig auf das Brennervorder­ teil 11 aufgeschraubter Schutzkappe 22 sind Kontakte un­ terbrochen und es ist kein Zünden des Brenners möglich oder der Steuerschaltkreis wird bei sich lockernder Schutzkappe unterbrochen.

Auf der Außenfläche von Brennerhinterteil 2, Isolierkör­ per 12 und Brennervorderteil 11 können Nuten 27 vorhanden sein, um die Befestigung einer nichtgezeigten zusammen­ hängenden Außenisolierung um Brennerhinterteil 2, Iso­ lierkörper 12 und Brennervorderteil 11 zu unterstützen. Die durch Paßsitz in einander gefügten drei Teile werden durch die Außenisolierung dauerhaft zusammengehalten. Die Außenisolierung endet etwas oberhalb des oberen Endes des Außengewindes 21, ohne daß jedoch eine größere Fläche des Brennervorderteils ohne Isolierung freiliegt. Die Außen­ isolierung kann als durchgehende Schicht aus einem elek­ trisch isolierenden hochtemperaturbeständigen Polymeren ausgebildet werden. Bevorzugt sind durch Spritzguß verar­ beitbare Thermoplaste oder Duroplaste. Ganz besonders be­ vorzugt sind durch Spritzguß verarbeitbare Elastomere, insbesondere Siliconelastomere, die zur Verbesserung ih­ rer thermischen Stabilität geeignete verstärkende Füll­ stoffe und Extender enthalten können, so daß Formbestän­ digkeit bis 350°C bei Shorehärten der Skala A von 75 bis 83 gewährleistet ist. Brennerhals und Brennerkopf können mittels sogenannten Einlagespritzgusses mit der Außeniso­ lierung versehen werden.

Brennerhinterteil 2, Brennervorderteil 11 und seitliches Anschlußstück 3 sind aus Metall, beispielsweise Kupfer, Messing, Automatenstahl oder VA-Stahl, wobei für das Brennervorderteil Automatenstahl oder VA-Stahl bevorzugt ist. Der Isolierkörper 12 ist aus einem durchschlagfesten hochtemperaturbeständigen elektrisch isolierenden Mate­ rial gefertigt, vorzugsweise Duroplasten oder thermoplas­ tischen Polymeren, beispielsweise Polytetrafluorethylen. Als Isoliermaterial für die Schutzkappe 22 ist ein hoch­ temperaturbeständiges Isoliermaterial oder keramisches Material bevorzugt. Die Schutzkappe kann an der seit­ lichen Außenfläche noch eine metallische Schutzhülse 27 aufweisen, um beim Aufschrauben das keramische Material gegenüber dem Angriff eines Werkzeuges mechanisch zu schützen. Die Schutzhülse kann auch zur Aufnahme von auf­ zuschiebenden Zusatzteilen, beispielsweise Abstandhalter, Führungslehren, usw. dienen. Die O-Ringdichtungen sind aus einem hochtemperaturbeständigen Elastomeren herge­ stellt.

Fig. 2a bis 2d zeigen, jeweils um 90° geschwenkt, eine Ausführungsform eines Elektrodenhalters 29 für eine Aus­ führungsform des Brennerkopfes, bei dem durch den ersten Kanal 4 ein Gasstrom, der als Plasmagas und zur Kühlung dient, zugeführt wird.

Der zylindrische Elektrodenhalter 29 weist einen Außen­ durchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der In­ nendurchmesser der inneren Buchse 10 des Brennerhinter­ teils 2, so daß er in diese eingepaßt werden kann. Dies geschieht durch Preßspannung, wobei der Elektrodenhalter 30 an geeigneter Stelle auf seiner Länge einen Abschnitt 67 mit einem solchen Außendurchmesser aufweist, daß die Preßspannung in der inneren Buchse 10 erreicht wird.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Abschnitt 67 oberhalb eines Ringflansches 68, der als Anschlag für die innere Buchse 10 dient, angeordnet. Anstelle eines Paß­ sitzes kann auch eine Gewindeverbindung ausgebildet sein, wobei bei einer solchen Gestaltung die innere Buchse 10 ein Innengewinde aufweist, das mit dem Außengewinde auf dem Abschnitt 67 des Elektrodenhalters korrespondiert.

Wenn eine Haltefunktion erwünscht ist, kann es auch aus­ reichend sein, wenn der Abschnitt 67 auf seiner Außen­ oberfläche mit einer Rändelung versehen ist. Benachbart zu seinem hinteren oder oberen Ende ist eine umlaufende Ringnut 30 vorhanden, zur Aufnahme einer O-Ringdichtung, die an der Innenfläche der inneren Buchse 10 so fest an­ liegt. Das vordere oder untere Ende ist mit einem hinter­ schnittenen Außengewinde 31 zum Eingriff mit einem ent­ sprechenden Innengewinde einer nichtgezeigten becherför­ migen Elektrode versehen. Vom vorderen Ende des Elektro­ denhalters aus erstreckt sich in Richtung der Längsachse eine zentrale Sackbohrung 32 mit zweimal absatzweise ab­ nehmendem Innendurchmesser bis in das obere Drittel des zylindrischen Elektrodenhalters 29.

Im mittleren Teil ist der Durchmesser der Sackbohrung 32 so groß, daß eine nicht gezeigte dünne Führungshülse 33 fest eingefügt werden kann. Im vorderen oder unteren Teil ist der Durchmesser größer als der Außendurchmesser der Führungshülse 33, so daß zwischen Führungshülse und In­ nenwand der Sackbohrung ein Ringkanal 34 entsteht.

Aus dem Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2c, der in Fig. 2d wiedergegeben ist, ergibt sich, daß auf der Außenfläche des Elektrodenhalters 29 symmetrisch ver­ teilt sechs Längsnuten 35a bis 35d vorhanden sind, die in Abstand vom oberen Ende beginnen und in Abstand vom Außengewinde 31 enden.

Die oberen Enden der beiden Längsnuten 35a sind durch eine Quernut oder Ausfräsung 36 auf der Oberfläche des Elektrodenhalters miteinander verbunden, wobei die Ver­ bindungsnut 36 mit dem Loch 7 am Ende des ersten Zuführ­ kanals 4 des Brennerhinterteils fluchtet. Die unteren oder vorderen Enden der Längsnuten 35a sind durch eine quer verlaufende Ausfräsung oder Verbindungsnut 37 mit dem unteren Ende der dazwischen angeordneten Längsnut 35b verbunden.

Das obere Ende der Längsnut 35b endet in Abstand von der Verbindungsnut 36 in einer radialen Durchgangsbohrung 39, die in die Sackbohrung 32 führt. Die der Nut 35b gegen­ überliegende Nut 35c und die auf jeder Seite benachbarten Nuten 35d sind am vorderen oder unteren Ende durch eine quer verlaufende Verbindungsnut 38 miteinander verbunden. Von der Verbindungsnut 38 führt am Ende der Nut 35c eine radiale Bohrung 40 in die Sackbohrung 32. Die Längsnuten 35c und 35d sind so lang wie die Nuten 35a und sind am oberen Ende durch eine quer verlaufende Ausfräsung oder Verbindungsnut 41 miteinander verbunden. Die Verbindungs­ nuten 36 und 41 am oberen Ende bilden in Abstand von der Ringnut 30 eine umlaufende Ringnut aus, die durch zwei Stege in zwei getrennte Hälften geteilt ist. Die Verbin­ dungsnuten 37 und 38 bilden am vorderen oder unteren Ende eine Ringnut aus, die durch zwei Stege in zwei getrennte Hälften geteilt ist.

Der Elektrodenhalter 29 ist länger als die innere Buchse 10 des Brennerhinterteils 2, wobei das Außengewinde 31 in eingefügtem Zustand sich bereits außerhalb der Buchse 10 befindet. Der Elektrodenhalter ist aus Metall, vorzugs­ weise aus Messing hergestellt. Die Längsnuten 35 ergeben in Verbindung mit den quer verlaufenden Verbindungsnuten und der Sackbohrung 32 einen verlängerten Gaskanal, so daß der Elektrodenhalter 29 von durchströmendem Gas ein­ schließlich der inneren Buchse des Brennerhinterteils bei Betrieb des Brenners gekühlt wird.

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Ausführungsform eines Kühlkörpers 42 im Längsschnitt und schematisch. Aus dem Längsschnitt in Fig. 3a und der schematischen Wiedergabe in Fig. 3b ist ersichtlich, daß der Kühlkörper 42 eine zylindrische Hülse ist, deren Außendurchmesser am oberen Ende mit einem Ringflansch 45 versehen ist.

Der Außendurchmesser des Ringflansches ist auf den Innen­ durchmesser des Abschnittes 43 des Brennervorderteils 11 abgestimmt, so daß Paßsitz gewährleistet ist. Der Ring­ flansch 45 kann aber auch mit einem Außengewinde versehen sein, das mit einem entsprechend plazierten Innengewinde am Brennervorderteil in Eingriff gebracht werden kann. Durch den Ringflansch 45 führen über den Umfang verteilt mehrere Längsbohrungen 44, die eine Verbindung zwischen dem in Fig. 4 gezeigten Ringraum 57 und dem Hohlraum zwischen dem Ringflansch 45 und der ersten Rippe 46 her­ stellen.

Auf der Außenoberfläche des Kühlkörpers 42 sind in Abstand in Längsrichtung von einander mehrere umlaufende nach au­ ßen ragende Rippen 46 verteilt, deren Außendurchmesser mit dem Innendurchmesser des Brennervorderteils 11 überein­ stimmt. Die Rippen 46 sind mit jeweils gegeneinander ver­ setzten Ausschnitten oder Schlitzen 47 versehen, so daß die Hohlräume zwischen den Rippen 46 miteinander verbun­ den sind.

Anstelle von parallel zueinander in Abstand voneinander angeordneter Rippen 46 kann auch ein Gewinde ausgebildet sein, um ein Umströmen des Kühlkörpers 42 mit fluiden Medium zu ermöglichen.

Die unterste letzte Rippe 46a ist vorzugsweise dicker ausgebildet als die anderen Rippen weist keine Schlitze 47 auf und es schließt sich ein Absatz mit größerem Au­ ßendurchmesser an, der mit dem Außendurchmesser des Bren­ nervorderteils 11 übereinstimmt, so daß ein Anschlag für die Stirnfläche des Brennervorderteils ausgebildet ist. Das untere Ende des Kühlkörpers 42 ragt über den Absatz hinaus und ist konisch verjüngt ausgebildet. Durch die letzte Rippe 46a führen axial oder unter einem Winkel zur Längsachse Bohrungen 48 nach außen, die an der koni­ schen Außenfläche des Kühlkörperendes enden. Eine Viel­ zahl von Bohrungen 48 sind über den Umfang der Rippe 46a und das Endteil des Kühlkörpers verteilt. Vom vorletzten Hohlraum zwischen den Rippen 46 führen zwei oder mehrere tangentiale Drallbohrungen 49 in den Innenraum des Kühl­ körpers 42. Der Innendurchmesser der zylindrischen Hülse des Kühlkörpers stimmt mit dem Außendurchmesser des hohl­ zylindrischen Teilstückes 13 des Isolierkörpers 12 über­ ein.

Um einen Anschlag für das Ende des Teilstückes 13 auszu­ bilden ist der Innendurchmesser im unteren Drittel der Hülse auf einem Teilstück enger ausgebildet, ist jedoch im Endabschnitt wieder vergrößert zur Aufnahme der nicht­ gezeigten becherförmigen Schneiddüse 54. Um die Schneid­ düse einfügen zu können, kann ein Innengewinde, das mit einem Außengewinde der becherförmigen Schneiddüse korres­ pondiert, vorhanden sein. Es kann aber auch eine Ringnut 50 vorhanden sein, zur Aufnahme eines Federringes zum Halten der Schneiddüse nach dem Prinzip eines Druck­ knopfes. Zum Ein- und Ausbringen der Schneiddüse dient bei Verwendung der Ringnut und Federring ein besonders ausgebildetes Werkzeug.

Die Ringnut 50 kann aber auch eine geringere Tiefe haben, wenn die becherförmige Schneiddüse auf der Außenseite eine Ringnut mit überstehendem Federring aufweist.

Fig. 3c und 3d zeigen eine Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Kühlkörpers 42, bei dem anstelle des oberen Ringflansches 45 in geringerem Abstand vom oberen Ende eine Ringnut 45a zur Aufnahme einer O-Ringdichtung auf der Außenseite der Kühlkörperhülse vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform ist die letzte Rippe 46a dicker ausgebildet, um eine Anlagefläche für den Paßsitz des Kühlkörpers 42 in dem Brennerteil zu schaffen. Grundsätz­ lich kann an der Umfangsfläche der Rippe 46a auch ein Au­ ßengewinde vorhanden sein zum Eingriff in ein korrespon­ dierendes Innengewinde des Brennervorderteils. In der übrigen Gestaltung ist der Kühlkörper, mit denen von Fig. 3a und 3b gleich.

Fig. 4 zeigt im Schnitt den erfindungsgemäßen Brenner­ kopf von Fig. 1 mit in die innere Buchse 10 des Brenner­ hinterteils 2 eingefügtem Elektrodenhalter 29 gemäß Fig. 2. In den Ringraum 16 zwischen Brennervorderteil 11 und dem hohlzylindrischen Teilstück 13 des Isolierkörpers 12 ist der in Fig. 3a und b wiedergegebene Kühlkörper 42 ein­ gefügt. Der Isolierkörper 12 sitzt auf dem Absatz auf der Außenfläche des Brennerhinterteils 2 und in der Ringnut 17 ist eine nichtgezeigte O-Ringdichtung angeordnet.

Das Brennervorderteil 11 ist auf den dafür vorgesehenen Absatz auf der Außenfläche des vorderen Endes des Iso­ lierkörpers 12 aufgeschoben. In der Ringnut 18 ist eine O-Ringdichtung angeordnet. Auf das Brennervorderteil 11 ist mittels Gewinde 21 die Schutzkappe 22 mit der Zen­ tralöffnung 24 aufgeschraubt. Auf das vordere Ende des Elektrodenhalters 29 ist eine kappenförmige Elektrode 51 mit einem zentralen Einsatz 52 aus beständigen Metallen wie Zirkonium, Hafnium, Wolfram oder Rhodium aufgeschraubt.

Die Elektrode 51 kann aus Kupfer oder anderen beständigen Metallen gefertigt sein. Die Führungshülse 33 ragt über das Ende des Elektrodenhalters 29 in den Innenraum der becherförmigen Elektrode 51. Um einen dichten Sitz des Kühlkörpers 42 auf dem hohlzylindrischen Teilstück 13 des Isolierkörpers 12 zu gewährleisten, ist auf der Außenflä­ che des Teilstückes 13 eine Ringnut 53 mit einer O-Ring­ dichtung vorhanden. Das untere Ende des Kühlkörpers 42 erstreckt sich über das vordere Ende des Brennervorder­ teils 11 in den Innenraum der becherförmigen Schutzkappe 22. In den Kühlkörper 42 ist die becher- oder kappenför­ mige Schneiddüse 54 eingefügt.

In die Ringnut 50 der becherförmigen Schneiddüse 54 ist ein über die Ringnuttiefe hinausragender Federring einge­ setzt, der in eine Ringnut geringer Tiefe auf der Außen­ seite der becherförmigen Schneiddüse mit seinen überste­ henden Teilen eingreift und die Schneiddüse festhält. Diese Befestigungsweise, die zum Herausnehmen der Schneiddüse ein Werkzeug erfordert, daß an seitlich über den Kühlkörper vorstehendem Rand der Schneiddüse angrei­ fen kann, hat den Vorteil einer größeren Betriebssicher­ heit gegenüber einer Gewindeverbindung zwischen Kühlkör­ per und Schneiddüse. Die Schneiddüse 54 weist im Zentrum der Kappe eine Öffnung 55 für den Plasmastrom auf.

Der Brennerkopf dieser Ausführungsform ist für gasgekühl­ te Plasmabrenner mit einer Leistung bis zu 20 KW und Schneidstrom bis 150 A bestimmt, wobei nur ein Gas durch den ersten Kanal 4 zugeführt wird, das zum Kühlen aber auch als Plasmagas dient. Der zweite Kanal 5 ist bei die­ ser Ausführungsform des Brennerkopfes durch einen, die Verbindungsbuchse 28 ersetzenden Blindstopfen 56 ver­ schlossen. Das Gas tritt durch die Öffnung 7 am Ende des Zuführkanals 4 in die Verbindungsnut 36 zwischen den Längsnuten 35a des Elektrodenhalters 29 ein und strömt durch die Längsnuten 35a in Richtung der Elektrode 51. Am unteren Ende der Nut 35a wird es in der Verbindungsnut 37 umgelenkt und strömt durch die Längsnut 35b in Richtung des Brennerhinterteils 2. Von dort gelangt es durch die radiale Bohrung 39 in die Sackbohrung 32 des Elektroden­ halters 29 und strömt in der Führungshülse 33 bis in den Innenraum der becherförmigen Elektrode 51 wird erneut um­ gelenkt und gelangt durch den Ringkanal 34 zwischen Füh­ rungshülse 33 und der Innenfläche des Elektrodenhalters 29 in die radiale Bohrung 40 am unteren Ende der Längsnut 35c, wird durch die Verbindungsnut 38 auf die Längsnuten 35c und 35d aufgeteilt und strömt in Richtung des Bren­ nerhinterteils bis zur Verbindungsnut 41 am oberen Ende der Längsnuten 35c und 35d und tritt dort durch die ra­ diale Bohrung 8 in das Brennerhinterteil 2 ein. Durch die Längsbohrung 9 gelangt das Gas in den Ringkanal 19 zwi­ schen der inneren Buchse 10 des Isolierkörpers 12 und der Außenwand des Isolierkörpers 12, tritt dann durch die achsparallelen Längsbohrungen 20 in dem Isolierkörper 12 in einen Ringraum 57 oberhalb des oberen Endes des Kühl­ körpers 42 zwischen der Innenwand des Brennervorderteils 11 und des hohlzylindrischen Teilstückes 13 des Isolier­ körpers 12 ein.

Durch die über den Umfang des Ringflansches 45 des Kühl­ körpers 42 verteilten Längsbohrungen 44 gelangt das Gas in die Hohlräume zwischen den Rippen 46 des Kühlkörpers 42. Der Kühlkörper 42 teilt den Gasstrom auf, wobei der das Plasmagas bildende Teilstrom durch die Drallbohrung 49 in den Raum zwischen der Innenwand des Kühlkörpers 42 und der in den Elektrodenhalter 29 eingeschraubten Elek­ trode 51 gelangt, die Elektrode umströmt und dann durch die Öffnung 55 in der Schneiddüse 54 als Plasmastrom aus­ tritt. Der zur Kühlung dienende Teil des Gases tritt durch die schräg oder axial verlaufenden Bohrungen 48 in den Raum zwischen Schutzkappe 22 und Schneiddüse 54 ein und tritt dann durch die Öffnung 59 in der Schutzkap­ pe 22 aus, wobei das Gas den aus der Öffnung 55 aus der Schneiddüse 54 kommenden Plasmastrom umgibt.

Der gesamte Brennerkopf bis zur Schutzkappe ist mit einer nichtgezeigten elektrischen Isolierschicht aus einem bis 350°C formbeständigen Polymeren umgeben. Die üblichen Zu­ führleitungen für einen Plasmabrenner sind nicht gezeigt, da sie den üblichen Konstruktionen entsprechen.

Zum Zünden des Brenners wird Spannung zwischen dem als Minuspol fungierenden Brennerhinterteil 2, das über den Elektrodenhalter 29 in elektrischer Verbindung mit der Elektrode 51 steht und der Schneiddüse 55 in elektrisch leitender Verbindung mit Brennervorderteil 11 steht, an­ gelegt. Nachdem der Plasmabogen zwischen Elektrode 51 und Schneiddüse gezündet wurde, liegt beim Betrieb des Plas­ mabrenners zum Schneiden die elektrische Spannung zwi­ schen dem als Minuspol geschalteten Brennerhinterteil 2 und dem Werkstück als Pluspol an.

Der aus der Öffnung 59 der Schutzkappe 22 austretende Plasmastrom weist eine Temperatur von 2000°C bis 25 000°C auf und kann zum Schneiden und bei Verwendung einer anderen Elektrode auch zum Schweißen verwendet wer­ den.

Der in Fig. 5a bis 5c wiedergegebene Elektrodenhalter 60 unterscheidet sich von der in Fig. 2 wiedergegebe­ nen Ausführungsform lediglich dadurch, daß die Gasführung in den Längsnuten 35 anders ist und die zentrale Längs­ bohrung 61 und die darin angeordnete Führungshülse 33 sich durch den gesamten Zylinder erstrecken und der Elek­ trodenhalter (60) am oberen Ende im Zentrum eine Öffnung aufweist, die mit der Öffnung 6 in der Stirnplatte des Brennerhinterteils fluchtet. In den übrigen Funktionen besteht kein Unterschied zu dem im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Elektrodenhalter.

Das nichtgezeigte Führungsrohr 33 ragt über das untere Ende des Elektrodenhalters 60 wie bei den anderen Ausfüh­ rungsformen hinaus. Am unteren Ende des Zylinders ist ein hinterschnittenes Außengewinde 31 vorhanden zum Eingriff mit dem entsprechenden Innengewinde einer nichtgezeigten becherförmigen Elektrode. Der Innendurchmesser der durch­ gehenden Längsbohrung 61 ist durch einen Absatz unter dem Endteil bis oberhalb des Gewindes 31 vergrößert zur Aus­ bildung eines Ringraumes 34 zwischen der Innenwand der Bohrung 61 und der Außenfläche der Führungshülse 33.

Etwa im unteren Drittel des Zylinders ist eine umlaufende Ringnut 62 vorhanden, von der aus symmetrisch am Umfang verteilte radiale Bohrungen 63 in die durchgehende Längs­ bohrung 61 im Abschnitt mit vergrößertem Innendurchmesser führen. Diese Bohrungen 63 fluchten in der Längachse mit der Ringnut 15 der inneren Buchse 10 des Brennerhinter­ teils 2 in der über den Umfang verteilt tangentiale Boh­ rungen 58 vorhanden sind. In Abstand von der Ringnut 62 ist eine weitere Ringnut 64 zur Aufnahme einer O-Ring­ dichtung vorhanden. Eine weitere Ringnut 30 für eine O- Ringdichtung ist in Abstand vom oberen oder hinteren Ende des hinteren Halters 60 vorhanden. Die zwischen den Ring­ nuten 62 und 64 liegende Außenfläche 68 ermöglicht das Einbringen des Elektrodenhalters 60 in die innere Buchse des Brennerhinterteils mit Paßsitz.

Eine weitere Ringnut 65 verbindet die unteren Enden aller Längsnuten 35a und 35b auf der Außenseite des Zylinders. Während die Ringnut 66 in Abstand vom oberen Ende des Zy­ linders durch zwei Stege in zwei Teile unter Ausbildung von Verbindungsnuten getrennt ist, so daß jeweils die oberen Enden der Längsnuten 35a und die oberen Enden der Längsnuten 35b durch je einen Teil der Nut 66 miteinander verbunden sind. Diese konstruktive Gestaltung ermöglicht getrennte Führung von Sekundärgas und Plasmagas durch den Elektrodenhalter 60, in dem die beiden Zuführungskanäle 4 und 5 des Brennerkopfes ausgenutzt werden.

Der für einen Brennerkopf mit getrennter Gasführung ge­ eignete Kühlkörper 42 unterscheidet sich vom dem in Fig. 3 wiedergegebenen Kühlkörper lediglich dadurch, daß keine Drallbohrungen 49 zur Aufteilung des Gasstromes vorhanden sind, weil Plasmagas und Sekundärgas bereits über getrennte Kanäle in den Elektrodenhalter eintreten und getrennt weitergeführt werden.

Bezüglich der weiteren Details des Kühlkörpers 42 wird auf die Beschreibung der Fig. 3 Bezug genommen.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungs­ form des Brennerkopfes mit getrennter Führung von Sekun­ därgas oder Kühlgas und Plasmagas mit in die in Fig. 1 gezeigte Grundkonstruktion des Brennerkopfes eingeführten zusätzlichen Teilen (Elektrodenhalter mit Elektrode, Kühlkörper mit Schneiddüse und Schutzkappe).

Abweichend von Fig. 4 ist der in Fig. 5a und 5b ge­ zeigte Elektrodenhalter 60 eingefügt und der Kühlkörper 42 von Fig. 3a und b weist keine nach innen führenden Drallbohrungen auf.

In diesem Falle sind in beiden Zuführkanälen 4 und 5 Ver­ bindungsbuchsen 28 zwischen dem Brennerhinterteil 2 und dem Anschlußstück 3 zur Ausbildung durchgehender Zuführ­ kanäle vorhanden. Der Zuführkanal 5 für Plasmagas endet in der Zentralöffnung 6 in der inneren Stirnfläche des Brennerhinterteils 2, wobei die Öffnung 6 mit dem Innen­ raum der Führungshülse 33 im Elektrodenhalter 60 fluch­ tet. In der Ringnut 30 ist eine O-Ringdichtung vorhanden. Das Plasmagas strömt durch die Führungshülse 33 bis in den Innenraum der becherförmigen, auf das Ende des Elek­ trodenhalters 60 aufgeschraubten Elektrode 51 mit einem zentralen Einsatz 52 und gelangt durch den Ringkanal 34 zwischen Führungshülse 33 und der Innenwand des Elektro­ denhalters 60 bis zu den radialen Bohrungen 63, die in der Ringnut 62 auf der Außenfläche des Elektrodenhalters 60 enden.

Durch über den Umfang verteilte tangentiale Bohrungen 58 in der Ringnut 15 der inneren Buchse 10 des Brennerhin­ terteils 2 kann das Plasmagas in den Ringraum 14 zwischen dem konisch aufgeweiteten Ende des hohlzylindrischen Teilstückes 13 des Isolierkörpers 12 und der Außenseite der inneren Buchse 10 gelangen. Von dort strömt das Plas­ magas in den Innenraum der becherförmigen Schneiddüse 54, der sich zwischen der Außenseite der Elektrode 51 und der Innenfläche der Schneiddüse 54 erstreckt. Durch die Öff­ nung 55 im Zentrum der Schneiddüse 54 tritt bei Betrieb der Plasmastrom aus.

Das Sekundärgas wird durch den Zuführkanal 4 durch dessen Öffnung 7 in die eine Hälfte der Verbindungsnut 66 des Elektrodenhalters 60 am oberen Ende der Längsnuten 35a geführt, strömt durch die Längsnuten 35a bis in die alle Längsnuten 35 verbindende Ringnut 65 und gelangt über die Längsnuten 35b in den anderen Teil der Verbindungsnut 66 und von dort in die radiale Bohrung 8 im Brennerhinter­ teil 2.

Die weitere Gasführung des Kühlgases ist im wesentlichen identisch mit der in einem Brennerkopf für nur einen Gas­ strom, ausgenommen die fehlende Teilung des Gasstromes, durch Drallbohrung im Kühlkörper 42.

Zunächst passiert das Sekundärgas die Längsbohrung 9 im Brennerhinterteil 2 und wird im Ringkanal 19 verteilt. Durch die Längsbohrung 20 im Isolierkörper 12 gelangt das Sekundärgas in den Ringraum 57 zwischen der Innenwand des Brennervorderteils und dem Isolierkörper 12 und strömt dann durch die Längsbohrung 44 im Ringflansch 45 des Kühlkörpers 42 in die Hohlräume des zwischen den Rippen 46 des Kühlkörpers 42 und tritt durch die schräg oder axial verlaufenden Bohrungen 48 an dem konisch verjüng­ ten unteren Ende des Kühlkörpers 42 in den Innenraum zwi­ schen der Schneiddüse 54 und der Schutzkappe 22 aus und verläßt den Brennerkopf durch die Öffnung 59 in der Schutzkappe 22.

Der Brenner mit getrennter Führung von Sekundär- oder Kühlgas und Plasmagas hat den Vorteil, größere Auswahl von zu verwendenden Plasmagasen und Sekundärgasen und er­ lauben insbesondere die Verwendung von relativ billigen Kühlgasen, wie Preßluft, Stickstoff, CO₂. Als Plasmagas können insbesondere verwendet werden Preßluft, Stick­ stoff.

Die getrennte Gasführung erlaubt Leistungen bis zu 20 KW Lichtbogenleistungen und bis zu 150 A Schneidstrom.

Die getrennte Führung von zwei Gaskanälen durch den Bren­ nerkopf ermöglicht bei Verwendung eines weiterhin modifi­ zierten Kühlkörpers auch einen der Zuführkanäle und den anschließenden Weg, für die Kühlung des Brennerkopfes mit Wasser anstelle von Gas zu verwenden. Es wird der in Fig. 5 wiedergegebene Elektrodenhalter 60 verwendet, um das Plasmagas in gleicher Weise wie in Fig. 6 wiederge­ geben, durch den Zuführkanal 5 bis zu Öffnung 55 in der Schneiddüse zu führen. Bezüglich der Details wird auf die Beschreibung der Fig. 5 und 6 Bezug genommen.

In Fig. 7a und 7b ist die konstruktive Gestaltung des Kühlkörpers 70 für einen wassergekühlten Brennerkopf wie­ dergegeben. Aus dem Längsschnitt der Fig. 7a ist er­ sichtlich, daß der Kühlkörper 70 im Grundaufbau den ande­ ren Kühlkörpern gleicht und eine zylindrische Hülse ist, deren Außendurchmesser am oberen Ende mit dem Innendurch­ messer des nach innen gerichteten Absatz des Brennervor­ derteils übereinstimmt.

Der Ringflansch am oberen Ende zur Preßpassung mit dem Brennervorderteil ist mit 45 bezeichnet. Dadurch ist ein dichtes Einpassen des Kühlkörpers 70 zwischen dem Bren­ nervorderteil und dem hohlzylindrischen Teilstück des Isolierkörpers gewährleistet. Auf der Außenseite der zy­ lindrischen Hülse sind in Abstand voneinander über die Länge verteilt Rippen 46 wie bei dem anderen Kühlkörper vorhanden.

Der Außendurchmesser der Rippen 46 stimmt mit dem Innen­ durchmesser des Brennervorderteils überein, so daß die Rippen an dessen Innenwand anliegen. In gleicher Weise wie beim Kühlkörper für Gaskühlung sind in den Rippen 46 jeweils gegeneinander versetzte Ausschnitte oder Schlitze 47 vorhanden, um die Hohlräume zwischen den Rippen 46 miteinander zu verbinden. Im Gegensatz zum Kühlkörper für Gaskühlung weisen jedoch die erste Rippe 46b und die letzte Rippe 46a keine Schlitze 47 auf. An die unterste Rippe 46a schließt sich in gleicher Weise wie beim Kühl­ körper für Gaskühlung ein Absatz mit größerem Außendurch­ messer an, der mit dem Außendurchmesser des Brennervor­ derteils übereinstimmt, so daß ein Anschlag für die vor­ dere Stirnfläche des Brennervorderteils ausgebildet ist. Das über das Brennervorderteil hinausragende vordere Ende des Kühlkörpers 70 ist ebenfalls konisch verjüngt ausge­ bildet. Der Kühlkörper 70 weist im Gegensatz zum Kühlkör­ per für Gasführung keine nach innen führenden radialen Drallbohrungen und keine nach außen zur konischen Fläche verlaufenden Bohrungen auf. Die Ringnut 71 oberhalb des unteren Endes und unterhalb der letzten Rippe 46a dient zur Aufnahme einer O-Ringdichtung.

Um einen Vor- und Rücklauf des Kühlwassers zu ermögli­ chen, ist an einer Seite des Kühlkörpers 70 eine sich durch alle Rippen 46, ausgenommen die letzte Rippe 46a, von oben nach unten erstreckende Ausnehmung 72 vorhan­ den, in die ein U-förmiges Einsatzteil 73 eingefügt wird, so daß ein durchgehender Kanal 74 für das Kühlwasser ent­ steht. Die Anordnung des Einsatzteiles 73 in der Ausneh­ mung 72 zwischen den Rippen 46 ist in dem Querschnitt entlang Linie B-B von Fig. 7b nochmals detailliert wie­ dergegeben.

Die Rippen 46 haben Schlitze 47 für die Verbindung der Hohlräume und in die sich durch alle Rippen 46 bis auf Rippe 46a erstreckende Ausnehmung 72 ist das Einsatzteil 73 eingefügt, so daß die Schenkel des U an der Außenflä­ che des Zylinders anliegen und jeweils eine der Längswän­ de des Kanals 74 bilden.

Das Verbindungsstück zwischen den Schenkeln des Einsatz­ teiles 73 weist eine Krümmung auf, die mit der Krümmung des Außendurchmessers der Rippen 46 übereinstimmt, so daß eine durchgehende Außenfläche ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung des Kühlkörpers 70 wird das in den ers­ ten Hohlraum eintretende Kühlwasser durch den mittels des Einsatzteiles 73 gebildeten Kanal 74 zunächst nach unten geführt und tritt von unten nach oben durch die Hohlräume zwischen den Rippen 46 und gelangt aus dem Hohlraum zwi­ schen der Rippe 46b und der benachbarten Rippe durch den mit diesem Hohlraum fluchtenden seitlichen Austrittsstut­ zen 24 des Brennervorderteils 11 in eine daran ange­ schlossene, nichtgezeigte Kühlwasserabführleitung.

Fig. 8 zeigt die Ausführungsform des Brennerkopfes für einen wassergekühlten Brenner in den in Fig. 1 gezeigten Brennerkopf mit eingebautem Elektrodenhalter 60, daran befestigter becherförmigen Elektrode 51, eingebautem mo­ difiziertem Kühlkörper 70 und daran befestigter Schneid­ düse 54.

Die Führung des Plasmagases durch Kanal 4 und durch das Anschlußstück 3 und Zentralöffnung 6 in der Stirnfläche des Brennerhinterteiles ist identisch mit dem im Zusam­ menhang mit Fig. 6 beschriebenen Weg des Plasmagases.

Dies gilt auch für den weiteren Weg durch die Führungs­ hülse 33 des Elektrodenhalters 60, den Ringraum 34 zwi­ schen Führungshülse 33 und Elektrodenhalter 60, den Durchtritt durch radiale Bohrungen 63 in der Ringnut 62 in Abstand oberhalb des Gewindes des Elektrodenhalters.

Die Ringnut des Elektrodenhalters fluchtet mit über den Umfang verteilten radialen Bohrungen 58, in der Ringnut 15 der inneren Buchse 10 des Brennerhinterteils 2. Aus dem Ringraum 14 zwischen innerer Buchse und dem inneren ko­ nisch aufgeweiteten Ende des hohlzylindrischen Teil­ stückes 13 des Isolierkörpers 12 gelangt das Plasmagas in den Raum zwischen Kühlkörper 70 und der Elektrode 51 bzw. Schneiddüse 54 und tritt bei Betrieb als Plasmastrom durch Öffnung 55 aus der Schneiddüse 54 aus.

Das Kühlwasser gelangt durch den Zuführkanal 4 und die Öffnung 7 in die eine Hälfte der Verbindungsnut 66, strömt durch die Längsnuten 35a bis in die Ringnut 65, von dort durch die Längsnuten 35b über den anderen Teil der Verbindungsnut 66 in die radiale Bohrung 8 im Bren­ nerhinterteil 2.

Von dort gelangt es durch die Längsbohrung 9 im Brenner­ hinterteil 22 im Isolierkörper in den Ringraum 57 ober­ halb des Kühlkörpers 70. Durch die Längsbohrungen 44 im Ringflansch 45 des Kühlkörpers 70 kann das Kühlwasser in den Hohlraum oberhalb der Rippe 46b des Kühlkörpers 70 gelangen und kann wegen der fehlenden Einschnitte in der Rippe 46b lediglich durch die Ausnehmung 72 in den durch das Einsatzstück 73 gebildeten Kanal 74 in Richtung des unteren Endes des Kühlkörpers 70 fließen. Anschließend gelangt das Kühlwasser von unten nach oben durch die durch Einschnitte 47 in den Rippen 46 verbundenen Hohl­ räume wieder in Richtung des Brennerhinterteils und tritt aus dem mit dem seitlichen Stutzen 24 des Brennervorder­ teils fluchtenden Hohlraum zwischen Rippe 46b und der be­ nachbarten Rippe aus dem Kühlkörper 70 durch den Stutzen 24 in eine nicht gezeigte Abflußleitung ein, die an den Stutzen 24 angeschlossen ist.

Durch die Wasserkühlung des Brennerkopfes ist eine höhere Leistung des Plasmabrenners möglich, ohne daß es zu einer leistungsbedingten nicht erwünschten Erwärmung kommt. Es können Lichtbogenleistungen bis zu 30 KW mit Schneidströ­ men bis zu 200 A erreicht werden.

Fig. 9 zeigt in zwei Darstellungen einen modifizierten Elektrodenhalter 75, der anstelle eines Außengewindes am unteren Gewinde ein Innengewinde 76 zur Aufnahme einer Spannzange 77 mit Backen 79 aufweist, um eine stabförmige Elektrode anstelle von becherförmigen Elektroden verwen­ den zu können. Die Außenfläche 68 dieses Abschnittes dient zur Preßpassung in der inneren Buchse.

Bei der in Fig. 9 wiedergegebenen konstruktiven Gestal­ tung ist die Führung von Plasmagas und Sekundärgas oder Kühlwasser identisch mit der Gestaltung der in Fig. 5 wiedergegebenen Ausführungsform, auf die bezüglich der Details der Ausführung der Längsnuten 35, Verbindungs- oder Ringnuten 65, 66 sowie der Ringnuten 30, 64 für O-Ringdichtungen Bezug genommen wird. Der Elektrodenhal­ ter 75 weist eine durchgehende Zentralbohrung 81 auf, in die jedoch keine Führungshülse wie bei den anderen Elek­ trodenhaltern eingefügt ist.

Der Innendurchmesser der Bohrung 81 ist im letzten Ab­ schnitt am unteren Ende des Elektrodenhalters größer aus­ gebildet und mit einem Innengewinde 76 versehen. Das Plasmagas strömt durch die Zentralbohrung 81 durch offene Querschnittsteile der Spannzange 77 und tritt aus dieser neben der eingespannten Stabelektrode in den Innenraum der Schneiddüse ein, wie es nachfolgend noch näher be­ schrieben wird.

Die in Fig. 10 schematisch wiedergegebene Spannzange 77 ist wie übliche Spannzangen ausgebildet und weist ein Außengewinde 78 auf einem hohlzylindrischen Teilstück auf. Daran schließen sich drei symmetrisch angeordnete Spannbacken 79 an, die bei Eindrehen in das Innengewinde 76 am unteren Teil des Elektrodenhalters 75 zusammenge­ drückt werden und eine durch die Spannzange hindurchge­ führte Stabelektrode einklemmen.

Zur Erleichterung der Montage weisen die Spannbacken 79 äußere Schlüsselflächen für den Angriff eines Werkzeuges auf.

Fig. 11 zeigt einen Brennerkopf, mit dem in Fig. 9 und 10 gezeigten, in den Brennerkopf eingefügten Elektro­ denhalter 75 mit Spannzange 77 und dem in Fig. 7 wieder­ gegebenen Kühlkörper für Kühlwasser. Die Kühlwasserfüh­ rung ist im Zusammenhang mit Fig. 7 und 8 bereits de­ tailliert beschrieben worden, so daß hierauf Bezug genom­ men wird. Der Elektrodenhalter 75 ist in gleicher Weise in der inneren Buchse 10 des hinteren Brennerteils 2 wie bei den anderen bereits beschriebenen und in Figuren ge­ zeigten Ausführungsformen eingepaßt. Der Durchmesser der Stabelektrode 80 wird etwas geringer gewählt, als der In­ nendurchmesser der durchgehenden Zentralbohrung 81 des Elektrodenhalters 75, so daß ausreichend freier Quer­ schnitt für Plasmagas verbleibt. Die Spannzange 77 ist in das Innengewinde in der Nähe des unteren Endes des Elek­ trodenhalters 75 eingeschraubt, so daß die Spannbacken 79 die Stabelektrode 80 in der gewünschten Stellung einklem­ men.

Das Plasmagas tritt durch die in der Spannzange 77 ver­ bliebenen offenen Stellen in den Innenraum der becherför­ migen Schneiddüse 54 ein, die zur besseren Ausbildung des Plasmabogens einer Stabelektrode, anders als bei den Fig. 4, 6, 8 gezeigten Ausführungsform, eine konkav ge­ krümmte innere Oberfläche aufweist. In den übrigen Funk­ tionen unterscheidet sich diese Ausführungsform nicht von vorher beschriebenen Brennerköpfen. Grundsätzlich ist es auch möglich, den in Fig. 3 gezeigten Kühlkörper 42 zu verwenden, der jedoch in diesem Fall keine Drallbohrungen 49 aufweisen soll, um einen Brenner mit getrennter Füh­ rung von Sekundärkühlgas und Plasmagas auszubilden, wenn eine für eine Stabelektrode geeignete Schneiddüse in das untere Ende des Kühlkörpers eingepaßt wird.

Für das Verbinden von Schutzkappe mit Brennervorderteil von Schneiddüse mit Kühlkörper, von becherförmiger Elek­ trode mit Elektrodenhalter können grundsätzlich Normge­ winde verwendet werden. Aus Sicherheitsgründen, zum Aus­ schalten von Verwechslungen mit nicht zugehörenden Teilen ist es jedoch bevorzugt, gerade keine Normgewinde zu ver­ wenden. Während metrische Trapezgewinde übereinstimmende Flanken des Profils aufweisen, haben die erfindungsgemäß bevorzugten Gewinde unterschiedliche Flanken des Profils und von Normgewinde abweichende Steigungen des Gewinde­ ganges.

Die Gewinde weichen von Normgewinden im Kerndurchmesser, Flankendurchmesser und Flankenwinkel des Profils und Steigung, wie in Fig. 12 gezeigt und nachfolgend angege­ ben, ab.

Mit 90 ist das Außengewinde und mit 92 das korrespondie­ rende Innengewinde bezeichnet. Die Flanken 91a sind je­ weils flacher als die Flanken 91b ausgebildet, beispiels­ weise Flankenwinkel von 91a 18° und von 91b 11°. Das Flankenspiel zwischen den Profilen soll zwischen 0,010 mm und 0,040 mm betragen. Der Kerndurchmesser liegt je nach Größe, d. h. Durchmesser des Gewindes, zwischen 5,30 mm und 38,0 mm. Die Steigung beträgt zwischen 1.058 bis 3.175 (Gangzahl pro 25,4 mm).

Die Flankenradien sind mit R1 und R2 bezeichnet. In der nachfolgenden Tabelle bedeutet Sp das Flankenspiel, P die Steigung des Gewindeganges, D der Flankendurchmesser, D1 der Kerndurchmesser, h die Höhe oder Tiefe des Profils und a und b sind die in Fig. 12 angegebenen Abstände.

Bezugszeichenliste

 1 Brennerkopf
 2 hohlzylindrisches 04318 00070 552 001000280000000200012000285910420700040 0002004234267 00004 04199 Brennerhinterteil
 3 seitliches Anschlußstück für Brennerhals
 4, 5 Zuführkanäle
 6 Öffnung am Ende von Kanal 5 in der Stirnfläche
 7 seitliche Öffnung am Ende des Kanals 4 in der seitlichen Innenwand des Brennerhinterteils
 8 radiale Bohrung
 9 Bohrung parallel zur Brennerkopflängsachse
10 innere Buchse des Brennerhinterteils
11 hohlzylindrisches Brennervorderteil
12 hülsenförmiger Isolierkörper
13 hohlzylindrisches Teilstück des Isolierkörpers
14 Ringraum zwischen hohlzylindrischem Teilstück 13 und Buchse 10
15 Nut in der Außenfläche der Buchse 10
16 Ringraum zwischen Brennervorderteil und hohlzylindrischem Teilstück des Isolierkörpers
17 Ringnut auf Absatz des Brennerhinterteils
18 Ringnut auf Absatz des Isolierkörpers
19 Ringkanal zwischen Buchse 10 und Isolierkörper 12
20 Längsbohrungen parallel zur Längsachse im Isolierkörper
21 Außengewinde auf Brennervorderteil
22 Schutzkappe
23 Innenraum der Schutzkappe
24 seitliche Ausgangsstutzen des Brennervorderteils
25 Anschlußstutzen
26 Sicherungsstift
27 Schutzhülse
28 Verbindungsbuchse
29 Elektrodenhalter für Eingasbrennerkopf
30 Ringnut
31 Außengewinde
32 Sackbohrung
33 Führungshülse
34 Ringkanal zwischen Führungshülse und Innenfläche des Elektrodenhalters
35a-d Längsnuten
36 Ausfräsung zum Verbinden der oberen Nutenden der Nuten 35a
37 Ausfräsungen, Schlitze zum Verbinden der unteren Enden der Nuten 35a und 35b
38 Querverlaufende Verbindungsnut zwischen Nuten 35c und 35d
39 radiale Bohrung
40 radiale Bohrung
41 Ausfräsung oder Querverbindungsnut
42 Kühlkörper
43 Absatz auf der Innenfläche des Brennervorderteils
44 Längsbohrung im Ringflansch des Kühlkörpers
45 Ringnut am Kühlkörper
46 Rippen auf der Außenfläche des Kühlkörpers
47 Nutenausschnitte, Schlitze
48 schräg verlaufende Bohrungen
49 Drallbohrungen
50 Ringnut
51 Elektrode
52 Elektrodeneinsatz
53 Ringnut auf hohlzylindrischem Teilstück 13
54 Schneiddüse
55 Zentralöffnung in der Schneiddüse
56 Blindstopfen
57 Ringraum oberhalb des Kühlkörpers
58 radiale Bohrung in der Nähe des unteren Endes der inneren Buchse 10
59 Öffnung in der Schutzkappe, zentrale Bohrung
60 Elektrodenhalter
61 zentrale Längsbohrung
62 Ringnut
63 radiale Bohrungen in Ringnut 62
64 Ringnut für O-Ringdichtung
65 Ringnut, querverlaufende Verbindungsnut
66 Ringnut, querverlaufende Verbindungsnut
67 Abschnitt für Preßpassung
68
69
70 Kühlkörper
71 Ringnut für O-Ringdichtung
72 durchgehende Ausnehmung
73 U-förmiges Einsatzteil
74 durchgehender Kanal für Kühlwasser
75 Elektrodenhalter
76 Innengewinde
77 Spannzange
78 Außengewinde
79 Spannbacken
80 Stabelektrode
81 zentrale Innenbohrung des Elektrodenhalters 75
90 Außengewinde
91 Flanken des Profils
92 Innengewinde

Claims (20)

1. Plasmabrennerkopf für einen Plasmaschweiß- und -schneidbrenner mit einem Anschlußstück (3) für ei­ nen Brennerhals, mit einem Brennerhinterteil (2), einem sich daran anschließenden Isolierkörper (12) und einem daran befestigten Brennervorderteil (11), auf dem eine, die Schneiddüse (54) umfassende Schutzkappe (22) aus hochtemperaturbeständigem Iso­ liermaterial mit einer zentralen Öffnung (24) für den Plasmastrom befestigt ist, mit einer von einem Elektrodenhalter (29, 60, 75) gehaltenen Elektrode (51, 85) und Einrichtungen zum Verteilen und Weiter­ leiten von strömendem fluiden Medium (Medien), wobei sich zwei Zuführkanäle (4, 5) für fluides Medium durch das Anschlußstück (3) radial bis in das Zen­ trum des kappenförmigen Brennerhinterteils (2) er­ strecken und Zuführleitungen für Zündstrom und Schneidstrom, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem kappenförmigen Brennerhinterteil (2) konzentrisch um die Längsachse eine das Brenner­ hinterteil (2) bis in das Brennervorderteil (11) verlängernde innere Buchse (10) erstreckt, deren In­ nenraum zur Aufnahme eines einfügbaren Elektroden­ halters (29, 60, 75) ausgebildet ist, der erste Zu­ führkanal (4) in einer Öffnung (7) in der Wand der Buchse (10) endet und damit fluchtend eine gegen­ überliegende radiale Bohrung (8) im Brennerhinter­ teil (2) vorhanden ist und im Brennerhinterteil (2) eine parallel zur Längsachse verlaufende Bohrung (9) vorhanden ist, die sich von der radialen Bohrung (8) aus bis zum Isolierkörper (12) erstreckt und mit ei­ ner durch den Isolierkörper (12) parallel zur Längs­ achse verlaufenden Bohrung (20) fluchtet, die radiale Bohrung in der Stirnplatte des Brenner­ hinterteils (2) für den zweiten Zuführkanal in der Mitte der inneren Stirnfläche des Brennerhinterteils (2) in einer Öffnung (6) endet, am vorderen Ende der Außenfläche des Brennerhinterteils (2) ein Absatz ausgebildet ist zur Aufnahme des hülsenförmigen Iso­ lierkörpers (12), der seinerseits an dem Brennervor­ derteil (11) zugewandten Ende auf der Außenfläche einen Absatz zur Aufnahme des hohlzylindrischen Brennervorderteils (11) aufweist, der Isolierkörper (12) weist etwa in seiner Mitte auf der Innenfläche einen Absatz auf, so daß ein Ringraum (19) zwischen der inneren Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) und dem Isolierkörper (12) ausgebildet ist, von dem sich aus die parallel zur Längsachse verlaufende Längsbohrung (20) durch den Isolierkörper (12) er­ streckt, der Isolierkörper ein hohlzylindrisches Teilstück (13) aufweist mit geringerem Durchmesser, das die innere Buchse (10) auf ihrer gesamten Länge umgibt und wodurch ein Ringraum (16) zwischen dem hohlzylindrischen Teilstück (13) und dem dieses kon­ zentrisch umgebenden hohlzylindrischen Brennervor­ derteils (11) zur das Brennervorderteil (11) in sei­ nem unteren Teil ein Außengewinde (21) aufweist zur Aufnahme einer ein entsprechendes Innengewinde auf­ weisenden Schutzkappe (22), die sich über das Bren­ nervorderteil (11) so weit hinaus erstreckt, daß im Innenraum das über das Brennervorderteil (11) hin­ ausragende Ende des Kühlkörpers (42, 70) und eine Schneiddüse (54) angeordnet werden können, und das Anschlußstück (3) das Brennerhinterteil (2), der Isolierkörper (12) und das Brennervorderteil (11) bis zum hinteren Ende des Außengewindes (21) von ei­ ner durchgehenden Schicht aus elektrisch isolieren­ dem hochtemperaturbeständigen Polymeren umgeben sind und dadurch fest zusammengehalten werden.

2. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abstand vom vorderen Ende der inneren Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) am Umfang symme­ trisch verteilt mehrere tangentiale durchgehende Bohrungen (58) vorhanden sind.

3. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des Brennervorderteils (11) im oberen Drittel am Umfang ein sich nach innen er­ streckender Absatz vorhanden ist, durch den sich symmetrisch verteilt mehrere Längsbohrungen parallel zur Längsachse erstrecken.

4. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die innere Buchse (10) des Brennerhinter­ teils (2) einfügbare Elektrodenhalter (29) ein Zy­ linder, der länger als die innere Buchse (10) ist, mit einer abgesetzten zentralen Sackbohrung (32), wobei am vorderen Ende des Elektrodenhalters (29) ein Au­ ßengewinde (31) vorhanden ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde einer das Ende des Elektrodenhal­ ters (29) in Abstand umgebenden kappenförmigen Elek­ trode (51) steht, wobei in die am hinteren Ende des Elektrodenhalters (29) verschlossene Sackbohrung (32) eine Führungshülse (33) eingefügt ist und der Innendurchmesser der Sackbohrung (32) im vorderen Drittel des Elektrodenhalters (29) größer ist als der Außendurchmesser der Führungshülse (33), so daß dazwischen ein Ringkanal (34) ausgebildet ist und der Elektrodenhalter (29) über Verbindungsnuten (36, 37, 38, 41) miteinander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35d) auf der Außenfläche auf­ weist und von der Verbindungsnut (38) eine radiale sich bis in die Sackbohrung (32) erstreckende Boh­ rung (40) vorhanden ist und am oberen Ende der Längsnut (35b) eine sich bis in die Sackbohrung (32) erstreckende zweite radiale Bohrung (39) vorhanden ist.

5. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die innere Buchse (10) des Brennerhinter­ teils (2) einfügbare Elektrodenhalter (60) ein Zy­ linder, der länger als die innere Buchse (10) ist, mit einer durchgehenden Zentralbohrung (61), der länger als die innere Buchse (10) ist, eingefügt ist, wobei am vorderen Ende des Elektrodenhalters ein Außengewinde vorhanden ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde einer das Ende des Elektrodenhal­ ters (60) in Abstand umgebenden becherförmigen Elek­ trode (51) steht und in die durchgehende Zentralboh­ rung (61) eine Führungshülse (33) eingefügt ist und der Innendurchmesser der Zentralbohrung (61) im vor­ deren Drittel des Elektrodenhalters (60) größer ist als der Außendurchmesser der Führungshülse (33), so daß dazwischen ein Ringraum (34) ausgebildet ist und der Elektrodenhalter über Verbindungsnuten (65, 66) miteinander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35b) auf seiner Außenfläche aufweist und im un­ teren Drittel des Elektrodenhalters (60) eine umlau­ fende Ringnut (62) vorhanden ist, die mit den tan­ gentialen Bohrungen (58) in der inneren Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) fluchten, und von der Ringnut (62) aus über den Umfang verteilte mehrere radiale Bohrungen (63) in die durchgehende Zentral­ bohrung (61) führen.

6. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die innere Buchse (10) des Brennerhinter­ teils (2) einfügbare Elektrodenhalter (29) ein Zy­ linder (75) mit einer durchgehenden Zentralbohrung (81) ist, wobei auf einem Abschnitt am vorderen Ende die Zentralbohrung (81) einen größeren Durchmesser und ein Innengewinde (76) aufweist zum Eingriff mit einem Außengewinde (78) einer Spannzange (77), deren Backen (79) eine stabförmige Elektrode (80) fest­ klemmen, wenn die Gewinde in Eingriff gebracht wer­ den, und der Elektrodenhalter (75) über Verbindungs­ nuten (65, 66) miteinander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35b) auf seiner Außenfläche aufweist und im unteren Drittel des Elektrodenhal­ ters (75) eine umlaufende Ringnut (62) vorhanden ist, die mit den tangentialen Bohrungen (58) in der inneren Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) fluchten, und von der Ringnut (62) aus über den Um­ fang verteilte radiale Bohrungen (63) in die durch­ gehende Zentralbohrung (81) führen.

7. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Ringraum (16) zwischen dem hohlzylin­ drischen Teilstück (13) des Isolierkörpers (12) und das Brennervorderteil (1) einfügbare Kühlkörper (42) eine zylindrische Hülse, die länger als das Brenner­ vorderteil (11) ist, mit einem Ringflansch (45) am oberen Ende, dessen Außendurchmesser das Einfügen in das Brennervorderteil (11) ermöglicht, wobei der Ringflansch (45) von mehreren symmetrisch verteilten Längsbohrungen (44) durchsetzt ist, und mit mehreren in Abstand von einander angeordneten nach außen ab­ stehenden Rippen (46), wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappenförmige Schneid­ düse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräume zwischen den Rippen (46) durch gegeneinander versetzte Aus­ schnitte (47) miteinander verbunden sind, von einem der Hohlräume (2) oder mehreren tangentiale Drall­ bohrungen (49) in den Innenraum des hülsenförmigen Kühlkörpers (42) führen und sich von der letzten Rippe (46a) eine Vielzahl über den Umfang verteil­ ten, axial oder schräg zur Längsachse nach außen verlaufenden Bohrungen (48) bis zur Außenfläche des sich konisch verjüngenden Endes des Kühlkörpers (42) erstrecken.

8. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Ringraum (16) zwischen dem hohlzylin­ drischen Teilstück (13) des Isolierkörpers (12) und das Brennervorderteil (1) einfügbare Kühlkörper (70) eine zylindrische Hülse, die länger als das Brenner­ vorderteil (11) ist, mit einem Ringflansch (45) am oberen Ende, dessen Außendurchmesser das Einfügen in das Brennervorderteil (11) ermöglicht, wobei der Ringflansch (45) von mehreren symmetrisch verteilten Längsbohrungen (44) durchsetzt ist, und mit mehreren in Abstand von einander angeordneten nach außen ab­ stehenden Rippen (46), wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappenförmige Schneid­ düse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräume zwischen den Rippen (46) durch gegeneinander versetzte Aus­ schnitte (47) miteinander verbunden sind und die erste Rippe (46b) und die letzte Rippe (46a) keine Ausschnitte (47) aufweisen, eine sich durch alle Rippen (46), ausgenommen die letzte Rippe (46a) erstreckende Ausnehmung (72) vorhanden ist, in die ein u-förmiges Einsatzteil (73) eingefügt ist, so daß ein vom Ringraum über der obersten Rippe (46b) bis in den Hohlraum über der letzten Rippe (46b) bis in den Hohlraum über der letzten Rippe (46a) durchgehender Kanal (74) ausgebildet ist.

9. Plasmabrennerkopf nach Ansprüchen 3 und 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Kühlkörper (42, 79) keinen Ringflansch (45) am oberen Ende, sondern in geringem Abstand vom oberen Ende eine Ringnut zur Aufnahme einer O-Ringdichtung aufweist, die ein dichtes Ein­ passen des oberen Endes des Kühlkörpers (42, 70) zwischen Brennervorderteil (11) und hohlzylindri­ schem, Teilstück (13) des Isolierkörpers (12) ermög­ licht und der Kühlkörper (42, 70) im vorderen Be­ reich einen Abschnitt mit einem Außendurchmesser aufweist, der einen Paßsitz im Brennervorderteil (11) ergibt.

10. Plasmabrennerkopf nach Ansprüchen 7 und 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Kühlkörperhülse im Be­ reich des sich konisch verjüngenden Endes größer ausgebildet ist und ein Innengewinde vorhanden ist, in das das Außengewinde einer becherförmigen Schneiddüse (54) einschraubbar ist und die Schneid­ düse (54) eine Zentralöffnung (55) für den Plasma­ strom aufweist.

11. Plasmabrennerkopf nach Ansprüchen 7 und 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Kühlkörperhülse im Bereich des sich konisch verjüngenden Endes größer ausgebildet ist und in Abstand vom Ende eine Ringnut (50) vorhanden ist zur Aufnahme eines Federringes und die becherförmige Schneiddüse auf ihrer Außenseite eine Ringnut geringer Tiefe aufweist zum Eingriff mit aus der Ringnut (50) hervorstehenden Teilen des Federringes und die Schneiddüse (54) eine Zentralöffnung (55) für den Plasmastrom aufweist.

12. Plasmabrennerkopf nach Ansprüchen 7 und 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Kühlkörperhülse im Be­ reich des sich konisch verjüngenden Endes größer ausgebildet ist und in Abstand vom Ende eine Ringnut (50) vorhanden ist für den Eingriff mit überstehen­ den Teilen eines in einer Ringnut auf der Außenseite einer becherförmigen Schneiddüse (54) angeordneten Federringes und die Schneiddüse (54) eine Zentral­ öffnung (55) für den Plasmastrom aufweist.

13. Plasmabrennerkopf nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde auf den Brennervorderteil und das korrespondierende Innengewinde auf der Schutz­ kappe nicht als Normgewinde, sondern als Trapezge­ winde mit unterschiedlichen Flanken des Profils, ei­ nem Kerndurchmesser in Abhängigkeit von der Größe des Gewindes zwischen 5,30 mm und 38,0 mm, einer Ge­ windesteigung zwischen 1,058 bis 3,175 (Gangzahl pro 25,4 mm) und einem Flankenspiel zwischen 0,010 mm und 0,040 mm ausgebildet ist.

14. Plasmabrennerkopf nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Gewindeverbindung zwischen Elektrode und Elektrodenhalter oder zwischen Spannzange und Elektrodenhalter als Trapezgewinde mit unterschied­ lichen Flanken des Profils, einem Kerndurchmesser in Abhängigkeit von der Größe des Gewindes zwischen 5,30 mm und 38,0 mm, einer Gewindesteigung zwischen 1,058 bis 3,175 (Gangzahl pro 25,4 mm) und einem Flankenspiel zwischen 0,010 mm und 0,040 mm ausge­ bildet ist.

15. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in die innere Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) mit Paßsitz ein zylindrischer Elektrodenhalter (29) mit einer abgesetzten zentralen Sackbohrung (32), der länger als die innere Buchse (10) ist, eingefügt ist, wobei am vorderen Ende des Elektro­ denhalters (29) ein Außengewinde (31) vorhanden ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde einer das En­ de des Elektrodenhalters (29) in Abstand umgebenden kappenförmigen Elektrode (51) steht, wobei in die am hinteren Ende des Elektrodenhalters (29) verschlos­ sene Sackbohrung (32) eine Führungshülse (33) einge­ fügt ist und der Innendurchmesser der Sackbohrung (32) im vorderen Drittel des Elektrodenhalters (29) größer ist als der Außendurchmesser der Führungshül­ se (33), so daß dazwischen ein Ringkanal (34) ausge­ bildet ist und
der Elektrodenhalter (29) über Verbindungsnuten (36, 37, 38, 41) miteinander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35d) auf der Außenfläche auf­ weist und von der Verbindungsnut (38) eine radiale sich bis in die Sackbohrung (32) erstreckende Boh­ rung (40) vorhanden ist und am oberen Ende der Längsnut (35b) eine sich bis in die Sackbohrung (32) erstreckende zweite radiale Bohrung (39) vorhanden ist und
in das Brennervorderteil (11) zwischen Innenwand und hohlzylindrischem Teilstück (13) des Isolierkörpers (12) ein Kühlkörper (42) in Form einer zylindrischen Hülse mit einem Ringflansch (45) am oberen Ende der von auf dem Umfang verteilten Längsbohrungen (44) durchsetzt ist und mit mehreren in Abstand von ein­ ander angeordneten nach außen abstehenden Rippen (46) mit Paßsitz dicht eingefügt ist, der länger ist als das Brennervorderteil (11) und wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappen­ formige Schneiddüse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräu­ me zwischen den Rippen (46) durch gegeneinander ver­ setzte Ausschnitte (47) miteinander verbunden sind, von einem der Hohlräume (2) oder mehreren tangentia­ le Drallbohrungen (49) in den Innenraum des hülsen­ förmigen Kühlkörpers (42) führen und sich von der letzten Rippe (46a) eine Vielzahl über den Umfang verteilten, axiale oder schräg zur Längsachse nach außen verlaufenden Bohrungen (48) bis zur Außenflä­ che des sich konisch verjüngenden Endes des Kühlkör­ pers (42) erstrecken.

16. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) in Abstand vom vorderen Ende am Umfang symme­ trisch verteilt mehrere tangentiale durchgehende Bohrungen (58) aufweist, und in die innere Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) ein zylindrischer Elektrodenhalter (60) mit einer durchgehenden Zen­ tralbohrung (61), der länger als die innere Buchse (10) ist, mit Paßsitz eingefügt ist, wobei am vorde­ ren Ende des Elektrodenhalters ein Außengewinde vor­ handen ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde einer das Ende des Elektrodenhalters (60) in Abstand umgebenden becherförmigen Elektrode (51) steht und in die durchgehende Zentralbohrung (61) eine Füh­ rungshülse (33) eingefügt ist und der Innendurchmes­ ser der Zentralbohrung (61) im vorderen Drittel des Elektrodenhalters (60) größer ist als der Außen­ durchmesser der Führungshülse (33), so daß dazwi­ schen ein Ringraum (34) ausgebildet ist und der Elektrodenhalter über Verbindungsnuten (65, 66) mit­ einander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35b) auf seiner Außenfläche aufweist und im unteren Drittel des Elektrodenhalters (60) eine umlaufende Ringnut (62) vorhanden ist, die mit den tangentialen Bohrungen (58) in der inneren Buchse (10) fluchten, von der aus über den Umfang verteilte radiale Boh­ rungen (63) in die durchgehende Zentralbohrung (61) führen, und in das Brennervorderteil (11) zwischen Innenwand und hohlzylindrischem Teilstück (13) des Isolierkörpers (12) ein Kühlkörper (42) in Form ei­ ner zylindrischen Hülse mit einem Ringflansch (45) am oberen Ende der von auf dem Umfang verteilten Längs­ bohrungen (44) durchsetzt ist und mit mehreren in Abstand von einander angeordneten, nach außen abste­ henden Rippen (46) mit Paßsitz dicht eingefügt ist, der länger ist als das Brennervorderteil (11) und wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappenförmige Schneiddüse (54) mit einer zen­ tralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräume zwischen den Rippen (46) durch gegeneinander versetzte Ausschnitte (47) miteinander verbunden sind und sich von der letzten Rippe (46a) eine Vielzahl über den Umfang verteilter, axial oder schräg zur Längsachse nach außen verlaufender Bohrungen (48) bis zur Außenfläche des sich konisch verjüngenden Endes des Kühlkörpers (42) erstrecken.

17. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Buchse (10) des Brennerhinterteils (2) in Abstand vom vorderen Ende am Umfang symme­ trisch verteilt mehrere tangentiale durchgehende Bohrungen (58) aufweist, und daß in die innere Buch­ se (10) des Brennerhinterteils (2) ein zylindrischer Elektrodenhalter (60) mit einer durchgehenden Zen­ tralbohrung (61), der länger als die innere Buchse (10) ist, mit Paßsitz eingefügt ist, wobei am vorde­ ren Ende des Elektrodenhalters ein Außengewinde vor­ handen ist, das in Eingriff mit einem Innengewinde einer das Ende des Elektrodenhalters (60) in Abstand umgebenden becherförmigen Elektrode (51) steht und in die durchgehende Zentralbohrung (61) eine Füh­ rungshülse (33) eingefügt ist und der Innendurchmes­ ser der Zentralbohrung (61) im vorderen Drittel des Elektrodenhalters (60) größer ist als der Außen­ durchmesser der Führungshülse (33), so daß dazwi­ schen ein Ringraum (34) ausgebildet ist und der Elektrodenhalter (60) über Verbindungsnuten (65, 66) miteinander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35b) auf seiner Außenfläche aufweist und im un­ teren Drittel des Elektrodenhalters (60) eine umlau­ fende Ringnut (62) vorhanden ist, die mit den tan­ gentialen Bohrungen (58) in der inneren Buchse (10) fluchten, von der aus über den Umfang verteilte ra­ diale Bohrungen (63) in die durchgehende Zentralboh­ rung (61) führen, und in das Brennervorderteil (11) zwischen Innenwand und hohlzylindrischem Teilstück (13) des Isolierkörpers (12) ein Kühlkörper (42) in Form einer zylindrischen Hülse mit einem Ringflansch (45) am oberen Ende, der von auf dem Umfang verteilten Längsbohrungen (44) durchsetzt ist und mit mehreren in Abstand von einander angeordneten nach außen ab­ stehenden Rippen (46) mit Paßsitz dicht eingefügt ist, der länger ist als das Brennervorderteil (11) und wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappenförmige Schneiddüse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräume zwischen einem Teil der Rippen (46) durch gegeneinander versetzte Ausschnitte (47) miteinander verbunden sind und die erste Rippe (46b) und die letzte Rippe (46a) keine Ausschnitte (47) aufweisen, eine sich durch alle Rippen (46), ausge­ nommen die letzte Rippe (46a) erstreckende Ausneh­ mung (72) vorhanden ist, in die ein u-förmiges Ein­ satzteil (73) eingefügt ist, so daß ein vom Ringraum über der obersten Rippe (46b) bis in den Hohlraum über der letzten Rippe (46a) durchgehender Kanal (74) ausgebildet ist.

18. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die innere Buchse (10) des Brennerhinterteils ein zylindrischer Elektrodenhalter (75) mit einer durchgehenden Zentralbohrung (81), mit Paßsitz ein­ gefügt ist, wobei auf einem Abschnitt am vorderen Ende die Zentralbohrung (81) einen größeren Durch­ messer und ein Innengewinde (76) aufweist zum Ein­ griff mit einem Außengewinde (78) einer Spannzange (77), deren Backen (79) eine stabförmige Elektrode (80) festklemmen, wenn die Gewinde in Eingriff ge­ bracht werden, und der Elektrodenhalter (75) über Verbindungsnuten (65, 66) miteinander in Verbindung stehende Längsnuten (35a) bis (35b) auf seiner Außenfläche aufweist und im unteren Drittel des Elektrodenhalters (75) eine umlaufende Ringnut (62) vorhanden ist, von der aus über den Umfang verteilte radiale Bohrungen (63) in die durchgehende Zentral­ bohrung (81) führen, die mit der Ringnut (15) auf der inneren Buchse (10) fluchten, und in den Bren­ nervorderteil (11) zwischen Innenwand und hohlzylin­ drischem Teilstück (13) des Isolierkörpers ein Kühl­ körper (42, 70) in Form einer zylindrischen Hülse mit Einrichtungen zum Verteilen und Weiterleiten fluiden Kühlmediums mit Paßsitz dicht eingefügt ist, und wobei in den Kühlkörper (42, 70) an seinem vor­ deren Ende eine kappenförmige Schneiddüse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist.

19. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) die Form einer zylindrischen Hülse mit mehreren in Abstand von einander angeord­ neten nach außen abstehenden Rippen (46) aufweist, länger ist als das Brennervorderteil (11) und wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappenförmige Schneiddüse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräume zwischen den Rippen (46) durch gegeneinan­ der versetzte Ausschnitte (47) miteinander verbunden sind und sich von der letzten Rippe (46a) eine Viel­ zahl über den Umfang verteilter, axial oder schräg zur Längsachse nach außen verlaufender Bohrungen (48) bis zur Außenfläche des sich konisch verjüngen­ den Endes des Kühlkörpers (42) erstrecken.

20. Plasmabrennerkopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) die Form einer zylindrischen Hülse mit mehreren in Abstand von einander angeord­ neten nach außen abstehenden Rippen (46) aufweist, länger ist als das Brennervorderteil (11) und wobei in den Kühlkörper (42) an seinem vorderen Ende eine kappenförmige Schneiddüse (54) mit einer zentralen Öffnung (55) für den Plasmastrom eingefügt ist, die Hohlräume zwischen einem Teil der Rippen (46) durch gegeneinander versetzte Ausschnitte (47) miteinander verbunden sind und die erste Rippe (46b) und die letzte Rippe (46a) keine Ausschnitte (47) aufweisen, eine sich durch alle Rippen (46), ausgenommen die letzte Rippe (46a) erstreckende Ausnehmung (72) vorhanden ist, in die ein u-förmiges Einsatzteil (73) eingefügt ist, so daß ein vom Ringraum über der obersten Rippe (46b) bis in den Hohlraum über der letzten Rippe (46a) durchgehender Kanal (74) ausge­ bildet ist.