DE68908947T2

DE68908947T2 - Wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung.

Info

Publication number: DE68908947T2
Application number: DE89304087T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Kubo; Moritoshi Nagasaka; Toshihiko Okada; Kikuo Terayama; Masanobu Uchida
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2009-04-26
Also published as: DE68908947D1; EP0339920A3; EP0339920B1; US4916283A; EP0339920A2; CA1310706C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen für wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtungen oder -apparaturen.
Bei einer herkömmlichen wassergekühlten Plasmabogenbearbeitungseinrichtung wird Wasser zum Kühlen von deren Bearbeitungsbrenner durch ein Absperrventil oder einen Absperrhahn von einer Industriewasser- oder Stadtwasserquelle oder durch einen sogenannten Kühlwasserzirkulator zugeführt, um Kühlwasser aus einem Speicher- oder Vorratsbehälter unter Verwendung einer Wasserzufuhrpumpe entsprechenden Bearbeitungsbrennern zuzuführen.
Fig. 10 zeigt eine herkömmliche wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung mit einem Kühlwasserzirkulationssystem.
Wie darin gezeigt ist, ist ein Kühlwasserzirkulator 1 mit einem Speicherbehälter 11, einer Wasserzufuhrpumpe 12 und einem Elektromotor 13 zum Antreiben der Pumpe 12 versehen und ein wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungsbrenner 5 wird mit Kühlwasser gekühlt, das durch die Wasserpumpe 12 durch eine Zufuhrleitung 14, wie einen Schlauch, zugeführt wird. Heißes Wasser, das zum Kühlen des Brenners verwendet wurde, fließt durch eine Ausströmleitung 15 zum Speicherbehälter 11 ab. Eine Arbeitsspannungs- oder -leistungsquelleeinheit 2 zum Zuführen von Arbeitsspannung oder -leistung stellt eine Transformatorschaltung für elektrische Spannung zum Transformieren von kommerzieller Spannung in einen Gleichstrom, der eine konstante Stromabsinkcharakteristik hat oder zum Plasmabogenbearbeiten geeignet ist, eine Steuerschaltung oder ein Steuerkreis zum Steuern des Starts und des Stopps der Spannungs- oder Leistungsversorgung und der Zuführung von plasmaerzeugendem Gas und ein Elektromagnetventil 201 bereit, um die Zuführung von plasmaerzeugendem Gas zu starten und zu stoppen. Die Arbeitsspannungsquelleneinheit 2 und der Plasmabogenbrenner 5 sind mit einem Brennerkabel 4 verbunden, das ein Spannungs- oder Leistungskabel, einen Zufuhrschlauch für plasmaerzeugendes Gas, ein Signalkabel für einen Brennerschalter 501 zum manuellen Bedienen von Start und Stopp der Plasmabogenbearbeitung und Zirkulationsschläuche 14 und 15 für Kühlwasser enthält. Ein Werkstück 6 ist mit einem der Ausgabeanschlüsse der Spannungs- oder Leistungsquelleneinheit 2 durch ein weiteres Spannungs- oder Leistungskabel verbunden. Diese Spannungsquelleneinheit 2 ist durch das Verbindungskabel 8 mit einer kommerziellen Wechselstromquelle mit einer oder drei Phasen verbunden. Die Wasserpumpe 12 des Kühlwasserzirkulators 1 wird vor dem Beginn des Arbeitsbetriebs gestartet und wird bis zum Ende des täglichen Betriebs in Gang gehalten.
Fig. 11 zeigt einen Verbindungszusammenhang der in Fig. 10 gezeigten herkömmlichen Apparatur mit externen Vorrichtungen.
Ein Bezugszeichen 7 bedeutet einen Spannungs- oder Leistungsschalter, und, wenn er eingeschaltet wird, wird die elektrische Wechselspannung an die Arbeitsspannungsguelleneinheit 2 und den Elektromotor 13 zum Antreiben der Wasserpumpe 12 geliefert, und entsprechend wird die Zuführung von Kühlwasser gestartet.
Ein weiteres Bezugszeichen 202 bezeichnet die Steuerschaltung oder den Steuerkreis der Arbeitsspannungs- oder -leistungsguelleneinheit 2, mit der das Elektromagnetventil 201 zur Zuführung von plasmabildendem oder -erzeugendem Gas und der Brennerschalter 501 verbunden sind.
Wie den Fachleuten wohlbekannt ist, ist der Brenner 5 mit einer Hauptelektrode 52 und einer Punktelektrode 55 versehen, in der ein Durchlaß für Kühlwasser ist und die dadurch gekühlt wird.
Beim Betrieb der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Apparatur oder Einrichtung, wenn der Brennerschalter 501 eingeschaltet ist, aktiviert die Steuerschaltung 202 das Elektromagnetventil 201, um die Zuführung von plasmaerzeugendem Gas zu starten. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne wird die elektrische Arbeitsspannung oder -Ieistung zwischen dem Brenner 5 und dem Werkstück 6 angeschlossen und der gewünschte Arbeitsbetrieb wird nach dem wohlbekannten Plasmabogenstartprozeß gestartet.
Wenn der Brennerschalter 501 nach dem Beenden des Arbeitsbetriebs ausgeschaltet wird, wird die Versorgung mit elektrischer Spannung oder Leistung eingestellt, um den Plasmabogen zu unterbrechen, und nach einer vorbestimmten Zeitspanne wird das Elektromagnetventil 201 geschlossen, um die Zufuhr von plasmaerzeugendem Gas zu stoppen.
Ferner wird die Zufuhr und der Stopp von Kühlwasser durch manuelles Bedienen des Absperrventils oder -hahns 16 gesteuert.
Unterdessen zeigt Fig. 12 einen Querschnitt eines Punktoder Spitzenteils eines herkömmlichen wassergekühlten Plasmabogenbrenners 5, der mit einer Schutzkappe 57 zum Abdecken der Punktelektrode 55 von außerhalb und mit Detektionseinrichtungen versehen ist, um einen montierten Zustand der Schutzkappe 57 zu detektieren.
In Fig. 12 bedeuten Bezugszeichen 51 bis 55 jeweils Elektroden und Elektrodenhalteelemente aus einem elektrisch leitenden Material, nämlich eine am Spitzen- oder Endteil des ersten Elektrodenhalteelements 51 aufliegende oder gehaltene Hauptelektrode 52, eine darum herum angeordnete Isolationshülle, ein zweites, um die Isolationshülle 53 angeordnetes Elektrodenhalteelement und eine am Spitzenoder Endteil des zweiten Elektrodenhalteelements 54 aufliegende oder gehaltene Punktelektrode 55, die am Zentrumsabschnitt ihrer Spitze eine Strahlöffnung 551 zum Heraussprühen eines Plasmastrahls bereitstellt. Ferner bedeuten die Bezugszeichen 56, 57 und 58 einen Brennerkörper aus einem isolierenden Material, die die Punktelektrode 55 von außerhalb abdeckende Schutzkappe und eine Leitung für Kühlwasser. Das von dem Zufuhrschlauch 14 dahinein fließende Kühlwasser kühlt die Hauptelektrode 52 direkt und fließt anschließend aus dem Brenner 5 durch den Abflußschlauch 15 ab, der sich an durch Pfeile in Fig. 12 angegebene Strömungsdurchlässe anschließt. Gas zum Erzeugen eines Plasmabogens, wie Druckluft oder unter Druck gesetzter Sauerstoff, wird in einen zwischen der Hauptelektrode 52 und der Punktelektrode 55 definierten Raum zugeführt, wie durch einen Pfeil in Fig. 12 angegeben ist, und dann aus der Strahlöffnung 551 gesprüht.
Ferner ist am Spitzen- oder Endabschnitt des Brenners 5 ein Paar von Detektionsmechanismen 66 und 66 vorgesehen. Jeder von diesen enthält ein Anschlußelement 62, mit dem eine Anschlußleitung 61 verbunden ist, einen in der Axialrichtung (Vertikalrichtung) des Brenners 5 beweglichen Detektionsstift 63 und eine zwischen dem Anschlußelement 62 und dem Detektionsstift 63 angeordnete Druckfeder 64 und einen O-Ring zum Begrenzen einer übermäßigen Abwärtsverschiebung des Stiftes 63 in Y1-Richtung.
Wenn die Schutzkappe 57 auf der Spitze des Brennerkörpers 56 montiert oder aufgesetzt ist, drückt sie bei dem oben erwähnten Aufbau jeden Detektionsstift 63 aufwärts (in die Y2-Richtung) gegen die Federkraft der Feder 64. Außerdem berührt jeder Detektionsstift 63 das entsprechende Anschlußelement 62 durch die Feder 64. Als Ergebnis sind die zwei Detektionsmechanismen 66 und 66 durch eine leitende Schicht miteinander elektrisch verbunden, die auf das obere Ende der Schutzkappe 57 aufgebracht wurde. Nur in diesem leitenden Zustand zwischen den zwei Detektionsmechanismen 66 und 66 ist es dem Arbeits- oder Bearbeitungsbetrieb möglich zu starten.
Andrerseits wird, wenn die Schutzkappe 57 vom Brenner 56 abgehoben ist, jeder Detektionsstift 63 durch die jeweilige Feder 64 bis zum Stoppen durch den O-Ring 65 als Stopper abwärts (in die Y1-Richtung) bewegt und dadurch werden die Stifte 63 und 63 in einen elektrisch voneinander getrennten Zustand gebracht. So wird jede Detektion und dadurch ein Detektionssignal zur Steuerschaltung oder dem Steuerkreis ausgegeben, um die Spannungs- oder Leistungsversorgung der Elektroden 52 und 55 zu unterbrechen.
Beim Betrieb des in Fig. 12 gezeigten Brenners wird eine Hochspannung einer hohen Frequenz, die durch einen Hochfrequenzgenerator 67 erzeugt wird, über einen Kondensator 68 zwischen der Hauptelektrode 52 und der Punktelektrode 55 angelegt, um den sogenannten Führungs- oder Leitbogen (Engl.: "pilot arc") zu erzeugen. Dieser Leitbogen wird von der Strahlöffnung 551 der Punktelektrode 55 durch die Wirkung eines Stromes des plasmaerzeugenden Gases ausgestoßen. Wenn der Brenner 5 nahe an das Werkstück 6 gebracht wird, während der Leitbogen erhalten bleibt, wird ein Arbeitsbogen zwischen der Hauptelektrode 52 und dem Werkstück 6 erzeugt. Wenn der Arbeitsbogen einmal erzeugt wurde, verschwindet der Leitbogen auf Grund eines Widerstandes 69, der an den Weg des Stromverlaufs zum Erzeugen des Leitbogens angeschlossen ist. Der Hochfrequenzgenerator 67 wird gestoppt, wenn der Leitbogen einmal erzeugt ist.
Bei der herkömmlichen Plasmabogenbearbeitungsapparatur, wie sie in den Fig. 10 bis 12 gezeigt ist, wird die Wasserpumpe 12 zum Zuführen von Kühlwasser ungeachtet des tatsächlichen Arbeitsbetriebs immer angetrieben und auf Grund deren Hochleistungs(übersetzungs)verhältnis wird eine große Kapazität benötigt und ihre Lebensdauer ist drastisch verkürzt.
Ferner wird, wenn es notwendig wird, die Schläuche 14 und 15 zu reinigen oder die Hauptelektrode 52 und/oder die Punktelektrode auszutauschen, das Absperrventil 16 betätigt, um zuerst die Zuführung von Kühlwasser zu stoppen. Jedoch ist eine derartige, wie oben erwähnte Wartungsarbeit beschwerlich, da ein Bediener das zurückgebliebene Wasser aus den Schläuchen 14 und 15 und dem Brenner 5 ableiten muß, um ein unbeabsichtigtes Wasserleck zu vermeiden. Natürlich wird die Spannungs- oder Leistungsversorgung zum Brenner 5 durch Betätigung des manuel1en Brennerschalters unterbrochen oder abgeschaltet, um einen unbeabsichtigten elektrischen Schlag durch die Wartungsarbeit zu vermeiden. Bei dem in Fig. 12 gezeigten Brennertyp wird die Spannungsversorgung zum Brenner 5 durch ein Detektionssignal automatisch abgeschaltet, das durch die zwei Detektionsmechanismen 66 und 66 erzeugt wird, wenn die Schutzkappe 57 von dem Brennerkörper 56 entfernt wird.
Ferner strömt bei der herkömmlichen wassergekühlten Plasmabogenbearbeitungseinrichtung das Zirkulationswasser von oben im Speicherbehälter 11 nach unten aus. Wie schematisch in Fig. 13 gezeigt ist, neigt deshalb das Wasser im Behälter 11 dazu, aus dessen Luftauslaß beim Betrieb des Kühlwasserzirkulators herauszuspritzen. Ein derartiges Wasserleck ist gefährlich, da es Ausrutschunfälle, Korrosion anderer Ausrüstungen und/oder elektrische Schläge hervorrufen kann.
Demgemäß ist es wünschenswert, eine wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zu schaffen, wobei Start und Stopp eines Kühlwasserzirkulators entsprechend dem Start und Stopp einer Spannungsversorgung zum zugehörigen Plasmabogenbrenner gesteuert wird.
Es ist ferner wünschenswert, eine wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zu schaffen, wobei in einem Zirkulationskreis verbleibendes Wasser automatisch daraus abfließt, wenn die Spannungsversorgung zur Spannungs- oder Leistungsquelleneinheit gestoppt wird.
Es ist weiter wünschenswert, eine wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zu schaffen, die einen Speicherbehälter hat, der in der Lage ist, ein Streuen oder Spritzen oder Lecken von Wasser im Behälter zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung, die im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen steht, unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung deutlich, in der:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung der Plasmabogenbearbeitungseinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Kühlwasserzirkulationssystem der in Fig. 1 gezeigten Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zeigt;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm ist, das die Wirkungen oder Funktionen der einzelnen Elemente der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Schaltung zeigt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung der Plasmabogenbearbeitungseinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm ist, das die Wirkungen oder Funktionen der einzelnen Elemente der in Fig. 4 gezeigten elektrischen Schaltung zeigt;
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung der Plasmabogenbearbeitungseinrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die den Aufbau des in Fig. 12 gezeigten Brenners hat;
Fig. 7, 8 und 9(A) Querschnittsansichten des Speicherbehälters sind, der passend für die wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 9(B) eine Querschnittsansicht längs der B-B-Linie von Fig. 9(A) ist;
Fig. 10 ein Kühlwasserzirkulationssystem einer herkömmlichen wassergekühlten Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zeigt;
Fig. 11 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung der herkömmlichen, in Fig. 10 gezeigten Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zeigt;
Fig. 12 eine Teilquerschnittsansicht eines herkömmlichen Plasmabogenbrenners mit einer Schutzkappe ist; und
Fig. 13 eine erläuternde Ansicht ist, um einen herkömmlichen Speicherbehälter des Wasserkühlungssystems der herkömmlichen Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zu zeigen.
Durch alle der Fig. 1 bis 9 entsprechen alle Teile mit denselben Bezugszeichen wie jene in den Fig. 10 bis 12 den jeweiligen Teilen der herkömmlichen wassergekühlten Plasmabogenbearbeitungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Schaltung für eine Plasmabogenbearbeitungseinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie dort gezeigt ist, ist eine elektrische Arbeitsspannungsquelleneinheit 2 zum Zuführen oder Anlegen einer elektrischen Spannung an einen Plasmabogenbrenner 5 und an ein Werkstück 6 über einen Spannungs- oder Leistungsschalter 7 an eine AC- oder Wechselstrom-Spannungsquelle E mit drei Phasen angeschlossen.
Zwischen zwei Spannungs- oder Leistungsleitungen, die zwischen dem Spannungsschalter 7 und der Spanungsquelleneinheit 2 angeschlossen sind, sind drei Relais CR1, CR2 und CR3 und ein Motor 13 zum Antreiben einer Wasserpumpe 12 parallel zueinander angeschlossen.
In Fig. 1 bezeichnen CR1a und CR2a normalerweise geöffnete Kontakte des ersten und zweiten Relais und CR3b bezeichnet einen normalerweise geschlossenen Kontakt des dritten Relais CR3. Ferner sind zwischen den zwei Spannungsleitungen drei Timer oder Zeitgeber T1, T2 und T3 angeschlossen. Der erste Timer T1 ist über einen manuellen Betriebsschalter 501 parallel zum zwischenliegenden oder -geschalteten ersten Relais CR1 angeschlossen und der zweite Timer T2 ist in Reihe mit dem zwischenliegenden normalerweise geöffneten Kontakt CR1a angeschlossen. Unter den drei Timern sind der erste und der dritte Timer T1 und T3 mit normalerweise offenen Kontakten T1a und T3a vom Typ "verzögertes Stellen und sofortiges Rückstellen" und der zweite Timer T2 ist vom Typ "sofortiges Stellen und verzögertes Rückstellen". Ein normalerweise offener Kontakt T2a des zweiten Timers T2 ist in Reihe mit dem zweiten Relais CR2 zwischen den zwei Spannungs leitungen angeschlossen.
In Fig. 1 ist eine Steuerschaltung oder ein Steuerkreis 202 der Spannungs- oder Leistungsguelleneinheit 2 in einer davon getrennten Weise wiedergegeben. Die Steuerschaltung 202 erzeugt eine elektrische Arbeitsspannung oder -leistung während zwei Anschlüsse "a" und "b" durch den normalerweise offenen Kontakt T1a des ersten Timers T1 in einem Kurzschlußzustand gehalten werden und, wenn der Kontakt T1a geöffnet wird, ist die Arbeitsspannung abgeschaltet oder unterbrochen.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, um ein Wasserkühlungssystem der Plasmabogenbearbeitungseinrichtung zu zeigen.
Wie durch den Vergleich der Fig. 2 mit Fig. 10, die ein herkömmliches Wasserkühlungssystem zeigt, ersichtlich wird, ist ein Elektromagnetventil 301 mit zwei Stellungen an eine Kühlwasserzufuhrleitung 14 stromabwärts bezüglich der Wasserpumpe 12 angeschlossen. Dieses Ventil stoppt die Zufuhr von Kühlwasser in der in Fig. 2 gezeigten Stellung und läßt, wenn es in die andere Stellung geschaltet wird, entsprechend dem Antrieb der Wasserpumpe 12 das Speisen von Kühlwasser zum Brenner 5 zu.
Ferner ist an einer stromabwärts des Ventils 301 liegenden Position der Wasserzufuhrleitung 14 damit ein Ende einer Gasleitung 141 angeschlossen, deren anderes Ende an eine Quelle 302 für unter Druck gesetztes Gas angeschlossen ist. Auf dem Weg der Gasleitung 141 ist ein Elektromagnetventil 303 mit zwei Stellungen zum Steuern eines Gasflusses oder -stroms von der Gasquelle 302 vorgesehen. Eine Quelle des plasmaerzeugenden Gases oder eine Druckluftguelle ist als Gasquelle 302 benutzbar.
Als nächstes wird der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Schaltung unter Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt, die ein Zeitdiagramm davon zeigt.
Wenn der Spannungs- oder Leistungsschalter 7 nach dem Start des Arbeitsbetriebs eingeschaltet wird, wird das dritte Relais CR3 unter Spannung gesetzt und gleichzeitig wird der dritte Timer T3 gestartet. Obwohl der normalerweise offene Kontakt T3a des dritten Timers T3 als Antwort auf dies sofort geschlossen wird, wird das Elektromagnetventil 303 in der geschlossenen Stellung gehalten, da der normalerweise geschlossene Kontakt CR3b des dritten Relais CR3 gleichzeitig geöffnet wird.
Wenn ein Bediener den manuellen Schalter 501 des Brenners 5 drückt, um den Arbeitsbetrieb zu starten, wird das erste Relais CR1 unter Spannung gesetzt und dadurch dessen Kontakt CR1a geschlossen. Der zweite Timer T2 wird sobald der Kontakt CR1a geschlossen ist unter Spannung gesetzt und der Kontakt T2a vom Typ "sofortiges Schließen und verzögertes Öffnen" wird geschlossen, um das zweite Relais CR2 unter Spannung zu setzten. Wenn selbiges unter Spannung gesetzt ist, werden alle seine Kontakte CR2a gleichzeitig geschlossen. Dementsprechend wird der Motor 13 gestartet, um die Wasserpumpe 12 anzutreiben, um das Kühlwasser zu Brenner 5 zu speisen, und auch das Elektromagnetventil 301 wird unter Spannung gesetzt, um die Zufuhr von Kühlwasser zuzulassen.
Andrerseits wird der erste Timer T1 unter Spannung gesetzt, wenn der manuelle Schalter 501 des Brenners 5 eingeschaltet wird. Der Kontakt T1a des ersten Timers T1 wird geschlossen, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne t1 seit dem Start des ersten Timers T1 vergangen ist. So legt die Spannungs- oder Leistungsquelleneinheit 2 eine elektrische DC- oder Gleichstromspannung zwischen dem Brenner 5 und dem Werkstück 6 an und gleichzeitig wird das Elektromagnetventil 201 zum Zuführen des plasmaerzeugenden Gases unter Spannung gesetzt, um die Zufuhr des plasmaerzeugenden Gases zu starten.
In diesem Zustand wird ein üblicher Bogenstartprozeß durch anlegen einer Hochspannung mit hoher Frequenz zwischen der Hauptelektrode 52 und der Punktelektrode 55 ausgeführt, um dazwischen einen Leitbogen zu erzeugen. Dann wird durch den Leitbogen ein Hauptbogen erzeugt. Der Hauptbogen wird durch den Strom des plasmaerzeugenden Gases, das über das Ventil 201 dem Raum um die Hauptelektrode 52 zugeführt wird, zu einem feinen Plasmabogen geformt. Das Werkstück 6 wird durch den Plasmabogenstrahl, der aus der Strahlöffnung 551 heraussprüht, erhitzt, um zu schmelzen. Der Arbeitsbetrieb für das Werkstück 6 wird durch Bewegen des Brenners 5 längs eines gewünschten Weges ausgeführt.
Nach dem Beenden des Arbeitsbetriebs werden der manuelle Schalter 501 des Brenners 5 ausgelöst und dadurch das erste Relais CR1 und der erste Timer T1 von der Spannung getrennt. Deshalb werden die Kontakte CR1a und T1a sofort geöffnet. Da die Spannungsquelleneinheit 2 die Zufuhr elektrischer Spannung stoppt, wenn der Kontakt T1a geöffnet ist, verschwindet der Plasmabogenstrahl vom Brenner 5. Ferner wird der zweite Timer T2 durch das Öffnen des Kontakts CR1a von der Spannung getrennt und dessen Kontakt T2a nach einer vorbestimmten Zeitspanne t2 geöffnet.
Wenn der Kontakt T2a geöffnet ist, werden die Kontakte CR2a des zweiten Relais CR2 geöffnet, um den Motor 13 und dadurch die Pumpe 12 zu stoppen. Auch wird das Ventil 301 von der Spannung getrennt, um das Kühlwasser zu stoppen. In diesem Zustand verbleibt das Kühlwasser, das bis zum Stopp der Pumpe 12 zugeführt wurde, in den Zufuhr- und Abflußleitungen 14 und 15 und im Brenner 5.
Wenn der Brennerschalter 501 wieder betätigt wird, um den Arbeitsbetrieb wieder zu starten, wird die Pumpe 12 wieder angetrieben, um das Kühlwasser zuzuführen, und das Ventil 301 wird unter Spannung gesetzt, um die Zufuhr des Kühlwassers zu ermöglichen. Nach der vorbestimmten Zeitspanne t1 des ersten Timers T1 legt die Spannungs- oder Leistungsquelleneinheit 2 die Hochspannung zwischen dem Brenner 5 und dem Werkstück an, um den Arbeitsbetrieb oder die Bearbeitungstätigkeit wieder zu starten.
Wenn der gesamte Arbeitsbetrieb abgeschlossen ist, wird der Spannungsschalter 7 ausgeschaltet. Deshalb wird der Kontakt CR3b des dritten Relais CR3 sofort geschlossen. In diesem Moment wird der dritte Timer T3 von der Spannung getrennt, jedoch wird der Kontakt T3a für die durch den dritten Timer T3 eingestellte Zeitspanne t3 in dem geschlossenen Zustand gehalten. Demgemäß ist das Ventil 303, das auf dem Weg der Gasleitung 141 angeschlossen ist, unter Spannung gesetzt, um das unter Druck gesetzte Gas von der Gasquelle 302 in die Wasserzufuhrleitung 14 einzuleiten. Dieses unter Druck gesetzte Gas stößt das verbleibende Kühlwasser durch die Abflußleitung 15 in den Speicherbehälter 11 gewaltsam aus. Daher wird es möglich, in der Winterjahreszeit das Vereisen des verbleibenden Kühlwassers und das Lecken nach Wartungstätigkeiten zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform, wie im untersten Abschnitt von Fig. 3 gezeigt ist, wird das Zirkulieren des Kühlwassers gestartet, wenn der Brennerschalter 501 betätigt wird, und der Arbeitsbetrieb durch den Plasmabogen wird nach der durch den ersten Timer T1 eingestellten Zeitspanne t1 gestartet. Ferner, wenn der Brennerschalter 501 ausgelöst wird, wird der Plasmabogen gestoppt. Dann wird die Wasserpumpe 12 nach der durch den zweiten Timer T2 eingestellten Zeitspanne t2 gestoppt. Deshalb wird der während des Arbeitsbetriebs erhitzte Brenner 5 durch das zirkulierende Kühlwasser gründlich gekühlt.
Andrerseits wird, wenn der Spannungsschalter 7 ausgeschaltet wird, nachdem eine Reihe des Arbeitsbetriebs abgeschlossen wurde, das in den Leitungen 14 und 15 verbleibende Kühlwasser automatisch im Speicherbehälter 11 gesammelt.
Im untersten Abschnitt der Fig. 3 bezeichnet ein Symbol "C" die Zirkulation von Kühlwasser und ein Symbol "NC" bezeichnet einen Zustand, in dem weder die Zirkulation von Kühlwasser noch dessen Ausstoßen ausgeführt wird. Ein Symbol "D" bezeichnet den Ausstoß des Kühlwassers durch das unter Druck gesetzte Gas.
Obwohl die Steuerschaltung oder der Steuerkreis bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung von Relais und Timern gebildet ist, kann sie bzw. er auch unter Verwendung von Halbleiter-Logik-Einrichtungen gebildet werden. Auch kann ein Schalter des selbst(an)haltenden Typs für den Brennerschalter 501 verwendet werden.
Ferner wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Kühlwasserzirkulator in der Spannungsquelleneinheit 2 zu installieren, da eine Wasserpumpe mit einer relativ kleinen Kapazität auf Grund der Tatsache verwendet werden kann, daß das Leistungs(übersetzungs)verhältnis der Pumpe verkleinert ist. Dies ermöglicht es die das Kühlöwasserzirkulationssystem enthaltende Spannungs- oder Leistungsquelleneinheit kompakter und leichter handhabbar herzustellen.
Als nächstes wird die Weise zum Einstellen der jeweiligen Timer erklärt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird der Timer T1 so eingestellt, daß eine Zeitspanne vorhanden ist, die benötigt wird, bis das Kühlwasser nach dem Starten des Arbeitsbetriebs in den Brenner 5 gespeist ist. Die Zeitspanne des ersten Timers T1 sollte für den Start der täglichen Arbeit relativ lang eingestellt werden, da das Kühlwasser aus den Leitungen und dem Brenner völlig abgeleitet wurde. Im Gegensatz dazu kann sie nach dem erneuten Starten der Arbeitsapparatur nach relativ kurzem Aussetzen auf eine relativ kurze Zeitspanne eingestellt werden, das zum Laufen des Kühlwassers erforderlich ist, da das Kühlwasser, das während des Letzten Arbeitsbetriebs zugeführt wurde, zu dieser Zeit darin zurückbleibt. Jedoch ist es nicht so wirksam, die Zeitspanne des ersten Timers T1 bei jedem Start des Arbeitsbetriebs zurückzustellen, und, wenn sie zum Starten des täglichen Arbeitsbetriebs zu kurz eingestellt ist, könnte der Brenner überhitzt werden.
Um einen derartigen gefährlichen Unfall zu vermeiden, kann es von Anfang an unveränderbar auf eine relativ lange Zeit eingestellt werden. Deshalb wird eine relativ lange Wartezeit zum erneuten Starten des nächsten tatsächlichen Arbeitsbetriebs nach dem Drücken des Brennerschalters 501 erforderlich und dadurch wird die Wirksamkeit des Arbeitsbetriebs verringert.
Fig. 4 zeigt eine elektrische Schaltung gemaß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die oben erwähnte Wartezeit minimieren soll.
Im Vergleich von Fig. 4 mit Fig. 1 ist ein vierter Timer T4 zwischen der Spannungsguellensteuerschaltung parallel zu den anderen Timern T1 bis T3 angeschlossen und ein Kontakt T4b vom Typ "verzögertes Schließen und sofortiges Öffnen", ist parallel zum normalerweise geöffneten Kontakt T2a des zweiten Timers T2 angeschlossen.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wenn der Spannungsschalter 7 eingeschaltet wird, um die tägliche Arbeit zu beginnen, der vierte Timer T4 sofort gestartet und das zweite Relais CR2 wird durch den normalerweise geschlossenen Kontakt T4b des vierten Timers T4 unter Spannung gesetzt.
Ferner wird der normalerweise offene Kontakt CR2a des zweiten Relais CR2 geschlossen, um den Elektromotor 13 zu starten, und dadurch wird die Wasserpumpe 12 gestartet, um das Kühlwasser zuzuführen. Wenn die im vierten Timer eingestellte Zeitspanne abgelaufen ist, wird der normalerweise geschlossene Kontakt T4b geöffnet, um das zweite Relais CR2 von der Spannung zu trennen, und dadurch wird dessen Kontakt CR2a geschlossen. Als ein Ergebnis wird die Wasserpumpe 12 gestoppt.
Anschließend werden, wenn der Bediener den Brennerschalter 501 für den Arbeitsbetrieb betätigt, das erste Relais CR1 und der erste Timer T1 ähnlich zur ersten bevorzugten Ausführungsform unter Spannung gesetzt, und dadurch wird der zweite Timer T2 unter Spannung gesetzt. Wenn die im ersten Timer T1 eingestellte Zeitspanne abgelaufen ist, legt die Elektrikspannungseinheit 2 die Spannung zum Starten des Arbeitsbetriebs an den Brenner 5 an. Wenn der Brennerschalter 501 nach dem Abschließen des Arbeitsbetriebs oder der Arbeitstätigkeit ausgelöst wird, werden jeweils der Kontakt CR1a des ersten Relais CR1 und der Kontakt T1a des ersten Timers T1 geöffnet. Als Ergebnis wird die Spannungszufuhr gestoppt. Aber die Wasserpumpe 12 setzt die Wasserzufuhr für die Verzögerungszeit fort und wird anschließend gestoppt.
Wie aus dem Vorerwähnten ersichtlich ist, wird die Wasserpumpe 12 für eine vorbestimmte Zeitspanne, die durch den vierten Timer T4 eingestellt ist, angetrieben, wenn der Spannungsschalter 7 betätigt wird, und dadurch wird der Brenner 5 auf das Starten des täglichen Arbeitsbetriebs hin mit dem Kühlwasser gefüllt. Demgemäß kann die im ersten Timer T1 einzustellende Zeitspanne t1 minimiert werden und dadurch kann die Wartezeit, die zum Starten des nächsten Arbeitsbetriebs erforderlich ist, minimiert werden. Wenn die Wasserpumpe 12 ausgezeichnet anspricht, kann auf den ersten Timer T1 verzichtet werden und stattdessen kann die Spannungsquelleneinheit 2 durch den normalerweise geöffneten
Schalter CR1a des ersten Relais CR1 gestartet werden. Ferner wird, obwohl die Zeitspanne für den vierten Timer T4 auf eine relativ lange Zeitspanne eingestellt ist, die Wartezeit für den jeweiligen Arbeitsbetrieb kaum dadurch beeinflußt werden, da der vierte Timer T4 nur einmal nach dem Starten der täglichen Arbeit betrieben wird.
Im untersten Abschnitt der Fig. 5 sind die Symbole "C", "NC" und "D" ähnlich jenen in Fig. 3 verwendet.
Bei der bevorzugten, in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist es möglich, einen Druckschalter zum Detektieren des Druckes des Kühlwassers auf dem Weg der Leitung des Kühlwassers, zum Beispiel der Abflußleitung 15, anstelle des vierten Timers T4 anzuordnen. In diesem Fall ist ein normalerweise geschlossener Kontakt des Druckschalters parallel zum normalerweise geöffneten Kontakt T2a des zweiten Timers T2 anstelle des normalerweise geschlossenen Kontakts T4b des vierten Timers T4 angeschlossen. Entsprechend dieser Anordnung wird, wenn der Spannungsschalter 7 betätigt wird, das zweite Relais CR2 unter Spannung gesetzt, um die Zufuhr des Kühlwassers durch die Wasserpumpe 12 zu starten, und, wenn der Brenner 5 mit dem Kühlwasser gefüllt ist, das durch die Wasserpumpe 12 eingespeist wurde, der Druckschalter detektiert einen Anstieg des Drucks in der Leitung durch Öffnen des normalerweise geschlossenen Kontakts des Druckschalters. Daher wird das zweite Relais CR2 von der Spannung getrennt, um die Wasserpumpe 12 zu stoppen.
Ebenso wird bei jeder der bevorzugten Ausführungsformen, die in den Fig. 1 und 4 gezeigt sind, die Wasserpumpe 12 nach dem Fortsetzen ihres Betriebs für eine Verzögerungszeit durch den zweiten Timer nach dem Abschluß eines entsprechenden Arbeitsbetriebs gestoppt, und, wenn der Brennerschalter 7 wieder betätigt wird, wird die Wasserpumpe 12 wieder gestartet. Jedoch, wenn die Zeitspanne des zweiten Timers T2 auf eine relativ lange Zeitspanne eingestellt ist, wird die Wasserpumpe 12 während eines kurzen Aussetzens des Arbeitsbetriebs im Laufen gehalten. Dies trägt dazu bei, die Frequenz der Starts und Stopps der Wasserpumpe 12 zu verringern.
Fig. 6 zeigt eine elektrische Schaltung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einen wassergekühlten Plasmabogenbrenner mit einer Schutzkappe angewandt ist, die angeordnet ist, um den äußeren Rand der Punktelektrode abzudecken, wie in Fig, 12 gezeigt ist.
Bei der dritten Ausführungsform ist zusätzlich zur Anordnung der zweiten bevorzugten Ausführungsform ein Elektromagnetschütz MS vorgesehen, der durch einen Kontakt CS unter Spannung gesetzt wird, der geschlossen ist, wenn die Schutzkappe montiert oder aufgesetzt ist. Der Schütz MS hat drei normalerweise offene Kontakte MSa und jeder von ihnen ist an jeweilige Verbindungsleitungen zwischen dem Spannungsschalter 7 und der Spannungsquelleneinheit 2 angeschlossen.
Der Elektromagnetschütz MS wird unter Spannung gesetzt gehalten, solange die Schutzkappe 57 korrekt auf den Brennerkörper aufgesetzt ist, um die Punktelektrode 55 abzudecken, und demgemäß werden alle Kontakte MSa im geschlossenen Zustand gehalten. In diesem Zustand funktioniert die elektrische Schaltung der dritten bevorzugten Ausführungsform in der gleichen Weise wie jene der in Fig. 4 gezeigten zweiten bevorzugten Ausführungsform.
Jedoch wird, wenn die Detektionskappe 57 vom Brennerkörper zum Überprüfen, Reparieren oder Austauschen der Punkt- und Mauptelektroden 55 und 52 entfernt ist, der Elektromagnetschütz MS von der Spannung getrennt und dadurch wird die Spannungsversorgung zur spannungsquelleneinheit 2 abgeschaltet oder unterbrochen. Die Spannungsversorgung wird gleichzeitig ebenso unterbrochen, das Elektromagnetventil 301 wird von der Spannung getrennt, um die Zufuhr des Kühlwassers zu stoppen, und ferner werden gleichzeitig sowohl das dritte Relais CR3 als auch der dritte Timer T3 von der Spannung getrennt. Deshalb wird das Elektromagnetventil 303 unter Spannung gesetzt, um unter Druck gesetztes Gas in die Wasserzufuhrleitung 14 einzuleiten, um das in dem Zirkulationssystem verbliebene Kühlwasser daraus abzuleiten. Wenn die im dritten Timer T3 eingestellte Zeitspanne abgelaufen ist, wird das Ventil 303 von der Spannung getrennt, um die Zufuhr des unter Druck gesetzten Gases zu stoppen.
Wenn die Schutzkappe 57 auf den Brennerkörper, der nach Abschluß von Überprüfungs-, Reparatur- oder Austauschtätigkeiten wieder zusammengebaut wurde, aufgesetzt oder montiert wird, wird der Kontakt CS geschlossen, um den Elektromagnetschütz wieder unter Spannung zu setzen, und dadurch wird die Spannungsversorgung zur Spannungsquelleneinheit 2 und zu deren Steuerschaltung fortgesetzt. Auf Grund dessen wird das zweite Relais CR2 unter Spannung gesetzt, um die Wasserpumpe 12 für die im vierten Timer T4 eingestellte anzutreiben, um das Wasserzirkulationssystem mit dem Kühlwasser zu füllen. Anschließend wird, wenn der Brennerschalter 501 betätigt wird, der Arbeitsbetrieb in der gleichen Weise gestartet, wie jener bei der ersten oder zweiten bevorzugten Ausführungsform.
Das Abfließen oder Ableiten des Kühlwassers in dem Zirkulationssystem wird ebenso bei der dritten bevorzugten Ausführungsform ausgeführt, solange die Schutzkappe korrekt ausgesetzt ist.
Fig. 7 zeigt einen Speicherbehälter, der für das Zirkulationssystem des Kühlwassers geeignet ist.
Wie in Fig 7 gezeigt ist, hat der Speicherbehälter 11 eine obere Kammer 21, die vom oberen Raum 22 des Behälters 11 durch ein Wandelement 210 abgetrennt ist. Im Zentrumsabschnitt der oberen Kammer 21 ist ein konisches käfigähnliches Element 25 mit reichlich Perforationen 251 in einer derartigen Weise nach unten abgestützt, daß sein oberes und unteres Ende in Öffnungen 211 und 212 passen, die jeweils in der oberen Platte des Behälters und in der Bodenwand des Wandelements 210 ausgebildet sind. Das käfigähnliche Element 25 ist mit porösem Material 24, wie Stahlwolle aus nichtrostendem Stahl, gefüllt. Ferner ist eine Abdeckplatte 23 auf der oberen Wand des Behälters 11 vorgesehen, damit die obere Öffnung 211 des käfigähnlichen Element 25 eine Öffnung 221 in Verbindung stehen, die in der oberen Wand des Behälters 11 ausgebildet ist. Die Abflußleitung 15 ist an die obere Kammer 21 von außerhalb des Behälters 11 angeschlossen und ein Gasauslaßrohr 27 wird von einer der Seitenwände des Behälters 11 gehalten, um den oberen Raum 22 des Behälters 11 mit der Umgebung zu verbinden.
Das Kühlwasser wird durch eine Zufuhrleitung (in Fig. 7 nicht gezeigt) zum Speicherbehälter 11 wieder aufgefüllt und vom Behälter 11 dem Brenner 5 durch die Zufuhrleitung 14 (in Fig. 7 nicht gezeigt) zugeführt, die mit dem unteren oder Bodenabschnitt des Behälters 11 verbunden ist. Zum Reinigen des Behälters 11 wird das Kühlwasser darin durch eine Abflußleitung (nicht gezeigt) abgelassen, die an den Boden des Behälters 11 angeschlossen ist.
Bei diesem Aufbau des Speicherbehälters 11 wird das unter Druck gesetzte Gas zum Ableiten des verbliebenen Kühlwassers von der Abflußleitung 15 zusammen mit dem verbliebenen Kühlwasser in die obere Kammer 21 ausgestoßen oder -gepreßt und wird durch einen Gasdurchlaß, der durch das käfigähnliche Element 25 gebildet ist, die obere Öffnung 211 der oberen Kammer 21, den durch die Abdeckplatte 23 definierten Raum, die Öffnung 221, den Raum im Behälter 11 und das Gasentlassungsrohr 27 ausgelassen.
Das in die obere Kammer 21 ausgestoßene Kühlwasser wird durch das käfigähnliche Element 25 und die untere Öffnung 212 der oberen Kammer 21 im Behälter gesammelt.
Da der Druck des unter Druck gesetzten Gases durch das poröse Material 24 in dem käfigähnlichen Element 25 gut verringert ist, wird das Kühlwasser in dem Behälter nie durch das unter Druck gesetzte Gas verschüttet oder überlaufen.
Als das poröse Material 24 können Stücke mit vielen sichtbaren Löchern aus Keramik oder nichtrostendem Stahl anstelle von Stahlwolle verwendet werden. In diesem Fall werden Stücke wahllos in das käfigähnliche Element 25 gestapelt um Lücken zwischen ihnen zu haben, in das unter Druck gesetzte Gas strömt, wenn es in die obere Kammer 21 ausgestoßen wird.
Fig. 8 zeigt ein anderes Beispiel des Speicherbehälters 11. Bei diesem Beispiel hat die durch das Wandelement 210 definierte obere Kammer 21 eine Seitenöffnung und die Seitenöffnung ist von einem porösen Element 24 abgedeckt, das durch wahlloses Aufstapeln von gelochten Platten aus nichtrostendem Stahl oder Keramikplatten mit vielen sichtbaren Perforationen hergestellt ist.
Fig. 9(A) und 9(B) zeigen ein weiteres Beispiel des Speicherbehälters oder Reservoirtanks 11.
Bei diesem Beispiel ist ein zapfenähnliches Element 31 durch ein Mutterelement 32 im oberen Raum 22 des Behälters 11 befestigt. Das zapfenähnliche Element 31 besteht im wesentlichen aus einem inneren Zylinderelement 311, einem äußeren Zylinderelement 312 und porösem Material 313, wie Stahlwolle, das zwischen das innere und das äußere Zylinderelement 311 und 312 eingefügt ist.
Die Abflußleitung 15 (in Fig. 9(A) nicht gezeigt) ist mit dem äußeren Ende des inneren Zylinderelements 311 verbunden, das außerhalb des Behälters 11 vorsteht. Das Kühlwasser oder das unter Druck gesetzte Gas, das von der Abflußleitung 15 in die innere obere Kammer 21 des inneren Zylinderelements ausgestoßen wird, geht durch viele Durchgangslöcher 314, die im Bereich des Abschnittes davon vorgesehen sind, der innerhalb des Behälters 11 angeordnet ist, und wird durch das poröse Material verlangsamt. Dann strömt das verlangsamte Kühlwasser oder Gas durch viele Durchgangslöcher 315, die im Bereich des Abschnittes vorgesehen sind, der innerhalb des Behälters 11 angeordnet ist, in den oberen Raum 22 des Behälters 11.
Da der Druck des unter Druck gesetzten Gases durch das Durchgehen durch das poröse Material 313 verringert wird, wird kein Kühlwasser aus dem Behälter 11 herausspritzen oder überlaufen, ähnlich wie bei den Behältern, die in den Fig. 7 und 8 gezeigt sind.
Wenn die Durchgangslöcher 314 des inneren Zylinderelements 311 und die Durchgangslöcher 315 des äußeren Zylinderelements 312 gegeneinander bezüglich dem Zentrum des zapfenähnlichen Elements 31 versetzt sind, wie in Fig. 9(B) gezeigt ist, wird der Druck des unter Druck gesetzten Gases viel mehr verringert.

Claims

1. Wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung, wobei ein Plasmabogenbrenner (5) mit einer Arbeitsleistungsquelleneinrichtung (2) verbunden ist und ein Zirkulationssystem (1) für Kühlwasser vorgesehen ist, um das in einem Speicherbehälter (11) enthaltene Kühlwasser dem Innenraum des Brenners durch eine Wasserzuführpumpe (12) zuzuführen und selbiges durch einen Zirkulationsdurchlaß zum Speicherbehälter zurückzuführen,

dadurch gekennzeichnet,

daß sie enthält:

eine Verbindung (141) zum Einleiten von unter Druck gesetztem Gas in die Zuführseite des Zirkulationsdurchlasses;

einen Steuerkreis zum Steuern der Wasserzuführpumpe, der die Wasserzuführpumpe startet, wenn die elektrische Arbeitsleistung an den Plasmabogenbrenner angelegt wird, und selbige anhält, wenn die Arbeitsleistung abgeschaltet wird; und

Einleitungsmittel (302) für unter Druck gesetztes Gas zum Einleiten des unter Druck gesetzten Gases durch die Verbindung in den Zirkulationsdurchlaß für eine vorbestimmte Zeitspanne, kurz nachdem die Leistungsversorgung zu der Arbeitsleistungsquelleneinrichtung abgeschaltet wurde, wodurch das in dem den Brenner enthaltenden Zirkulationsdurchlaß verbleibende Kühlwasser daraus gewaltsam ausgestoßen wird.

2. Wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1,

wobei der Steuerkreis zum Steuern der Wasserzuführpumpe startet, um die Wasserzuführpumpe zu einer vorbestimmten Zeit vor dem Zuführen der Ausgabe der Arbeitsleistungsquelleneinrichtung zum Brenner anzutreiben und selbige zu einer vorbestimmten Zeit verzögert gegenüber dem Abschalten der Ausgabe der Ausgangsleistung anzuhalten.

3. Wassergekühlte plasmabogenbearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

wobei die Wasserzuführpumpe des Zirkulationssystems für eine kurze Zeitspanne angetrieben wird, wenn der Leistungsquelleneinrichtung eine elektrische Leistung zugeführt wird.

4. Wassergekühlte Plasmabogenbearbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

wobei der Speicherbehälter (11) eine obere Kammer (21) darin enthält, mit dem das Abflußende des Zirkulationsdurchlasses verbunden ist, wobei die obere Kammer des Innenraumes des Speicherbehälters durch eine Trennwand (25) abgetrennt ist, die ein poröses Element (24) zum Vermindern des Druckes des unter Druck gesetzten Gases trägt, das in die innere Kammer ausgestoßen wird.

5. Wassergekühlte plasmabogenbearbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei der Brenner eine Schutzkappe zum Abdecken einer punktelektrode (55) davon und Detektionsmittel zum Detektieren der Befestigung der Schutzkappe an dem Brenner und ferner Schaltmittel zum Zuführen der elektrischen Leistung zu der Arbeitsleistungsquelleneinrichtung in Abhängigkeit von einem Detektionssignal von den Detektionsmitteln bereitstellt.