EP0904674A1 - Plasma torch system - Google Patents

Plasma torch system

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EP0904674A1
EP0904674A1 EP98919161A EP98919161A EP0904674A1 EP 0904674 A1 EP0904674 A1 EP 0904674A1 EP 98919161 A EP98919161 A EP 98919161A EP 98919161 A EP98919161 A EP 98919161A EP 0904674 A1 EP0904674 A1 EP 0904674A1
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plasma torch
frequency
plasma
torch system
workpiece
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Gottfried Schneider
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

The invention relates to a plasma torch system comprising a high-frequency plasma torch with a plasma torch device, wherein a plasma flame can be produced by supplying high-frequency energy, in addition to comprising a processing chamber, wherein workpieces can be positioned in order to enable processing by said plasma flame. In order to create a universally applicable system, the plasma torch system is provided with a height adjustment device enabling regulation of a vertical distance between the plasma torch device pertaining to the high-frequency torch and the workpiece which is to be processed.

Description

Plasmabrennersystem Plasma torch system
Die Erfindung betrifft ein PlasmabrennerSystem, umfassend einen Hochfrequenz-Plasmabrenner mit einer Plasmabrenneinrichtung, in welcher mittels Zuführung von Hochfrequenz- leistung eine Plasmaflamme erzeugbar ist, und eine Bearbeitungskammer, in welcher Werkstücke positionierbar sind, um mittels der Plasmaflamme bearbeitet zu werden.The invention relates to a plasma torch system, comprising a high-frequency plasma torch with a plasma torch in which a plasma flame can be generated by supplying high-frequency power, and a processing chamber in which workpieces can be positioned in order to be processed by means of the plasma flame.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben eines Plasmabrennersystems, welches ein Hochfrequenz-Plasmabrenner mit einer Plasmabrenneinrichtung zum Erzeugen einer Plasmaflamme und welches eine Bearbeitungskammer zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe der Plasmaflamme umfaßt.The invention further relates to a method for operating a plasma torch system which comprises a high-frequency plasma torch with a plasma torch for generating a plasma flame and which comprises a processing chamber for processing a workpiece with the aid of the plasma flame.
Derartige Plasmabrenner lassen sich beispielsweise für die Beschichtung von Werkstücken oder zum Aufdampfen einsetzen, wobei dann in diesem Falle ein Zusatzwerkstoff wie ein Metallpulver in die Plasmaflamme eingeführt wird und als Beschichtung oder Aufdampfschicht auf dem Werkstück niedergeschlagen wird. Die Plasmaflamme wird dabei durch Hochfrequenzheizung erzeugt, beispielsweise durch Hochfrequenz- Induktionsheizung oder durch Hochfrequenzheizung in Hohlraumresonatoren.Such plasma torches can be used, for example, for the coating of workpieces or for vapor deposition, in which case an additional material such as a metal powder is then introduced into the plasma flame and deposited on the workpiece as a coating or vapor deposition layer. The plasma flame is generated by high-frequency heating, for example by high-frequency induction heating or by high-frequency heating in cavity resonators.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Plasmabrennersystem mit den eingangs genannten Merkmalen so zu verbessern, daß es universell einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Plasmabrennersystem mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß das Plasmabrennersystem eine Höheneinstellvorrichtung aufweist, durch die ein vertikaler Abstand zwischen der Plasmabrenneinrichtung des Hochfrequenz-Plasmabrenners und einem zu bearbeitenden Werkstück einstellbar ist.The present invention has for its object to improve a plasma torch system with the features mentioned above so that it can be used universally. This object is achieved in the plasma torch system according to the invention with the features mentioned in the introduction in that the plasma torch system has a height adjustment device by means of which a vertical distance between the plasma torch device of the high-frequency plasma torch and a workpiece to be machined can be set.
Auf diese Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Plasmabrennersystem ein optimaler vertikaler Abstand zwischen dem Werkstück und der Plasmaflamme, welche in der Plasmabrenneinrichtung erzeugt wird, eingestellt werden. Dadurch kann mit dem erfindungsgemäßen Plasmabrennersystem eine Vielzahl von Werkstücken mit unterschiedlichen Werkstückgeometrien bearbeitet werden. Es läßt sich eine konturgenaue Nachführung auch bei ungünstigen oder sperrigen Werkstückgeometrien erreichen. Bei Werkstücken, die eine große Höhe aufweisen, läßt sich die Bearbeitungskammer besser ausnutzen, da durch eine optimierte Höheneinstellung eine Einengung des Gesichtsfeldes beispielsweise für eine Zusatzwerkstoffbeaufschlagung des Werkstückes durch Anpassung des vertikalen Abstandes vermeidbar ist.In this way, in the plasma torch system according to the invention, an optimal vertical distance between the workpiece and the plasma flame, which is generated in the plasma torch, can be set. As a result, a multiplicity of workpieces with different workpiece geometries can be processed with the plasma torch system according to the invention. Contour-accurate tracking can be achieved even with unfavorable or bulky workpiece geometries. In the case of workpieces which have a large height, the processing chamber can be better utilized, since an optimized height adjustment can narrow the field of view, for example for additional material to be applied to the workpiece, by adapting the vertical distance.
Es ist besonders günstig, wenn Hochfrequenzleitungen von einem Anpaßglied, welches zur Einkopplung der Hochfrequenz- leistung eines Hochfrequenzgenerators in die Hochfrequenz- leitungen dient, starr zu der Plasmabrenneinrichtung des Hochfrequenzplasmabrenners geführt sind. Zur Erzeugung der Plasmaflamme muß die Plasmabrenneinrichtung mit Hochfrequenz- leistung über die Hochfrequenzleitungen versorgt werden. Zur Übertragung einer hohen Hochfrequenzleistung und zur optimalen Einkopplung dieser Hochfrequenzleistung in ein Arbeitsgas zur Erzeugung der Plasmaflamme muß das Anpaßglied auf die Hochfrequenzleitungen und die Plasmabrenneinrichtung insbesondere bezüglich des Wellenwiderstandes abgestimmt sein. Durch die starre Führung der Hochfrequenzleistungen ist gewährleistet, daß bei einer Einstellung des vertikalen Abstands zwischen der Plasmabrenneinrichtung und dem zu bearbeitenden Werkstück die Abstimmung durch das Anpaßglied erhalten bleibt, so daß bei jeder Höheneinstellung bei einem einmal abgestimmten Anpaßglied die gleiche Hochfrequenz- leistung in die Plasmabrenneinrichtung eingekoppelt wird und die Plasmaflamme dann stets die gleichen Charakteristika aufweist.It is particularly expedient if high-frequency lines are guided rigidly to the plasma burning device of the high-frequency plasma burner from an adapter which serves to couple the high-frequency power of a high-frequency generator into the high-frequency lines. To generate the plasma flame, the plasma burning device must be supplied with high-frequency power via the high-frequency lines. To transmit high radio frequency power and Optimal coupling of this high-frequency power into a working gas for generating the plasma flame, the adapter must be matched to the high-frequency lines and the plasma burning device, in particular with regard to the wave resistance. The rigid guidance of the high-frequency powers ensures that, when the vertical distance between the plasma torch and the workpiece to be machined is set, the matching by the adapter is maintained, so that the same high-frequency power is input into the plasma torch at every height adjustment with a once-matched adapter is coupled in and the plasma flame then always has the same characteristics.
In einer günstigen Variante einer Ausführungsform sind die Hochfrequenzleitungen als Leitungsresonatoren ausgebildet, um auf diese Weise die Übertragung einer hohen Hochfrequenz- leistung zu der Plasmabrenneinrichtung zu ermöglichen.In a favorable variant of an embodiment, the high-frequency lines are designed as line resonators, in order in this way to enable the transmission of high high-frequency power to the plasma burning device.
Besonders günstig ist es, wenn der Hochfrequenz-Plasmabrenner mit der Plasmabrenneinrichtung durch die Höheneinstellvorrichtung in einer vertikalen Richtung bezüglich des zu bearbeitenden Werkstücks verschieblich ist. Auf diese Weise ist der Hochfrequenz-Plasmabrenner relativ zum Werkstück verschieblich, welches dann insbesondere nur in einer x-y-Ebene senkrecht zu der vertikalen Richtung in der Bearbeitungs- kammer verschieblich zu sein braucht. Dadurch läßt sich die x-y-Bewegung des Werkstücks von der vertikalen z-Bewegung entkoppeln, da letztere durch eine Hochfrequenz-Plasmabrenner-Verschiebung erfolgt. Auf diese Weise läßt sich eine Positioniervorrichtung zur Bewegung des Werkstücks in der Bearbeitungskammer mit geringem Aufwand und mit geringer betriebsmäßiger Störanfälligkeit einsetzen. Dies ist insbesondere von großem Vorteil, wenn die Bearbeitungskammer eine Vakuumkammer ist und die Werkstücke mit Hilfe der Plasmaflamme im Vakuum bearbeitet werden sollen. Durch die Einstellung des vertikalen Abstands mittels der Höheneinstellung des Hochfrequenz-Plasmabrenners können insbesondere bei geringem Abstand der Werkstücke vom Hochfrequenz-Plasmabrenner höhere Genauigkeiten erreicht werden als wenn eine Positioniervorrichtung ein Werkstück in allen drei Raumrichtungen (x, y, z) bewegen müßte.It is particularly favorable if the high-frequency plasma torch with the plasma torch device can be displaced in a vertical direction with respect to the workpiece to be machined by the height adjustment device. In this way, the high-frequency plasma torch is displaceable relative to the workpiece, which then in particular only needs to be displaceable in an xy plane perpendicular to the vertical direction in the processing chamber. As a result, the xy movement of the workpiece can be decoupled from the vertical z movement, since the latter takes place by means of a high-frequency plasma torch shift. In this way one can Use the positioning device to move the workpiece in the processing chamber with little effort and with low operational susceptibility to failure. This is particularly advantageous if the processing chamber is a vacuum chamber and the workpieces are to be processed in a vacuum using the plasma flame. By adjusting the vertical distance by means of the height adjustment of the high-frequency plasma torch, in particular when the workpieces are at a small distance from the high-frequency plasma torch, higher accuracies can be achieved than if a positioning device had to move a workpiece in all three spatial directions (x, y, z).
Günstig ist es, wenn das Anpaßglied in einem festen Abstand zum Hochfrequenz-Plasmabrenner angeordnet ist und mit diesem verschieblich ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Hochfrequenzleitungen zwischen dem Anpaßglied und der Plasmabrenneinrichtung keine Dehnungen oder Stauchungen erfahren, die sonst eine Neuabstimmung des Anpaßgliedes nötig machen würden.It is expedient for the adapter to be arranged at a fixed distance from the high-frequency plasma torch and to be displaceable with it. In this way it is ensured that the high-frequency lines between the adapter and the plasma burning device do not experience any stretching or compression which would otherwise make it necessary to readjust the adapter.
In einer Variante einer Ausführungsform ist der Hochfrequenz- Generator fest bezüglich des Anpaßgliedes angeordnet, so daß er mit dem Hochfrequenz-Plasmabrenner verschieblich ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Einkopplung der Hochfrequenzleistung von dem Hochfrequenz-Generator in das Anpaßglied kritisch ist, da diese Einkopplung dann durch eine Verschiebung des Hochfrequenz-Plasmabrenners nicht verändert wird. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Hochfrequenz-Generator fest gegenüber der Bearbeitungskammer angeordnet ist. Dadurch wird die bei der Verschiebung des Plasmabrenners zu bewegende Masse verringert, da der Hochfrequenz-Generator selber nicht mitverschoben werden muß.In a variant of an embodiment, the high-frequency generator is arranged fixed with respect to the adapter, so that it can be moved with the high-frequency plasma torch. This is particularly advantageous if the coupling of the high-frequency power from the high-frequency generator into the adapter is critical, since this coupling is not changed by moving the high-frequency plasma torch. It can also be provided that the high-frequency generator is arranged fixedly opposite the processing chamber. This reduces the mass to be moved when the plasma torch is moved, since the high-frequency generator itself does not have to be moved as well.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Anpaßglied abstimmbar zur Optimierung der Hochfrequenz-Leistungszufuhr durch die Hochfrequenzleitungen zu der Plasmabrenneinrichtung. Dadurch kann die Hochfrequenzheizung optimiert werden, um eine große Leistung in ein Arbeitsgas zur Erzeugung der Plasmaflamme einzukoppeln und bei Änderungen des Systemaufbaus, beispielsweise Verkürzung oder Verlängerung der Hochfrequenzleitungen oder Austausch der Plasmabrenneinrichtung, kann auf einen neuen optimalen Leistungseinkopplungswert abgestimmt werden.In a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, the adapter can be tuned to optimize the high-frequency power supply through the high-frequency lines to the plasma torch. As a result, the high-frequency heating can be optimized in order to couple a large amount of power into a working gas for generating the plasma flame, and changes in the system structure, for example shortening or lengthening the high-frequency lines or replacing the plasma torch, can be tuned to a new optimal power coupling value.
In einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform ist der Hochfrequenz-Plasmabrenner an einem Gleitführungselement der Höheneinstellvorrichtung, welches in vertikaler Richtung verschieblich ist, gehalten.In a structurally particularly simple embodiment, the high-frequency plasma torch is held on a sliding guide element of the height adjustment device which is displaceable in the vertical direction.
Günstigerweise führen dann Versorgungsleitungen für den Plasmabrenner durch das Gleitführungselement, um auf diese Weise die Zufuhr von Versorgungsmedien zu dem Hochfrequenz- Plasmabrenner zu gewährleisten.Supply lines for the plasma torch then advantageously lead through the sliding guide element in order in this way to ensure the supply of supply media to the high-frequency plasma torch.
Die Versorgungsleitungen umfassen dabei die Hochfrequenz- leitungen zur Plasmabrenneinrichtung, welche auf diese Weise starr führbar sind. Weiter umfassen die Versorgungsleitungen eine Arbeitsgaszuführung zur Plasmabrenneinrichtung, wobei das Arbeitsgas ein Brennergas ist, welches zur Plasmaerzeugung dient. Weiter umfassen die Versorgungsleitungen eine Kühlmittelzuführung zu der und eine Kühlmittelabführung von der Plasmabrennereinrichtung.The supply lines include the high-frequency lines to the plasma burning device, which can be rigidly guided in this way. Furthermore, the supply lines include a working gas supply to the plasma burning device, wherein the working gas is a burner gas that is used to generate plasma. The supply lines further comprise a coolant supply to and a coolant discharge from the plasma torch device.
Bei einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Versorgungsleitungen auch eine ZusatzwerkstoffZuführung zur Plasmabrennereinrichtung, wobei der Zusatzwerkstoff beispielsweise als Beschichtungsmittel eingesetzt ist. Bei einer günstigen Variante einer Ausführungsform weist die Zusatzwerkstoffzuführung eine Düse zum Einblasen von Zusatzwerkstoff in die Plasmaflamme auf. Dadurch läßt sich die Plasmaflamme optimal nutzen, um das zu bearbeitende Werkstück mit Zusatzwerkstoff zu beaufschlagen.In an advantageous variant of the device according to the invention, the supply lines also include an additional material feed to the plasma torch device, the additional material being used, for example, as a coating agent. In a favorable variant of an embodiment, the filler material feed has a nozzle for blowing filler material into the plasma flame. This allows the plasma flame to be used optimally to apply filler material to the workpiece to be machined.
In einer vorteilhaften Variante einer Ausführungsform umfaßt das Gleitführungselement eine Kühlmittelzuführung und eine Kühlmittelabführung zur Beaufschlagung der Hochfrequenz- leitungen im Gleitführungselement mit Kühlmittel. Auf diese Weise läßt sich durch Kühlung der Hochfrequenzleitungen die Hochfrequenzleistungszuführung zur Plasmabrenneinrichtung weiter verbessern.In an advantageous variant of an embodiment, the sliding guide element comprises a coolant supply and a coolant discharge for applying coolant to the high-frequency lines in the sliding guide element. In this way, the high-frequency power supply to the plasma torch can be further improved by cooling the high-frequency lines.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Bearbeitungskammer als Vakuumkammer ausgebildet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Plasmabrennersystem für Beschichtungsaufgaben von Werkstücken eingesetzt wird, um Verunreinigung der Werkstückoberflächen und der Beschichtungswerkstoffe beim Niederschlagen auf den Werkstücken zu vermeiden. Günstigerweise umfaßt das Gleitführungselement eine Dichtungseinrichtung zur gasdichten Abdichtung gegen die Bearbeitungskammer, so daß eine Entkopplung von der Gas- bzw. Vakuumatmosphäre der Bearbeitungskammer vorliegt. Die Dichtungseinrichtung ist günstigerweise durch einen Membranbalg gebildet, durch den eine äußerst elastische, radial drucksichere Abdichtung gewährleistbar ist.It can be provided according to the invention that the processing chamber is designed as a vacuum chamber. This is particularly advantageous when the plasma torch system according to the invention is used for coating tasks on workpieces in order to avoid contamination of the workpiece surfaces and the coating materials when they are deposited on the workpieces. The sliding guide element advantageously comprises a sealing device for gas-tight sealing against the processing chamber, so that there is a decoupling from the gas or vacuum atmosphere of the processing chamber. The sealing device is advantageously formed by a membrane bellows, through which an extremely elastic, radially pressure-proof seal can be guaranteed.
Günstig ist es dann auch, wenn das Gleitführungselement eine Dichtung umfaßt, durch die ein Innenraum des Gleitführungs- elements gasdicht gegenüber einem Außenraum des Plasmabrennersystems abgedichtet ist. Auf diese Weise ist der Innenraum des Gleitführungselementes mit einem Medium beaufschlagbar. Bei dem Beaufschlagungsmedium handelt es sich vorteilhafterweise um ein Schutzmedium zum Unterdrücken von Hochfrequenz-Durchschlägen. Das Beaufschlagungsmedium kann gasförmig sein, denkbar ist beispielsweise SF6 als Schutzgas zur Unterdrückung von Hochfrequenzdurchschlägen. Es ist auch denkbar, daß beispielsweise Silikonöl als flüssiges Beaufschlagungsmedium eingesetzt wird.It is also advantageous if the sliding guide element comprises a seal, by means of which an interior of the sliding guide element is sealed in a gas-tight manner with respect to an outer space of the plasma torch system. In this way, the interior of the sliding guide element can be acted upon with a medium. The exposure medium is advantageously a protective medium for suppressing high-frequency breakdowns. The exposure medium can be gaseous, for example SF 6 is conceivable as a protective gas for suppressing high frequency breakdowns. It is also conceivable that, for example, silicone oil is used as the liquid exposure medium.
Vorteilhaft ist es, wenn das Beaufschlagungsmedium durch den Innenraum des Gleitführungselementes zur Kühlung der Hochfrequenzleitungen geführt ist. Besonders günstig ist dann eine Kombinationswirkung des Beaufschlagungsmediums als Durchschlags-Unterdrückungsmedium und als Kühlmedium.It is advantageous if the application medium is guided through the interior of the sliding guide element for cooling the high-frequency lines. A combination effect of the exposure medium as a breakdown suppression medium and as a cooling medium is then particularly favorable.
In einer konstruktiv besonders einfachen Variante einer Ausführungsform ist das Gleitführungselement durch ein Gleitrohr gebildet. Konstruktive Vorteile sind auch dadurch gegeben, daß das Anpaßglied kraftschlüssig bezüglich des Gleitführungselements in einem festen Abstand zum Hochfrequenz-Plasmabrenner gehalten ist.In a structurally particularly simple variant of an embodiment, the sliding guide element is formed by a sliding tube. Design advantages are also given in that the adapter is held in a non-positive manner with respect to the sliding guide element at a fixed distance from the high-frequency plasma torch.
Dies läßt sich in einer günstigen Variante einer Ausführungsform dadurch erreichen, daß an dem Gleitführungselement kraftschlüssig in einem festen Abstand zum Hochfrequenz- Plasmabrenner ein Halteelement angeordnet ist, an welchem das Anpaßglied fixiert ist.This can be achieved in a favorable variant of an embodiment in that a holding element is arranged on the sliding guide element in a non-positive manner at a fixed distance from the high-frequency plasma torch, to which the adapter element is fixed.
Zur Erzielung einer genauen und einfachen Höheneinstellung ist es vorteilhaft, wenn die Höheneinstellvorrichtung einen Stellantrieb umfaßt. Günstigerweise umfaßt die Höheneinstellvorrichtung weiter eine Steuereinheit zum Steuern des vertikalen Abstands des Hochfrequenz-Plasmabrenners relativ zu dem Werkstück, um eine genaue und präzise Einstellung der vertikalen Abstände zwischen den Plasmabrenneinrichtung und dem Werkstück zu gewährleisten.To achieve a precise and simple height adjustment, it is advantageous if the height adjustment device comprises an actuator. Conveniently, the height adjustment device further comprises a control unit for controlling the vertical distance of the high-frequency plasma torch relative to the workpiece in order to ensure an accurate and precise adjustment of the vertical distances between the plasma torch and the workpiece.
Zur Erhöhung der Arbeitssicherheit bei dem erfindungsgemäßen Plasmabrennersystem ist es vorgesehen, daß die Bearbeitungskammer geerdet ist. Aus dem Stand der Technik sind Plasmabrennersysteme bekannt, bei denen die Hochfrequenz-Plasmabrenner von einem Anpaßglied symmetrisch eingespeist werden und zur Vermeidung der Gefahr von Überschlägen innerhalb einer Vakuumkammer derartige Kammern ungeerdet betrieben werden, um Kammerwände auf einem schwimmenden Potential zu halten, und dadurch Überschläge zu vermeiden. Durch das erfindungsgemäße Plasmabrennersystem sind solche Hochfrequenzdurchschläge verringerbar oder vermeidbar. In einer vorteilhaften Variante einer Ausführungsform ist in der Bearbeitungskammer ein Positioniervorrichtung zur Positionierung des zu bearbeitenden Werkstücks relativ zum Hochfrequenz-Plasmabrenner angeordnet. Dadurch kann das Werkstück innerhalb der Bearbeitungskammer bewegt und positioniert werden, um insbesondere eine Nachführung des Werkstückes zur Bearbeitung mittels der Plasmaflamme zu ermöglichen. Durch die Positioniervorrichtung ist das Werkstück in einer horizontalen Ebene senkrecht zur vertikalen Richtung positionierbar. Es kann auch vorgesehen sein, daß durch die Positioniervorrichtung das Werkstück in vertikaler Richtung positionierbar ist. Dies kann beispielsweise zu einer Vorpositionierung oder Grobpositionierung des vertikalen Abstandes zwischen dem Werkstück und der Plasmabrenneinrichtung benutzt werden.To increase occupational safety in the plasma torch system according to the invention, it is provided that the processing chamber is grounded. Plasma torch systems are known from the prior art, in which the high-frequency plasma torches are fed symmetrically by an adapter and, in order to avoid the risk of flashovers within a vacuum chamber, such chambers are operated ungrounded in order to keep the chamber walls at a floating potential, and thereby to prevent flashovers avoid. Such high frequency breakdowns can be reduced or avoided by the plasma torch system according to the invention. In an advantageous variant of an embodiment, a positioning device for positioning the workpiece to be machined relative to the high-frequency plasma torch is arranged in the machining chamber. As a result, the workpiece can be moved and positioned within the processing chamber, in particular to enable the workpiece to be tracked for processing by means of the plasma flame. The positioning device allows the workpiece to be positioned in a horizontal plane perpendicular to the vertical direction. It can also be provided that the workpiece can be positioned in the vertical direction by the positioning device. This can be used, for example, for pre-positioning or rough positioning of the vertical distance between the workpiece and the plasma torch.
In einer günstigen Variante einer Ausführungsform ist die Höheneinstellvorrichtung an einer Halteeinrichtung gehalten, welche festlegbar verschieblich bezüglich der Bearbeitungskammer gelagert ist. Dies ermöglicht eine einfache Zugänglichkeit und Austauschbarkeit des Hochfrequenz-Plasmabrenners des Plasmabrennersystems, indem beispielsweise eine Verbindung zwischen der Höheneinstellvorrichtung und dem Plasmabrenner gelöst wird und dann mittels des Rahmens die Höheneinstellvorrichtung in eine nichtbehindernde Position verschoben wird.In a favorable variant of an embodiment, the height adjustment device is held on a holding device which is mounted such that it can be fixed in a displaceable manner with respect to the processing chamber. This enables the high-frequency plasma torch of the plasma torch system to be easily accessible and exchangeable, for example by loosening a connection between the height adjustment device and the plasma torch and then moving the height adjustment device into a non-obstructing position by means of the frame.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, das eine universelle Einsetzbarkeit eines Plasmabrennersystems erlaubt. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein vertikaler Abstand zwischen dem Hochfrequenz-Plasmabrenner und dem Werkstück durch Verschiebung des Hochfrequenz-Plasmabrenners relativ zum Werkstück eingestellt wird, wobei ein Anpaßglied, durch welches Hochfrequenzleistung in Hochfrequenzleitungen eingekoppelt wird, welche zu der Plasmaeinrichtung führen, in einem festen Abstand zum Plasmabrenner angeordnet ist, so daß die Hochfrequenzleitungen starr führbar sind.The present invention is also based on the object of providing a method having the features mentioned at the outset, which allows a plasma torch system to be used universally. This object is achieved in the method with the features mentioned at the outset in that a vertical distance between the high-frequency plasma torch and the workpiece is set by moving the high-frequency plasma torch relative to the workpiece, with an adapter by which high-frequency power is coupled into high-frequency lines , which lead to the plasma device, is arranged at a fixed distance from the plasma torch, so that the high-frequency lines can be guided rigidly.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung diskutiert.The advantages of the method according to the invention have already been discussed in connection with the device according to the invention.
In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:
Fig. 1 Eine vordere Schnittansicht eines erfindungsgemäßen PlasmabrennerSystems;Fig. 1 is a front sectional view of a plasma torch system according to the invention;
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Plasmabrennersystems undFig. 2 is a side sectional view of a plasma torch system according to the invention and
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Plasmabrenneinrichtung.Fig. 3 is a schematic representation of a plasma torch.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Plasmabrennersystems, welches in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, umfaßt eine Bearbeitungskammer 12, in der ein Werkstück 14 oder eine Gruppe von Werkstücken positionierbar ist. Dazu ist eine Positioniervorrichtung 16, auf der das Werkstück 14 fixierbar ist, fest mit einem Boden 18 der Bearbeitungskammer 12 verbunden. Die Positioniervorrichtung 16 erlaubt eine Verschiebung des Werkstücks 14 in einer Ebene x- y, welche senkrecht zu einer vertikalen Achse 20 (z-Achse) des Plasmabrennersystems 10 ist.An embodiment of a plasma torch system according to the invention, which is designated as a whole by 10 in FIG. 1, comprises a processing chamber 12 in which a workpiece 14 or a group of workpieces can be positioned. For this purpose, a positioning device 16, on which the workpiece 14 can be fixed, is firmly connected to a bottom 18 of the processing chamber 12. The positioning device 16 allows the workpiece 14 to be displaced in a plane xy, which is perpendicular to a vertical axis 20 (z-axis) of the plasma torch system 10.
In einer Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Positioniervorrichtung 16 auch eine Positionierung in einer vertikalen Richtung 22 (z-Richtung) parallel zur vertikalen Achse 20 aufweist.In a variant of an embodiment, it is provided that the positioning device 16 also has a positioning in a vertical direction 22 (z direction) parallel to the vertical axis 20.
Die Bearbeitungskammer 12 weist einen Mantel 24 auf, welcher im Querschnitt (Fig. 2) halbkreisförmig ausgebildet ist. Der Mantel 24 ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und geerdet. Er ist insbesondere drucksicher und gasdicht und weist Anschlüsse 26 auf, die mit einer Vakuumpumpe (in der Fig. nicht gezeigt) verbunden sind. Dadurch läßt sich in einem Bearbeitungsraum 28 der Bearbeitungskammer 12 ein Vakuum erzeugen, um das Werkstück 14 in einem Vakuum bearbeiten zu können.The processing chamber 12 has a jacket 24 which is semicircular in cross section (FIG. 2). The jacket 24 is made of a metallic material and grounded. It is in particular pressure-proof and gas-tight and has connections 26 which are connected to a vacuum pump (not shown in the figure). As a result, a vacuum can be generated in a processing space 28 of the processing chamber 12 in order to be able to machine the workpiece 14 in a vacuum.
Mit der Bearbeitungskammer 12 kraftschlüssig verbunden ist eine Rahmenstruktur 30, die eine Höheneinstellvorrichtung 32 hält, wobei die Höheneinstellvorrichtung 32 einen Hochfrequenz-Plasmabrenner 34 hält, in welchem eine Plasmaflamme zur Bearbeitung des Werkstückes 14 erzeugbar ist.A frame structure 30, which holds a height adjustment device 32, is non-positively connected to the processing chamber 12, the height adjustment device 32 holding a high-frequency plasma torch 34, in which a plasma flame for processing the workpiece 14 can be generated.
Die Rahmenstruktur 30 umfaßt bogenförmige Rahmenträgerelemente 36, welche jeweils an äußeren im Querschnitt halbkreisförmigen Enden der Bearbeitungskammer 12 angeordnet sind. Auf den bogenförmigen Rahmenträgerelementen sind Rahmenstützelemente 38 abgestützt; diese sind bevorzugterweise symmetrisch zur vertikalen Achse 20 angeordnet, um eine gleichmäßige Kraftverteilung des Gewichts der Höheneinstellvorrichtung 32 auf die Rahmenstruktur 30 zu gewährleisten. Durch die Rahmenstützelemente werden in horizontaler Richtung senkrecht zur vertikalen Achse 20 Rahmenträger 40 gehalten, die beispielsweise ein H-Profil aufweisen.The frame structure 30 comprises arc-shaped frame support elements 36, which are each arranged on outer ends of the processing chamber 12 which are semicircular in cross section are. Frame support elements 38 are supported on the arcuate frame support elements; these are preferably arranged symmetrically to the vertical axis 20 in order to ensure a uniform force distribution of the weight of the height adjustment device 32 on the frame structure 30. The frame support elements 20 hold frame supports 40 in the horizontal direction perpendicular to the vertical axis, which have, for example, an H-profile.
Durch die Rahmenträger 40 ist eine Haltebasis 42 gebildet, auf der eine Halteeinrichtung 44 der Höheneinstellvorrichtung 32 gehalten ist. Die Halteeinrichtung 44 umfaßt parallel zur vertikalen Achse 20 angeordnete Halteelemente 46, welche insbesondere symmetrisch zur vertikalen Achse 20 angeordnet sind, und die an ihrem oberen Ende mittels einer Oberplatte 48 verbunden sind.A holding base 42 is formed by the frame carrier 40, on which a holding device 44 of the height adjustment device 32 is held. The holding device 44 comprises holding elements 46 arranged parallel to the vertical axis 20, which are arranged in particular symmetrically to the vertical axis 20 and which are connected at their upper end by means of an upper plate 48.
Die aus den Halteelementen 46 und der Oberplatte 48 gebildete Halteeinrichtung 44 ist auf Lagern 50 gelagert, so daß sie senkrecht zur vertikalen Achse 20 und senkrecht zur Richtung der Rahmenträger 40 verschieblich ist. Die Halteeinrichtung 44 weist Festlegungsmittel (in der Fig. nicht gezeigt) auf, durch die auf wieder lösbare Weise die Halteeinrichtung 44 an den Rahmenträgern 40 kraftschlüssig fixierbar ist.The holding device 44 formed from the holding elements 46 and the top plate 48 is mounted on bearings 50 so that it can be displaced perpendicular to the vertical axis 20 and perpendicular to the direction of the frame supports 40. The holding device 44 has fixing means (not shown in the figure), by means of which the holding device 44 can be non-positively fixed to the frame supports 40 in a detachable manner.
Die Oberplatte 48 weist in ihrem Zentrum koaxial zur vertikalen Achse 20 eine Öffnung 52, in der eine Führung 54 angeordnet ist. Durch diese Öffnung 52 läuft in z-Richtung 22 verschieblich geführt eine Spindel 56 koaxial zur vertikalen Achse 20. Die Spindel 56 ist durch einen Stellantrieb 58, welcher von der Oberplatte 48 gehalten ist, in z-Richtung 22 einstellbar verschieblich. Dazu umfaßt der Stellantrieb eine Welle 60 und eine Umsetzungseinheit 62, durch die eine Rotation der Welle 60 in eine z-Bewegung der Spindel 56 umgewandelt wird. Der Stellantrieb 58 und damit die Bewegung der Spindel 56 wird durch eine Steuereinheit 59 gesteuert.The top plate 48 has an opening 52 in its center, coaxial with the vertical axis 20, in which a guide 54 is arranged. Through this opening 52, a spindle 56 runs in the z-direction 22 and is displaceable coaxially to the vertical axis 20. The spindle 56 is actuated by an actuator 58, which is held by the top plate 48, adjustable in the z-direction 22. For this purpose, the actuator comprises a shaft 60 and a conversion unit 62, by means of which a rotation of the shaft 60 is converted into a z-movement of the spindle 56. The actuator 58 and thus the movement of the spindle 56 is controlled by a control unit 59.
Bei dem Stellantrieb 58 kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb oder einen hydraulischen Antrieb handeln.The actuator 58 can be, for example, an electric drive or a hydraulic drive.
An ihrem unteren, der Bearbeitungskammer 12 zugewandten Ende ist die Spindel 56 mit einer ersten Montageplatte 64 kraftschlüssig verbunden. Die erste Montageplatte 64 ist mit einer zweiten Montageplatte 66 (Fig. 2), welche der Bearbeitungskammer 12 zugewandt angeordnet ist, kraftschlüssig verbunden. Dazu sind zwischen erster Montageplatte 64 und zweiter Montageplatte 66 parallel zur vertikalen Achse 20 angeordnete Träger 68 bevorzugterweise in der Nähe eines äußeren Randes jeweils der ersten Montageplatte 64 und der zweiten Montageplatte 66 mit diesen über lösbare Verbindungen 70, insbesondere über Schraubverbindungen, verbunden.At its lower end, which faces the processing chamber 12, the spindle 56 is non-positively connected to a first mounting plate 64. The first mounting plate 64 is non-positively connected to a second mounting plate 66 (FIG. 2), which is arranged facing the processing chamber 12. For this purpose, supports 68 arranged between the first mounting plate 64 and the second mounting plate 66 parallel to the vertical axis 20 are preferably connected in the vicinity of an outer edge of the first mounting plate 64 and the second mounting plate 66 to the latter via releasable connections 70, in particular via screw connections.
An der zweiten, unteren Montageplatte 66 ist ein Gleitführungselement 72 kraftschlüssig gehalten, welches sich koaxial zur vertikalen Achse 20 in Richtung der Bearbeitungskammer 12 erstreckt. Das Gleitführungselement 72 ist insbesondere als Gleitrohr ausgebildet. An den Halteelementen 46 der Halteeinrichtung 44 sitzen Führungen 74 zur vertikalen Führung des Gleitführungselementes 72, um dessen Verschieblichkeit in z-Richtung zu gewährleisten.On the second, lower mounting plate 66, a sliding guide element 72 is held non-positively, which extends coaxially to the vertical axis 20 in the direction of the processing chamber 12. The sliding guide element 72 is designed in particular as a sliding tube. Guides 74 for vertical guidance of the sliding guide element 72 are seated on the holding elements 46 of the holding device 44, in order to ensure their displaceability in the z direction.
An einem unteren Ende des Gleitführungselements 72 ist der Hochfrequenz-Plasmabrenner 34 gehalten, welcher aufgrund der Verschieblichkeit der Spindel 56 durch den Stellantrieb 58 mit dem Gleitführungselement 72 in z-Richtung 22 im Bearbeitungsraum 28 der Bearbeitungskammer 12 verschieblich ist, so daß ein vertikaler Abstand A zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück 14 und einem Austritt 76 des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 durch die Höheneinstellvorrichtung 32 einstellbar ist.At a lower end of the sliding guide element 72, the high-frequency plasma torch 34 is held, which due to the displaceability of the spindle 56 by the actuator 58 with the sliding guide element 72 in the z-direction 22 in the processing space 28 of the processing chamber 12 is displaceable, so that a vertical distance A between the workpiece 14 to be machined and an outlet 76 of the high-frequency plasma torch 34 can be adjusted by the height adjustment device 32.
An dem Gleitführungselement 72 ist eine Dichtungseinrichtung 78 angeordnet, durch die das Gleitführungselement 72 gasdicht gegen den Bearbeitungsraum 28 der Bearbeitungskammer 12 abgedichtet ist. Dabei handelt es sich insbesondere um einen Membranbalg, der eine drucksichere Dichtheit bei der vertikalen Bewegung des Hochfrequenz-Plasmabrenners gewährleistet.A sealing device 78 is arranged on the sliding guide element 72, by means of which the sliding guide element 72 is sealed gas-tight against the processing space 28 of the processing chamber 12. This is particularly a diaphragm bellows, which ensures pressure-tight tightness during the vertical movement of the high-frequency plasma torch.
Der Hochfrequenz-Plasmabrenner umfaßt eine Plasmabrenneinrichtung 80 (Fig. 3), in der mittels Zuführung von Hochfrequenzleistung eine Plasmaflamme 82 erzeugbar ist.The high-frequency plasma burner comprises a plasma burning device 80 (FIG. 3), in which a plasma flame 82 can be generated by supplying high-frequency power.
Durch einen Innenraum 84 des Gleitführungselements 72 führt eine Zuführung 86 für Arbeitsgas (in der Fig. 1 und 2 nicht gezeigt) von einer Arbeitsgasversorgungseinheit zu einem Brennraum 88 der Plasmabrenneinrichtung 80 des Hochfrequenz- Plasmabrenners 34. Als Arbeitsgas, das als Plasmamedium in der Plasmabrenneinrichtung 80 dient, kann beispielsweise Wasserstoff oder Argon zum Einsatz kommen.A feed 86 for working gas (not shown in FIGS. 1 and 2) leads from an working gas supply unit to an interior 84 of the sliding guide element 72 Combustion chamber 88 of the plasma torch 80 of the high-frequency plasma torch 34. For example, hydrogen or argon can be used as the working gas which serves as the plasma medium in the plasma torch 80.
Von einer Zusatzwerkstoff-Versorgungseinheit (in der Fig. nicht gezeigt) führt eine Zuführung 90 für Zusatzwerkstoff durch den Innenraum 84 des Gleitführungselements 72 in den Brennraum 88 der Plasmabrenneinrichtung 80. An ihrer Mündung in den Brennraum 88 weist die Zuführung 90 für Zusatzwerkstoff eine Düse 92 auf, durch die insbesondere pulverförmiger Zusatzwerkstoff in die Plasmaflamme 82 einführbar ist. Der Zusatzwerkstoff, bei dem es sich beispielsweise um ein Metallpulver handeln kann, dient beispielsweise als Bedampfungswerkstoff für das Werkstück 14 und wird dazu zur Erhitzung in die Plasmaflamme 82 eingespritzt.From a filler material supply unit (not shown in the figure), a feed 90 for filler material leads through the interior 84 of the sliding guide element 72 into the combustion chamber 88 of the plasma burning device 80. At its mouth into the combustion chamber 88, the filler material feed 90 has a nozzle 92 through which, in particular, powdery filler material can be introduced into the plasma flame 82. The filler material, which may be a metal powder, for example, serves as a vapor deposition material for the workpiece 14 and is injected into the plasma flame 82 for heating.
Die Plasmabrenneinrichtung umfaßt Hochfrequenz-Leistungsein- kopplungsmittel 94, um Hochfrequenzleistung in das Arbeitsgas zur Erzeugung der Plasmaflamme 82 einzukoppeln. Diese Einkopplung kann insbesondere auf induktive Weise erfolgen und das Hochfrequenz-Leistungseinkopplungsmittel 94 kann dann durch eine Induktionsspule gebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß das Hochfrequenz-Leistungseinkopplungs- mittel 94 durch einen Hohlraumresonator gebildet ist.The plasma burning device comprises high-frequency power coupling means 94 for coupling high-frequency power into the working gas for generating the plasma flame 82. This coupling can take place in particular in an inductive manner and the high-frequency power coupling means 94 can then be formed by an induction coil. However, it can also be provided that the high-frequency power coupling means 94 is formed by a cavity resonator.
Bei einer Variante einer Ausführungsform ist das Hochfrequenz-Leistungseinkopplungsmittel 94 eine Staycast- vergossene Spule, bei der die Spulenwindungen 96 in ein Stoffmaterial eingegossen sind. Eine solche Staycast- vergossene Spule erlaubt eine hohe Leistungszufuhr in das Arbeitsgas . Zur Kühlung des Hochfrequenz-Leistungseinkopplungsmittel 94 sind Kühlmittelzuführungen 98 und Kühlmittelabführungen 100 durch den Innenraum 84 des Gleitführungselementes 72 zum Hochfrequenz-Leistungseinkopplungsmittel 94 geführt ( in der Fig. 1 und 2 nicht gezeigt) .In a variant of an embodiment, the high-frequency power coupling means 94 is a staycast-encapsulated coil, in which the coil turns 96 are cast into a material material. Such a staycast cast coil allows a high power supply to the working gas. To cool the high-frequency power coupling means 94, coolant feeds 98 and coolant discharges 100 are guided through the interior 84 of the sliding guide element 72 to the high-frequency power coupling means 94 (not shown in FIGS. 1 and 2).
Zur Versorgung des Hochfrequenz-Leistungseinkopplungsmittels 94 mit Hochfrequenzleistung sind Hochfrequenzleitungen 102 von einem Anpaßglied 104 zu der Plasmabrenneinrichtung 80 durch den Innenraum 84 des Gleitführungselementes 72 geführt. Das Anpaßglied ist auf einem Halteelement 106, welches kraftschlüssig mit dem Gleitführungselement 72 verbunden ist, angeordnet. Dadurch ist der Abstand zwischen dem Anpaßglied 104 und dem Hochfrequenz-Plasmabrenner 34 mit seiner Plasmabrenneinrichtung 80 für jeden vertikalen Abstand A konstant und wird durch eine Verschiebung in z-Richtung 22 des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 nicht verändert. Die Hochfrequenz- leitungen 102 sind zwischen dem Anpaßglied 104 und der Plasmabrenneinrichtung 80 starr geführt. Bei diesen Hochfrequenzleitungen 102 kann es sich insbesondere um als Leitungsresonatoren ausgebildete Hochfrequenzleitungen handeln, welche beispielsweise durch Kupferrohre mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet sind.To supply the high-frequency power coupling means 94 with high-frequency power, high-frequency lines 102 are led from an adapter 104 to the plasma burning device 80 through the interior 84 of the sliding guide element 72. The adapter is arranged on a holding element 106, which is non-positively connected to the sliding guide element 72. As a result, the distance between the adapter 104 and the high-frequency plasma torch 34 with its plasma burning device 80 is constant for each vertical distance A and is not changed by a displacement in the z direction 22 of the high-frequency plasma torch 34. The high-frequency lines 102 are rigidly guided between the adapter 104 and the plasma burning device 80. These high-frequency lines 102 can in particular be high-frequency lines designed as line resonators, which are formed, for example, by copper tubes with a rectangular cross section.
Das Anpaßglied 104 ist mit einem Hochfrequenz-Generator (in der Fig. nicht gezeigt) verbunden, welcher die Hochfrequenz- leistung erzeugt. Dieser Hochfrequenz-Generator ist in einer Variante einer Ausführungsform fest gegenüber der Bearbeitungskammer 12 angeordnet, so daß er bei einer Höhenverstellung des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 nicht verschoben wird. Einspeisungsleitungen (in der Fig. nicht gezeigt) zwischen dem Hochfrequenz-Generator und dem Anpaßglied 104 müssen dann flexibel ausgebildet sein.The adapter 104 is connected to a high-frequency generator (not shown in the figure), which generates the high-frequency power. In one variant of this embodiment, this high-frequency generator is arranged fixedly opposite the processing chamber 12, so that it is not displaced when the high-frequency plasma torch 34 is adjusted in height becomes. Feed lines (not shown in the figure) between the high-frequency generator and the adapter 104 must then be flexible.
In einer anderen Variante einer Ausführungsform ist der Hochfrequenz-Generator auf dem Halteelement 106 fest gegenüber dem Anpaßglied 104 gehalten.In another variant of an embodiment, the high-frequency generator is held firmly on the holding element 106 with respect to the adapter 104.
Das Anpaßglied 104 dient zur Optimierung der Hochfrequenz- leistungszufuhr zur Plasmabrenneinrichtung 80. Es ermöglicht insbesondere eine Abstimmung auf den Wellenwiderstand der Hochfrequenzleitungen 102 und der Plasmabrenneinrichtung 80. Da die Hochfrequenzleitungen 102 starr bezüglich des Anpaßgliedes 104 und der Plasmabrenneinrichtung 80 sind, wird eine einmal eingestellte Abstimmung durch eine vertikale Verschiebung in z-Richtung 22 nicht zerstört.The adapter 104 is used to optimize the high-frequency power supply to the plasma burning device 80. In particular, it enables tuning to the characteristic impedance of the high-frequency lines 102 and the plasma burning device 80. Since the high-frequency lines 102 are rigid with respect to the adapter 104 and the plasma burning device 80, tuning is carried out once not destroyed by a vertical displacement in the z direction 22.
An einem oberen Ende, welches der Bearbeitungskammer 12 abgewandt ist, weist das Gleitführungselement 72 eine Dichtung 108 auf, durch den der Innenraum 84 des Gleitführungselementes 72 gegenüber einem Außenraum des Plasmabrennersystems 10 gasdicht ist. Durch dieses Dichtungselement 108 sind die Hochfrequenzleitungen 102 geführt. Weiter sind durch das Dichtungselement 108 die Zuführung 90 für Zusatzwerkstoff, die Kühlmittelzuführungen 98 für das Hochfrequenz- leistungs-Einkopplungsmittel 94 sowie die entsprechenden Kühlmittelabführungen 100 geführt. Die Zuführung 90 sowie die Zuführungen 98 und die Abführungen 100 sind dabei so ausgebildet, daß ihre Funktionsfähigkeit durch eine Verschiebung in z-Richtung des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 nicht beeinträchtigt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß sie außerhalb des Innenraums 84 des Gleitführungselementes 72 flexibel ausgebildet sind. Bei einer Variante einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plasmabrennersystems 10 ist es vorgesehen, daß der Innenraum 84 des Gleitführungselementes 72 mit einem Medium beaufschlagbar ist. Bei diesem Medium kann es sich insbesondere um ein Schutzmedium zum Unterdrücken von Hochfrequenzdurchschlägen bei den Hochfrequenzleitungen 102, die im Innenraum 84 verlaufen, handeln. Beispielsweise kann SF6 oder Silikonöl eingesetzt werden.At an upper end, which faces away from the processing chamber 12, the slide guide element 72 has a seal 108, through which the interior 84 of the slide guide element 72 is gas-tight with respect to an exterior of the plasma torch system 10. The high-frequency lines 102 are guided through this sealing element 108. Furthermore, the feed 90 for filler material, the coolant feeds 98 for the high-frequency power coupling means 94 and the corresponding coolant discharges 100 are guided through the sealing element 108. The feed 90 and the feeds 98 and the discharges 100 are designed so that their functionality is not impaired by a shift in the z direction of the high-frequency plasma torch 34. This can be achieved, for example, in that they are designed to be flexible outside of the interior 84 of the sliding guide element 72. In a variant of an embodiment of the plasma torch system 10 according to the invention, it is provided that the interior 84 of the sliding guide element 72 can be acted upon by a medium. This medium can in particular be a protective medium for suppressing high-frequency breakdowns in the high-frequency lines 102 that run in the interior 84. For example, SF 6 or silicone oil can be used.
Bei einer Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß das Beaufschlagungsmedium durch den Innenraum 84 des Gleitführungselementes 72 geführt ist, um auf diese Weise die Hochfrequenzleitungen 102 in dem Innenraum 84 zu kühlen. Besonders vorteilhaft ist die Kombination des Beaufschlagungsmediums als Schutzmedium und als Kühlmedium.In a variant of an embodiment it is provided that the application medium is guided through the interior 84 of the sliding guide element 72 in order to cool the high-frequency lines 102 in the interior 84. The combination of the application medium as a protective medium and as a cooling medium is particularly advantageous.
Aufgrund der Dichtung 108 läßt sich in dem Innenraum 84 des Gleitführungselementes 72 ein vom Druck des Außenraums des Plasmabrennersystems 10 abweichendes Druckniveau einstellen.Due to the seal 108, a pressure level deviating from the pressure of the outside of the plasma torch system 10 can be set in the interior 84 of the sliding guide element 72.
Das erfindungsgemäße Plasmabrennersystem arbeitet wie folgt:The plasma torch system according to the invention works as follows:
Über den Hochfrequenz-Generator wird Hochfrequenzleistung in das Anpaßglied 104 eingekoppelt. Dieses ist insbesondere über Wellenwiderstandsanpassung so abgestimmt, daß diese Hochfrequenzleistung optimal über die Leitungen 102 in das Hoch- frequenzleistungs-Einkopplungsmittel 94 der Plasmabrenneinrichtung 80 des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 eingekoppelt wird. Das Arbeitsgas, welches über die Zuführung 90 in die Plasmabrenneinrichtung 80 eingeführt wird, nimmt in den Hochfrequenzfeidern beispielsweise mittels induktiver Hochfrequenzheizung Energie auf und es entsteht eine Plasmaflamme 82. Diese Plasmaflamme ist in z-Richtung 22 in Richtung des Werkstückes 14 gerichtet und wird zur Bearbeitung dieses Werkstückes 14 eingesetzt.High-frequency power is coupled into the adapter 104 via the high-frequency generator. This is matched in particular via wave impedance matching so that this high-frequency power is optimally coupled via lines 102 into the high-frequency power coupling means 94 of the plasma burning device 80 of the high-frequency plasma burner 34. The working gas, which via the feed 90th is introduced into the plasma burning device 80, absorbs energy in the high-frequency fields, for example by means of inductive high-frequency heating, and a plasma flame 82 is produced. This plasma flame is directed in the z-direction 22 in the direction of the workpiece 14 and is used to machine this workpiece 14.
Um das Werkstück optimal zu bearbeiten, ist der Abstand A zwischen dem Werkstück und der Plasmabrenneinrichtung 80 und insbesondere dem Austritt 76 und dem Werkstück 14 entscheidend. Durch den Stellantrieb 58 ist dieser Abstand A einstellbar. Insbesondere wird dadurch der Hochfrequenz- Plasmabrenner 34 in z-Richtung 22 dem Werkstück 14 nachführbar, beispielsweise wenn dieses Höhenstrukturen in vertikaler Richtung aufweist.In order to optimally machine the workpiece, the distance A between the workpiece and the plasma burning device 80 and in particular the outlet 76 and the workpiece 14 is decisive. This distance A can be set by the actuator 58. In particular, this makes the high-frequency plasma torch 34 trackable in the z-direction 22 of the workpiece 14, for example if it has vertical structures in the vertical direction.
Bei der Bearbeitung des Werkstückes 14 kann es sich beispielsweise um eine Aufdampfungsbearbeitung in einem Vakuum handeln. Dazu wird über die Düse 92 ein Zusatzwerkstoff in die Plasmaflamme 82 eingeführt, der als Aufdampfmittel für das Werkstück 14 dient und sich auf diesem niederschlagen soll.The machining of the workpiece 14 can be, for example, vapor deposition machining in a vacuum. For this purpose, an additional material is introduced into the plasma flame 82 via the nozzle 92, which serves as an evaporation agent for the workpiece 14 and is intended to be deposited thereon.
Die Positioniervorrichtung 16 erlaubt eine Bewegung des Werkstückes in einer x-y-Ebene senkrecht zur z-Richtung 22; die Bewegung in z-Richtung und somit die Einstellung des vertikalen Abstandes A erfolgt über die Höheneinstellvorrichtung 32. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Positioniervorrichtung 16 in der z-Richtung 22 eine Positionierung des Werkstückes 14 erlaubt, beispielsweise als Grobeinstellung oder Vorpositionierung. Die Einkopplung von Hochfrequenzleistung in das Hochfrequenzleistungs-Einkopplungsmittel 94 ist insbesondere kritisch gegenüber Änderungen der Geometrie der Hochfrequenzleitungen 102, da durch Änderungen der Geometrie insbesondere eine Wellenwiderstandsanpassung durch das Anpaßglied 104 aufgehoben wird. Bei dem erfindungsgemäßen Plasmabrennersystem 10 ist das Anpaßglied 104 stets in einem festen Abstand zu der Plasmabrenneinrichtung 80 gehalten und die Leitungen 102 sind stark geführt, so daß sich insbesondere ihre geometrische Form nicht ändert. Dadurch tritt keine schädliche Belastung der Hochfrequenzleitungen 102 durch eine Einstellung des vertikalen Abstandes A zwischen Hochfrequenz-Plasmabrenner 34 und Werkstück 14 ein, so daß die Abstimmung des Anpaßgliedes 104 erhalten bleibt.The positioning device 16 allows the workpiece to be moved in an xy plane perpendicular to the z direction 22; the movement in the z direction and thus the adjustment of the vertical distance A takes place via the height adjustment device 32. It can also be provided that the positioning device 16 allows the workpiece 14 to be positioned in the z direction 22, for example as a rough adjustment or prepositioning. The coupling of high-frequency power into the high-frequency power coupling means 94 is particularly critical with respect to changes in the geometry of the high-frequency lines 102, since changes in the geometry, in particular, cancel the impedance adaptation by the adapter 104. In the plasma torch system 10 according to the invention, the adapter 104 is always held at a fixed distance from the plasma torch device 80 and the lines 102 are strongly guided so that, in particular, their geometric shape does not change. As a result, no harmful load on the high-frequency lines 102 occurs due to an adjustment of the vertical distance A between the high-frequency plasma torch 34 and the workpiece 14, so that the matching of the adapter 104 is maintained.
Durch eine Kopplung der x-y-Bewegung des Werkstückes auf der Positioniervorrichtung 16 und der Bewegung in z-Richtung 22 des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 über die Steuereinheit 59 läßt sich die Bearbeitung, beispielsweise die Beaufdampfungs- bearbeitung, von Werkstücken 14 oder Gruppen von Werkstücken 14 optimieren, indem eine konturgenaue Nachführung und Anpassung in alle drei Raumrichtungen ermöglicht ist.The processing, for example vapor deposition processing, of workpieces 14 or groups of workpieces 14 can be optimized by coupling the xy movement of the workpiece on the positioning device 16 and the movement in the z direction 22 of the high-frequency plasma torch 34 via the control unit 59 by enabling precise contour tracking and adjustment in all three spatial directions.
Die Halteeinrichtung 44 ist auf den Lagern 50 festlegbar verschieblich gelagert. Dies erleichtert die Montage und Demontage des erfindungsgemäßen PlasmabrennerSystems 10. Durch Lösen der Verbindungen 70 kann die Spindel 56 von dem Gleitführungselement 72 entkoppelt werden und dann die Halteeinrichtung 44 so verschoben werden, daß sie eine weitere Montage bzw. Demontage des Hochfrequenz-Plasmabrenners 34 nicht behindert. Auf diese Weise ist beispielsweise der Hochfrequenz-Plasmabrenner 34 schnell austauschbar. The holding device 44 is slidably mounted on the bearings 50. This simplifies the assembly and disassembly of the plasma torch system 10 according to the invention. By loosening the connections 70, the spindle 56 can be decoupled from the sliding guide element 72 and then the holding device 44 can be displaced such that it does not hinder further assembly or disassembly of the high-frequency plasma torch 34 . In this way, for example, the high-frequency plasma torch 34 can be exchanged quickly.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. PlasmabrennerSystem, umfassend einen Hochfrequenz- Plasmabrenner mit einer Plasmabrenneinrichtung, in welcher mittels Zuführung von Hochfrequenzleistung eine Plasmaflamme erzeugbar ist, und eine Bearbeitungskammer, in welcher Werkstücke positionierbar sind, um mittels der Plasmaflamme bearbeitet zu werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Plasmabrennersystem ( 10 ) eine Höheneinstellvorrichtung (32) aufweist, durch die ein vertikaler Abstand (A) zwischen der Plasmabrenneinrichtung ( 80 ) des Hochfrequenz-Plasmabrenners (34) und einem zu bearbeitenden Werkstück (14) einstellbar ist.1. A plasma torch system comprising a high-frequency plasma torch with a plasma torch in which a plasma flame can be generated by supplying high-frequency power, and a processing chamber in which workpieces can be positioned in order to be processed by means of the plasma flame, characterized in that the plasma torch system (10) has a height adjustment device (32), by means of which a vertical distance (A) between the plasma torch device (80) of the high frequency plasma torch (34) and a workpiece (14) to be machined can be adjusted.
2. Plasmabrennersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hochfrequenzleitungen (102) von einem Anpaßglied (104), welches zur Einkopplung der Hochfrequenzleistung eines Hochfrequenz-Generators in die Hochfrequenzleitungen (102) dient, starr zu der Plasmabrenneinrichtung (80) des Hochfrequenz-Plasmabrenners (34) geführt sind.2. Plasma torch system according to claim 1, characterized in that high-frequency lines (102) from an adapter (104), which serves for coupling the high-frequency power of a high-frequency generator into the high-frequency lines (102), rigid to the plasma burning device (80) of the high-frequency plasma torch (34) are performed.
3. Plasmabrennersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitungen (102) als Leitungsresonatoren ausgebildet sind. 3. Plasma torch system according to claim 2, characterized in that the high-frequency lines (102) are designed as line resonators.
4. Plasmabrennersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz- Plasmabrenner (34) mit der Plasmabrenneinrichtung (80) durch die Höheneinstellvorrichtung ( 32 ) in einer vertikalen Richtung (22) bezüglich des zu bearbeitenden Werkstückes (14) verschieblich ist.4. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the high-frequency plasma torch (34) with the plasma torch (80) by the height adjustment device (32) in a vertical direction (22) with respect to the workpiece (14) to be machined.
5. PlasmabrennerSystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpaßglied (104) in einem festen Abstand zum Hochfrequenz-Plasmabrenner (34) angeordnet ist und mit diesem verschieblich ist.5. Plasma torch system according to claim 4, characterized in that the adapter (104) is arranged at a fixed distance from the high-frequency plasma torch (34) and is displaceable therewith.
6. PlasmabrennerSystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Generator fest bezüglich des Anpaßgliedes (104) angeordnet ist, so daß er mit dem Hochfrequenz-Plasmabrenner (34) verschieblich ist.6. Plasma torch system according to claim 5, characterized in that the high-frequency generator is fixed with respect to the adapter (104), so that it can be moved with the high-frequency plasma torch (34).
7. Plasmabrennersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Generator fest gegenüber der Bearbeitungskammer (12) angeordnet ist.7. Plasma torch system according to claim 5, characterized in that the high-frequency generator is arranged fixedly opposite the processing chamber (12).
8. PlasmabrennerSystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpaßglied (104) abstimmbar ist zur Optimierung der Hochfrequenz- Leistungszufuhr durch die Hochfrequenzleitungen ( 102 ) zu der Plasmabrenneinrichtung ( 80 ) .8. Plasma torch system according to one of claims 2 to 7, characterized in that the adapter (104) can be tuned to optimize the high-frequency power supply through the high-frequency lines (102) to the plasma torch (80).
9. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Plasmabrenner (34) an einem Gleitführungselement (72) der Höheneinstellvorrichtung (32), welches in vertikaler Richtung (22) verschieblich ist, gehalten ist. 9. Plasma torch system according to one of claims 4 to 8, characterized in that the high-frequency plasma torch (34) on a slide guide element (72) of the height adjustment device (32), which is displaceable in the vertical direction (22), is held.
10. Plasmabrennersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Gleitführungselement (72) Versorgungsleitungen für den Hochfrequenz-Plasmabrenner (34) führen.10. Plasma torch system according to claim 9, characterized in that supply lines for the high-frequency plasma torch (34) lead through the sliding guide element (72).
11. Plasmabrennersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen die Hochfrequenz- leitungen (102) zur Plasmabrenneinrichtung (80) umfassen.11. Plasma torch system according to claim 10, characterized in that the supply lines include the high-frequency lines (102) to the plasma torch (80).
12. Plasmabrennersystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen eine Arbeitsgaszuführung (86) zur Plasmabrenneinrichtung (80) umfassen.12. Plasma torch system according to claim 10 or 11, characterized in that the supply lines comprise a working gas supply (86) to the plasma torch (80).
13. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen eine Kühlmittelzuführung (98) zu der und eine Kühl- mittelabführung ( 100 ) von der Plasmabrenneinrichtung (80) umfassen.13. Plasma burner system according to one of claims 10 to 12, characterized in that the supply lines comprise a coolant supply (98) to and a coolant discharge (100) from the plasma burning device (80).
14. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen eine ZusatzwerkstoffZuführung ( 90) zur Plasmabrenneinrichtung (80) umfassen.14. Plasma torch system according to one of claims 10 to 13, characterized in that the supply lines comprise a filler material feed (90) to the plasma torch device (80).
15. Plasmabrennersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ZusatzwerkstoffZuführung (90) eine Düse (92) zum Einblasen von Zusatzwerkstoff in die Plasmaflamme (82) aufweist. 15. Plasma torch system according to claim 14, characterized in that the filler material feed (90) has a nozzle (92) for blowing filler material into the plasma flame (82).
16. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitführungselement (72) eine Kühlmittelzuführung und eine Kühlmittelabführung zur Beaufschlagung der Hochfrequenzleitungen ( 102 ) im Gleitführungselement ( 72 ) mit Kühlmittel umfaßt.16. Plasma torch system according to one of claims 11 to 15, characterized in that the sliding guide element (72) comprises a coolant supply and a coolant discharge for acting on the high-frequency lines (102) in the sliding guide element (72) with coolant.
17. PlasmabrennerSystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungskammer (12) als Vakuumkammer ausgebildet ist.17. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the processing chamber (12) is designed as a vacuum chamber.
18. Plasmabrennersystem• nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitführungselement18. Plasma torch system • according to one of claims 9 to 17, characterized in that the sliding guide element
( 72 ) eine Dichtungseinrichtung ( 78 ) zur gasdichten Abdichtung gegen die Bearbeitungskammer (12) umfaßt.(72) comprises a sealing device (78) for gas-tight sealing against the processing chamber (12).
19. Plasmabrennersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (78) durch einen Membranbalg gebildet ist.19. Plasma torch system according to claim 18, characterized in that the sealing device (78) is formed by a membrane bellows.
20. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitführungselement (72) eine Dichtung (108) umfaßt, durch die ein Innenraum (84) des Gleitführungselementes (72) gasdicht gegenüber einem Außenraum des Plasmabrennersystems ( 10) abgedichtet is .20. Plasma torch system according to one of claims 9 to 19, characterized in that the sliding guide element (72) comprises a seal (108) through which an interior (84) of the sliding guide element (72) is sealed gas-tight against an outer space of the plasma torch system (10) .
21. Plasmabrennersystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gleitführungselementes (72) mit einem Beaufschlagungsmedium beaufschlagbar ist. 21. Plasma torch system according to claim 20, characterized in that the interior of the sliding guide element (72) can be acted upon with an application medium.
22. Plasmabrennersystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Beaufschlagungsmedium ein Schutzmedium zum Unterdrücken von Hochfrequenz-Durchschlägen ist.22. Plasma torch system according to claim 21, characterized in that the exposure medium is a protective medium for suppressing high-frequency breakdowns.
23. Plasmabrennersystem nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Beaufschlagungsmedium durch den Innenraum ( 84 ) des Gleitführungselementes ( 72 ) zur Kühlung der Hochfrequenzleitungen (102) geführt ist.23. Plasma torch system according to claim 21 or 22, characterized in that the exposure medium is guided through the interior (84) of the sliding guide element (72) for cooling the high-frequency lines (102).
24. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitführungselement (72) durch ein Gleitrohr gebildet ist.24. Plasma torch system according to one of claims 9 to 23, characterized in that the sliding guide element (72) is formed by a sliding tube.
25. Plasmabrennersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpaßglied (104) kraftschlüssig bezüglich des Gleitführungselementes (72) in einem festen Abstand zum Hochfrequenz-Plasmabrenner (34) gehalten ist.25. Plasma torch system according to one of claims 9 to 24, characterized in that the adapter (104) is held non-positively with respect to the sliding guide element (72) at a fixed distance from the high-frequency plasma torch (34).
26. Plasmabrennersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gleitführungselement (72) kraftschlüssig in einem festen Abstand zu dem Hochfrequenz- Plasmabrenner (34) ein Halteelement (106) angeordnet ist, an welchem das Anpaßglied (104) fixiert ist.26. Plasma torch system according to claim 25, characterized in that a holding element (106) is arranged on the sliding guide element (72) non-positively at a fixed distance from the high-frequency plasma torch (34), on which the adapter (104) is fixed.
27. Plasmabrennersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höheneinstellvorrichtung (32) einen Stellantrieb (58) umfaßt. 27. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the height adjustment device (32) comprises an actuator (58).
28. PlasmabrennerSystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höheneinstellvorrichtung (32) eine Steuereinheit (59) zum Steuern des vertikalen Abstands (A) des Hochfrequenz- Plasmabrenners (34 ) relativ zum Werkstück ( 14) aufweist .28. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the height adjustment device (32) has a control unit (59) for controlling the vertical distance (A) of the high-frequency plasma torch (34) relative to the workpiece (14).
29. Plasmabrennersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmabrenneinrichtung (80) ein Hochfrequenz-Leistungseinkopplungsmittel (94) umfaßt, mittels welchem induktiv die Plasmaflamme ( 82 ) erzeugbar ist.29. Plasma burner system according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma burning device (80) comprises a high-frequency power coupling means (94) by means of which the plasma flame (82) can be generated inductively.
30. Plasmabrennersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungs- kammer (12) geerdet ist.30. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the processing chamber (12) is grounded.
31. PlasmabrennerSystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bearbeitungskammer (12) eine Positioniervorrichtung (16) zur Positionierung des zu bearbeitenden Werkstückes ( 14 ) relativ zum Hochfrequenz-Plasmabrenner (34) angeordnet ist.31. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that a positioning device (16) for positioning the workpiece to be machined (14) relative to the high-frequency plasma torch (34) is arranged in the machining chamber (12).
32. Plasmabrennersystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Positioniervorrichtung (16) das Werkstück ( 14) in einer horizontalen Ebene senkrecht zur vertikalen Richtung (22) positionierbar ist.32. Plasma torch system according to claim 31, characterized in that the workpiece (14) can be positioned in a horizontal plane perpendicular to the vertical direction (22) by the positioning device (16).
33. Plasmabrennersystem nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Positioniervorrichtung (16) das Werkstück (14) in vertikaler Richtung (22) positionierbar ist. 33. Plasma torch system according to claim 31 or 32, characterized in that the workpiece (14) can be positioned in the vertical direction (22) by the positioning device (16).
34. Plasmabrennersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höheneinstellvorrichtung (32) an einer Halteeinrichtung (44) gehalten ist, welche festlegbar verschieblich bezüglich der Bearbeitungskammer (12) gelagert ist.34. Plasma torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the height adjustment device (32) is held on a holding device (44) which is mounted such that it can be fixed displaceably with respect to the processing chamber (12).
35. Verfahren zum Betreiben eines PlasmabrennerSystems, welches einen Hochfrequenz-Plasmabrenner mit einer Plasmabrenneinrichtung zum Erzeugen einer Plasmaflamme und welches eine Bearbeitungskammer zur Bearbeitung eines Werkstückes mit Hilfe der Plasmaflamme umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein vertikaler Abstand zwischen dem Hochfrequenz-Plasmabrenner und dem Werkstück durch Verschiebung des Hochfrequenz-Plasmabrenners relativ zum Werkstück eingestellt wird, wobei ein Anpaßglied, durch welches Hochfrequenzleistung in Hochfrequenzleitungen eingekoppelt wird, welche zu der Plasmabrenneinrichtung führen, in einem festen Abstand zum Plasmabrenner angeordnet ist, so daß die Hochfrequenzleitungen starr führbar sind. 35. A method for operating a plasma torch system, which comprises a high-frequency plasma torch with a plasma torch for generating a plasma flame and which comprises a processing chamber for processing a workpiece with the aid of the plasma flame, characterized in that a vertical distance between the high-frequency plasma torch and the workpiece Displacement of the high-frequency plasma torch relative to the workpiece is set, wherein an adapter, through which high-frequency power is coupled into high-frequency lines, which lead to the plasma torch, is arranged at a fixed distance from the plasma torch, so that the high-frequency lines can be rigidly guided.
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