EP1067829A2 - Plasmadüse - Google Patents

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EP1067829A2
EP1067829A2 EP00113748A EP00113748A EP1067829A2 EP 1067829 A2 EP1067829 A2 EP 1067829A2 EP 00113748 A EP00113748 A EP 00113748A EP 00113748 A EP00113748 A EP 00113748A EP 1067829 A2 EP1067829 A2 EP 1067829A2
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EP
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housing
plasma nozzle
nozzle according
mouthpiece
plasma
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EP00113748A
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Peter FÖRNSEL
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Plasma Treat GmbH
Original Assignee
PLASMA TREAT GmbH
Agrodyn Hochspannungstechnik GmbH
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    • 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
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H1/24—Generating plasma
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    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3478—Geometrical details
    • 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
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3463—Oblique nozzles

Definitions

  • the invention relates to a plasma nozzle, in particular for the pretreatment of Surfaces, with a tubular housing that is one of a working gas flows through the nozzle channel, one arranged coaxially in the nozzle channel Electrode and a counter electrode surrounding the nozzle channel.
  • a plasma nozzle of this type is described in DE 195 32 412 A and is used, for example to pretreat plastic surfaces so that application of adhesives, printing inks and the like on the plastic surface or is relieved.
  • Such pretreatment is necessary because Plastic surfaces cannot normally be wetted with liquids and therefore do not accept the ink or glue.
  • the surface structure of the plastic is changed so that the Surface can be wetted for liquids with a relatively high surface tension becomes.
  • the surface tension of the liquids with which the surface is straight is still wettable, is a measure of the quality of the pretreatment.
  • the known plasma nozzle makes it relatively cool, but highly reactive Plasma beam reaches about the shape and dimensions of a Has a candle flame and thus the pretreatment of profile parts with proportion deep relief allowed. Because of the high reactivity of the plasma jet A very short pretreatment is sufficient so that the workpiece passed the plasma jet at a correspondingly high speed can be. Because of the comparatively low temperature of the plasma jet is therefore also the pretreatment of heat-sensitive plastics possible. Since no counter electrode is required on the back of the workpiece the surfaces of any thick, block-like workpieces, Hollow bodies and the like can be pretreated without problems. For one Uniform treatment of larger surfaces is in the publication mentioned proposed a battery consisting of several staggered plasma nozzles been. In this case, however, is a relatively high expenditure on equipment required.
  • the object of the invention is therefore to provide a plasma nozzle with which the Desired surface areas of the workpiece can be better achieved.
  • a plasma jet is thus generated with this nozzle, which is inclined to the axis of the Nozzle channel is directed so that, for example, undercuts on a workpiece can be better achieved.
  • the housing or at least the part forming the nozzle channel is preferred of the housing rotatable about its axis.
  • the housing rotatable about its axis.
  • the Width is much larger than the diameter of the plasma jet. Since only with a single nozzle is used, the outlay on equipment is significantly less than with the rotating head described above.
  • there are clear lower inertia forces because the housing rotates around its longitudinal axis. It will thus created a plasma nozzle which has a compact structure and nevertheless enables rational plasma treatment of larger surfaces.
  • the deflection angle of the plasma beam relative to the axis of rotation can be as required can be selected and can also be 90 °, for example.
  • the plasma nozzle is particularly suitable for pretreating the inner surfaces of pipes or hoses.
  • the housing is preferably relative to the electrodes arranged in the nozzle channel and rotatable to the supply means for the working gas so that it Electrode and the gas supply device can be held in rotation and only the surrounding housing rotates.
  • Electrode and the gas supply device can be held in rotation and only the surrounding housing rotates.
  • Rotary unions or the like are required.
  • the counter electrode can immediately are formed by the rotating housing and is preferred grounded so that no contact protection measures for the housing and the associated rotary drive required are.
  • the working gas preferably twisted so that it is vortex-shaped through the nozzle channel flows and therefore that formed between the electrode and the counter electrode Arc into the mouth area of the nozzle channel in the vortex core channeled.
  • the plasma beam is stabilized and in the vortex core there is an intimate contact between the working gas and the arc, so that the reactivity of the plasma is increased.
  • the plasma nozzle shown in FIG. 1 has a tubular housing 10 which in its upper area in the drawing enlarged in diameter and with A bearing 12 is rotatably mounted on a fixed support tube 14. Internally of the housing 10, a nozzle channel 16 is formed, which is from the open end of the support tube 14 to a mouth 18 in the drawing lower end of the housing leads.
  • An electrically insulating ceramic tube 20 is inserted into the support tube 14.
  • Working gas for example air
  • the ceramic tube 20th swirl device 22 With the help of a in the ceramic tube 20th swirl device 22 used, the working gas is swirled so that it is vortex-shaped flows through the nozzle channel 16 to the mouth 18, as in the drawing is symbolized by a helical arrow. In the nozzle channel 16 this creates a vortex core that runs along the axis A of the housing.
  • the metal one existing housing 10 is grounded via the bearing 12 and the support tube 14 and serves as a counter electrode, so that an electrical discharge between the electrode 24 and the housing 10 can be caused.
  • switching of the high voltage generator 26 it occurs due to the high frequency of the AC voltage and initially due to the dielectric of the ceramic tube 20 to a corona discharge on the swirl device 22 and the electrode 24. This corona discharge causes an arc discharge from the electrode 24 ignited to the housing 10.
  • the arc of this discharge is caused by the swirling inflowing working gas entrained and in the core of the vortex-shaped Gas flow channeled so that the arc is almost straight from the tip of the electrode 24 runs along the axis A and only in the area the mouth of the housing 10 branches radially onto the housing wall. To this In this way, a plasma jet 28 is generated which exits through the mouth 18.
  • the mouth 18 of the nozzle channel is formed by a metal mouthpiece 30, that is screwed into a threaded bore 32 of the housing 10 and in which a tapering towards the mouth 18 and obliquely with respect to the axis A extending channel 34 is formed. In this way it forms from the Mouth 18 emerging plasma jet 28 with the axis A of the housing Angle, which is about 45 ° in the example shown. By changing the Mouthpiece 30, this angle can be varied as required.
  • a gear 36 is arranged on the enlarged upper part of the housing 10, for example with a toothed belt or a pinion with one shown motor is in drive connection.
  • the plasma jet 28 describes a cone jacket that the to be machined Painted surface of a workpiece, not shown. If then the plasma nozzle is moved along the surface of the workpiece or conversely, the workpiece is moved along the plasma nozzle, so a relatively uniform pretreatment of the surface of the workpiece on a Streak reached, the width of the diameter of that described by the plasma jet 28 Cone on the workpiece surface.
  • the Distance between the mouthpiece 30 and the workpiece can be the width of the pretreated area.
  • the direction of swirl of the plasma jet can be in the same direction or in opposite directions to the direction of rotation of the housing 10.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which only the mouthpiece 30 relative to the stationary housing 10 is rotatable.
  • the housing 10 is here on his outlet-side tapered and forms an axial / radial bearing for one flared upstream part of the mouthpiece 30.
  • the bearing is designed as a magnetic bearing 38 in the example shown.
  • the mouthpiece 30 is against the conical by the dynamic pressure of the outflowing air Bearing surface of the housing 10 is pressed, however, by the magnetic bearing 38 Non-contact held in the housing so that it is on its entire circumference a narrow gap with a width of only about 0.1 to 0.2 mm with forms the housing.
  • the mouthpiece 30 is grounded by arcing across this gap.
  • the rotary drive for the mouthpiece 30 is an aerodynamic one Drive provided, for example in the form of an air nozzle 40 through the blades 42 arranged on the outer circumference of the mouthpiece tangentially be blown with air.
  • the aerodynamic drive can also by blades or ribs arranged in the interior of the mouthpiece, which are acted upon by the swirling air flowing through the channel 34.
  • the rotational movement of the mouthpiece 30 can also be done thereby produce that the mouth 18 is turned slightly in the circumferential direction, so that the mouthpiece is rotating by the recoil of the outflowing air is transferred.
  • This embodiment has the advantage that the rotary drive is structurally simplified and the moment of inertia of the rotating masses to a minimum is limited.

Abstract

Plasmadüse, insbesondere zum Vorbehandeln von Oberflächen, mit einem rohrförmigen Gehäuse (10), das einen von einem Arbeitsgas durchströmten Düsenkanal (16) bildet, einer koaxial in dem Düsenkanal angeordneten Elektrode (24) und einer den Düsenkanal umgebenden Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (18) des Düsenkanals gegenüber dieser Achse abgewinkelt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmadüse, insbesondere zum Vorbehandeln von Oberflächen, mit einem rohrförmigen Gehäuse, das einen von einem Arbeitsgas durchströmten Düsenkanal bildet, einer koaxial in dem Düsenkanal angeordneten Elektrode und einer den Düsenkanal umgebenden Gegenelektrode.
Eine Plasmadüse dieser Art wird in DE 195 32 412 A beschrieben und dient beispielsweise dazu, Kunststoffoberflächen so vorzubehandeln, daß ein Auftragen von Klebstoffen, Druckfarben und dergleichen auf die Kunststoffoberfläche ermöglicht oder erleichtert wird. Eine solche Vorbehandlung ist erforderlich, da Kunststoffoberflächen im Normalzustand nicht mit Flüssigkeiten benetzbar sind und deshalb die Druckfarbe oder den Klebstoff nicht annehmen. Durch die Vorbehandlung wird die Oberflächenstruktur des Kunststoffs so verändert, daß die Oberfläche für Flüssigkeiten mit relativ großer Oberflächenspannung benetzbar wird. Die Oberflächenspannung der Flüssigkeiten, mit denen die Oberfläche gerade noch benetzbar ist, stellt ein Maß für die Qualität der Vorbehandlung dar.
Durch die bekannte Plasmadüse wird ein verhältnismäßig kühler, jedoch hochreaktiver Plasmastrahl erreicht, der etwa die Gestalt und die Abmessungen einer Kerzenflamme hat und somit auch die Vorbehandlung von Profilteilen mit verhältnismäßig tiefem Relief gestattet. Aufgrund der hohen Reaktivität des Plasmastrahls genügt eine sehr kurzzeitige Vorbehandlung, so daß das Werkstück mit entsprechend hoher Geschwindigkeit an dem Plasmastrahl vorbeigeführt werden kann. Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Temperatur des Plasmastrahls ist daher auch die Vorbehandlung von wärmeempfindlichen Kunststoffen möglich. Da keine Gegenelektrode auf der Rückseite des Werkstücks erforderlich ist, können auch die Oberflächen von beliebig dicken, blockartigen Werkstücken, Hohlkörpern und dergleichen problemlos vorbehandelt werden. Für eine gleichmäßige Behandlung größerer Oberflächen ist in der genannten Veröffentlichung eine Batterie aus mehreren versetzt angeordneten Plasmadüsen vorgeschlagen worden. In diesem Fall ist jedoch ein relativ hoher apparativer Aufwand erforderlich.
Zum Vorbehandeln größerer Flächen ist aus DE 298 05 999 U eine Vorrichtung bekannt, bei der zwei Plasmadüsen exzentrisch und mit parallelen Achsen auf einem gemeinsamen Rotationskopf angeordnet sind, so daß, wenn die Oberfläche mit dem Rotationskopf überstrichen wird, ein Streifen vorbehandelt wird, dessen Breite dem Durchmesser des Rotationskopfes entspricht. Diese Vorrichtung eignet sich jedoch nicht zum Behandeln von gewölbten Oberflächen, deren Krümmungsradius in der Größenordnung des Durchmessers des Rotationskopfes liegt. Außerdem treten aufgrund der exzentrischen Anordnung von mindestens zwei Düsen und aufgrund der relativ hohen Rotationsgeschwindigkeit hohe Trägheits- und Kreiselkräfte auf, wenn der Rotationskopf beispielsweise mit Hilfe eines Roboterarms in mehren Achsen bewegt wird.
Generell wird bei den bekannten Plasmadüsen das Plasma in Axialrichtung des Düsenkanals ausgestoßen. Dies hat bei kompliziert geformten Werkstücken den Nachteil, daß die zu behandelnden Stellen oft nur schwer zu erreichen sind, insbesondere, wenn die Düse mit Hilfe eines Roboters am Werkstück entlang geführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Plasmadüse zu schaffen, mit der die gewünschten Oberflächenbereiche des Werkstücks besser erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer Plasmadüse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Mündung des Düsenkanals gegenüber der Achse des Düsenkanals abgewinkelt ist.
Mit dieser Düse wird somit ein Plasmastrahl erzeugt, der schräg zur Achse des Düsenkanals gerichtet ist, so daß beispielsweise Hinterschnitte an einem Werkstück besser erreicht werden können.
Obgleich der Plasmastrahl an der Mündung der Düse aus der ursprünglichen Axialrichtung abgelenkt wird, hat sich in Versuchen gezeigt, daß die Stabilität des Plasmastrahls und seine Wirksamkeit bei der Vorbehandlung von Oberflächen nicht beeinträchtigt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bevorzugt ist das Gehäuse oder zumindest der den Düsenkanal bildende Teil des Gehäuses um seine Achse drehbar. Wenn das Gehäuse in rasche Drehung versetzt wird und die Plasmadüse am Werkstück entlang geführt wird, kann somit in einem Arbeitsgang ein Oberflächenstreifen behandelt werden, dessen Breite wesentlich größer ist als der Durchmesser des Plasmastrahls. Da nur mit einer einzigen Düse gearbeitet wird, ist der apparative Aufwand deutlich geringer als bei dem zuvor beschriebenen Rotationskopf. Außerdem ergeben sich deutlich kleinere Trägheitskräfte, da das Gehäuse um seine Längsachse rotiert. Es wird somit eine Plasmadüse geschaffen, die einen kompakten Aufbau aufweist und dennoch eine rationelle Plasmabehandlung größerer Oberflächen ermöglicht.
Der Ablenkwinkel des Plasmastrahls relativ zur Drehachse kann nach Bedarf gewählt werden und kann beispielsweise auch 90° betragen. In dieser Ausführungsform eignet sich die Plasmadüse insbesondere zum Vorbehandeln der Innenflächen von Rohren oder Schläuchen. Beispielsweise ist es möglich, die Plasmadüse innerhalb des Ringspaltes eines Extrusionswerkzeuges zu montieren, so daß ein frisch extrudierter Rohrstrang unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Extruder vorbehandelt werden kann.
Bevorzugt Ist das Gehäuse relativ zu der im Düsenkanal angeordneten Elektroden und zu der Zufuhreinrichtung für das Arbeitsgas drehbar, so daß diese Elektrode und die Gaszufuhreinrichtung drehfest gehalten werden können und nur das umgebende Gehäuse rotiert. Für die Spannungsversorgung der Elektrode und für die Zufuhr des Arbeitsgases werden deshalb keine Schleifkontakte, Drehdurchführungen oder dergleichen benötigt. Die Gegenelektrode kann unmittelbar durch das rotierende Gehäuse gebildet werden und ist vorzugsweise geerdet, so daß für das Gehäuse und den zugehörigen Drehantrieb keine Berührungsschutzmaßnahmen erforderlich sind.
Wie bei der eingangs beschriebenen herkömmlichen Plasmadüse wird das Arbeitsgas vorzugsweise verdrallt, so daß es wirbelförmig durch den Düsenkanal strömt und daher den zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode gebildeten Lichtbogen bis in den Mündungsbereich des Düsenkanals hinein im Wirbelkern kanalisiert. Auf diese Weise wird der Plasmastrahl stabilisiert, und im Wirbelkern kommt es zu einer innigen Berührung zwischen dem Arbeitsgas und dem Lichtbogen, so daß die Reaktivität des Plasmas gesteigert wird.
Im folgenden werden ein Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen axialen Schnitt durch die Plasmadüse; und
Fig. 2
einen Schnitt durch den Mündungsbereich einer Plasmadüse gemäß einer abgewandelten Ausführungsform.
Die In Figur 1 gezeigte Plasmadüse weist ein rohrförmiges Gehäuse 10 auf, das in seinem in der Zeichnung oberen Bereich im Durchmesser erweitert und mit Hilfe eines Lagers 12 drehbar auf einem festen Tragrohr 14 gelagert ist. Im Inneren des Gehäuses 10 wird ein Düsenkanal 16 gebildet, der vom offenen Ende des Tragrohres 14 zu einer Mündung 18 in der Zeichnung unteren Ende des Gehäuses führt.
In das Tragrohr 14 ist ein elektrisch isolierendes Keramikrohr 20 eingesetzt. Ein Arbeitsgas, beispielsweise Luft, wird durch das Tragrohr 14 und das Keramikrohr 20 in den Düsenkanal 16 zugeführt. Mit Hilfe einer in das Keramikrohr 20 eingesetzten Dralleinrichtung 22 wird das Arbeitsgas so verdrallt, daß es wirbelförmig durch den Düsenkanal 16 zur Mündung 18 strömt, wie in der Zeichnung durch einen schraubenförmigen Pfeil symbolisiert wird. In dem Düsenkanal 16 entsteht so ein Wirbelkern, der längs der Achse A des Gehäuses verläuft.
An der Dralleinrichtung 22 ist eine stiftförmige Elektrode 24 montiert, die koaxial in den Düsenkanal 16 ragt und an die mit Hilfe eines Hochspannungsgenerators 26 eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird. Das aus Metall bestehende Gehäuse 10 ist über das Lager 12 und das Tragrohr 14 geerdet und dient als Gegenelektrode, so daß eine elektrische Entladung zwischen der Elektrode 24 und dem Gehäuse 10 hervorgerufen werden kann. Beim Einschalten des Hochspannungsgenerators 26 kommt es aufgrund der hohen Frequenz der Wechselspannung und aufgrund der Dielektrizität des Keramikrohrs 20 zunächst zu einer Koronaentladung an der Dralleinrichtung 22 und der Elektrode 24. Durch diese Koronaentladung wird eine Bogenentladung von der Elektrode 24 zum Gehäuse 10 gezündet. Der Lichtbogen dieser Entladung wird durch das verdrallt einströmende Arbeitsgas mitgenommen und im Kern der wirbelförmigen Gasströmung kanalisiert, so daß der Lichtbogen dann nahezu gradlinig von der Spitze der Elektrode 24 längs der Achse A verläuft und sich erst im Bereich der Mündung des Gehäuses 10 radial auf die Gehäusewand verzweigt. Auf diese Weise wird ein Plasmastrahl 28 erzeugt, der durch die Mündung 18 austritt.
Die Mündung 18 des Düsenkanals wird durch ein Mundstück 30 aus Metall gebildet, das In eine Gewindebohrung 32 des Gehäuses 10 eingeschraubt ist und in dem ein sich zur Mündung 18 verjüngender und schräg in Bezug auf die Achse A verlaufender Kanal 34 ausgebildet ist. Auf diese Weise bildet der aus der Mündung 18 austretende Plasmastrahl 28 mit der Achse A des Gehäuses einen Winkel, der im gezeigten Beispiel etwa 45° beträgt. Durch Auswechseln des Mundstücks 30 kann dieser Winkel nach Bedarf variiert werden.
Auf dem erweiterten oberen Teil des Gehäuses 10 ist ein Zahnrad 36 angeordnet, das beispielsweise über einen Zahnriemen oder ein Ritzel mit einem nicht gezeigten Motor in Antriebsverbindung steht. Im Betrieb läßt man das durch den Motor angetriebene Gehäuse 10 mit hoher Drehzahl um die Achse A rotieren, so daß der Plasmastrahl 28 einen Kegelmantel beschreibt, der die zu bearbeitende Oberfläche eines nicht gezeigten Werkstücks überstreicht. Wenn dann die Plasmadüse an der Oberfläche des Werkstücks entlang bewegt wird oder umgekehrt das Werkstück an der Plasmadüse entlang bewegt wird, so wird eine relativ gleichmäßige Vorbehandlung der Oberfläche des Werkstücks auf einem Streifen erreicht, dessen Breite dem Durchmesser des vom Plasmastrahl 28 beschriebenen Kegels auf der Werkstückoberfläche entspricht. Durch variieren des Abstands zwischen dem Mundstück 30 und dem Werkstück läßt sich die Breite des vorbehandelten Bereiches beeinflussen. Durch den schräg auf die Werkstückoberfläche auftreffenden Plasmastrahl 28, der seinerseits verdrallt ist, wird eine intensive Einwirkung des Plasmas auf die Werkstückoberfläche erreicht. Die Drallrichtung des Plasmastrahls kann dabei gleichsinnig oder gegensinnig zur Rotationsrichtung des Gehäuses 10 sein.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur das Mundstück 30 relativ zu dem stationären Gehäuse 10 drehbar ist. Das Gehäuse 10 ist hier an seinem auslaßseitigen Ende konisch verjüngt und bildet ein Axial/Radial-Lager für einen konisch erweiterten stromaufwärtigen Teil des Mundstücks 30. Das Lager ist im gezeigten Beispiel als Magnetlager 38 ausgebildet. Das Mundstück 30 wird durch den dynamischen Druck der ausströmenden Luft gegen die konische Lagerfläche des Gehäuses 10 angedrückt, wird jedoch durch das Magnetlager 38 berührungsfrei In dem Gehäuse gehalten, so daß es auf seinem gesamten Umfang einen schmalen Spalt mit einer Breite von nur etwa 0,1 bis 0,2 mm mit dem Gehäuse bildet. Die Erdung des Mundstücks 30 erfolgt durch Funkenüberschlag über diesen Spalt hinweg.
Als Drehantrieb für das Mundstück 30 ist im gezeigten Beispiel ein aerodynamischer Antrieb vorgesehen, beispielsweise in der Form einer Luftdüse 40, durch die am äußeren Umfang des Mundstücks angeordnete Schaufeln 42 tangential mit Luft angeströmt werden. Wahlweise kann der aerodynamische Antrieb auch durch im Inneren des Mundstücks angeordnete Schaufeln oder Rippen erfolgen, die durch die drallförmig durch den Kanal 34 strömende Luft beaufschlagt werden. Schließlich läßt sich die Drehbewegung des Mundstücks 30 auch dadurch erzeugen, daß die Mündung 18 etwas in Umfangsrichtung angestellt wird, so daß das Mundstück durch den Rückstoß der ausströmenden Luft in Drehung versetzt wird.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Drehantrieb konstruktiv vereinfacht wird und das Trägheitsmoment der rotierenden Massen auf ein Minimum begrenzt wird.

Claims (16)

  1. Plasmadüse, insbesondere zum Vorbehandeln von Oberflächen, mit einem rohrförmigen Gehäuse (10), das einen von einem Arbeitsgas durchströmten Düsenkanal (16) bildet, einer koaxial in dem Düsenkanal angeordneten Elektrode (24) und einer den Düsenkanal umgebenden Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (18) des Düsenkanals gegenüber dieser Achse abgewinkelt ist.
  2. Plasmadüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) um seine Achse (A) drehbar ist.
  3. Plasmadüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) relativ zu der feststehenden Elektrode (24) drehbar ist.
  4. Plasmadüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) drehbar auf einem Tragrohr (14) gelagert ist, das zugleich zur Zufuhr des Arbeitsgases dient.
  5. Plasmadüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode durch das Gehäuse (10) gebildet wird.
  6. Plasmadüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode geerdet ist.
  7. Plasmadüse nach den Ansprüchen 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) über das Tragrohr (14) und ein elektrisch leitendes Lager (12) geerdet ist.
  8. Plasmadüse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) auf seinem äußeren Umfang ein Zahnrad (36) oder eine Riemenscheibe für den Drehantrieb des Gehäuses trägt.
  9. Plasmadüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (18) des Düsenkanals (16) durch ein in das Gehäuse (10) eingesetztes Mundstück (30) gebildet wird, in dem ein schräg zur Achse des Gehäuses verlaufender Kanal (34) ausgebildet Ist.
  10. Plasmadüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der in dem Mundstück (30) ausgebildete Kanal (34) zum freien Ende hin verjüngt.
  11. Plasmadüse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (30) drehbar in dem Gehäuse (10) gelagert ist.
  12. Plasmadüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (30) mit Hilfe eines Lagers, beispielsweise eines Magnetlagers (38), berührungsfrei in dem Gehäuse (10) gelagert ist.
  13. Plasmadüse nach den Ansprüchen 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerspalt zwischen dem Gehäuse (10) und dem Mundstück (30) so bemessen ist, daß das Mundstück (30) durch Funkenüberschlag über diesen Spalt hinweg geerdet wird.
  14. Plasmadüse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (Magnetlager 38) zwischen dem Gehäuse (10) und dem Mundstück (32) ein Axial/Radial-Lager ist und daß das Mundstück (30) durch das hindurchströmende Arbeitsgas dynamisch gegen das Lager vorgespannt ist.
  15. Plasmadüse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch einen aerodynamischen Drehantrieb, (40, 42) für das Mundstück (30).
  16. Plasmadüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dralleinrichtung (22), die eine wirbelförmige Strömung des Arbeitsgases im Düsenkanal (16) erzeugt.
EP00113748A 1999-07-09 2000-06-29 Plasmadüse Expired - Lifetime EP1067829B1 (de)

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