(57)【要約】バーナーシャフト（１）およびこのシャフトに固定されたバーナーヘッド（２）を有するプラズマスプレー装置を提示する。バーナーヘッド（２）およびその摩耗を生じる部品を迅速かつ容易に交換可能にするために、バーナーヘッド（２）はバーナーシャフト（１）に着脱可能に固定する。バーナーシャフト（１）とバーナーヘッド（２）との間に延在するケーブルは、分離可能である。冷却液を供給させ、同時に電力を伝達させるため、電気伝導性の管状ケーブル（１７、１８）を設ける。前記管状ケーブル（１７、１８）に、バーナーシャフト（１）のそれぞれのケーブル（１７、１８）とバーナーヘッド（２）の対応するケーブル部分（１１、１２）との間に、形状規制連結および締付け連結を生じるための機械的に分離可能なインターフェイス（Ｓ１、Ｓ２）を設ける。機械的に分離可能な接合部（Ｓ１、Ｓ２）は、ねじ連結部またはバヨネットソケットの形式で構成することができる。
2007514283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナーシャフト（１）と、このバーナーシャフト（１）に取り外し可能に固定されたバーナーヘッド（２）とを有するとともに、複数の分離可能なケーブル（１７、１８、２８、２９）がバーナーシャフト（１）とバーナーヘッド（２）との間に延在し、前記ケーブルが、バーナーヘッド（２）の作動に必要な作動手段、例えばプラズマガス、被覆粉粒体、電気エネルギーおよび冷却液を供給するプラズマスプレー装置において、冷却液を供給しかつ同時に電力を伝達するための伝導性かつ管状のケーブル（１７、１８）を設置し、このケーブル（１７、１８）に、バーナーシャフト（１）のそれぞれのケーブル（１７、１８）とバーナーヘッド（２）の対応するケーブル部分（１１、１２）との間に形状規制連結および締付け連結を生じるための、機械的に分離可能な接合部（Ｓ１、Ｓ２）を設けたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記機械的に分離可能な接合部（Ｓ１、Ｓ２）を、ねじ連結部またはバヨネットソケットとして構成したことを特徴とする請求項１に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項３】
前記機械的なインターフェイス（Ｓ１、Ｓ２）を、ケーブルの一方の端部に配置され、ねじ山（３５、３６）を有するユニオンナット（１５、１６）、およびケーブルの他方の端部に配置され、前記ユニオンナット（１５、１６）のねじ山と対になる雄ねじ（３３、３４）から構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項４】
前記ケーブルの一方の端部にスリーブ（１９、２０）を配置し、このスリーブの外側に前記雄ねじ（３３、３４）を設けたことを特徴とする請求項３に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項５】
前記バーナーヘッド（２）が陰極体（３）および陽極体（４）を有し、これら陰極体（３）および陽極体（４）の双方にそれぞれ１個の冷却管（８、９）を挿入し、それぞれの冷却管（８、９）にそれぞれ１個の出入口を設け、これらをそれぞれ１個のケーブル部分（１１、１２）と接続し、それぞれのケーブル部分（１１、１２）にユニオンナット（１５、１６）を固定したことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項６】
前記ケーブル部分（１１、１２）の一方の端部に、より直径の大きい中空円筒部分（１３、１４）を設け、この部分（１３、１４）が前記ユニオンナット（１５、１６）のストッパとして機能することを特徴とする請求項５に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項７】
前記陰極体（３）および前記陽極体（４）との間に絶縁盤（５）を挿入し、この絶縁盤（５）が陰極体（３）および陽極体（４）の双方を半径方向から覆うことを特徴とする請求項５または６に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項８】
前記バーナーシャフト（１）に、中空円筒状の、前記バーナーヘッド（２）に対向する前方部分（１ａ）を設け、この部分に、必要な作動手段を供給するために設置したケーブル（１７、１８、２８、２９）を接続したことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項９】
前記ケーブル部分（１１、１２）、および前記機械的な接合部（Ｓ１、Ｓ２）のそれぞれの基本的な構成部分を伝導性の金属、特に銅または真鍮から製造し、このケーブル部分（１１、１２）それぞれを前記陰極体（３）および前記陽極体（４）にはんだ／ろう付けすることを特徴とする請求項３に記載のプラズマスプレー装置。
【請求項１０】
プラズマガスおよび被覆粉粒体を供給するために設けたケーブル（２８、２９）のために、前記バーナーシャフト（１）と前記バーナーヘッド（２）との間に差込連結部を設けたことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のプラズマスプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１前段の記載に従って構成されたプラズマスプレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、この種のプラズマスプレー装置では、バーナーヘッドのある部分、例えば電極およびバーナーノズルに重度の摩耗が生じる。このような疲労が生じた部分を簡単かつ容易に交換可能にするため、交換可能なバーナーヘッドを有するプラズマスプレー装置の使用が増加している。しかし、交換可能なバーナーヘッドには、作動手段、特に冷却液の供給のために設けたケーブルを、バーナーシャフトとバーナーヘッドとの間の接合部に、相互に密封連結しなければならず、この場合、これまでは特に嵌め込まれた差込連結部に、しばしば障害が生じるという問題があった。さらに、アークを発生するために、通常数百アンペアの電流を流さなければならないので、電気エネルギーを伝達するために設けたケーブルが、連結位置においてパラサイトアーク（シリーズアーク）の発生によって急速な摩耗を生じるという危険がある。
【０００３】
差込連結によってバーナーシャフトと連結された、交換可能なバーナーヘッドを有するプラズマスプレー装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】欧州特許第５８５２０３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、請求項１前段の記載に従って構成されたプラズマスプレー装置であって、バーナーシャフトとバーナーヘッドとの間のケーブルが安全かつ確実に連結されており、特に冷却媒体を提供するケーブルにおいては、密封連結が保証される一方、電気エネルギーを伝達するために設けたケーブルにおいては、表面が可能な限り小さい接触抵抗を有し、かつ特にケーブルの数を適正化した装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１後段に記載の特徴を備えたプラズマスプレー装置によって解決される。
【０００６】
基本的な発明思想は、バーナーシャフトとバーナーヘッドとの間に管状のケーブルを設け、このケーブルを介して、バーナーシャフトを冷却するのに必要な冷却媒体およびアークを発生させるのに必要な電気エネルギーを供給し、前記管状のケーブルに、機械的に分離可能な接合部をそれぞれ１個設け、この接合部にバーナーシャフトのそれぞれのケーブルとバーナーヘッドの対応するケーブル部分との間の、形状規制連結および締付け連結を生じさせるということにある。ケーブル相互間の形状規制連結および締付け連結を保証する機械的に分離可能な接合部によって、ケーブル相互間の水密な連結も確保することが可能である。他方で、これと同時に、たとえ困難な状況下、例えば端子が酸化または汚染された場合であっても、安全で長時間かつ確実な電源供給が保証をするような僅少な接触抵抗のみを有する接合部とする。さらに、一方で冷却媒体を提供し、他方で電気エネルギーを伝達する管状のケーブルを設けることによって、必要な部品スペースおよびケーブルの数量を減少または適正化することができる。
【０００７】
プラズマスプレー装置の好適な実施形態が、従属請求項（請求項２〜１０）に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の好適な実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【０００９】
図１には、バーナーシャフト１の前方部分およびバーナーヘッド２の全体の縦断面が概略的に示されており、以下では、特に本発明にかかる本質的な特徴について説明する。バーナーシャフト１は、バーナーヘッド２の作動に必要な作動手段を供給する。作動手段とは、この場合、バーナーヘッド２に供給される媒体、例えば冷却液やプラズマガスのみならず、電気エネルギー、被覆粉粒体、および場合によって保護ガスをも意味し、かつ、ここで列挙したものに限定されない。バーナーヘッド２は、主に後方の陰極体３、前方の陽極体４、およびその間に挿入された絶縁盤５からなり、この絶縁盤５は陰極体３および陽極体４を半径方向から覆い、陰極体３と陽極体４を互いに電気的に絶縁する。陰極体３に陰極６として機能する電極を嵌め込み、陽極体４に陽極７として機能する電極を設ける。陰極６は、ほぼ円筒形に形成される一方で、陽極７は、中空円筒状に形成されると同時にプラズマレーザを放出するノズルを構成する。陰極体３および陽極体４は、高い電気伝導性および高い熱伝導性を有する金属から構成する。ここでいう金属には、例えば銅または真鍮が適切である。陰極体３および陽極体４に、それぞれ１個の環状の冷却管８、９を嵌め込む。双方の冷却管８、９に、それぞれ１個の出入口を設け、これらそれぞれに筒状のケーブル部分１１、１２をはんだ／ろう付けする。ケーブル部分１１、１２のそれぞれの端部に、ユニオンナット１５、１６のストッパとなる、より直径が大きい中空円筒部分１３、１４を設ける。筒状のケーブル部分１１、１２は、一方で冷却媒体（例えば、冷却水）をバーナーヘッド２に供給する。このケーブル部分は、他方で伝導体として機能し、このケーブルによって、アークを発生するのに必要な電気エネルギーが、バーナーシャフト１からバーナーヘッド２に伝達される。
【００１０】
バーナーヘッド１に、中空円筒状の、バーナーヘッド２に対向する前方部分１ａを設け、この部分に、媒体および作動手段を供給するために設置したケーブルを接続する。すなわち、図１では、全部で４個の管状ケーブル１７、１８のうち２個が示されており、この管状ケーブル１７、１８が冷却媒体および電気エネルギーを供給する。この管状ケーブル１７、１８は、端部に、雄ねじが設けられたそれぞれ１個のスリーブ１９、２０を有する。このスリーブ１９、２０は、好適には対応する管状ケーブル１７、１８にはんだ／ろう付けする。ユニオンナット１５、１６それぞれは、スリーブ１９、２０それぞれのねじ山にねじ付け固定し、これによって、バーナーシャフト１のケーブル１７、１８のそれぞれとバーナーヘッド２のケーブル部分１１、１２との間で、確実かつ水密な連結が生じる。好適にはユニオンナット１５、１６にスパナを当てるための平坦面を設け、このユニオンナット１５、１６は、それぞれのスリーブ１９、２０と共に機械的な接合部Ｓ１、Ｓ２を構成する。より直径が大きい中空円筒部分１３、１４および雄ねじが設けられたスリーブ１９、２０に平坦な前面を設け、これらを互いに当接させる。さらに、中空円筒部分１３、１４およびスリーブ１９、２０は、前記前面との境界領域にそれぞれ１個のＯリング２１、２２、２３、２４を有する。前記４個ケーブル部分１１、１２の寸法は、機械的な連結素子を付加的に必要とすることなく、ねじによる連結に加えて、バーナーヘッド２がバーナーシャフト１に確実に機械的に固定されるように定められる。バーナーヘッドをバーナーシャフト１から取り外すには、ユニオンナット１５、１６を緩めるだけでよい。ユニオンナット１５、１６を緩めると、バーナーヘッド２はバーナーシャフト１から左方に取り外すことができる。
【００１１】
冷却水ケーブル（管状ケーブル）１７、１８に加えて、バーナーシャフト１からバーナーヘッド２に案内されるさらなるケーブルを設ける。このケーブルには、陰極体３と連結されたケーブル部分２６が該当し、このケーブル部分２６は半径方向から陰極体３に案内され、かつプラズマガスを供給する。一方で、陽極体４の下方に延在するさらに別のケーブル部分２７を介して、半径方向からプラズマレーザにスプレー粉粒体を供給することができる。前記ケーブル部分２６、２７の双方は、一般的な方法により差込連結部を用いて、バーナーヘッド１の対応するケーブル２８、２９に連結される。バーナーヘッド１の構成部分、すなわち陰極体３、陽極体４、およびその間に挿入された絶縁盤５を連結するために３個のボルト３０を設けるが、図面ではこれらのうち１個のみが示されている。それぞれのボルト３０の端部には、絶縁材料から形成されたナット３１をねじ込む。さらに、ボルト３０のそれぞれを半径方向から絶縁スリーブ３２によって被覆する。
【００１２】
図２は、バーナーヘッドの陽極体４を上方から見た図であり、陽極体４に案内される、冷却媒体を供給するための双方のケーブル部分１１、１１ａが示されている。それぞれのケーブル部分１１、１１ａに固定されたユニオンナット１５、１５ａが、切断された状態で示されている。双方の前記ケーブル部分１１、１１ａの間に、半径方向から陰極体３に案内される、プラズマガスを供給するためのケーブル部分２６が示されている。
【００１３】
機械的に分離可能な接合部Ｓ１、Ｓ２を上述のようにねじ連結部として構成することには、バーナーヘッド２のケーブル部分１１、１２のそれぞれおよびバーナーシャフト１の対応するケーブル１７、１８との間において、確実な機械的および油圧による連結を生ずることができるという利点がある。ねじによる連結には、さらに、差し込みによる連結の場合と比較して、好ましい電気的な端子、すなわち小さい接触抵抗および広い接触面を有する接合部を形成することができるという利点もある。加えて、ユニオンナットを嵌め込む際に、あらゆる汚れが除去されるので、ねじによる連結は、酸化および汚れの付着を生じにくい。これによって、特にパラサイトアークが生じる危険も減少する。最後に、ねじによる連結によって、高い機械的な安定性が確保されるので、付加的な機械的な固定素子を設ける必要がなくなる。
【００１４】
もちろん、前記のようなねじ連結部の代わりに、他の機械的な接合部、例えばバヨネットソケットを設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バーナーヘッドの縦断面図である。
【図２】バーナーヘッドの陽極体を上方から見た説明図である。
【図１】
2007514283.tif 000003
【図２】
2007514283.tif 000004
【国際調査報告】
2007514283.tif 000005
2007514283.tif 000006
2007514283.tif 000007
2007514283.tif 000008