ES2229644T3 - Dispositivo de seguridad para una antorcha de plasma. - Google Patents

Dispositivo de seguridad para una antorcha de plasma.

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ES2229644T3
ES2229644T3 ES99401701T ES99401701T ES2229644T3 ES 2229644 T3 ES2229644 T3 ES 2229644T3 ES 99401701 T ES99401701 T ES 99401701T ES 99401701 T ES99401701 T ES 99401701T ES 2229644 T3 ES2229644 T3 ES 2229644T3
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Gerard Marhic
Yannick Lepeule
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Lincoln Electric Company France SA
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La Soudure Autogene Francaise
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Abstract

Antorcha de plasma (1) provista de una cabeza de antorcha (1'') que consta de un porta tubo (10) y de un tubo (4), estando fijado el mencionado tubo (4) al porta tubo (10) por intermediación de medios de fijación (14). Medios eléctricos interruptores s(3) de seguridad controlan la alimentación de corriente eléctrica de la mencionada cabeza de antorcha (1''). Una caperuza de protección (5) que puede quitarse, rodea la cabeza de antorcha (1'') y consta, por una parte, de al menos un medio de acionamiento (6) susceptible de colaborar con los medios interruptores eléctricos (3) de seguridad para permitir alimentar la cabeza de antorcha (1'') en corriente eléctrica, y por otro lado, medios de mantenimiento que constan un anillo (8) que puede colaborar con una garganta circular del tubo (4) para permitir que la caperuza de protección (5) se solidarice con el tubo (4). Utilización de cierta antorcha de plasma para soldar o cortar una pieza metálica.

Description

Dispositivo de seguridad para una antorcha de plasma.
La presente invención se relaciona con un dispositivo de seguridad para una antorcha de trabajo con arco eléctrico, en particular para una antorcha de corte con plasma.
Habitualmente, el electrodo de una antorcha de corte con plasma, en particular una antorcha manual, es sometido durante su utilización, a tensiones elevadas, corrientemente superiores a 100 V, y en ocasiones hasta 300 V.
Durante el funcionamiento de la antorcha, el electrodo se hace normalmente inaccesible al operador por la presencia de la tobera de la antorcha que se posiciona alrededor del electrodo de manera por sí misma conocida.
Sin embargo, cuando es necesario un desmontaje de la tobera, por ejemplo durante una operación de mantenimiento de la antorcha, el electrodo se encuentra entonces despejado, es decir accesible al operador.
Por lo tanto, esta configuración presenta entonces un peligro real para el operador que se arriesga a electrizarse en caso del accionamiento involuntario del gatillo de mando de la antorcha.
Para limitar el riesgo para el operador, conviene entonces impedir el acceso a las piezas sometidas a tensión durante el desmontaje de la antorcha, o impedir el funcionamiento del generador de corriente si ciertas piezas de la antorcha no están en su lugar.
Para lograr esto, han sido propuestos en el arte anterior dispositivos de seguridad, sin embargo, estos dispositivos solo aportan una respuesta parcial al problema antes mencionado.
De esta manera, el documento de patente EP-A-110736 propone un sistema de seguridad basado en el control de la presencia únicamente de una camisa de protección aislante ubicada alrededor de la tobera de la antorcha.
En otros términos, ese sistema no toma en consideración la presencia de la tobera y un operador distraído pudiera volver a subir esta camisa de protección omitiendo reemplazar la tobera, lo que autorizaría el acceso al electrodo por el operador y por tanto sería susceptible de exponerse a sí mismo a un riesgo importante de electrización por contacto con las piezas sometidas a tensión, específicamente el electrodo.
Otros sistemas de seguridad, además, han sido propuestos por los documentos DE-A-4313830, GB-A-2192821, FR-A-275270, JP-A-01057982, FR-A-2450659, US-A-3,488,466 y US-A-3,632,951. Sin embargo, estos arreglos conocidos no ofrecen entera satisfacción, específicamente por su dificultad de realización, su insuficiente nivel de seguridad y/o su elevado costo de fabricación.
Además, el documento DE-A-3714995 describe una antorcha de plasma provista de una tobera alrededor de la cual está ubicada un forro de protección y comprende un sistema de seguridad que comprende un interruptor eléctrico que puede ser accionado por una varilla-empujador móvil de forma alargada, la que está dispuesta en un compartimiento situado en el interior del cuerpo de la antorcha. Según este documento, la varilla-empujador coopera con la tobera por intermedio de una pieza anular móvil. Además, el forro de protección está montado sobre el cuerpo de la antorcha.
El objetivo de la presente invención es por lo tanto resolver el problema antes citado proponiendo un sistema de seguridad para la antorcha de trabajo con arco eléctrico, específicamente para una antorcha manual de corte con plasma, que permite controlar la presencia simultánea, es decir el montaje correcto, no sólo de la tobera que rodea el electrodo de la antorcha, sino también la camisa de protección aislante que rodea dicha tobera.
En otras palabras, la presente invención viene a mejorar las antorchas de plasma conocidas.
Además, el sistema de seguridad según la invención debe ser de fácil fabricación y de costo industrialmente aceptable.
La presente invención se refiere entonces a una antorcha de plasma manual que comprende:
-
una empuñadura de manipulación;
-
una cabeza de antorcha que comprende al menos un porta-tobera y una tobera, la tobera fijándose a dicho porta-tobera por medio de medios de fijación;
-
medios interruptores eléctricos de seguridad que regulan la alimentación de la cabeza de la antorcha con corriente eléctrica, y
-
un forro de protección desmontable rodeando al menos una parte de la cabeza de la antorcha, dicho forro de protección comprendiendo:
\bullet
al menos un medio de accionamiento susceptible de cooperar con los medios interruptores eléctricos de seguridad para permitir alimentar la cabeza de la antorcha con corriente eléctrica, y
\bullet
medios de sostén susceptibles de cooperar con al menos la tobera para permitir el acoplamiento de dicho forro de protección con al menos dicha tobera, caracterizado en que:
-
dichos medios interruptores eléctricos están ubicados en la empuñadura de manipulación de la antorcha, y
-
dicho medio de accionamiento es una prolongación axial de la pared periférica del forro de protección que puede penetrar en el espacio interno de la empuñadura y activar de esta manera el interruptor eléctrico.
Según el caso, la antorcha de trabajo de arco eléctrico según la invención puede comprender una o varias de las características siguientes:
-
el medio de accionamiento es una prolongación axial según el eje (x-x'), de la pared periférica del forro de protección.
-
los medios de sostén comprenden al menos un aro ubicado en el interior del forro de protección.
-
el aro está alojado en una cavidad por ejemplo una ranura anular practicada en la pared periférica interna del forro.
-
el aro ubicado en el interior del forro de protección es susceptible de cooperar con al menos una cavidad dispuesta periféricamente a la tobera, de manera que permita un acoplamiento de dicho forro de protección con al menos dicha tobera.
-
al menos una cavidad es sensiblemente circular y dispuesta sobre la pared periférica externa de la tobera, de preferencia la cavidad es una ranura anular.
-
el acoplamiento de dicho forro de protección con al menos dicha tobera es realizado por sujeción a presión de dicho aro en dicha cavidad dispuesta periféricamente a la tobera; la sujeción a presión siendo la acción de montar, por la fuerza, un órgano elástico (aquí el aro) sobre un soporte dotado de una fuerza de sostén (aquí la tobera y su ranura).
-
dicho forro de protección es realizado en un material eléctricamente aislante, tal como un material polímero, asociado a un casquillo, de preferencia metálico, solidario con al menos una parte de su pared interna, que porta el alojamiento del aro.
-
el forro de protección es realizado en una pieza o estructura única en material eléctricamente aislante, de preferencia en al menos un polímero moldeado o termo-endurecible.
La antorcha según la invención puede ser utilizada en todo proceso de soldadura manual o corte manual con arco de plasma.
La invención será ahora descrita más en detalle con la ayuda de las figuras anexas de dos modos de realización posibles de la invención, dadas a título ilustrativo pero no limitativo.
Las Figuras 1 a 4 representan esquemas, en corte longitudinal y en vista lateral y parcial, de una antorcha 1 manual de corte con plasma según un primer modo de realización conforme a la presente invención, que comprende una cabeza de antorcha 1' que tiene un porta tobera 10 y una tobera 4, dicha tobera 4 estando fijada al porta tobera 10 por medio de medios de fijación 14, como por ejemplo un roscado, un aterrajado o análogo.
Es de destacar que la figura 1 se aplica también al segundo modo de realización dado a continuación.
La antorcha de plasma 1 comprende una empuñadura 2, parcialmente representada aquí, en el seno de la cual están ubicados medios interruptores eléctricos 3 que comprenden un órgano de mando 9 que permite dirigir la alimentación y/o la interrupción de la alimentación de dicha cabeza de la antorcha 1' con corriente eléctrica.
Para limitar los riesgos de electrización del operador, un forro de protección 5 desmontable, de preferencia realizado de un material aislante, tal como un polímero, está localizado axialmente alrededor de al menos una parte de la cabeza de la antorcha 1', es decir que este forro de protección 5 rodea una parte del porta tobera 10 y de la tobera 4 a la manera de un manguito.
Más precisamente, el forro de protección 5 desmontable comprende un medio de accionamiento 6, tal como una prolongación axial de la pared periférica de dicho forro según el eje (x,x'), cuyo medio de accionamiento 6 o prolongación axial es susceptible de cooperar con el órgano 9 de mando de los medios interruptores eléctricos para autorizar la alimentación de la cabeza de la antorcha 1' con corriente eléctrica durante la utilización de dicha antorcha 1.
En este primer modo de realización, el forro 5 de protección se compone de tres partes 8, 13 y 23 susceptibles de cooperar con todos o parte de los elementos que componen la cabeza de la antorcha 1', de preferencia con la tobera 4, para permitir la fijación y el sostén de dicho forro de protección 5 sobre dicha cabeza de antorcha 1'.
De hecho, las tres partes 8, 13 y 23, juegan el papel de medios de sostén, que comprenden un aro 8, una parte fija 23 y una parte móvil 13 cuya función es la de comprimir el aro 8 por deslizamiento a lo largo de la superficie interna sensiblemente cónica de la parte móvil 13 y/o de la parte fija 23.
Así, el aro 8 coopera con una cavidad 7 periférica, tal como una ranura circular, dispuesta en la periferia de la parte superior 12 de la tobera 4, dicho aro 8 penetrando al menos parcialmente en dicha ranura periférica 7 durante la colocación en el lugar del forro 5 sobre la tobera 4.
De manera detallada, el conjunto de la tobera 4 y del forro 5, respectivamente, sobre la cabeza de la antorcha 1' de la antorcha de plasma manual 1 es realizado de la manera siguiente.
Se posiciona y se fija ante todo la tobera 4 al porta tobera 10 por medio de medios de fijación 14, tal como un roscado y un aterrajado, u otros medios análogos.
Un posicionamiento correcto de la tobera 4 en el porta tobera 10 es obtenido, por ejemplo, cuando la superficie superior de apoyo 12 de la tobera 4 viene a topar contra la superficie de apoyo inferior 11 del porta tobera 5, como está representado en la figura 1, donde se ha visto que la tobera 4 y el porta tobera 5 son coaxiales según el eje (x-x').
Seguidamente, se procede al posicionamiento y a la fijación del forro de protección 5 sobre la cabeza de la antorcha 1', de manera que el medio de accionamiento 6 del forro 5 coopere con el órgano 9 de mando de los medios interruptores eléctricos 3 para permitir alimentar la cabeza de la antorcha 1' con corriente eléctrica. El forro de protección 5 es entonces mantenido en posición sobre la cabeza de la antorcha 1' gracias a las partes 8, 13 y 23, que hacen la función de medios de sostén, en particular gracias al aro 8 que coopera con la cavidad 7, tal como una ranura, portada en la pared periférica externa de la tobera 4, como está representada en las figuras 3 y 4.
En otras palabras, el aro 8 situado en el interior del forro de protección 5, se encuentra, después del posicionamiento correcto del forro 5 de protección sobre la cabeza de la antorcha 1', con relación a la ranura 7 dispuesta en la periferia de la tobera y es suficiente por lo tanto, por un medio apropiado, tal como un cono o análogo, apretar el aro 8 para forzarlo a penetrar parcialmente en la ranura 7 de la tobera 4, de manera de acoplar, en posición de trabajo, las dos piezas, a saber la tobera 4 y el forro 5 de protección.
Cuando el forro de protección 5 está correctamente montado sobre la cabeza de la antorcha 1', la prolongación o medio de accionamiento 6 del forro 5 coopera con el órgano 9 de mando de los medios interruptores eléctricos para autorizar el funcionamiento de la fuente de potencia, es decir el generador de corriente o análogo, y contribuir así a la alimentación de la cabeza de la antorcha 1' con corriente eléctrica.
Por el contrario, tal y como ha sido representado en la figura 2, en caso de omisión de la tobera 4, el montaje del forro de protección 5 solamente, minimiza considerablemente los riesgos de electrización para el operador.
En efecto, en ese caso, aunque el medio de accionamiento o prolongación 6 del forro 5 pueda penetrar en el espacio interno de la empuñadura 2 de la antorcha 1 y activar así el interruptor eléctrico 3, en esa configuración, el forro de protección 5 no puede mantenerse en el lugar y es automáticamente expulsado tan pronto como el operador la suelta, dado que, estando ausente la tobera 4, el forro 5 de protección no puede ser sostenido sobre el extremo de la cabeza de la antorcha 1'.
En otras palabras, el dispositivo según la presente invención presenta una ventaja importante desde el punto de vista de la seguridad, en la medida que el funcionamiento del generador de potencia que entrega la corriente eléctrica no puede ser autorizado hasta tanto la tobera 4 y el forro de protección 5, a la vez, sean correctamente colocados en el lugar sobre la cabeza 1' de la antorcha.
Seguidamente, si la tobera 4 es montada, pero el forro 5 de protección no, entonces el interruptor eléctrico 3 no es activado y la cabeza 1' de la antorcha no puede ser alimentada con corriente eléctrica.
A la inversa, si solo el forro de protección está montado, entonces este no puede mantenerse en el lugar sobre la cabeza 1' de la antorcha y es automáticamente expulsado tan pronto como el operador la suelta.
Así, el riesgo de electrización es altamente disminuido.
Por otra parte, las figuras 5 a 8 representan esquemas de un segundo modo de realización de una antorcha 1 manual de corte con plasma conforme a la presente invención; este segundo modo de realización siendo preferido.
Más particularmente, se aprecia sobre la figura 5 que, como precedentemente, la cabeza de la antorcha 1' comprende un porta tobera 10 y una tobera 4 fijada al porta tobera 10 por medio de medios de fijación 14, por ejemplo un roscado, un aterrajado o análogo.
Allí otra vez, los medios interruptores eléctricos 3 dotados de un órgano de mando 9 que permite regular la alimentación y/o la interrupción de la alimentación de la cabeza de la antorcha 1' con corriente eléctrica están dispuestos en la empuñadura 2 de la antorcha de plasma 1.
Igualmente, según ese segundo modo de realización, el forro 5 desmontable, localizado axialmente alrededor de al menos una parte de la cabeza 1', comprende un medio de accionamiento 6 que es una prolongación axial de la pared periférica de dicho forro según el eje (x, x'), cuyo medio de accionamiento 6 es susceptible de cooperar con el órgano 9 de mando de los medios interruptores eléctricos a fin de autorizar la alimentación de la cabeza de la antorcha 1' con corriente eléctrica durante la utilización de dicha antorcha 1.
El conjunto de la tobera 4 y del forro 5, respectivamente, sobre la cabeza de la antorcha 1' de la antorcha de plasma manual 1 es realizado de la manera expuesta anteriormente, con la excepción del hecho que, según ese segundo modo de realización, el sostén del forro de protección 5 en posición sobre la cabeza de la antorcha 1' se hace directamente gracias a un aro 8 que coopera con la cavidad 7, por ejemplo una ranura, portada por la pared periférica externa de la tobera 4, durante la sujeción a presión del forro 5 sobre la tobera 4, como se deduce de las figuras 5 y 6.
En efecto, en ese segundo modo de realización, el forro está formado por una pieza monobloque y no de varias sub-partes móviles que hacen la función de medios de sostén como en el primer modo de realización.
Como se puede ver en las figuras 5 y 6, el forro 5, por ejemplo realizado de material polimérico encajado sobre un casquillo metálico, está constituido por una estructura única que porta el aro 8 insertado de manera permanente en una cavidad o una ranura dispuesta sobre la pared periférica interna.
Le sigue entonces que el aro 8 situado en el interior del forro 5 se encuentra nuevamente, después del posicionamiento correcto y la sujeción a presión del forro 5 sobre la cabeza 1', en la ranura 7 dispuesta en la periferia de la tobera 4, lo que permite el acoplamiento, es decir fijar firmemente, la tobera 4 y el forro 5.
En otras palabras, el aro 8 penetra al menos parcialmente en la ranura 7 periférica de la tobera 4, cuando se coloca en el lugar el forro 5 por sujeción a presión sobre dicha tobera 4, dicho aro 8 viniendo a insertarse en la ranura circular 7.
Para una mejor eficacia el diámetro interno del aro 8 es sensiblemente igual o ligeramente inferior al diámetro externo de la tobera 4 medido en o al fondo de la ranura circular 7.
A modo de ejemplo, el diámetro interior del aro 8 puede ser igual a alrededor de 17 mm y el diámetro externo de la tobera 4 medido al fondo de la ranura circular 7 puede ser inferior en algunas décimas de mm.
Además, el forro de protección 5 porta un casquillo 15 metálico solidario por una parte con su pared interna, dicho casquillo 15 estando asociado a dicho aro 8, de manera que permita un mejor cuidado térmico y mecánico de esta parte de la camisa.
Como precedentemente, el medio de accionamiento 6 formado por una prolongación axial del forro 5 coopera con el órgano 9 de mando de los medios interruptores eléctricos para autorizar la alimentación de la cabeza 1' con corriente eléctrica. En caso de omisión de la tobera 4, los riesgos de electrización para el operador son altamente disminuidos debido, como se explicó anteriormente, a que el forro de protección 5 no puede mantenerse en el lugar y es automáticamente expulsado, tan pronto como el operador lo suelta, y la cabeza 1' de la antorcha no puede ser alimentada con corriente eléctrica de forma continua. Por analogía, en caso de omisión del forro 5 de protección, la cabeza 1' de la antorcha no puede ser alimentada con corriente eléctrica porque el medio de accionamiento 6, es decir la prolongación axial del forro 5, no puede cooperar con el órgano 9 de mando de los medios interruptores eléctricos para autorizar la alimentación de la cabeza 1' con corriente.
Además, como se muestra en las figuras 7 y 8, para facilitar el desmontaje del forro 5, dicho forro de protección 5 comprende una primera cara de apoyo que comprende al menos una primera rampa, de preferencia dos rampas 16 y 16'. Ventajosamente, las primeras rampas 16, 16' del forro de protección 5 son portados por la prolongación axial 6 de la pared periférica del forro 5 y constituyen las caras de apoyo de esa prolongación axial 6.
Igualmente, el extremo de la cabeza de la antorcha 1' comprende una segunda cara de apoyo que comprende al menos una segunda rampa, de preferencia dos rampas 14 y 14'.
Las rampas 16 y 16' tienen una forma, es decir pendientes, aproximadamente igual o sensiblemente complementaria a aquella de las rampas 14 y 14', respectivamente.
Debe ser notado que la rampa 14 puede ser de pendiente igual o diferente de aquella de la rampa 14' y, de manera análoga, la rampa 16 puede ser de pendiente igual o diferente de aquella de la rampa 16'.
En posición de funcionamiento (ver figura 7), es decir cuando el forro de protección 5 está montado acopladamente sobre la cabeza de antorcha 1', las primera y segunda caras de apoyo, y por lo tanto también dichas rampas 16, 16' y las rampas 14, 14' entran respectivamente en contacto unas con otras; el aro 8 del forro 5 estando entonces insertado por sujeción a presión en la ranura anular 7 portada por la tobera 4, como se explicó anteriormente.
A la inversa, cuando se desea desmontar el forro de protección 5, es decir desacoplarlo de la cabeza de la antorcha 1', es suficiente, como aparece esquematizado en la figura 8, que el operador ejerza una fuerza de rotación (flecha R) sobre el forro 5, de manera de provocar un deslizamiento de la rampa 16 sobre la rampa 14, o de la rampa 16' sobre la rampa 14', lo que se traduce entonces a un movimiento de alejamiento forzado del forro 5 con relación al cuerpo 1' de la antorcha; las primera y segunda caras de apoyo se separan una de la otra. Este alejamiento forzado del forro 5 con relación al cuerpo 1' provoca entonces paralelamente un alejamiento forzado del forro 5 con relación a la tobera 4 que está fijada a dicho cuerpo 1', lo que tiende a liberar el aro 8 de la ranura anular 7 portada por la tobera 4, es decir una liberación de dicho aro 8 que permite de esta manera el desacople del forro 5 de la tobera 4 y por tanto del cuerpo 1'.
Se comprende que la presencia de tales rampas 14, 14', 16 y 16', es particularmente ventajosa para facilitar considerablemente las operaciones de desmontaje.
De manera general, la presente invención mejora de forma notable la seguridad de la utilización de una antorcha de plasma, en particular manual, con la que está equipada.

Claims (10)

1. Antorcha de plasma (1) manual que comprende:
-
una empuñadura de manipulación (2);
-
una cabeza de antorcha (1') que comprende al menos un porta -tobera (10) y una tobera (4), la tobera (4) fijándose a dicho porta-tobera (10) por medio de medios de fijación (14);
-
medios interruptores eléctricos (3) de seguridad que regulan la alimentación de la cabeza de la antorcha (1') con corriente eléctrica, y
-
un forro de protección (5) desmontable que rodea al menos una parte de la cabeza de la antorcha (1'), dicho forro (5) de protección comprendiendo:
\bullet
al menos un medio de accionamiento (6) susceptible de cooperar con los medios interruptores eléctricos (3) de seguridad para permitir alimentar la cabeza de la antorcha (1') con corriente eléctrica, y
\bullet
medios de sostén susceptibles de cooperar con al menos la tobera (4) para permitir el acoplamiento de dicho forro de protección (5) con al menos dicha tobera (4),
caracterizado en que:
-
dichos medios interruptores eléctricos (3) están localizados en la empuñadura de manipulación (2) de la antorcha (1), y
-
dicho medio de accionamiento (6) es una prolongación axial de la pared periférica del forro de protección (5) que puede penetrar en el espacio interno de la empuñadura (2) y activar de esta forma el interruptor (3) eléctrico.
2. Antorcha según la reivindicación 1, caracterizado en que los medios de sostén comprenden al menos un aro (8) localizado en el interior del forro de protección (5).
3. Antorcha según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado en que el aro (8) está localizado en el interior del forro (5) y es susceptible de cooperar con una cavidad (7) dispuesta periféricamente a la tobera (4) de manera que permita un acoplamiento de dicho forro de protección (5) con al menos dicha tobera (4).
4. Antorcha según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que el acoplamiento del forro de protección (5) con dicha tobera (4) es realizado por sujeción a presión del aro (8) en la cavidad (7).
5. Antorcha según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que dicho forro de protección (5) es realizado de al menos un material eléctricamente aislante, tal como un material polimérico, de preferencia el forro de protección es realizado en una pieza única eléctricamente aislante.
6. Antorcha según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que dicho forro de protección (5) porta, además un casquillo (15) metálico solidario con al menos una parte de su pared interna.
7. Antorcha según la reivindicación 6 caracterizado en que el casquillo (15) metálico está asociado al aro (8).
8. Antorcha según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que dicho forro de protección (5) comprende una primera cara de apoyo que comprende al menos una primera rampa (16, 16') y el extremo de la cabeza de la antorcha (1') comprende una segunda cara de apoyo que comprende al menos una segunda rampa (14,14'), al menos una parte de dichas primera y segunda caras de apoyo, y al menos dichas primera (16,16') y segunda (14, 14') rampas entran, respectivamente, en contacto una con la otra cuando el forro de protección (5) está montado solidariamente sobre la cabeza de la antorcha (1').
9. Antorcha según la reivindicación 8 caracterizado en que al menos una primera rampa (16, 16') del forro de protección (5) es portada por la prolongación axial (6) de la pared periférica del forro (5).
10. Proceso de soldadura o de corte con arco de plasma, en la que se utiliza una antorcha de plasma (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9.
ES99401701T 1998-07-15 1999-07-07 Dispositivo de seguridad para una antorcha de plasma. Expired - Lifetime ES2229644T3 (es)

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