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Die Erfindung betrifft eine Leitungsführungseinrichtung, insbesondere eine Energieführungskette, zur Führung von Versorgungsleitungen zwischen relativ zueinander bewegbaren Anschlussstellen der Leitungsführungseinrichtung, insbesondere zwischen Anschlussstellen an relativ zueinander bewegbaren Bauteilen einer maschinellen Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Leitungsführungseinrichtung eine Stützummantelung mit veränderbarem Verlauf aufweist, in deren Innerem wenigstens ein Führungskanal für eine Versorgungsleitung vorgesehen ist.
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Eine derartige Leitungsführungseinrichtung in Form einer Energieführungskette wird beispielsweise durch die
DE 10 2006 005 745 A1 beschrieben. Die Energieführungskette weist eine Stützummantelung auf, die aus mehreren aneinandergereihten Kettengliedern aufgebaut ist. Benachbarte Kettenglieder sind gelenkig miteinander verbunden. Aufgrund der gelenkigen Verbindung der Kettenglieder ist die Stützummantelung zumindest in einer Ebene in ihrem Verlauf veränderlich, so dass sie durch Variation ihres Verlaufes auf Stellungsänderungen der Anschlussstellen reagieren kann.
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Im Inneren der Stützummantelung ergibt sich ein in Längsrichtung der Stützummantelung verlaufender Hohlraum. Der Hohlraum dient als Führungskanal für wenigstens eine Versorgungsleitung, meistens für ein Bündel von Versorgungsleitungen, der in Längsrichtung der Stützummantelung verläuft.
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Derartige Leitungsführungseinrichtungen werden beispielweise an maschinellen Bearbeitungsvorrichtungen, wie Laserbearbeitungsvorrichtungen, eingesetzt. In diesem Fall werden verschiedene Versorgungsleitungen im Inneren der Stützummantelung geführt. Beispielhaft sind Stromkabel, Gas- und Wasserleitungen sowie Datenübertragungskabel usw. zu nennen.
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Mittels der Leitungsführungseinrichtung werden die Versorgungsleitungen z. B. ausgehend von einem feststehenden Bauteil zu einem bewegten Bauteil gebracht. Ein typisches Beispiel für ein bewegtes Bauteil, dem eine Vielzahl von Versorgungsleitungen zugeführt werden muss, ist der Brückenträger einer Bewegungseinheit für einen Laserbearbeitungskopf. Damit die Versorgungsleitungen zwischen den Anschlussstellen der Leitungsführungseinrichtung bei einer Bewegung des Brückenträgers keine unkontrollierten Bewegungen ausführen, durch welche sie beschädigt werden bzw. schnell verschleißen können, werden sie im Inneren einer Stützummantelung einer Leitungsführungseinrichtung, insbesondere einer Energieführungskette der eingangs genannten Art, geführt. Die Stützummantelung erfüllt im Gegensatz zu einem einfachen, biegeschlaffen Schlauch eine Stütz- und Führungsfunktion für die Versorgungsleitungen. Außerdem kann die Stützummantelung auch zum Schutz der eingebetteten Versorgungsleitungen vor äußeren Einflüssen dienen.
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Trotz der Führung und des Schutzes durch die Stützummantelung kann es zu Beschädigungen bzw. Verschleiß der Versorgungsleitungen kommen. Wenn eine einzelne Versorgungsleitung defekt ist, wird die Stützummantelung der montierten Leitungsführungseinrichtung geöffnet und bei geöffneter Stützummantelung die defekte Versorgungsleitung ausgetauscht. Der Aufwand zum Öffnen der Stützummantelung, Austauschen der Versorgungsleitung und wieder Schließen der Stützummantelung ist jedoch erheblich. Daher wird häufig eine Energieführungskette, welche eine defekte Versorgungsleitung aufweist, insgesamt einschließlich sämtlicher darin geführter Versorgungsleitungen ausgetauscht, wodurch aber relativ hohe Kosten entstehen, da auch intakte Versorgungsleitungen unnötiger Weise mitausgetauscht werden.
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Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die vorbekannte Leitungsführungseinrichtung derart weiterzuentwickeln, dass sich eine Leitungsführungseinrichtung ergibt, die sich durch Vorteile bei der Wartung auszeichnet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leitungsführungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Im Sinne der Erfindung ist die Leitungsführungseinrichtung an der Stützummantelung mit mehreren in Längsrichtung der Stützummantelung aufeinanderfolgenden Halteelementen versehen. Mittels der Halteelemente kann zusätzlich eine Versorgungsleitung außerhalb der Stützummantelung zur Führung befestigt werden. Dank der Erfindung ist es möglich, selektiv eine besonders wartungs- bzw. störungsanfällige Versorgungsleitung außerhalb der Stützummantelung zu führen. Die gesondert geführte Versorgungsleitung ist im Schadensfall ohne zeitaufwändiges Öffnen der Stützummantelung austauschbar.
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Außerdem ergeben sich im Falle der erfindungsgemäßen Leitungsführungseinrichtung auch Vorteile bei der Montage der Leitungsführungseinrichtung und der Versorgungsleitungen. So sollen in manchen Fällen einzelne Versorgungsleitungen erst nach dem Anschließen der mit den übrigen Versorgungsleitungen bestückten Leitungsführungseinrichtung verlegt werden. Ein solcher Fall kann sich dadurch ergeben, dass mit Versorgungsleitungen bestückte Leitungsführungseinrichtungen als vorkonfektionierte Einheiten bezogen werden können, wobei im Einzelfall noch eine zusätzliche Versorgungsleitung benötigt wird. Aufgrund der Erfindung kann eine Versorgungsleitung in einfacher Weise – ohne Öffnen der Stützummantelung – nachträglich an den Halteelementen zur Führung befestigt werden.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8.
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Besonders definierte Verhältnisse ergeben sich, bei einer Ausführungsart der Erfindung, bei welcher mittels der Halteelemente eine außerhalb der Stützummantelung verlaufende Führungsbahn für die an den Halteelementen befestigbare Versorgungsleitung definierbar ist.
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Durch besonders geringe Beanspruchungen der gesondert geführten Versorgungsleitung zeichnet sich eine bevorzugte Bauart einer Leitungsführungseinrichtung aus, bei welcher die Führungsbahn mittels der Halteelemente derart definierbar ist, dass die Führungsbahn entlang der Stützummantelung auf einer Strecke verläuft, deren Länge bei Änderung des Verlaufs der Stützummantelung unverändert bleibt. Die Versorgungsleitung ist folglich an den Halteelementen derart befestigbar, dass sie entlang einer „neutralen” Strecke verläuft. Unabhängig davon, wie die Stützummantelung aufgrund der Stellung der Anschlussstellen der Leitungsführungseinrichtung verläuft, bleibt die Länge der Strecke, auf welcher die Versorgungsleitung verläuft, unverändert. Die Versorgungsleitung ist folglich bei Relativbewegungen der Anschlussstellen keinen Zug- oder Stauchbeanspruchungen ausgeliefert. Die Lebensdauer einer Versorgungsleitung, die insbesondere empfindlich auf Zug- oder Stauchbeanspruchungen reagiert, ist aufgrund dieser Maßnahme erheblich verlängert.
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In der Praxis bewährt hat sich eine Leitungsführungseinrichtung nach Bauart einer Energieführungskette. In diesem Fall kann der Verlauf der Stützummantelung veränderbar sein, indem die Stützummantelung mehrere in Längsrichtung der Stützummantelung aufeinanderfolgende Kettenglieder aufweist und benachbarte Kettenglieder jeweils um eine quer zur Längsrichtung der Stützummantelung verlaufende Schwenkachse schwenkbar miteinander verbunden sind. Es ergibt sich eine robuste und kostengünstige Bauart einer Leitungsführungseinrichtung. Die Stütz- und Führungsfunktion der Stützummantelung ergibt sich durch die starren Kettenglieder und die definierte Beweglichkeit der Kettenglieder zueinander.
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Vorzugsweise sind die Schwenkachsen, um welche benachbarte Kettenglieder zueinander schwenkbar sind, parallel zueinander angeordnet. Aufgrund der parallelen Schwenkachsen ergibt sich eine Leitungsführungseinrichtung deren Verlauf sich lediglich in einer Bewegungsebene, nämlich in einer senkrecht zu den Schwenkachsen verlaufenden Bewegungsebene, ändern kann. Die Möglichkeit der Verlaufsänderungen innerhalb nur einer Bewegungsebene ist bei entlang nur einer Bewegungsachse oder entlang nur einer Bewegungsebene relativ zueinander bewegbaren Anschlussstellen ausreichend. Außerdem ergibt sich der Vorteil, dass die Leitungsführungseinrichtung nicht unerwünscht aus der Bewegungsebene herausbewegt werden kann. Eventuelle Kollisionen mit anderen Bauelementen können vermieden werden bzw. der für die Leitungsführungseinrichtung benötigte Bauraum reduziert sich.
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Im Falle einer Leitungsführungseinrichtung mit mehreren gelenkig miteinander verbundenen Kettengliedern, ergibt sich aus geometrischen Gründen eine vorteilhafte Führung der zusätzlichen Versorgungsleitung außerhalb der Stützummantelung entlang einer „neutralen” Strecke, indem mittels der Halteelemente eine Führungsbahn für eine Versorgungsleitung definierbar ist, welche die Schwenkachsen zwischen benachbarten Kettengliedern schneidet.
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Vorzugsweise sind die Halteelemente einzeln drehbar an der Stützummantelung gelagert. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Halteelemente jeweils in eine optimale Drehstellung zu bewegen. Außerdem können die Halteelemente aufgrund der Drehlagerung bei Verlaufsänderungen der Stützummantelung kleinere Ausgleichsdrehbewegungen ausführen, durch welche die Beanspruchungen der an ihnen befestigten Versorgungsleitung reduziert werden. Bei einer besonders schonenden Befestigung der Versorgungsleitung fällt jeweils eine Drehachse der Halteelemente mit jeweils einer Schwenkachse zusammen, um welche zwei benachbarte Kettenglieder der Stützummantelung relativ zueinander schwenkbar sind.
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Vorzugsweise sind die Halteelemente mittels einer Steckverbindung an der Stützummantelung befestigbar. Dank dieser Maßnahme kann eine bereits montierte Leitungsführungseinrichtung nachträglich in einfacher Weise mit Halteelementen versehen werden. Indem die Halteelemente lösbar an der Stützummantelung befestigbar sind, können die Halteelemente später z. B. gegen andere Halteelemente ausgetauscht werden.
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Die Halteelemente können in unterschiedlichster Weise gestaltet sein. Sie können insbesondere auf die jeweils zu befestigende Versorgungsleitung abgestimmt sein. Beispielsweise können sie als zweiteilige Halteringe ausgebildet sein, die die Versorgungsleitung umschließen. Auch andere Spann- und Klemmeinrichtungen sind denkbar. Eine besondere einfache und schnelle Montage ergibt sich, indem die Halteelemente zwei Klemmschenkel aufweisen, in welche die Versorgungsleitung zum Befestigen nur eingeschoben werden muss.
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Vorzugsweise ist die Leitungsführungseinrichtung für eine maschinelle Laserbearbeitungsvorrichtung vorgesehen, wobei mittels der Halteelemente eine Versorgungsleitung in Form eines Laserlichtleitkabels außerhalb der Stützummantelung zur Führung befestigt ist. Die Anordnung bildet eine besonders elegante Laserstrahlführungseinrichtung mit einem Laserlichtleitkabel, die sich zudem durch eine überraschend einfache und kostengünstige Konstruktion auszeichnet. Die Vorteile der genannten Ausführungsarten einer erfindungsgemäßen Leitführungseinrichtung treffen im Falle einer Anordnung, bei welcher ein Laserlichtleitkabel mittels der Halteelemente außerhalb der Stützummantelung geführt ist, in besonderem Maße zu. Laserlichtleitkabel müssen häufig an vorkonfektionierten Leitungsführungseinrichtungen befestigt werden. Dank der Erfindung muss die Stützummantelung zu diesem Zweck nicht geöffnet werden. Außerdem handelt es sich bei Laserlichtleitkabeln um besonders wartungs- und störungsanfällige Kabel, so dass der erfindungsgemäß einfache Austausch eines defekten Versorgungskabels bei Laserlichtleitkabeln von besonderer Bedeutung ist. Schließlich sind Laserlichtleitkabel empfindlich gegenüber Stauch- und Zugbeanspruchungen. Daher ist es für die Lebensdauer eines Laserlichtleitkabels vorteilhaft, wenn es entlang der beschriebenen neutralen Strecke verlegt werden kann.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen, die in den Figuren gezeigt sind, erläutert. Es zeigen:
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1 eine Leitungsführungseinrichtung für eine maschinelle Laserbearbeitungsvorrichtung in einer ersten Seitenansicht,
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2 die Leitungsführungseinrichtung aus 1 in einer Draufsicht,
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3 die Leitungsführungseinrichtung aus 1 in einer weiteren Seitenansicht,
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4 ein Kettenendglied der Leitungsführungseinrichtung aus 1 in einer Seitenansicht und
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5 die Leitungsführungseinrichtung aus 1 bei zwei unterschiedlichen Relativstellungen von Anschlussstellen, zwischen denen die Leitungsführungseinrichtung verläuft.
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1 zeigt eine Leitungsführungseinrichtung in Form einer Energieführungskette 1 zur Führung von Versorgungsleitungen zwischen Anschlussstellen an relativ zueinander bewegbaren Bauteilen einer maschinellen Bearbeitungsvorrichtung. Insbesondere ist die Energieführungskette 1 zum Einsatz an einer Laserbearbeitungsmaschine vorgesehen.
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Die Energieführungskette 1 weist eine Stützummantelung 2 mit veränderbarem Verlauf auf. Im Inneren der Stützummantelung 2 bildet sich ein Innenraum aus, der in Längsrichtung 3 der Stützummantelung 2 verläuft. Der Innenraum dient als Führungskanal für mehrere Versorgungsleitungen. Zwei der in der Stützummantelung 2 eingebetteten Versorgungsleitungen 4 sind in 1 abschnittsweise angedeutet.
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Die Stützummantelung 2 weist einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf. An einer Schmallängsseite 5 der Stützummantelung 2 sind mehrere, in Längsrichtung 3 der Stützummantelung 2 aufeinander folgende Halteelemente 6 vorgesehen. Mittels der Halteelemente 6 kann eine Versorgungsleitung außerhalb der Stützummantelung 2 zur Führung an der Energieführungskette 1 befestigt werden.
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Im Falle der für eine Laserbearbeitungsmaschine vorgesehenen Energieführungskette 1 handelt es sich bei der zusätzlichen Versorgungsleitung vorteilhafterweise um ein Laserlichtleitkabel 7, welches in den 1 bis 4 zum Teil nur abschnittsweise angedeutet ist. In den 1 bis 4 ebenfalls zum Teil nur abschnittsweise angedeutet, ist der Verlauf der Führungsbahn 8 des Laserlichtleitkabels 7, welche mittels der Halteelemente 6 außerhalb der Stützummantelung 2 definiert ist. Die Führungsbahn 8 beschreibt insbesondere den Verlauf einer Mittelachse des an den Halteelementen 6 befestigten Laserlichtleitkabels 7. In der Ansicht gemäß 2 ist die Linie zur Veranschaulichung der Führungsbahn 8 mit derjenigen zur Veranschaulichung der Längsrichtung 3 der Stützummantelung 2 zumindest abschnittsweise identisch.
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Insbesondere aus der in 2 gezeigten Ansicht ist ersichtlich, dass die Stützummantelung 2 der Energieführungskette 1 aus mehreren, in Längsrichtung 3 der Stützummantelung 2 aufeinanderfolgenden Kettengliedern 10, 11 besteht. Abgesehen von den beiden Kettenendgliedern 11 sind sämtliche Kettenglieder 10 gleich aufgebaut. Im Wesentlichen besteht ein Kettenglied 10 aus zwei sich gegenüberstehenden, schmalen Seitenelementen 12 und zwei sich gegenüberstehenden, länglichen Tragstegen 13 (1).
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Benachbarte Kettenglieder 10, 11 sind jeweils um eine quer zur Längsrichtung 3 der Stützummantelung 2 verlaufende Schwenkachse 14 (1) relativ zueinander schwenkbar. Verschiedene Bauarten von Schwenkverbindungen 15 der Kettenglieder 10, 11 sind denkbar. Bei der Energieführungskette 1 sind die Schwenkverbindungen 15 durch nicht gezeigte Verbindungszapfen gebildet, die in Ausnehmungen eines benachbarten Kettenglieds 10 schwenkbar gelagert sind. Die Schwenkachsen 14 sämtlicher Schwenkverbindungen 15 verlaufen parallel zueinander. Aufgrund dieser Maßnahme kann die Energieführungskette 1 ihren Verlauf nur innerhalb einer Bewegungsebene 16 verändern. Im Falle der Ansicht gemäß 1 verläuft die Bewegungsebene 16 senkrecht zur Zeichenebene. Die Linie, weiche den Verlauf der Bewegungsebene 16 anzeigen soll, fällt in 1 mit der Linie zur Veranschaulichung der Längsrichtung 3 der Stützummantelung 22 zusammen. In 2 steht die Bewegungsebene 16 parallel zur Zeichenebene. Besonders gut ist der Verlauf der Bewegungsebene 16 aber im Falle der Ansicht gemäß 3 zu erkennen. Auch dort verläuft die Bewegungsebene 16 senkrecht zur Zeichenebene.
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Ausweislich 2 schneidet die Führungsbahn 8 des Laserlichtleitkabels 7 sämtliche Schwenkachsen 14, so dass die Führungsbahn 8 aus geometrischen Gründen auf einer Strecke verläuft, deren Länge sich trotz Änderungen des Verlaufs der Stützummantelung 2 nicht verändert (neutrale Strecke). Dank dieser Anordnung ist das verlegte Laserlichtieitkabel 7 durch Verlaufsänderungen der Stützummantelung 2 keinen Zug- oder Stauchbelastungen ausgeliefert. Die Lebensdauer des Laserlichtleitkabels 7 ist daher erheblich verlängert.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente 6 jeweils an einer Schwenkverbindung 15, insbesondere an jeder zweiten Schwenkverbindung 15, befestigt. Die Halteelemente 6 sind daher jeweils auf Höhe einer Schwenkachse 14 angeordnet.
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Des Weiteren sind die Halteelemente 6 um jeweils eine Drehachse 17, die senkrecht zur Schmallängsseite 5 der Stützummantelung 2 verläuft, frei drehbar an der Stützummantelung 2 gelagert. Die Drehachsen 17 der Halteelemente 6 fallen jeweils mit einer Schwenkachse 14 zusammen. Die Halteelemente 6 weisen nicht gezeigte Befestigungsstifte auf, welcher zum Befestigen der Halteelemente 6 an der Stützummantelung 2 in nicht gezeigte Ausnehmungen an der Stützummantelung 2 eingesteckt werden können und dort drehbar gelagert sind.
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Ein Kopfteil 20 der Halteelemente 6, dessen Aufbau anhand 4 erläutert wird, weist zwei Klemmschenkel 21 auf, die eine nahezu halbkreisförmige Aufnahme 22 bilden, in welche das Laserlichtleitkabel 7 lediglich eingeschoben werden muss, um es an der Stützummantelung 2 zu befestigen.
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Des Weiteren ist 4, welche eine Seitenansicht eines der Kettenendglieder 11 zeigt, zu entnehmen, dass die Kettenendglieder 11 im Inneren eine Vielzahl von Quer- und Längsstegen 23 aufweisen. Diese dienen zur Trennung von verschiedenen Aufnahmekammern 24. In die Aufnahmekammern 24 sind teilweise Aufnahmeblöcke 25 mit zylindrischen Ausnehmungen 26 eingesteckt. In die zylindrischen Ausnehmungen 26 können Steckerbuchsen (nicht gezeigt) der eingebetteten Versorgungsleitungen 4 eingeschoben werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel einer Energieführungskette 1 sind die eingebetteten Versorgungsleitungen 4 folglich an beiden Enden der Energieführungskette 1 mit Anschlüssen versehen. Sie werden somit an den Anschlussstellen der Energieführungskette 1 ebenfalls z. B. an weitere Versorgungsleitungen oder Verbrauchereinheiten angeschlossen. Vorteilhafterweise kann so eine vorkonfektionierte Energieführungsketten-Anordnung mit eingebetteten Versorgungsleitungen 4 bereitgestellt werden, die zur Montage nur mit ihren Ende in entsprechende Anschluss-Anordnungen auf den Bauteilen eingesteckt werden muss.
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Bei alternativen Ausführungsformen können die Versorgungsleitungen aber auch nicht am Ende der Stützummantelung 2 enden, sondern nach dem Austreten aus der Stützummantelung 2 weitergeführt werden.
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Im Übrigen können die Versorgungskabel 4 löse in dem durch den Innenraum der Stützummantelung 2 gebildeten Führungskanal verlaufen. Im Inneren der Stützummantelung 2 können aber auch zusätzliche Halte- bzw. Führungsmittel für die Versorgungsleitungen 4 vorgesehen sein, welche Führungsbahnen für die Versorgungsleitungen 4 innerhalb der Stützummantelung 2 definieren. Aus 4 ist ersichtlich, dass diese Führungsbahnen, wenn sie in Verlängerung der zylindrischen Aufnahmen 26 verlaufen, nicht auf einer neutralen Strecke, sondern außermittig verlaufen.
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In jedem Fall kann – dank der Führungsmöglichkeit des Laserlichtleitkabels 7 außerhalb der Stützummantelung 2 – das Laserlichtleitkabel 7 in einfacher Weise an der vorkonfektionierten Energieführungskette 1 befestigt werden.
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5 zeigt schematisch die Energieführungskette 1 bei zwei unterschiedlichen Stellungen von relativ zueinander bewegten Bauteilen 27, an welchen die Enden der Energieführungskette 1 an Anschlussstellen 28 befestigt sind. Die flexibel zusammenhängende Stützummantelung 2 der Energieführungskette 1 nimmt aufgrund der unterschiedlichen Stellungen ihrer Anschlussstellen 28 jeweils einen anderen Verlauf ein. Bei beiden gezeigten Stellungen sowie auch bei allen übrigen möglichen Stellungen ist die Länge der Führungsbahn 8 außerhalb der Stützummantelung 2 jeweils gleich lang.
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Die Energieführungskette 1 ist aus Kunststoff hergestellt. Auf diese Weise ergibt sich eine leichte und kostengünstige Energieführungskette 1. Vorteilhafterweise können die Halteelemente 6 jeweils einstückig, vorzugsweise als kostengünstig herstellbares Spritzgussteil, ausgebildet sein.
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Bei einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann mittels der Halteelemente 6 auch noch eine weitere Versorgungsleitung an der Energieführungskette 1 befestigbar sein. Insbesondere können an der anderen Schmallängsseite der Energieführungskette 1 auch Halteelemente 6 vorgesehen sein, um eine oder mehrere Versorgungsleitungen zu befestigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006005745 A1 [0002]
