Strahlführungsvorrichtung für einen Laserstrahl

Die Erfindung betrifft eine Strahlführungsvorrichtung zum Abschirmen und Führen eines Laserstrahles einer Laserbearbeitungsmaschine, welche zumindest einen in der Länge veränderbaren Strahlführungsbalg umfasst.

Aus der DE 100 05 107 C2 geht ein zylindrischer Laserschutzbalg hervor, der ein um eine zentrale Längsachse umlaufend geschlossenes Balgma- terial mit inneren und äußeren Faltenspitzen aufweist. Ein solcher Laserschutzbalg ist faltenbalgförmig ausgebildet, das heißt, dass die Flanken zwischen den inneren und äußeren Faltenspitzen in einem Faltenwinkel jeweils zueinander angeordnet sind. Ein solcher Faitenbalg wird im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt. Zwischen zwei in einem Faltenwinkel angeordneten Flanken und einer äußeren Faltenspitze ist

eine scheibenförmige Metallblende eingesetzt. Eine solche Metallblende soll eine Beschädigung des Faltenbalges aufgrund von Streustrahlung vermindern.

Solche Laserschutzbalge weisen aufgrund der Ausbildung aus Kunststoff bezüglich einer Streustrahluπg eine nur geringe Lebensdauer auf. Darüber hinaus ist ein solcher Faltenbalg nicht diffusionsdicht ausgebildet, so dass eine Beeinträchtigung des Strahles gegeben ist. Des Weiteren sind solche Faltenbälge nahezu nicht druckstabil.

Zur Verbesserung dieser Nachteile wird durch die DE 203 04 244 Ul ein Strahlführungsfaltenbalg für eine Laserbearbeitungsmaschine vorgeschlagen, bei welcher auf einer Seite des Faltenbalges eine Diffusionssperre durch eine Beschichtung auf dem Faltenbalg vorgesehen ist. Dabei wird ein Abdeckkörper aus Kunststoff mit einer Metallisierung, insbesondere Aluminium, versehen, wobei die Beschichtung bevorzugt auf einer der Strahlführung zugewandten Seite des Faltenbalges vorgesehen ist. Dadurch wird die Diffusionsrate minimiert. Die Anforderungen an die Strahlführung steigen jedoch ständig an, so dass die bisherigen Strahlführungsvorrichtungen die Anforderungen nicht oder kaum mehr erfüllen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Strahlführungsvorrichtung zur Abschirmung und Führung eines Laserstrahls einer Laserbearbeitungsmaschine zu schaffen, die eine hohe Diffusionsdichtigkeit aufweist, druckstabil sowie entlang der Strahlachse in der Länge veränderbar ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Strahlführungsvorrichtung mit zumindest einem Strahlführungsbalg gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Die Ausgestaltung des zumindest einen Strahlführungsbalges aus einem metallischen Balgmaterial, bei dem die einzelnen Flanken eines metallischen Balgmaterϊals spiralförmig zueinander angeordnet und gasdicht miteinander verbunden sind, weist den Vorteil auf, dass eine hohe Diffu-

sionsdichtigkeit gegeben ist. Dadurch kann der Strahlführungsbalg beziehungsweise das Balgsystem mit einem Gas gespült werden, ohne dass eine Beeinträchtigung durch eine Diffusion gegeben ist, wodurch eine hohe Atmosphärenreinheit erzielt wird. Darüber hinaus weist die spiralförmige Ausgestaltung des Strahlführungsbalges den Vorteil auf, dass große Längenänderungen mit nur geringem Kraftaufwand zur Streckung oder Verkürzung des Strahlführungsbalges erforderlich sind. Gleichzeitig ist jedoch eine hohe Steifigkeit des Strahlführungsbalges in radialer Richtung gegeben. Dadurch kann der Strahlführungsbalg mit hohen Differenzdrücken betrieben werden, so dass sowohl die Erzeugung eines Unterdruckes als auch eines überdruckes in dem Strahlführungsbalg zur Strahlführung ermöglicht ist. Aufgrund der gasdichten Ausgestaltung des Strahlführungsbalges kann sogar eine komplette Evakuierung des Innenraumes vom Strahlführungsbalg ermöglicht sein.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strahlführungsbalg aus zwei scheibenförmigen Spiralen hergestellt ist, welche derart ineinander gelegt sind, dass deren inneren und äußeren Randbereiche zu Faltenspitzen, vorzugsweise stofflich, insbesondere durch Kleben, Löten oder Schweißen, miteinander verbunden sind. Dadurch wird ein geschlossener Spiralbalg mit einer schraubenförmigen Außenkontur geschaffen, wobei die äußeren und innen liegenden Faltenspitzen gasdicht miteinander verbunden sind. Durch einen solchen Aufbau werden günstige Spannungsverhältnisse erzielt, die zu einer hohen Lebensdauer führen. Alternativ ist auch möglich, dass der Spiralbalg mehrgängig ausgebildet ist. Dadurch wird eine größere Steigung erzielt, die eine große Hubbewegung des Spiralbalges ermöglicht.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strahlführungsbalg aus zwei miteinander verschweißten HaIb- ronden aus dünnem Metallblech hergestellt ist. Diese Halbronden werden durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, zu einer Spirale miteinander verbunden. Alternativ zu den Halbronden können auch mehrere geschlitzte Scheiben vorgesehen sein, die jeweils mit den offenen Enden miteinander zu einer Spirale verbunden und anschließend zu einem Balg geführt werden. Eine weitere Alternative sieht vor, dass ein Metallrohr

durch mehrstufiges Rollieren bearbeitet wird. Das mehrstufige Rollieren weist den Vorteil auf, dass ein solcher Strahlführungsbalg keine Schweißnähte umfasst. Des Weiteren kann alternativ ein flaches Metallblech durch V-förmiges Profilieren und einem anschließenden Wickeln und Verschweißen in einen spiralförmigen Strahlführungsbalg übergeführt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Strahlführungsbalges weist dieser ein Querschnittsprofil auf, welches im Bereich der Flankenspitzen mit einer dickeren Wandstärke der Flanken als in einem zwischen den Flankenspitzen liegenden Bereich ausgebildet ist. Durch ein solches Querschnittsprofil kann entsprechend nach dem Tailored-Blanks-Konzept ein Querschnittsprofil mit Wanddickenunterschieden ausgebildet sein, welches auf die herrschenden Spannungsverhältnisse optimiert ist. Dabei werden die Bereiche, in denen die Spannungen hoch sind, wie beispielsweise in den Flankenspitzen, verstärkt ausgebildet, wohingegen Bereiche zwischen den Flankenspitzen, in denen die Spannungen geringer ausfallen, mit einer dünneren Wandstärke versehen sind.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Flanke des Strahlführungsbalges eine Profilierung aufweist. Dadurch kann ebenfalls eine spezielle spannungsoptimierte Formgebung ausgebildet sein. Solche Profilierungen können beispielsweise durch Sicken in Längs- und/oder Querrichtung ausgebildet werden. Des Weiteren können solche Sicken gekrümmt in Form einer Turbinenradschaufel oder dergleichen verlaufen. Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass der Strahlführungsbalg Flanken aufweist, die zumindest abschnittsweise einen mehrschichtigen Aufbau umfassen. Dadurch können unterschiedliche Materialschichten miteinander zu einer Flanke verbunden werden, wobei sich diese auch nur teilweise über die Flankenbreite und/oder deren Umfang erstrecken können. Beispielsweise können mehrschichtige Metallfolien vorgesehen werden, welche durch Walzplattieren zueinander verbunden werden. Insbesondere können solche mehrschichtigen Flanken sowohl in radialer Richtung beziehungsweise Breitenrichtung als auch in Dickenrichtung als auch entlang der Längsachse aus metallischen Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie beispielsweise E-Modul oder

temperaturabhängige Längenänderung, zusammengesetzt werden. Alternativ kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der vorgenannten Ausführungsformen zur Ausgestaltung der Flanken beziehungsweise eines Querschnittsprofils des Strahlführuπgsbalgs beliebig miteinander kombinierbar sind.

An jedem Ende des Strahlführungsbalges ist bevorzugt eine Führungseinrichtung vorgesehen, welche gasdicht mit dem Strahlführungsbalg verbunden ist. Dadurch kann eine modulare Bauweise ermöglicht sein, so dass durch eine oder mehrere Baugruppen unterschiedliche Längen von Strahlführungsstrecken abgeschirmt werden können. Bei mehreren hintereinander angeordneten Strahlführungsbälgen ist zwischen jeweils zwei benachbarten Strahlführungsbälgen eine Führungseinrichtung vorgesehen, die eine einfache Montage und einen schnellen Austausch einzelner Strahlführungsbälge ermöglicht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung ein plattenförmiges Führungselement aufweist, durch welches zwei einander gegenüberliegende Strahlführungsbälge aufgenommen sind. Durch die plattenförmige Ausgestaltung wird ermöglicht, dass eine nur geringe Dicke des Führungselementes im Verhältnis zum Strahlführungsbalg als starres Element ausgebildet ist. Dadurch wird die gesamte Länge des Stahlführungssystems gering gehalten.

Die Führungseinrichtung der Strahlführungsvorrichtung umfasst bevorzugt einen inneren Flanschring mit vorzugsweise einem konischen Ringbund, an welchem ein innerer Randbereich oder eine innere Faltenspitze des Strahlführungsbalges zentriert aufgenommen wird, um diesen anschließend gasdicht zu fixieren. Zur gasdichten Anordnung ist bevorzugt eine Klebe-, Schweiß- oder Lötverbindung vorzugsweise mit der radialen Umfangsfläche des Flanschringes vorgesehen. Durch eine solche Anordnung wird die Dichtheit der Strahlführungsvorrichtung beziehungsweise des gesamten Strahlführungssystems ermöglicht.

Die Führungseinrichtung nimmt vorteilhafterweise in einer Strahlführungsöffnung einen Adapterring auf, welche den inneren Flanschring zur Führungseinrichtung fixiert. Dadurch wird nach dem Verbinden des Flanschringes mit dem Strahlführungsbalg eine einfache Montage zur Führungseinrichtung ermöglicht. Gleichzeitig kann auch ein einfaches und schnelles Auswechseln einzelner Strahlführungsbälge gegeben sein.

Der Adapterring weist bevorzugt eine äußere umlaufende Vertiefung auf, in welche in der Führungseinrichtung angeordnete Fixierstifte eingreifen und den Adapterring zum plattenförmigen Führungselement fixieren. Diese Anordnung ermöglicht eine einfache Montage.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwischen dem Adapterring und dem inneren Flanschring als auch zwischen dem Adapterring und der Strahlführungsöffnung jeweils zumindest eine Dichtung vorgesehen ist. Durch diese ringförmigen Elemente, welche nacheinander in die Strahlführungsöffnung einsetzbar sind, ist ermöglicht, dass in jeweils umlaufende Nuten an dem Adapterring und/oder inneren Flanschring O-Ring- dichtungen eingesetzt werden können. Dadurch kann die Strahlführungsvorrichtung mit hohen Differenzdrücken belastet werden und eine dichte Anordnung gewährleisten.

In dem Strahlführungsbalg ist bevorzugt ein Kraftspeicherelement, insbesondere eine Spiralfeder, vorgesehen, welche eine Druckkraft auf die jeweiligen Enden des Strahlführungsbalges ausübt. Dadurch kann eine gleichmäßige Spreizung der Falten sichergestellt sein.

Das Kraftspeicherelement greift bevorzugt an eine innenliegende Schulter des inneren Flansches der Führungseinrichtung an. Alternativ kann das Kraftspeicherelement an einer in die Strahlführungsöffnung ragende Schulter des Adapterringes anliegen beziehungsweise angreifen. Dadurch sind einfache Einbauverhältnisse nach dem Befestigen des inneren Flanschringes an dem Balgmaterial des Strahlführungsbalges ermöglicht.

Die Strahlführungseinrichtung weist bevorzugt eine zum Balgmaterial des Strahlführuπgsbalges weisende ebene Anlagefläche auf, welche sich

aus einem die Strahlführungsöffnung umgebenden Ringabschnitt des Führungselementes, einen Ringabschnitt des Adapterringes sowie einer Anlagefläche des inneren Flanschringes ergibt. Dadurch kann bei einer maximalen Verkürzung der Strahlführungsvorrichtung eine ebene Anlagefläche für eine Flanke des Strahlführungsbalges gegeben sein und Knickstellen vermieden werden, die zur Materialermüdung führen.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Führungselement der Führungseinrichtung mit einer an der Laserbearbeitungsmaschine anordenbaren Führungsaufnahmen eine in Längsrichtung verfahrbare Führung bildet. Dabei ist bevorzugt eine Gleitführung vorgesehen. Eine solche Führung kann durch eine Ein- oder Mehrsäulenführung gebildet werden. Die Führungseinrichtung kann dabei stehend, liegend oder hängend an der Führungsaufnahme vorgesehen sein.

Bei Strahlführungsbälgen, welche in einem ausgezogenen Zustand eine große Wegstrecke überbrücken, ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen den jeweiligen Enden des Strahlführungsbalges zumindest eine Zwischenabstützung oder -aufhängung vorgesehen ist, welche den Strahlführungsbalg gegen Durchbiegen oder Durchhängen stützt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Beeinträchtigung des Strahlführungsweges aufgrund von sich durchbiegendem Balgmaterial verhindert wird. Des Weiteren kann ermöglicht werden, dass das Balgmaterial eine geringere Eigensteifigkeit aufweist und dennoch eine Strahlführung über eine größere Strecke ohne Beeinträchtigung des Strahlführungsweges ermöglicht ist.

Bei mehreren in Reihe zueinander und durch jeweils eine Führungseinrichtung getrennt angeordneten Strahlführungsbälgen ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Stellmechanismus eine änderung in der Länge des Strahlführungsweges derart beeinflusst, dass die einzelnen Strahlführungsbälge entlang des Strahlführungsweges betragsmäßig die gleiche änderung der Länge erfahren. Dadurch wird eine gleichmäßige Belastung für alle Strahlführungsbälge erzielt, die zur Bildung einer Strahlführungsvorrichtung vorgesehen sind. Durch eine solche betragsmäßig gleiche änderung der Länge der Strahlführungsbälge wird ein sogenanntes

Konstanthubsystem gebildet, so dass die Beanspruchung durch Lastwechsel gleichmäßig auf alle Flanken verteilt wird. Dies erhöht die Lebensdauer bei einem metallischen Balgmaterial.

Der Stellmechanismus weist gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform zwischen jeweils zwei Führungseinrichtungen Koppelglieder auf, die mit einer gleichen Zug- oder Druckkraft beaufschlagbar sind. Dadurch wird eine Zwangsführung erzielt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass alle Führungselemente durch ein Seilzugsystem, welches ein Zugseil und an einem Ende eine Zugfeder umfasst, miteinander verbunden sind. Dadurch wird ebenfalls eine gleichmäßige Ansteuerung erzielt.

Nach einer weiteren alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsaufnahme einen Hohlzylinder umfasst. In dem Hohlzylinder sind Kolben mit zum Hohlzylinder weisenden Magnetringen vorgesehen, welche mit komplementären Magneten an den Führungselementen zusammenwirken und die Führungselemente entlang der Führungsaufnahme bewegen. Die innenliegenden Kolben sind mit Dichtungen in dem Hohlzylinder verfahrbar aufgenommen. Durch das zwischen den jeweiligen Führungseinrichtungen beziehungsweise deren Kolben in dem Hohlzylinder vorgesehene Medium, insbesondere Luft oder Gas, wird eine Bewegungskopplung erzielt. Das eingeschlossene Medium wirkt dabei wie ein Federelement.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass von jedem Strahlführungsbalg oder von allen Strahlfüh- ruπgsbälgen zur Bildung eines Strahlführungsweges eine Vakuumstabilität im ungelängten Zustand erfassbar ist. Dadurch kann die Dichtigkeit des Strahlführungssystems bestehend aus dem Strahlführungsbalg und den Führungselementen sowie deren Anschlüsse zu weiteren Komponenten der Laserbearbeitungsmaschine überprüft und festgestellt werden.

Während der Strahlführung eines Laserstrahles zum Bearbeitungsort ist bevorzugt vorgesehen, dass ein gasförmiges Medium dem zumindest einen Strahlführungsbalg zuführbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Strahlführungsbälge mit zumindest einem Volumen- und/oder Druckausgleichseinrichtung gekoppelt sind. Aufgrund der gasdichten Ausgestaltung des metallischen Balgmaterials ist es bei einer Längenänderung des Strahlführungsbalges vorgesehen, dass eine Volumen- und/oder Druckausgleichseinrichtung angeschlossen ist. Dadurch wird ein konstanter Balginnendruck aufrecht erhalten.

Der Strahlführungsbalg ist bevorzugt von einem Schutzgehäuse umgeben. Dadurch wird ein Staubschutz gebildet, wodurch das Eindringen von Schneidstaub, Schmutz oder dergleichen zwischen die Flanken des Strahlführungsbalges verhindert wird.

Das Schutzgehäuse ist bevorzugt mit einem Längsspalt versehen, in dem eine Strahlentnahmeeinrichtung verfahrbar vorgesehen, wobei dieser Längsspalt mit einer flexiblen Abdeckung geschlossen ist. Dadurch kann trotz der Verschiebbarkeit der Strahlentnahmeeinrichtung eine quasi vollständige Kapselung des oder der Strahlführungsbälge ermöglicht werden, wodurch wiederum die Lebensdauer erhöht ist.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Längsspalt im Schutzgehäuse durch ein umlaufendes Band oder einen jeweils endseitig aufgewickelten Abdeckband ausgebildet ist. Dieses Abdeckband wird in der Verfahrrichtung und Verfahrgeschwindigkeit analog zur Strahlentnahmeeinrichtung mitgeführt.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlführungsvorrichtung,

Figur 2 eine schematisch vergrößerte und perspektivisch dargestellte Schnittdarstellung der Strahlführungsvorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3 eine schematisch vergrößerte Schnittdarstellung einer Führungseinrichtung für einen Strahlführungsbalg der Strahlführungsvorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 4 eine schematische Seitenansicht eines Strahlführungsbalges mit einer Zwischenaufhängung oder - abstützung,

Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer Strahlführungsvorrichtung mit einer Volumen- und/oder Druckausgleichseinrichtung,

Figur 6 eine schematische Seitenansicht einer alternativen

Ausführungsform zu Figur 5,

Fig. 7a/b schematische Seitenansichten eines Schutzgehäuses des Strahlführungssystems,

Figur 8 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Konstanthubsystems für einen Strahlführungsbalg,

Figur 9 eine schematische Seitenansicht einer alternativen

Ausführungsform zu Figur 8 und

Figur 10 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform zu den Figuren 8 und 9.

In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Strahlführungsvorrichtung 11 einer nicht näher dargestellten Laserbearbeitungsmaschine dargestellt. Eine solche Strahlführungsvorrichtung 11

dient zum Abschirmen und Führen eines Laserstrahles entlang eines Strahlweges, insbesondere vom Resonator zum Schneidkopf am Einsatzort für eine Materialbearbeitung.

Die Strahlführungsvorrichtung 11 umfasst zumindest einen Strahlführungsbalg 12, der aus einem metallischen Balgmaterial hergestellt und spiralförmig ausgebildet ist. Am jeweiligen Ende des Strahlführungsbalges 12 ist eine Führungseinrichtung 14 vorgesehen. Diese Führungseinrichtung 14 dient zum einen zur Aufnahme der jeweiligen Enden des Strahlführungsbalges 12 und zur verfahrbaren Anordnung der jeweiligen Enden des Strahlführungsbalges 12 über eine Führungsaufnahme 16, die wiederum an einer Komponente der nicht näher dargestellten Laserbearbeitungsmaschine befestigt ist. Die Führungseinrichtung 14 umfasst ein Führungselement 17, welches beispielsweise gemäß Figur 1 an einem Endabschnitt eine Gleitlagerbuchse 18 aufnimmt, die an der Führungsaufnahme 16 angreift. Somit übernimmt das Führungselement 17 einerseits die Führung eines Strahlführungsbalges 12 und andererseits die Abstützung gegenüber einer Führungsaufnahme 16. Des Weiteren ist das Führungselement 17 derart ausgebildet, dass einerseits ein beidseitiger Anschluss von Strahlführungsbälgen 12 ermöglicht ist und andererseits eine einseitige Aufnahme des Strahlführungsbalges 12 und gegenüberliegend eine Ankopplung an eine Komponente der Laserbearbeitungsmaschine vorgesehen ist.

In Figur 2 ist eine schematisch vergrößerte Schnittdarstellung einer Strahlführungsvorrichtung 11 gemäß Figur 1 perspektivisch dargestellt. Das Führungselement 17 weist eine Strahlführungsöffnung 19 auf, in welcher ein Adapterring 21 durch Fixierstifte 22 im Führungselement 17 gehalten ist. Der Adapterring 21 nimmt wiederum einen inneren Flanschring 23 auf. Deren Anordnung und Ausgestaltung ist in Figur 3 nochmals vergrößert dargestellt. Bevorzugt sind mehrere Fixierstifte 21 über den Umfang der Strahlführungsöffnung 19 verteilt vorgesehen, welche in eine Vertiefung 24 des Adapterringes 21 eingreifen. Die Vertiefung 24 weist eine Schrägfläche 26 auf, durch welche der Adapterring 21 gegen eine Abstützfläche 27 am Führungselement 17 gedrückt wird, um definierte Anlageverhältnisse zu schaffen. Der Adapterring 21 weist bevor-

zugt zwei umlaufende Nuten 28 auf, in welchen O-Ring-Dichtungen 29 eingesetzt sind, um eine dichte Anordnung zum Führungselement 17 und inneren Flanschring 23 zu ermöglichen.

Der Adapterring 21 umfasst eine in die Strahlführungsöffnung 19 ragende Schulter 31 auf, an welcher ein Kraftspeicherelement 32 anliegt und die beiden Enden des Strahlführungsbalges 12 aufspannt. Dieses Kraftspeicherelement 32 ist bevorzugt als spiralförmige Druckfeder ausgebildet.

Der Strahlführungsbalg 12 weist Flanken 36 auf, welche jeweils mit benachbarten Flanken 36 innere oder äußere Faltenspitzen 37, 38 bilden. Diese Faltenspitzen 37, 38 sind miteinander gasdicht verbunden. Die Flanken 36 verlaufen spiralförmig entlang einer Längsachse des Strahlführungsbalges 12, so dass eine einfache Längenveränderung ermöglicht ist, wobei die Dichtigkeit erhalten bleibt. Eine innere Faltenspitze 37 liegt an einem Ringbund 39 des inneren Flanschringes 23 an und ist mit diesem wiederum gasdicht verbunden. Dies kann beispielsweise durch eine Schweiß- oder Lötverbindung als auch durch eine dauerhafte Klebeverbindung ermöglicht sein. Die Führungseinrichtung 14 weist zur ersten Flanke 36 des Strahlführungsbalges 12 bevorzugt eine ebene Anlagefläche auf. Die Stirnseiten des Adapterringes 21, des inneren Flansches 23 und des Führungselementes 17 liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Durch die gasdichte Ausgestaltung des Strahlführungsbalges 12 als auch deren Anbindung an die Führungseinrichtung 14 wird eine definierte und reproduzierbare Atmosphäre in dem Strahlführungssystem geschaffen. Gleichzeitig ist eine überwachung der Dichtheit ermöglicht. Darüber hinaus wird ein sehr großes Auszugsverhältnis zwischen der Führungseinrichtung 14 und dem Strahlführungsbalg 12 erzielt. Durch das geschlossene System wird des Weiteren ermöglicht, dass kein Staub oder andere Partikel die Strahlführung beeinträchtigen.

Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines ausgezogenen Strahlführungsbalges 12, an dessen jeweiligen Ende eine Führungseinrichtung 14 vorgesehen ist, die mit dessen jeweiligen Führungselement

17 an einer Führungsaufnahme 16 angreift. Zwischen den beiden Führungseinrichtungen 14 ist eine Zwischenaufhängung 41 vorgesehen, welche analog zur Führungseinrichtung 14 aufgebaut sein kann. Diese Zwischenaufhängung oder -abstützung 41 weist bevorzugt eine Gleitlagerbuchse 18 auf, so dass die Zwischenaufhängung oder -abstützung 41 entlang der Führungsaufnahme 16 verfahrbar vorgesehen ist. Des Weiteren ist eine Koppelung zwischen dem Faltenbalg und der Zwischenaufhängung oder -abstützung 41 vorgesehen, damit die Zwischenaufhängung 41 mittig am Faltenbalg 12 unabhängig von der Auszugslänge angreift und vorzugsweise zwangsweise mitgeführt wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein Durchbiegen oder Durchhängen des Strahlführungsbalges 12, insbesondere im ausgezogenen Zustand, verhindert ist.

In Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Strahlführungsvorrichtung 11 mit einer daran angeschlossenen Volumen- und/oder Druckausgleichseinrichtung 44 vorgesehen. Bei der Veränderung des Strahlführungsweges wird das Innenvolumen des Strahlführungsbalges 12 verändert. Um den Innendruck konstant zu halten, unabhängig von der Vergrößerung oder Verkleinerung des Strahlführungsbalges 12, steht über einen Druckschlauch 45 die Volumen- und/oder Druckausgleichseinrichtung 44 mit der Strahlführungsvorrichtung 11 in Verbindung. Diese umfasst einen Faltenbalg 46 oder Spiralbalg, der mit einem Innendruck beaufschlagt ist. Aufgrund einer oberen Deckplatte 47 wirkt eine konstante Gewichtskraft gegen den Innendruck. Dadurch erfolgt bei einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Hubweges des Strahlführungsbalges 12 eine Verringerung oder Vergrößerung des Volumens in der Volumen- und/oder Druckausgleichseinrichtung 44 und der Innendruck in dem oder den Strahlführungsbälgen 12 bleibt konstant.

In Figur 6 ist eine alternative Ausführungsform zu Figur 5 dargestellt. Diese Volumen- und/oder Druckausgleichsvorrichtung 44 umfasst einen Zylinder 49 mit einem darin axial bewegbaren Kolben 50, um eine Volumenkompensation oder Volumenextraktion im zumindest einen Strahlführungsbalg 12 mit einem konstanten Inπendruck zu gewähren. Am

Ende des Kolbens 50 ist eine dynamische Regeleinheit 51 vorgesehen, um den Innendruck P2 konstant zum Innendruck Pl zu halten.

Die Innendruckregelung beziehungsweise der Volumenausgleich erfolgt nach dem Prozess zur Atmosphärenerzeugung in der Strahlführungsvorrichtung 11. Aufgrund des oder der diffusionsdichten Strahlführungsbälge 12 aus dem insbesondere metallischen Balgmaterial kann eine definierte Atmosphäre in der Strahlführungsvorrichtung 11 erzielt werden. Nach dem Einstellen eines geeigneten Vakuums wird ein Lecktest der Strahlführungsvorrichtung 11 durchgeführt. Dabei wird der Druckanstieg in der Strahlführungsvorrichtung 11 nach einer bestimmten Prüfzeit gemessen. Aufgrund der Dichtheit der Strahlführungsvorrichtung 11 darf ein Druckanstieg einen bestimmten Wert nicht überschreiten, so dass die Leckagerate in einfacher Weise feststellbar ist. Sobald die Dichtheit der Strahlführungsvorrichtung 11 festgestellt ist, wird in Abhängigkeit der vorgesehenen Strahlführuπg der gewünschte Innendruck eingestellt und der Strahlführungsbalg 12 mit dem gewünschten Gas beflutet. Dabei kann ein Unterdruck, aber auch ein überdruck eingestellt werden. Nach der Einstellung des Druckes kann dieser fortwährend durch eine Drucküberwachung erfasst werden und die Dichtigkeit der Strahlführungsvorrichtung überprüft werden. Des Weiteren kann auch die Temperaturdehnung beziehungsweise eine Kontraktion des Gases aufgrund der Drucküberwachung der Strahlführungsvorrichtung 11 berücksichtigt werden.

In Figur 7a ist eine schematische Seitenansicht einer Staubschutzvorrichtung 55 in einer Schnittansicht dargestellt. Eine weitere Schnittdarstellung dieser Anordnung ist in Figur 7b gezeigt. Die Staubschutzvorrichtung 55 umgibt bevorzugt die gesamte Strahlführungsvorrichtung 11, um ein Eindringen von Staub zwischen die Flanken 36 des Strahlführungsbalges 12 zu verhindern. Die Strahlschutzvorrichtung 55 kann beispielsweise ein im Wesentlichen U-förmiges Gehäuse 56 aufweisen, welches den Strahlführungsbalg 12 mit Ausnahme der längsverschieblich aufgenommenen Strahlentnahmeeinrichtung 57 überdeckt. Ein solcher Spalt 58 wird durch ein Abdeckband 59 geschlossen, welches gemäß der dargestellten Ausführungsform durch jeweils eine rechte und linke Auf-

wickelrolle 61 bevorratet ist. Die jeweiligen freien Enden des Abdeckbandes 59 sind an der Strahlentnahmeeinrichtung 57 befestigt.

Eine alternative nicht näher dargestellte Ausführungsform weist anstelle eines auf Aufwickelrollen 61 gespeicherten Abdeckbandes 59 ein vollständiges umlaufendes Band auf, welches den Spalt 58 abdeckt. Die Funktionsweise ist dieselbe.

Alternativ zu einem quadratischen oder rechteckigen Gehäuse 55 kann auch ein Rohr vorgesehen sein.

In Figur 8 ist eine schematische Seitenansicht einer Strahlführungsvorrichtung 11 mit beispielsweise zwei Strahlführungsbälgen 12 dargestellt, welche entlang der Führungsaufnahme 16 verfahrbar sind. Die jeweils an den Enden der Strahlführungsbälge 12 vorgesehenen Führungseinrichtungen 14 sind durch einen Stellmechanismus 62 miteinander verbunden. Der Stellmechanismus 62 weist in einer ersten Ausführungsform Koppelglieder 63 auf, die über gemeinsame Koppelpunkte 64 mit einem nicht näher dargestellten Antrieb, wie beispielsweise an den Koppelpunkten 64 angreifenden Gewichts- oder Federkräfte oder an den Koppelpunkte 64 angreifende Gewindestange, miteinander verbunden sind. Dadurch wird bei einer änderung des Strahlführungsweges jeder Strahlführungsbalg 12 mit einer betragsmäßig gleichen Wegänderung beaufschlagt. Die Lastwechselzahl der aus metallischem Balgmaterial hergestellten Strahlführungsbälgen 12 wird somit erheblich erhöht. Ein Bewe- bungshub wird folglich gleichmäßig auf alle Flanken 36 verteilt. Eine solche Konstanthubeinrichtung erhöht die Lebensdauer.

In Figur 9 ist eine alternative Ausführungsform zu Figur 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform des Stellmechanismus 62 ist vorgesehen, dass ein Zugseil 67 an einem Gehäuse 68 der Laserbearbeitungsmaschine, welches symbolisch dargestellt ist, befestigt ist. Durch jeweils zwei Umlenkpunkte 69, die an dem Führungselement 17 vorgesehen sind und an dem das Zugseil 67 umgelenkt wird, stehen alle Führungseinrichtungen 14 miteinander in Verbindung. An dem dem Gehäuse 68 gegenüberliegenden Ende ist der Seilzug 67 unter Zwischenschaltung eines Kraftspei-

cherelementes oder Dehnelementes 70 wiederum an einer Komponente der Laserbearbeitungsmaschine befestigt. Durch eine solche Anordnung werden wiederum dieselben Vorteile wie beim Konstanthubsystem beziehungsweise Stellmechanismus 62 gemäß Figur 8 erzielt.

Eine weitere alternative Ausgestaltung eines solchen Stellmechanismus 62 ist in Figur 10 dargestellt. Diese Anordnung zeigt eine Führungsaufnahme 16, die als Hohlzylinder ausgebildet ist. In dem Hohlzylinder ist ein Kolben 71 vorgesehen, der einen Magnetring 72 aufnimmt. Zur Abdichtung eines Luft- oder Gasvolumens zu einem benachbarten Kolben 71 weisen diese Kolben 71 an deren Außenfläche eine Dichtung 73 auf. Koaxial zum Kolben 71 im Hohlzylinder der Führungsaufnahme 16 ist das Führungselement 17 mit einem weiteren Magnetring 75 ausgestattet. Durch das eingeschlossene Volumen zwischen den benachbarten Kolben 71 und respektive den Führungselementen 17 wird wiederum ein Konstanthubsystem erzielt.

Alle vorbeschriebenen Merkmale sind jeweils für sich erfindungswesentlich und können beliebig miteinander kombiniert werden.