Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konfektionieren einer Energiekette bzw. einer Energieführungskette.

Die Energieführungskette wird allgemein auch als Energiekette, E-Kette oder Schleppkette bezeichnet und stellt eine flexible Aufnahmeeinrichtung dar, um ein oder mehrere flexible Kabel oder Leitungen, pneumatische oder hydraulische Leitungen aufzunehmen und entlang einer definierten Bewegungsachse zu bewegen. Die von einer Energieführungskette aufgenommenen Kabel sind typischerweise an einer beweglichen Maschinenvorrichtung angeschlossen, um regelmäßig d. h. dauernd hin und her bewegt zu werden. Ohne eine solche Führung, die die Einhaltung des kleinsten zulässigen Biegeradius der Kabel garantiert, würden die Kabel unter der Dauerbelastung rasch zerstört werden.

Es gibt viele verschiedene Ausführungen von Energieführungsketten. Die meisten Energieführungsketten weisen einen im Wesentlichen rechteckigen Quer- schnitt auf und bestehen aus einer Vielzahl von gelenkig miteinander verbundener Einzelelemente. Im Innern werden die Kabel aufgenommen. Am Anfang und Ende werden die Kabel typischerweise mit einer Zugentlastung geklemmt.

Aus der DE 102012106784 U ist ein allgemeines Beispiel eine Energieführungskette bekannt. Ferner sind aus den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 20 -38545, Nr. 2007-247716 und Nr. 2007-92939 Energieführungsketten bekannt, welche eine besondere Struktur zum lösbaren Anbringen der Querverbindung, d. h. der ersten oder zweiten Querverbindung an den Seitenplatten der Seitenplattenreihen haben, die aus einem seitenplattenseitigen Verbindungsbereich an der Seitenplatte und einem querverbindungsseitigen Verbindungsbe- reich an der Querverbindung gebildet wird, welche miteinander in Eingriff stehen. Bei derartigen Energieführungsketten tritt ein Fall auf, dass die Kabel mit den Querverbindungen ständig kollidieren und diese beim Bewegen der Kette von innen nach außen drücken, was zu Störungen im Betrieb führen kann.

Ein weiteres Problem das auftritt, ist die Beschädigung der Kabel, insbesondere bei der Anordnung einer hohen Anzahl von Einzelkabel mit vergleichsweise kleinem Kabelquerschnitt. Es kann vorkommen, dass die Kabel infolge der ständigen Bewegung in unerwünschte Positionen gelangen und beschädigt werden, selbst für den Fall, dass die schleppkettenfähigen Kabel speziell auf häufige Bewegung abgestimmt sind. Sie sollen typischerweise im Gegensatz zu Standardkabeln einige besondere Eigenschaften aufweisen, wie die Bewegungsrobust, eine hohe Flexibilität und möglichst eine Torsionsfreiheit, welche Bewegungen bis zu mehreren Millionen Zyklen zulassen. Würden normale Kabel eingesetzt, so wären nur sehr eingeschränkte Zyklen möglich. Die DE 202014101274 U1 beschäftigt sich ebenfalls mit dem Schutz der Kabel vor Beschädigungen bei Energieführungsketten. Ähnlich wird in der DE 20 2009 005 605 U1 der Schutz der Kabel dadurch gewährleistet, dass die Oberfläche der Deckelwände, Bodenwände und zumindest der Übergangszonen dieser Wände und der Seitenwände in Umfangsrichtung konvex gekrümmt sind. Hierbei handelt es sich aber vornehmlich um einen Schutz gegen Fremdeinwirkungen, wie z. B. eindringende Fremdkörper.

Leider kann es in der Praxis vorkommen, dass die Kabel oder eine Kabelschlinge durch Seitenöffnungen aus der Schleppkette herauswandern und dann Kabeibeschädigungen bis zu einer vollständigen Abscherung der Kabel auftreten können. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Aufgabe solche Kabelbeschädigungen die nicht durch Fremdeinwirkung wie Fremdkörper auftreten, sondern aufgrund der Bewegung der Kabel entstehen, zu vermeiden.

Im Stand der Technik beschäftigt sich z. B. die DE 202014100540 U1 mit der Vermeidung eines Kabelbruchs. Ein Bruch hat im schlimmsten Fall ebenfalls einen Abriss einer oder mehrerer der geführten Leitungen zur Folge. Diese Druckschrift schlägt eine passive Lösung vor, durch Anbringen eines entsprechenden Überwachungssystems aus einem Detektor, z. B. Sensor, Messfühler oder dgl., zur Überwachung, ob die Energieführungskette funktionstüchtig ist. Ähnliche Lösungen sind aus der WO 2004/090375 A1 bzw. WO 2013/156607 A1 bekannt. Ein anderes Überwachungssystem zum Schutz gegen Leitungsab- riss ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 2009/095470 A1 bekannt. Hierbei ist ein Mitnehmer über eine Kopplung derart lösbar mit der Energieführungskette verbunden, dass bei Überschreitung eines Kraftgrenzwerts ein selbsttätiges Lösen erfolgt und ein Not-Stopp eingeleitet wird.

Es ist aber nachteilig, wenn nur der Kabelbruch oder der bevorstehende Kabelbruch detektiert werden. Es wäre vielmehr wünschenswert eine Energieführungskette bereitzustellen, bei dem sich die einzelnen Kabel nicht durch Off- nungen infolge der Bewegung nach Außen arbeiten und von der Schleppkette abgeschert werden können. Ein weiteres Problem der im Stand der Technik bekannten Lösungen besteht in der Montage und dauerhaft sicheren Lagerung ganzer Kabelbäume in der Energieführungskette. Bei Kabelbäumen können die einzelnen Kabel miteinander verwirkt werden, was ebenfalls zu Störungen und Problemen im Betrieb führt.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorgenannte Nachteile zu überwinden und eine universelle, kostengünstige Lösung für eine Energieführungskette zu schaffen, die eine hohe Betriebssicherheit aufweist, einfach und kostengünstig in der Fertigung ist und insbesondere eine sichere und dauerhafte Kabelführung für viele Anwendungsbereiche gewährleistet. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Energieführungskette bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, das Leitungsbündel aus Einzelleitungen in einer entsprechenden Vorrichtung vor dem Einführen in die Energieführungskette zu verdrillen, so dass sich die Einzelleitungen beim späteren Bewegen der Energieführungskette nicht durch Öffnungen in dieser nach Außen bewegen können.

Erfindungsgemäß wird daher eine Vorrichtung zum Konfektionieren einer Energieführungskette mit einem aus einem Leitungsbündel aus Einzelleitungen bestehenden Kabelsatz mit einer Aufnahmevorrichtung mit einem Aufnahmedorn zur Aufnahme einer Energiekette bereitgestellt, wobei sich der Aufnahmedorn entlang einer Achse A erstreckt. Die Achse A definiert dabei die Erstreckungs- richtung des Doms als auch eine bevorzugte Maschinenrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ferner wird ein hin- und her bewegbaren Schlitten EP2016/057449

mit einer Spannvorrichtung zum Fixieren des Kabelsatzes vorgesehen, wobei die Aufnahmevorrichtung wenigstens eine Spannvorrichtung zur Fixierung eines endseitigen Abschnittes des Kabelsatzes aufweist. Auf diese Weise lässt sich der Kabelsatz drehwirksam im Aufnahmedorn spannen. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Aufnahmedorn endseitig ein Spannmaul aus, in den sich der Kabelsatz mit seinem stirnseitigen, vorzugsweise mit einem Schutzmantel umhüllten Abschnitt einspannen lässt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mit Vorteil einen Aufnahmedorn auf, der um seine Achse A drehbar gelagert ist, so dass eine auf den Aufnahmedorn aufgeschobene Energiekette zusammen mit dem Dorn um die Achse A gedreht werden kann. Alternativ kann auch das andere Ende bzw. an einem gegenüberliegenden Abschnitt eine Drehung durchgeführt werden. Ebenso ist es denkbar, dass eine entgegengesetzte Drehung an beiden Enden des Kabelsatz vorgenommen wird.

Zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Schlitten ist mit Vorteil eine Fixiereinrichtung zum Festlegen (bzw. Knebeln) des Leitungsbündels des Kabelbaumes angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Fixiereinrichtung betreffend der erforderlichen Kabellänge an die gewünschte Position verlegbar ist, dass sich z. B. je eine halbe Schlaglänge links und rechts der Fixiereinrichtung beim Verdrillen des Leitungsbündels erhalten werden.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist daher ein Drehantrieb zum Drehen des Aufnahmedoms vorgesehen, wobei dieser bevorzugt drehwirksam mit diesem verbunden ist, um den Aufnahmedom um seine zentrale Achse (d. h. um die Erstreckungsachse A) drehen zu können. Um eine Drehung auf der anderen Kabelstrangseite vorzunehmen, ist ein entsprechender Drehantrieb an geeigneter Position anzubringen, um die gewünschte Verdrillung vorzunehmen.

Mit Vorteil ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass der Schlitten in Achsrichtung A hin- und her beweglich angeordnet ist bzw. so beweglich angeordnet ist, dass dieser beim Verdrillen des Leitungsbündels um die erforderliche Wegstrecke T EP2016/057449

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bewegt werden kann, um die sich aufgrund der Verdrillung ergebende Längendifferenz des Leitungsbündels auszugleichen.

In einer besonders Vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Fixiereinrichtung zum Fixieren des Leitungsbündels für die Verdrillung ein Ringele- ment mit zwei Öffnung zur Aufnahme je einer Anzahl an Einzelleitungen des Leitungsbündels vorgesehen. Das Ringelement ist weiter bevorzugt von einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position und umgekehrt betätigbar, um ein Leitungsbündel in die Öffnungen einzuführen bzw. daraus zu entnehmen. So kann z. B. die erste Hälfte der Anzahl der Leitungen des Leitungsbün- dels durch die eine Öffnung und die zweite Hälfte der Anzahl der Leitungen des Leitungsbündels durch die zweite Öffnung geführt werden. Das Fixierelement muss nicht zwangsweise als ein Ringelement ausgebildet sein. So kann auch ein einfacher Stift als Knebel ohne Ring verwendet werden. Ist dies der Fall, sind keine Teil-Öffnungen existent, sondern ein Stift, der das Leitungsbündel durchdringt. Darüber hinaus sind auch eine Vielzahl von Öffnungen bei entsprechender Knebelausführung denkbar.

In der Ausführung mit dem Ringelement weist dieses einen Knebel auf, der die Öffnung durch das Ringelement in die beiden Teilöffnungen trennt, um je einen Anteil der Leitungen des Leitungsbündels (z. B. jeweils die Hälfte) in je einem der beiden Teilöffnungen aufnehmen zu können.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfektionieren einer Energieführungskette. Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen eine Energieführungskette mit einem aus einem Leitungsbündel aus Einzelleitungen bestehenden Kabelsatzes vorzugsweise mit einer wie zuvor be- schriebenen Vorrichtung mittels den folgenden Schritten zu konfektionieren: a. Montieren einer Energiekette auf den Aufnahmedorn der Aufnahmevorrichtung; b. Fixieren eines endseitigen Abschnittes eines Kabelsatzes bestehend aus T EP2016/057449

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einem Leitungsbündel aus einer Mehrzahl von Einzelleitungen in der Spannvorrichtung des Aufnahmedorns; c. Fixieren des Kabelsatzes an einem zum endseitigen Abschnitt

beabstandeten Abschnitt in der Spannvorrichtung des Schlittens; d. Einlegen des Leitungsbündels in die Fixiereinrichtung; e. Drehen des Aufnahmedorns zusammen mit der Energiekette um die Achse A zum Verdrillen des Leitungsbündels und f. Verschieben der Energiekette über den verdrillten Abschnitt des Leitungsbündels. Alternativ könnte auch vorgesehen sein, dass eine drehende Relativbewegung zwischen der Energieführungskette und der Fixiereinrichtung dadurch erfolgt, dass der Knebel der Fixiereinrichtung relativ zu den eingespannten Abschnitten des Kabelsatzes gedreht wird. So könnte z. B. ein positionierbares über ein Stirnradgetriebe drehend antreibbares Ringelement mit innenliegendem Knebel so gedreht werden, dass sich jeweils rechts und links des Knebels die gewünschten Schlaglängen des verseilten Kabelsatzes ergeben.

Erfindungsgemäß ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass die Energiekette im Anschluss an die Verseilung vollständig über das Leitungsbündel geschoben wird und der endseitige Abschnitt des Kabelsatzes an dem entsprechend ande- ren Ende der Energiekette austritt.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Verdrillen des Leitungsbündels z. B. im oben genannten Schritt e) der Schlitten um die erforderliche Wegstrecke bewegt wird, um die sich aufgrund der Verdrillung ergebende Längendifferenz des Leitungsbündels auszugleichen. Hierzu kann eine Steuerung vorgesehen sein, der die Längendifferenz oder eine dazu in Bezug stehende erfassungsfähige Messgröße (z. B. Drehwinkel) über eine Sensorik erfasst. Ferner kann vorgesehen sein, dass EP2016/057449

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sich der Schlitten nur bei Überwinden einer definierten Kraftschwelle bewegen lässt, so dass der eingespannte Kabelbaum während der Verseilung immer unter einer gewünschten Spannung gehalten werden kann.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigen: Fig.1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Konfektionieren einer Energieführungskette;

Fig.2 eine beispielhafte Darstellung eines Kabelsatzes mit endseitig angeschlossenen Steckverbindern;

Fig.3 eine beispielhafte Darstellung einer Energieführungskette zur

Verwendung bei der Konfektionierung mit der Vorrichtung gemäß

Figur 1 ;

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel einer Fixiervorrichtung ausgebildet als ringförmige Knebelvorrichtung;

Fig.4a die Fixiervorrichtung aus der Figur 4, welche mit ihrem Knebel in das Leitungsbündel des Kabelsatzes aus Figur 2 eingreift und

Fig.5 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit dem montierten Kabelsatz aus Figur 2 und einer Energieführungskette gemäß Figur

3.

Die Erfindung wird in den folgenden Abschnitten anhand einer beispielhaften und schematisierten Ausführungsform mit Bezug auf die Figuren 1 bis 5 näher 057449

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beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder gleichartige funktionale oder strukturelle Merkmale hin.

In der Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Konfektionieren einer Energieführungskette 30 mit einem aus einem Leitungsbündel 41 aus Einzelleitungen 42 bestehenden Kabelsatz 40 (wie in der Figur 2 näher erläutert) gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist eine Aufnahmevorrichtung 10 zur Aufnahme der Energieführungskette 30 auf. Hierzu ist die Aufnahmevorrichtung 10 mit einem Aufnahmedorn 11 ausgebildet, welcher an einer Halterung 12 der Aufnahmevorrichtung 0 drehbar gelagert ist. Der drehbare Aufnahmedorn 11 weist eine Dreh- und Längsachse A auf und ragt mit seinem freien Ende zur Aufnahme einer Energiekette 30 in Richtung der Längsachse A.

Ferner weist die Vorrichtung 1 einen hin- und her bewegbaren Schlitten 50 auf einer Lagervorrichtung 53 auf. Der Schlitten 50 ist mit einer Spannvorrichtung 51 zum Fixieren des Kabelsatzes 40 ausgebildet, wie dieser beispielhaft in der Figur 2 dargestellt ist. Der Kabelsatz 40 besteht aus einem Leitungsbündel 41 aus isolierten Einzelleitungen 42. Denkbar sind auch andere Kombinationen von Leitungen, die in einem Kabelsatz vereint sind, sofern sich diese verseilen lassen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein endseitiger Abschnitt 44 des Leitungsbündels 41 mit einem Band umwickelt. Daran schließt sich ein Abschnitt 45 an, bei dem die Einzelleitungen frei zugänglich sind. An diesen Abschnitt 45 schließt sich ein weiterer Abschnitt 46 an, der im vorliegenden Beispiel ebenfalls mit einem Band umwickelt ist. Endseitig sind die Leitungen z. B. mit Steckverbindern 47 verbunden oder mit Kontaktanschlussenden verse- hen.

Der hin- und her bewegbaren Schlitten 50 ist so in Achsrichtung A beweglich angeordnet, dass er beim Verdrillen des Leitungsbündels 41 (was im Folgenden noch näher beschrieben wird) um die erforderliche Wegstrecke bewegt wird bzw. werden kann, um die sich aufgrund der Verdrillung ergebende Längendif- 6 057449

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ferenz des Leitungsbündels 41 auszugleichen. Naturgemäß verkürzt sich die effektive Leitungsbündellänge mit zunehmender Verdrillung beim Verseilen d. h. mit abnehmender Schlaglänge. Um diesem Umstand gerecht zu werden ist die Spannvorrichtung 51 für den Kabelsatz 40 mit dem Schlitten 50 bewegbar. Es sind weitere Haltevorrichtungen 52 vorgesehen, um den Kabelsatz 40 bzw. deren Kabelstränge auf dem Schlitten zu befestigen. Denkbar ist auch die bewegliche Anordnung der Haltevorrichtung selbst, um die Längendifferenz auszugleichen.

Die Aufnahmevorrichtung 10 weist ferner wenigstens eine Spannvorrichtung 15 zur Fixierung des endseitigen Abschnittes 44 des Kabelsatzes 40 auf. Die Spannvorrichtung 5 ragt in den kastenartigen Aufnahmeraum des Aufnahme- dorns 1 hinein. Mit dieser lässt sich der Kabelsatz 40 einspannen und in einer definierten Position fixieren. Der Aufnahmedorn 11 ist im vorliegenden Beispiel als Dorn mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, dessen Querschnittsform auf den Öffnungsquerschnitt und die Form der zu konfektionierenden Energieführungskette 30 abgestimmt ist. Wird daher die Energieführungskette 30 auf den Aufnahmedorn 11 aufgesteckt, so kann sie sich nur zusammen mit dem Dorn um seine Achse A drehen. Wie den Figuren 1 und 5 zu entnehmen ist, befindet sich zwischen der Aufnahmevorrichtung 10 und dem Schlitten 50 eine Fixiereinrichtung 60, die zum Festlegen des Leitungsbündels 41 in etwa in der Verlängerung der Achse A angeordnet ist. Die Fixiereinrichtung 60 und ihre Wirkungsweise werden in den Figuren 4, 4a näher dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der Fixiervorrichtung 60 ist ausgebildet als ringförmige Knebelvorrichtung aus zwei Halbschalen 60a, 60b, die lösbar miteinander verbunden sind. Das als Fixiervorrichtung ausgebildete Ringelement 60 weist in etwa mittig einen sich von einer Innenwandseite zur gegenüberliegenden Innenwandseite erstreckenden Knebel 61 auf, der die eigentlich zylinderförmige Öffnung des Ringelements 60 in zwei Teilöffnungen 449

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61a, 61b zur Aufnahme der Leitungsbündel 41 aufteilt. Durch Drehung des Ringelementes und damit relative Drehung des Leitungsbündels zum 41 Knebel 61 um die in Figur 4b gezeigte Verseilachse V werden die Einzelleitungen 42 des Leitungsbündels 41 miteinander verseilt. Wird der Knebel 61 in etwa mittig zu den beiden Spannvorrichtungen 15, 51 in das Leitungsbündel 41 eingeschoben und dann das zuvor geöffnete Ringelement wieder geschlossen, so lässt sich in etwa eine Schlaglänge mit 50% der Verseilungslänge erzielen, wie dies beispielhaft in der Figur 4b gezeigt wurde.

Wie bereits beschrieben, kann das Ringelement 60 von seiner geschlossenen Position in eine geöffnete Position und umgekehrt betätigt werden, um ein Leitungsbündel 41 einzuführen bzw. zu entnehmen. Bevorzugt ist es, wenn der Knebel 61 in die Wandung des Ringelements 60 soweit eintaucht, dass der Knebel 61 ausreichende Stabilität aufweist.

In der Figur 5 ist die Verwendung der Vorrichtung in einer prinzipiellen Darstel- lung gezeigt. Der Drehantrieb 14 ist wie erläutert mit dem Aufnahmedorn 11 drehwirksam verbunden, um den Aufnahmedorn 11 um seine Achse A zu drehen und die gewünschte Verseilung auszuführen.

Das Verfahren wird dabei folgendermaßen durchgeführt. Zunächst erfolgt das Montieren einer Energiekette 30 auf den Aufnahmedorn 11 der Aufnahmevor- richtung 10 indem diese über den Dorn aufgeschoben wird.

Danach wird der endseitige Abschnittes 44 eines zu montierenden Kabelsatzes 40 bestehend aus einem Leitungsbündel 41 aus einer Mehrzahl von Einzelleitungen 42 in der Spannvorrichtung 15 des Aufnahmedorns 11 eingespannt.

Ferner wird der Kabelsatzes 40, wie in der Figur 5 schematisch angedeutet an dem Abschnitt 46 in der Spannvorrichtung 51 des Schlittens 50 befestigt. Danach werden die Einzelleitungen 42 des Leitungsbündels 41 in die zuvor geöffnete Fixiereinrichtung 60 so eingelegt, dass der Dorn das Leitungsbündel 41 in zwei Teilbündel (siehe Figur 4b) aufteilt. Durch das Drehen des Aufnahmedorns 11 relativ zu dem Knebel 61 erfolgt das Verdrillen des Leitungsbündels 41. Nachdem die Verseilung abgeschlossen ist, erfolgt das Verschieben der Energiekette 30 über den verdrillten Abschnitt des Leitungsbündels 41, soweit dass der endseitige Abschnitt 44 des Leitungsbün- dels 41 an dem entsprechend anderen Ende der Energiekette 30 austritt bzw. in einer über Sensoren 13 erfassbaren Position gelangt ist. Es können ferner weitere Sensoren 3 vorgesehen werden, um andere Kabelpositionen abzufragen bzw. deren korrekte Position zu erfassen. Nachdem der Kabelsatz 40 in der Energiekette 30 montiert ist, wird seine Position mit geeigneten Fixiermittel festgelegt. In einer kostengünstigen Variante erfolgt eine Fixierung mittels Kabelbindern an der Energiekette.

An der Vorrichtung 1 kann femer eine Trennvorrichtung 70 zum Durchtrennen eines Kabelsatzes oder Teilen davon vorgesehen werden.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend an- gegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.