Die Erfindung betrifft allgemein ein Leitungsführungssystem für mindestens eine auf- und abspulbare Leitung sowie eine Drehführung einer Leitung zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Punkten.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Leitungsführungssystem für eine oder mehrere Leitungen mit einer trommelartigen

Wickelvorrichtung zum Auf- und Abspulen der Leitungen, bspw.

Kabeln, Schläuchen oder dergleichen, wobei die Wickelvorrichtung anhand einer Welle um eine Drehachse drehbar ist. Das

Leitungsführungssystem umfasst weiterhin eine Drehführung zur Führung der Leitung (en) von einem ersten Punkt, typischerweise einem unbeweglichen Festpunkt, zu einem mit der drehbaren

Wickelvorrichtung drehfest verbundenen zweiten Punkt, d.h. einem Punkt, welcher relativ zum ersten Punkt drehbar ist. Die

Drehführung weist hierbei einen wendeiförmigen Verlauf auf, mit einer oder mehreren ersten Wendellagen, in welchen die Leitung (en) schraubenartig um die Drehachse gewunden ist/sind, einer oder mehreren zweiten Wendellagen, in welchen die Leitung (en)

gegensinnig zum Drehsinn der ersten Wendellagen ebenfalls

schraubenartig um die Drehachse gewunden ist/sind sowie mit einem Umlenkbogen, welcher beide gegensinnig gewundenen Wendellagen miteinander verbindet, wobei die Leitung (en) im Umlenkbogen umgeschlagen ist/sind.

Der besondere Wendelverlauf mit Umschlag der Leitung (en) zwischen den beiden wendeiförmigen Trumen ermöglicht eine Relativdrehung des zweiten Punkts gegenüber dem ersten Punkt über einen großen Drehwinkel, beispielsweise von mehreren tausend Grad, ohne dass typische Drehdurchführungen erforderlich wären. So können bspw. Schleifkontakte für elektrische Leitungen und/oder Drehkupplungen für Schlauchleitungen zur Versorgung mit gasförmigen oder

flüssigen Medien vermieden werden.

Ein Leitungssystem dieser Gattung ist bereits bekannt aus dem deutschen Patent DE 10 2012 110 967. Diese Lösung erlaubt es ohne typische Drehdurchführungen, mehrere Leitungen, auch für

verschiedene Medien (Strom, Daten, Gas, Flüssigkeit, usw.) und mit unterschiedlichem Durchmesser anhand einer einzigen Trommel auf- und abzuspulen. Diese Bauweise ist dabei u.a. auch platzsparend.

Zur Vermeidung der typischen Drehdurchführungen für die Leitungen wird bei dieser Lösung bspw. eine besondere Drehführung verwendet, z.B. gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 2011/086198 A2 mit einer bandartigen Leitungsführungseinrichtung, welche die Leitungen gemäß dem gewünschten wendeiförmigen Verlauf führt. Der besondere wendeiförmige Verlauf mit gegenläufigen Wendeln bzw. Windungen und dazwischen angeordnetem Umschlag erlaubt es, durchgehende Leitungen einzusetzen, d.h. typische

Drehdurchführungen zu vermeiden.

Verschiedene nach dem Prinzip aus der DE 10 2012 110 967 AI aufgebaute Systeme werden unter der Handelsbezeichnung „e-spool" von der Anmelderin (igus GmbH, D-51147 Köln) vertrieben. Diese Leitungsführungssysteme haben sich in der Praxis bereits bewährt. Eine Beschränkung in der Anwendbarkeit dieser Systeme besteht darin, dass nur relativ kleine Leitungsdurchmesser, bspw. bis etwa 20mm, eingesetzt bzw. keine Leitungen mit hohem spezifischen Gewicht (Masse pro Längeneinheit) geführt werden können.

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt mithin darin, ein Leitungsführungssystem und eine Drehführung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass diese auch für Leitungen mit großen Leitungsquerschnitten oder auch für Leitungen mit hohem spezifischen Gewicht verwendbar sind.

Diese Aufgabe wird einerseits durch ein Leitungsführungssystem mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst und - unabhängig hiervon - ebenfalls durch eine Drehführung mit den Merkmalen nach Anspruch 16 oder Anspruch 17. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einem gattungsgemäßen Leitungsführungssystem nach dem

Oberbegriff aus Anspruch 1 wird die erste Aufgabe insbesondere dadurch gelöst, dass die Drehführung zum Abstützen der

Wendellagen, insbesondere in Richtung radial nach außen und/oder in Richtung radial nach innen, eine äußere rohrförmige Stützhülse und/oder eine innere rohrförmige Stützhülse aufweist. Die

Stützhülse (n) ist/sind dabei koaxial zur Drehachse der

trommelartigen Wickelvorrichtung angeordnet. Erfindungsgemäß ist dabei weiterhin vorgesehen, dass die Drehführung eine Funktion zur Drehentkopplung aufweist, aufgrund welcher an der jeweiligen Stützhülse abgestützte bzw. daran im Anschlag anliegende Wendeln bzw. Wendellagen von der Drehung der Wickelvorrichtung entkoppelt bzw. unabhängig um die Drehachse drehbar sind. Mit anderen Worten, an der Stützhülse abgestützte Wendeln bzw. Windungen sollen jeweils unabhängig von der Drehbewegung der trommelartigen

Wickelvorrichtung um die Drehachse drehbar sein. Hierdurch wird erreicht, dass einige oder alle erste Wendellagen bzw. einige oder alle zweite Wendellagen zwar ggf. an der Drehung der

Wickelvorrichtung teilnehmen können, jedoch nicht zwingend die gleiche Drehbewegung ausführen müssen.

Ohne eine entsprechende Entkopplung der Drehbewegung können, bedingt durch den während des Drehbewegungsablaufs veränderlichen Radius der Wendeln, durch Kontakt an angrenzenden Bauteilen - wie beispielsweise einer Antriebswelle der Wickelvorrichtung - sehr hohe Reibungskräfte entstehen. Radial nach innen würde dies ein Einschnüren und, bspw. aufgrund tangentialer Haftreibungskräfte, sehr hohe Zugspannungen verursachen. Versuche zeigten, dass dieses Phänomen insbesondere bei Leitungen mit großem Querschnitt oder hohem spezifischen Gewicht sehr ausgeprägt ist. Es kann ggf. zur Zerstörung der Leitung bzw. einem Blockieren der gewünschten Drehbewegung führen. In der entgegengesetzten Drehrichtung kann das entsprechende Problem durch ein Aufspannen bzw. Aufbäumen radial nach außen entstehen, da der Durchmesser der Wendeln bzw. Windungen sich tendenziell vergrößert.

Aufgrund der Verwendung mindestens einer abstützenden Hülse sowie deren Entkopplung von der Drehung der trommelartigen Wickelvorrichtung lässt sich die vorstehend erläuterte unerwünschte Beanspruchung zumindest in eine Radialrichtung zuverlässig vermeiden, da verursachende Reibung zwischen den relevanten relativbeweglichen Bestandteilen stark reduziert oder ganz vermieden wird.

Die Drehführung kann insbesondere so ausgeführt sein, dass diese die Wendellagen durch geeignete Bauteile in alle Raumrichtungen führt. So kann die bestimmungsgemäße relative Drehbewegung auf die jeweiligen Wendellagen und den Umlenkbogen übertragen werden, ohne unerwünschtes Verhaken bspw. durch Aufbäumen oder ohne Klemmen bspw. durch Einschnüren.

Je nach Bauweise ist eine entsprechend entkoppelte

Radialabstützung nur innen, nur außen oder aber beidseitig erforderlich. Dies ist z.B. abhängig davon, ob die Leitung freiliegend in der Drehführung geführt ist, oder eine geeignete Leitungsführungseinrichtung innerhalb der Drehführung genutzt wird .

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass nunmehr auch besonders schwere Leitungen, bspw. Starkstromkabel zur Landstromversorgung von Hochseeschiffen, nach dem

gattungsgemäßen Prinzip, d.h. ohne typische Drehdurchführung anhand von Schleifkontakten oder dergleichen, anhand einer trommelartigen Wickelvorrichtung auf- und abgespult werden können.

Ungeachtet einer Trommelanwendung zum auf- und abspulen der gewünschten Leitungslänge vermeidet die ebenfalls vorgeschlagene Drehführung auch bei schweren Leitungen oder Leitungen großen Durchmessers die Notwendigkeit typischer Drehdurchführungen, d.h. auch solche Leitungen können nun unterbrechungsfrei zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Punkten durchgehen.

Insbesondere bei frei geführten Leitungen (d.h. ohne eine diese aufnehmende Leitungsführungseinrichtung wie bspw. eine

Energieführungskette) sieht eine Ausführungsform vor, dass eine innere rohrförmige Stützhülse vorgesehen ist, welche zwecks

Drehentkopplung mittels einer geeigneten Drehlagerung relativ zur Wickelvorrichtung drehbar ist, insbesondere um die Drehachse letzterer . Ergänzend oder alternativ kann eine äußere rohrförmige Stützhülse vorgesehen sein, welche zum Zweck der Drehentkopplung gegenüber der Wickelvorrichtung, mittels einer Drehlagerung relativ zur Wickelvorrichtung und insbesondere um deren Drehachse drehbar ist. In einer Ausführungsform sind beide Stützhülse einzeln oder gemeinsam in Bezug auf die Drehung der Wickelvorrichtung frei drehbar bzw. schwimmend gelagert.

Neben freier Drehbarkeit der vorgesehenen Stützhülse (n) gegenüber der Wickelvorrichtung durch geeignete Drehlagerung, bspw. mittels Wälzlager an einer Welle, liegen andere konstruktive

Möglichkeiten, die Funktion der Drehentkopplung zu realisieren, im Rahmen der Erfindung. Bspw. können die Stützhülsen eine Mehrzahl umfänglich verteilter Stützrollen (ähnlich wie Rollenförderer oder Rollenbahnen) aufweisen, an welchen radial nach innen oder radial nach außen spannende Wendellagen möglichst reibungsfrei abrollen können .

Eine Anordnung mit einer inneren und einer äußeren Stützhülse, welche jeweils frei um die Drehachse drehbar sind, ist

insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Leitung in der Drehführung freiliegend geführt ist. Dabei kann die Leitung je nach

Drehrichtung unmittelbar an der äußeren bzw. an der inneren

Stützhülse anliegen und dort abgestützt sein. Falls die

Leitung (en) hingegen in einer zusätzlichen

Leitungsführungseinrichtung, bspw. einer geeignet gestalteten Energieführungskette, geführt wird/sind, bieten sich - wie unten erläutert - weitere Möglichkeiten, die funktionale Drehentkopplung zu realisieren.

Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei freiliegend geführten Leitungen sieht eine Ausführungsform vor, dass die Drehführung einen um die Drehachse gebogenen Stützkörper zur Unterstützung des Umlenkbogens umfasst. Der Stützkörper hat dabei einen in

Umfangsrichtung bzw. tangential gerichteten Umlenkbereich, der an den gewünschten Verlauf, insbesondere an den Radius, des

Umlenkbogens zwischen den Wendellagen angepasst ist. Der

Stützkörper ist dabei relativ zu der bzw. den vorgesehenen

Stützhülsen frei drehbar angeordnet. Der Stützkörper kann insbesondere mit der Hälfte der Umdrehungsgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung umlaufen.

Ein entsprechender Stützkörper ist vorzugsweise zwischen einer radial inneren und einer radial äußeren Stützhülse axial

verschieblich geführt, insbesondere gleitend gelagert. So können u.a. unerwünschte Radialbewegungen des Stützkörpers unter

Beibehaltung der axialen Beweglichkeit eingeschränkt bzw.

verhindert werden.

Je nachdem, ob die Leitung freiliegend oder in einer zusätzlichen Leitungsführungseinrichtung innerhalb der Drehführung geführt ist, weist der Stützkörper vorzugsweise zumindest an seinem

Umlenkbereich, ggfs. auch an daran anschließenden Laufflächen, eine durchgehende Gleitfläche zur Reibungsverminderung auf.

Alternativ oder ergänzend hierzu können zusätzlich zumindest am Umlenkbereich des Stützkörpers auch Führungsrollen zur

Reibungsverminderung vorgesehen werden.

Der Stützkörper gewährleistet einerseits die gewünschte Krümmung im Umlenkbereich bzw. im Umschlag zwischen den gegensinnig liegenden Wendellagen und andererseits einen hinreichenden Abstand zur Reibungsvermeidung zwischen beiden. Der Stützkörper kann ebenfalls dazu eingesetzt werden, ein Aufspannen bzw. Aufbäumen der Wendellagen radial nach außen zu reduzieren oder zu

verhindern, und ggf. hierzu zusätzliche Führungsteile aufweisen.

Eine weitere Möglichkeit, die Funktion der Drehkopplung zu realisieren, besteht darin, dass die Drehführung eine geeignet gestaltete Leitungsführungseinrichtung umfasst, in welcher die Leitung (en) entsprechend dem gewünschten wendeiförmigen Verlauf mit Umschlag geführt ist. Dabei kann die

Leitungsführungseinrichtung zum Zwecke der erfindungsgemäßen Drehentkopplung geeignet angeordnete Stützrollen aufweisen, welche bspw. an der einen oder an beiden Stützhülsen in Betriebsstellung abrollen können.

In einer solchen Ausführungsform kann die Leitungsführungseinrichtung als Energieführungskette mit schwenkbar verbundenen Kettengliedern ausgeführt sein. Die Schwenkachse liegt dabei im Betriebszustand jeweils vorzugsweise möglichst radial zur Drehasche. Die Kettenglieder haben jeweils zumindest eine innere Seitenlasche, eine äußere Seitenlasche sowie einen beide fest verbindenden Quersteg. Je nachdem, ob vorrangig ein Einschnüren radial nach innen, ein Aufbäumen radial nach außen oder der doppelte Effekt vorliegt, kann zwecks Drehentkopplung eine der nachfolgenden Möglichkeiten oder die Kombination beider vorgesehen werden. Einerseits kann zumindest an einigen der inneren

Seitenlaschen jeweils eine radial nach innen gerichtete Stützrolle vorgesehen werden. Derartige Stützrollen entkoppeln die

Drehbewegung durch Abrollen an der inneren Stützhülse oder bspw. unmittelbar an einer Welle der Wickelvorrichtung bzw. vermeiden eine Haftreibung. Andererseits kann analog zumindest an einigen der äußeren Seitenlaschen der Energieführungskette jeweils eine radial nach außen gerichtete Stützrolle vorgesehen werden.

Derartige Stützrollen können dann insbesondere an einer radial außen vorgesehenen Stützhülse abrollen. Bei Verwendung einer Energieführungskette mit Stützrollen ist die Drehbewegung

vorgesehener Stützhülsen grundsätzlich unerheblich, d.h. diese können bspw. an der Drehung des zweiten Punkts teilnehmen und/oder zum ersten Punkt drehfest sein.

Bei Verwendung einer Leitungsführungseinrichtung innerhalb der Drehführung bildet diese zweckmäßig den gewünschten Verlauf der Wendellagen und ist entsprechend gestaltet diesen Verlauf

weitgehend vorzugeben. Die Leitungsführungseinrichtung kann für sich genommen bereits die unerwünschten Effekte des Einschnürens bzw. des Aufspannens vermindern.

Eine mögliche Ausführungsform einer Energieführungskette zur Bildung des wendeiförmigen Verlaufs hat zumindest einen radial äußeren Laschenstrang mit den äußeren Seitenlaschen, der in

Längsrichtung eine größere Länge aufweist, als ein radial innerer Laschenstrang mit den inneren Seitenlaschen. Dies kann

beispielsweise nach Art eines Baukastenprinzips dadurch realisiert werden, dass jeweils spiegelsymmetrische oder identische

Seitenlaschen in den Laschensträngen verwendet werden, wobei jedoch im längeren, äußeren Laschenstrang jeweils zwischen zwei Paaren schwenkbar verbundener Seitenlaschen mindestens ein zusätzliches Zwischenstück vorgesehen ist. Durch die Anzahl der Zwischenstücke kann die gewünschte Verlängerung in Längsrichtung eingestellt werden. Ebenso kann bspw. eine Energieführungskette mit mehrfacher Unterteilung durch einen zusätzlichen Mittelstrang vorgesehen werden, wobei die Anzahl der Zwischenstücke radial nach außen zunimmt.

Ungeachtet der gewählten Führung der Leitung (en) in der

Drehführung können die nachfolgend erläuterten bevorzugten

Merkmale vorgesehen werden.

In einer Ausführungsform kann die Drehführung endseitig einen ersten scheibenförmigen Flansch aufweisen. An diesem ersten

Flansch kann der erste Punkt ortsfest angeordnet sein. Analog kann am gegenüberliegenden Stirnende der Drehführung ein zweiter scheibenförmiger Flansch vorgesehen sein, welcher drehfest mit der trommelartigen Wickelvorrichtung verbunden ist. Somit kann an diesem zweiten Flansch der zweite Punkt angeordnet werden. Jede erfindungsgemäß vorgesehene Stützhülse ist dabei bezüglich beider Endflansche frei drehbar angeordnet. Die scheibenförmigen Flansche dienen zur Abstützung bzw. als Anschlag in Axialrichtung.

Zum Drehantrieb der Wickelvorrichtung kann insbesondere eine ausgeprägte Welle vorgesehen sein. In diesem Fall können

erfindungsgemäß vorgesehene Stützhülsen anhand einer geeigneten Drehlagerung, bspw. eines Wälzlagers, frei drehbar an der ohnehin vorgesehenen Welle gelagert werden. Dies gewährleistet inhärent die koaxiale Anordnung der Bauteile. Die Wickelvorrichtung kann auch auf einer der Stützhülsen drehbar angeordnet sein.

Die Wickelvorrichtung des Systems kann insbesondere als Trommel mit einer auf dieser spiralig aufgewickelten Energieführungskette, welche den auf- und abspulbaren Längsabschnitt der Leitung (en) führt, ausgeführt sein.

Ein besonderes Merkmal des vorgeschlagenen Leitungsführungssystems besteht darin, dass die Leitung unterbrechungsfrei durchgehend ausgeführt sein kann und zwar vom raumfesten Verbindungspunkt hin bis zum abspulbaren freien Ende. Mithin kann die durchgehende Leitung einen ersten Teilabschnitt aufweisen, welcher auf der Wickelvorrichtung auf- bzw. abgewickelt wird und ein entsprechend auf- und abspulbares freies Ende hat. Ein zweiter Abschnitt der Leitung mit dem wendeiförmigen Verlauf ist in der Drehführung aufgenommen und umfasst das ortsfest am ersten Punkt anzuschließende Ende der Leitung, Somit kann jede geführte Leitung vom ersten Punkt über den zweiten Punkt an der trommelartigen Wickelvorrichtung bis hin zum auf- und abspulbaren freien Ende unterbrechungsfrei durchgehen (ohne Drehverbinder) . Dies erweist sich insbesondere bei schweren Stromversorgungskabeln, wie bspw. Mehrphasen-Starkstromkabeln zur Landstromversorgung von Schiffen als vorteilhaft.

Je nach spulbarer Leitungslänge und Leitungsquerschnitt baut das erfindungsgemäße Leitungsführungssystem typischerweise erheblich größer als Systeme gemäß dem in der Einleitung diskutierten Stand der Technik. Zur Platzeinsparung kann demnach vorgesehen werden, dass die Drehführung in Axialrichtung betrachtet zumindest teilweise innerhalb eines hohlzylindrischen Innenraums der trommelartigen Wickelvorrichtung angeordnet wird. Entsprechend der Dimensionierung der Wickelvorrichtung und/oder dem erforderlichen Relativdrehwinkel kann die Drehführung auch vollständig innerhalb des Hohlraums in der trommelartigen Wickelvorrichtung aufgenommen werden. Dies ermöglicht auch bei langen Verfahrwegen und großen Leitungsquerschnitten eine relativ kompakte Bauweise. So kann das System bspw. in einem Standard-Container untergebracht werden.

Das vorgeschlagene Leitungsführungssystem eignet sich insbesondere zur Landstromversorgung eines Hochseeschiffes, bspw. eines

Containerschiffes, z.B. wenn dieses im Hafen anliegt.

Die Erfindung betrifft ferner die Drehführung für sich genommen, unabhängig von einer trommelartigen Wickelvorrichtung. Die

Drehführung umfasst mindestens eine Leitung, welche von einem ersten Punkt zu einem diesem gegenüber um eine Drehachse

relativdrehbaren zweiten Punkt in der Drehführung geführt ist. Hierbei weist die mindestens eine Leitung in der Drehführung einen wendeiförmigen Verlauf auf mit einer oder mehreren ersten

Wendellagen, in welchen die Leitung um die Drehachse gewunden ist, einer oder mehreren zweiten Wendellagen, in welchen die Leitung im Gegensinn um die Drehachse gewunden ist, und dazwischen einem Umlenkbogen der beide Wendellagen verbindet. Im Umlenkbogen ist die Leitung umgeschlagen bzw. verändert ihren Drehsinn. Eine Ausführungsform (nach Anspruch 16) zeichnet sich dadurch aus, dass die Drehführung eine äußere rohrförmige Stützhülse zum

Abstützen der Wendellagen radial nach außen und auch eine innere rohrförmige Stützhülse zum Abstützen der Wendellagen radial nach innen aufweist, wobei beide rohrförmigen Stützhülsen von der Drehung des zweiten Punkts entkoppelt drehbar sind.

Eine alternative Ausführungsform der Drehführung (nach Anspruch 17) zeichnet sich dadurch aus, dass die Drehführung mindestens eine rohrförmige Stützhülse zum Abstützen der Wendellagen

aufweist, und dass die Drehführung eine Leitungsführungs- einrichtung, umfasst, in welcher die Leitung entsprechend dem wendeiförmigen Verlauf geführt ist und welche radial gerichtete Stützrollen aufweist zwecks Drehentkopplung durch Abrollen an der mindestens einen Stützhülse. Die mindestens eine rohrförmige Stützhülse kann drehfest an der Drehung des zweiten Punkts teilnehmen. Die Stützhülse kann durch einen vorhandenen Bauteil, wie z.B. eine Antriebswelle, gebildet sein. Die Stützhülse kann, wie oben erläutert, insbesondere auch als zusätzliches Bauteil vorgesehen werden. Es können auch eine radial innere und radial äußere Stützhülse vorgesehen sein, wobei insbesondere eine von beiden oder beide nicht drehentkoppelt sind. Als Leitungsführungseinrichtung kann insbesondere eine

Energieführungskette für Kreisverläufe eingesetzt werden, welche durch entsprechende Stützrollen ergänzt, z.B. nachgerüstet wird. Bei Verwendung einer Leitungsführungseinrichtung, kann eine um die Drehachse drehbare Welle zum Antrieb einer mit dem zweiten Punkt drehfesten Vorrichtung, insbesondere einer trommelartigen

Wickelvorrichtung, vorgesehen sein, an welcher die Stützrollen der Leitungsführungseinrichtung abrollen. In dieser Ausführungsform ist keine zusätzliche innere Stützhülse erforderlich. Dabei kann eine äußere rohrförmige Stützhülse vorgesehen sein, an welcher weitere radial gerichtete Stützrollen der

Leitungsführungseinrichtung abrollen, oder welche von der Drehung der Welle entkoppelt drehbar ist. Im letztgenannten Fall sind Stützrollen nur radial innen an der Leitungsführungseinrichtung vorgesehen . Das System und die Drehführung erlauben es, darin mehrere

Versorgungsleitungen durchgehend vom ersten Punkt zum zweiten Punkt zu führen, insbesondere auch schwere Leitungen oder

Leitungen mit großem Querschnitt. Die Erfindung wird, ohne Beschränkung der vorstehenden

allgemeineren Beschreibung im Folgenden anhand von in den

Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Hierbei zeigen:

FIG.l: eine Teilansicht in perspektivischer

Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit freiliegend in der Drehführung geführter Leitung;

FIG.2A-2B: Querschnitte durch die Drehführung nach FIG.l bei

Drehung in der einen Drehrichtung (FIG.2A) und in der entgegengesetzten Drehrichtung (FIG.2B);

FIG.3A-3B: Längsschnitte entsprechend den Schnittlinien A-A bzw.

B-B aus FIG.2A-2B mit einer Pfeildarstellung des jeweiligen Drehsinns;

FIG.4: eine Teilansicht in perspektivischer

Explosionsdarstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels einer Drehführung für ein Leitungsführungssystem, mit einer

Leitungsführungseinrichtung, in welcher mindestens eine Leitung geführt ist; FIG.5A-5B: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer

Energieführungskette als Leitungsführungseinrichtung zur Verwendung in einer Drehführung z.B. gemäß FIG.4;

FIG.6: eine Perspektivschema eines Leitungsführungssystems mit einer trommelartigen Wickelvorrichtung zum Auf- und Abspulen mehrerer Leitungen und mit einer Drehführung, z.B. gemäß FIG.l oder FIG.4;

FIG.7: ein Leitungsführungssystem nach dem Stand der Technik

(aus DE 10 2012 110 967 AI, nicht erfindungsgemäß) . FIG.7 zeigt ein bekanntes Leitungsführungssystem für auf- und abspulbare Leitungen wie bspw. Stromversorgungskabel und Schläuche z.B. für Druckluft oder Flüssigkeit. Das in FIG.7 allgemein mit 1 bezeichnete Leitungsführungssystem umfasst eine trommelartige Wickelvorrichtung 2 zum spiraligen Auf- und Abspulen einer

Energieführungskette 3, welche die mehreren Leitungen (nicht gezeigt) parallel führt. Die Wickelvorrichtung 2 ist anhand einer Welle 4 drehbar gelagert und über einen Antrieb 5, bspw. einen Elektromotor, angetrieben. Die Welle 4 definiert eine Drehachse A. Die mit der Wickelvorrichtung 2 auf- und abspulbaren Leitungen gehen ununterbrochen durch von einem ersten, raumfesten Punkt F über eine allgemein mit 6 bezeichneten Drehführung zu einem relativ weiter zum gegenüber dem ersten Punkt F drehbaren zweiten Punkt R an der Trommel der Wickelvorrichtung 2 bis hin zu einem freien Ende E an der Energieführungskette 3.

Um eine Relativdrehung zwischen den Punkten F und R über einen großen Drehwinkel um die Drehachse A zu ermöglichen, ist in der Drehführung 6 ein wendeiförmiger Verlauf mit Leitungsumschlag vorgesehen. Eine zu diesem Zweck gestaltete

Leitungsführungseinrichtung, bspw. gemäß WO 2011/086198 A2 , kann diesen wendeiförmigen Verlauf vorgeben bzw. unterstützen. Dieser Verlauf hat erste Wendellagen 7, in welchen die geführten

Leitungen um die Drehachse A der Welle 4 schraubenlinienförmig gewunden sind, sowie axial gegenüberliegend zweite Wendellagen 8, in welchen die Leitungsführungseinrichtung mitsamt der darin geführten Leitungen im entgegengesetzten Drehsinn um die Drehachse A gewunden ist. Die beiden gegensinnig gewundenen Gruppen aus Wendeln 7, 8 sind über einen Umlenkbogen 9 miteinander verbunden und bilden somit voneinander getrennt drehbare Trume aus

Windungen. Im Umlenkbogen 9 schlagen die geführten Leitungen um von dem einen Drehsinn in den entgegengesetzten Drehsinn. Als Wendellage 7, 8 wird vorliegend jede Vollumdrehung (Wendel) oder Teilumdrehung (Teilwendel) entlang einer Schraubenlinie um die Drehachse A zwischen den Punkten F, R verstanden, da das

verbleibende Umfangsmaß nahe dem Anschlag an den Punkten F, R jeweils klein wird.

Der in FIG.7 als Momentaufnahme beispielhaft veranschaulichte wendeiförmige Verlauf ändert seine Stellung je nach der relativen Drehwinkellage der Punkten F, R. Bei Relativdrehung der

Wickelvorrichtung 2 mit dem zweiten Punkt R gegenüber dem ersten Punkt F wandert der Umlenkbogen 9 in Axialrichtung zwischen den stirnseitigen Enden an den jeweiligen Punkten F, R und die jeweilige Anzahl Wendeln bzw. Windungen in den Gruppen der

Wendellagen 7, 8 nimmt entsprechend der Drehung zu bzw. ab.

Bezüglich weiterer Einzelheiten zu Funktion und Aufbau des

Leitungsführungssystems 1 nach FIG.7 sei auf die insoweit hier einbezogene DE 10 2012 110 967 AI verwiesen.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Drehführung 106 ist in FIG.l veranschaulicht. Hierbei sind einige Bestandteile,

insbesondere die trommelartige Wickelvorrichtung (s. FIG.5) in FIG.l zur besseren Übersicht nicht dargestellt. In FIG.l ist eine einzige Leitung 110, bspw. ein Mehrphasen-Starkstromkabel, freiliegend geführt (ohne Leitungsführungseinrichtung bzw.

Energieführungskette in der Drehführung 106) . In betriebsbereitem Zustand bildet die Leitung 110, je nach Drehstellung, eine oder mehrere Wendellagen 117 um die Drehachse A sowie eine oder mehrere zweite Wendellagen 118 im entgegengesetzten Drehsinn um die

Drehachse A. Die Wendellagen 117, 118 sind durch einen Umlenkbogen 119 miteinander verbunden, in welchem die Leitung 110 umgeschlagen ist. Die Funktion des wendeiförmigen Verlaufs mit den

gegensinnigen Wendellagen 117, 118 und dem Umlaufbogen 119 entspricht FIG.7. Die Gesamtanzahl an Vollwendeln über die

Wendellagen 117, 118 gibt den maximalen Drehwinkel vor (eine Vollwendel ermöglicht ca. 600° bis 720° Drehwinkel) . Die

Gesamtanzahl an Vollwendeln beträgt vorzugsweise n^3.

Zur Stützung des Umlenkbogens 119 weist die Drehführung 106 einen Stützkörper 120 auf, mit einem im Wesentlichen in Umfangsrichtung weisenden Umlenkbereich 121. Der Umlenkbereich 121 ist zur

Mittelebene des Stützkörpers 120 hin abgeschrägt und geht in entsprechend schräg gestellte seitliche Laufflächen 122 über, die überwiegend in Axialrichtung weisen und deren Tangentialfläche die Drehachse A schneidet.

Der Umlenkbereich 121 des Stützkörpers 120 bildet im gezeigten Beispiel eine Gleitfläche, deren Formgebung den gewünschten Verlauf des daran anliegenden Umlenkbogens 119 vorgibt. Er gewährleistet u.a. einen schonenden minimalen Krümmungsradius der Leitung 110 im Umlenkbogen 119. Der Stützkörper 120 erstreckt sich in Umfangsrichtung über ein Winkelmaß von zwischen 270° bis fast 360° und ist um die Drehachse A frei drehbar angeordnet. Die

Gleitfläche am Umlenkbereich 121 und an den Laufflächen 122 kann eine die Gleitreibung vermindernde Beschichtung oder ein

tribologisch optimiertes Material aufweisen. Alternativ oder ergänzend können reibungsvermindernde Laufrollen am Umlenkbereich 121 und/oder an den Laufflächen 122 des Stützkörper 120 vorgesehen sein. Durch den Stützkörper 120 wird einerseits die Form des Umlenkbogens 119 vorgegeben und andererseits sichergestellt, dass die gegensinnigen und relativ zueinander drehenden Wendellagen 117, 118 axial voneinander beabstandet sind damit keine Reibung zwischen den unmittelbar benachbarten Windungen bzw. Wendeln der beiden gegensinnig verlaufenden Wendellagen 117, 118 entsteht. Der Umlenkbereich 121 und die Laufflächen 122 können zudem durch geeignete Abschrägung ein Aufbäumen des Umlenkbogens 119

verhindern . FIG.l zeigt weiterhin eine hohlzylindrische innere Stützhülse 130 sowie eine hohlzylindrische äußere Stützhülse 140, welche als zusätzliche Bauteile koaxial zur Drehachse A gelagert sind. Die Stützhülsen 130, 140 sind rohrförmig, z.B. als Zuschnitte eines Rohrs aus Stahlblech hergestellt. Der Durchmesser der äußeren Stützhülse 140 ist dabei größer, als der Durchmesser der inneren Stützhülse 130 um einen Betrag der etwas mehr das Doppelte des Leitungsdurchmessers der Leitung 110 beträgt, sodass

Bewegungsspiel für die Leitung 110 im Zwischenraum vorliegt, wie in FIG.3A-3B ersichtlich. An den Stirnenden der Stützhülsen 130, 140 weist die Drehführung 106 scheibenförmige Flansche 107, 108 zur axialen Abstützung der Leitung 110 auf. Die Flansche 107, 108 vermeiden u.a. ein axiales Abgleiten der Wendellagen 117, 118 im Betrieb.

Anhand FIG.2A-3B wird die Funktionsweise der Drehführung 106, insbesondere der Stützhülsen 130, 140 gemäß FIG.l ersichtlich. Bei Drehung des zweiten Punkts R in eine erste Drehrichtung gegenüber dem feststehenden ersten Punkt F (FIG.2A, 3A) schnürt der wendeiförmige Verlauf der Leitung 110 radial nach innen ein. So kommt die Leitung 110 mit zumindest einigen oder ggf. allen

Wendeln (wie hier in FIG.2A-3A gezeigt) radial nach innen in einen abgestützten Anschlag mit der inneren Stützhülse 130. Bei

Relativdrehung des zweiten Punkts R gegenüber dem ersten

raumfesten Punkt F in die entgegengesetzte Drehrichtung (FIG.2B- 3B) tritt der entgegengesetzte Effekt ein. Die wendeiförmig angeordnete Leitung 110 spannt sich dabei radial nach außen auf und liegt abgestützt im Anschlag an der äußeren Stützhülse 140 (FIG.3B) . Die zusätzlichen Stützhülsen 130, 140 fangen die entsprechende Einschnürung bzw. das Aufspannen auf und vermeiden damit störende Auswirkung auf die weiteren beweglichen Teile, z.B. die Welle (vgl. FIG.7) oder die Trommel (vgl. FIG.5) .

Im ersten Ausführungsbeispiel nach FIG.l und FIG.2A-3B sind sowohl die innere Stützhülse 130 als auch die äußere Stützhülse 140 jeweils unabhängig voneinander und in Bezug auf die sonstigen Bauteile, insbesondere in Bezug auf eine Welle der trommelartigen Wickelvorrichtung (s. FIG.5 bzw. 7) frei drehbar, d.h. von der vorgegebenen Drehung des zweiten Punkts R entkoppelt. Hierdurch wird eine unerwünschte Überbeanspruchung bedingt durch die in

FIG.3A bzw. FIG.3B veranschaulichten Effekte auf einfache Weise verhindert .

FIG.4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen Drehführung 206. Dieses unterscheidet sich von dem Vorstehenden insbesondere darin, dass in der Drehführung 206 mehrere Leitungen (nicht gezeigt) in einer zusätzlichen

Leitungsführungseinrichtung 250, bspw. einer Energieführungskette, entsprechend dem gewünschten wendeiförmigen Verlauf geführt sind. Durch eine Leitungsführungseinrichtung 250 können Zug- und

Schubbelastungen aufgenommen und deren Auswirkung auf die

Leitungen, insbesondere im Bereich um den Umlenkbogen 259, vermieden werden.

Die Leitungsführungseinrichtung 250 nach FIG.4 weist ebenfalls eine oder mehrere erste Wendellagen 257 sowie gegensinnig

verlaufende Wendellagen 258 und einen diese verbindenden

Umlenkbogen 259 auf. Anhand der Leitungsführungseinrichtung 250 kann ein gewünschter vorbestimmter Wendelverlauf auch bei gemeinsamer Führung von mehreren Leitungen (nicht gezeigt) sichergestellt werden. Die Leitungsführungseinrichtung 250 kann u.a. in Axialrichtung für einen günstigen Wendelverlauf

vorgespannt werden. Als Leitungsführungseinrichtung 250 kann eine besonderes für kreisförmige Verläufe gestaltete

Energieführungskette z.B. gemäß WO 98/31950 AI eingesetzt werden.

Im Ausführungsbeispiel nach FIG.4 sind eine innere Stützhülse 230 und eine äußere Stützhülse 240 vorgesehen, welche rohrförmig und koaxial zur Drehachse A frei drehbar gelagert sein können, bspw. anhand geeigneter Drehlagerung an einer nicht gezeigten Welle der Wickelvorrichtung (s. FIG.7) . In der Drehführung 206 kompensiert die innere Stützhülse 230 ein Einschnüren der

Leitungsführungseinrichtung 250 radial nach innen und die äußere Stützhülse 240 ein Aufspannen der Leitungsführungseinrichtung 250 radial nach außen.

Die sonstigen Bauteile der Drehführung 206 entsprechen funktionell denjenigen aus FIG.l mit um hundert erhöhten Bezugszeichen, wobei der Stützkörper 220 dem Krümmungsradius der

Leitungsführungseinrichtung 250 um die Drehachse A und dem

Krümmungsradius des Umlenkbogens 259 angepasst ist. Die

Dimensionierung kann insgesamt größer sein, bspw. für mehrere, längere und/oder schwerere Leitungen.

Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, die Stützhülsen 230, 240 bei Verwendung einer Leitungsführungseinrichtung 250 nicht frei drehend auszuführen. In diesem Fall kann die Drehbewegung der Stützhülsen 230, 240 an diejenige des zweiten Punkts R bzw. des ersten Punkts F gekoppelt sein, was bei besonders großen

Durchmessern konstruktiv einfacher sein kann. Die Drehentkopplung der Leitungen bzw. Leitungsführungseinrichtung 250 zur Vermeidung von schädlicher Reibung durch den Einschnürungs- bzw.

Aufspannetfekt (FIG.3A bzw. FIG.3B) kann durch eine in FIG.5A-5B beispielhaft gezeigte Gestaltung einer Energieführungskette 550 mit radial gerichteten Stützrollen 551, 552 erzielt werden. Diese Alternative zur entkoppelten Drehbarkeit der Stützhülsen 230, 240 kann beidseitig, radial innen und radial außen, oder in Teilen kombiniert, z.B. mit Stützrollen radial innen und einer frei drehbaren Stützhülse radial außen vorgesehen werden. Im letztgenannten Fall kann die radial innere Stützhülse entfallen, wenn die Leitungsführungseinrichtung 250 auf einer Welle abrollen kann .

Eine erfindungsgemäße Energieführungskette 550, in FIG.5A-5B nur als kleiner repräsentativer Längsabschnitt veranschaulicht, zur Verwendung als Leitungsführungseinrichtung bspw. im Aufbau nach FIG.4, hat mehrere Stränge 553 aus Einzelteilen eines Baukasten- Systems umfassend Seitenlaschen 554 und Querstege 555. Die

Seitenlaschen 554 und Querstege 555 sind über die Querstege 555 miteinander stabil und etwa parallel verbunden, sodass ein

Aufnahmeraum für die Leitungen dazwischen gebildet wird.

Im mittleren Laschenstrang und im radial äußeren Laschenstrang 553 sind zusätzliche Zwischenstücke 556 vorgesehen, welche die Länge des Strangs so einstellen, dass die Energieführungskette 550 insgesamt seitlich gekrümmt verläuft. Dies ermöglicht den

gewünschten Schraubenlinien- bzw. Wendelverlauf (FIG.4) .

Um wahlweise Zwischenstücke 556 einfügen zu können, sind die Seitenlaschen 554 aus zwei lösbaren, konjugierten Laschenteilen 554A, 554B in Längsrichtung zusammengesetzt. Ein erster

Laschenteil 554A hat an einem Ende eine gabelförmige Aufnahme, in welche das andere laschenförmige Ende eines gegenüberliegenden zweiten Laschenteils 554B eingreift. Diese etwa halbrunden Enden sind über eine geeignete Bolzen-/Bohrung Gelenkverbindung jeweils um eine Schwenkachse B schwenkbar gelenkig verbunden. In

Einbaulage (FIG.4) verläuft die Schwenkachse B jeweils etwa radial bzw. senkrecht durch die Drehachse A. Dabei ist auf geeignete und dem Fachmann bekannte Art an den Seitenlaschen 554 eine

Schwenkwinkelbegrenzung (nicht gezeigt) vorgesehen, welche zur Wahrung eines minimalen Krümmungsradius im Umlenkbogen 259 (FIG.4) der Energieführungskette 550 den maximalen Schwenkwinkel der Gelenkverbindung begrenzt.

An den jeweils zu einer Seitenlasche 554 zusammenzufügenden Enden der Laschenteile 554A, 554B sind etwa E-förmige Schnittstellen mit Verzahnungen vorgesehen, durch deren ineinandergreifende

Vorsprünge der Seitenlasche 554 ein Splint oder Stift (nicht gezeigt) ragt, der mittig und in der Hauptebene der Seitenlasche 554 liegt und ggf. auch die Querstege 555 sichert. Um die Achse des Splints bzw. Stifts, die senkrecht zur Schwenkachse B in der Hauptebene liegt, sind die Laschenteile 554A, 554B einer

Seitenlasche 554 über einen kleinen Winkel seitlich schwenkbar zum Zwecke der seitlichen Krümmung der Energieführungskette 550, wie in FIG.5A-5B veranschaulicht. Die Zwischenstücke 556 haben beidseitig entsprechend zu den Schnittstellen der Laschenteile 554A, 554B passende Schnittstellen zwecks Verbindung mit den Laschenteilen 554A, 554B, wie am besten in FIG.5B ersichtlich. Die Laschenteile 554A, 554B können zur Verwendung in allen Strängen symmetrisch ausgeführt sein, um die Anzahl Gleichteile des

Baukasten-Systems zu erhöhen. Die Laschenteile 554A, 554B,

Querstege 555 und Zwischenstücke 556 sind vorzugsweise aus

Kunststoff im Spritzgussverfahren gefertigt. Die Stützrollen 551, 552 können über Haltearme, die an einem der beiden Laschenteile 554A, 554B einstückig angeformt sind, gelagert sein. Die Stützrollen 551, 552 liegen jeweils senkrecht zur

Hauptebene der Seitenlasche 554 und sind in Betriebslage um eine tangentiale Drehachse, senkrecht zur Schwenkachse B drehbar. Die Stützrollen 551, 552 erlauben ein sehr reibungsarmes Abrollen der Energieführungskette 550, z.B. an den zusätzlichen Stützhülsen 230, 240, an einer Welle als innere Stütze (vgl. FIG.7) oder an der Innenseite einer Trommel der Wickelvorrichtung (vgl. FIG.6) als äußere Stütze. Somit kann auch über eine Energieführungskette 550 mit Stützrollen 551, 552 wie in FIG.5A-5B die Funktion der Drehentkopplung, z.B. in einem Aufbau nach FIG.4 realisiert werden. Die Stützrollen 551, 552 können auch an nachrüstbaren, separaten Anbauteilen vorgesehen sein.

FIG.6 zeigt beispielhaft ein Leitungsführungssystem 600 insgesamt, für mehrere auf- und abspulbare Leitungen 610. Das

Leitungsführungssystem 600 umfasst eine Wickelvorrichtung, z.B. als Trommel 602, mit großem innerem Hohlraum, und eine Drehführung

606, welche überwiegend im Hohlraum der Trommel 602 aufgenommen ist zur Platzeinsparung. Auf der Trommel 602 ist eine geeignete Energieführungskette 603, in FIG.6 schematisch gezeigt, zum auf- und abspulen des freien Endes E der Leitungen 610 spiralig aufgewickelt . Die Drehführung 606 kann in FIG.6 nach dem Prinzip aus FIG.l, d.h. mit einer gegenüber der Trommel 602 frei drehbaren äußeren

Stützhülse 640 und einer frei drehbaren inneren Stützhülse 630 (nicht sichtbar in FIG.6) ausgeführt sein, oder z.B. mit einer die Drehung entkoppelnden Energieführungskette 550 nach FIG.5A-5B in einem Aufbau gemäß FIG.4, wobei Stützhülsen z.B. synchron mit der Trommel 602 drehen. Anstelle separater Bauteile können die

Stützhülsen somit bei Verwendung einer Energieführungskette 550 mit Stützrollen 551, 552 (FIG.5A-5B) z.B. auch durch die

Innenseite der Trommel 602 und eine die Trommel um die Achse A drehbar lagernde Hohlwelle (nicht sichtbar in FIG.6) gebildet sein. Die Leitungen 610 gehen vom drehbaren Punkt R der

Drehführung 606 über auf das an der Trommel 602 festgelegte Ende und von dort ununterbrochen zum freien Ende E der trommelseitigen Energieführungskette 603. Andererseits gehen die Leitungen 610 über die Drehführung 606 ununterbrochen durch zum feststehenden Punkt (nicht gezeigt) und ggf. von dort weiter zu den jeweiligen Anschluss- bzw. Verbindungsstellen. Die Energieführungskette 550 im Aufbau nach FIG.4, oder die Leitung 110 im Aufbau nach FIG.l, wird durch die Bauteile der Drehführung 606 in allen Richtungen geführt, sodass Drehbewegung ohne Verhaken oder Klemmen erfolgen kann .

Das erfindungsgemäße Leitungsführungssystem 601 eignet sich besonders für schwere Leitungen 610 und/oder Leitungen mit großen Leitungsquerschnitten, beispielsweise für Starkstromkabel zur mehrphasigen Landstrom-Versorgung von Hochseeschiffen.

Bezugszeichenliste FIGS.l, 2A-2B, 3A-3B

106 Drehführung

107, 108 Flanschscheiben

110 Leitung

117 erste Wendellagen

118 zweite Wendellagen

119 Umlenkbogen

120 Stützkörper

121 Umlenkbereich

122 Lauffläche

130 innere Stützhülse

140 äußere Stützhülse

A Drehachse

E freies Ende

F raumfester Punkt

R drehbarer Punkt

FIG.4

206 Drehführung

207, 208 Flanschscheiben

220 Stützkörper

221 Umlenkbereich

222 Lauffläche

230 innere Stützhülse

240 äußere Stützhülse

250 Leitungsführungseinrichtung

257 erste Wendellagen

258 zweite Wendellagen

259 Umlenkbogen

A Drehachse

F raumfester Punkt

R drehbarer Punkt FIG.5A-5B

550 Energieführungskette 551, 552 Stützrollen

554 Seitenlasche

554A, 554B Laschenteile

555 Quersteg

556 Zwischenstück

B Schwenkachse FIG.6

601 Leitungsführungssystem

602 Trommel

603 Energieführungskette 606 Drehführung

608 Flanschscheibe

610 Leitungen

640 äußere Stützhülse A Drehachse

R drehbarer Punkt

FIG.7 (Stand der Technik)

1 Leitungsführungssystem

2 Wickelvorrichtung

3 Energieführungskette 4 Welle

5 Antrieb

6 Drehführung

7 erste Wendellagen

8 zweite Wendellagen 9 Umlenkbogen

A Drehachse

F raumfester Punkt

R drehbarer Punkt