DE8813739U1

DE8813739U1 - Laserschneidvorrichtung

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Publication number: DE8813739U1
Application number: DE8813739U
Authority: DE
Original assignee: REH FABIAN 4053 JUECHEN DE
Current assignee: REH FABIAN 4053 JUECHEN DE
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1988-12-22

Description

Beschreibung;

Fabian Reh, Bahnstr. 10Z_x D-4053 Jüchen 3
Laserschneidvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Laserschneidvorrichtung mit
folgenden Merkmalen:

a) sie hat einen Grundrahmen;

b) der Grundrahmen weist eine Aufspannfläche für das zu
bearbeitende Werkstück auf;

c) auf einer Seite der Aufspannfläche ist ein Tragrahmen verfahrbar gelagert;

d) auf den Tragrahmen ist ein Laserkopf geführt^r

e) der Laserkopf ist quer zur Verfahrrichtung des
Tragrahmens bewegbar.

Für das Zuschneiden von Werkstücken aus größeren Platten verschiedenster Materialien werden zunehmend
Läsersehneidvorrichtungen verwendet. Solche weisen einen Grundrahmen auf, der auf seiner Oberseite mit einer
horizontalen Aufspannfläche, meist in Form eines Gitters, versehen ist. Oberhalb der Aufspannfläche befindet sich ein Tragrahmen, der in Längsrichtung der Aufspannfläche
verfahrbar ist. Auf dem Tragrahmen ist ein Laserkopf
angeordnet, der quer zur Verfahrrichtung des Tragrahmens bewegbar ist. Auf diese Weise kann der Laserkopf an jede

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Stelle der Aufspannfläche gebracht werden und jede gewünschte Schneidoperation ausführen.

Beim Schneiden der aufgespannten Platten entstehen je nach verwendeten) Werkstoff Dämpfe, die wegen ihrer Geruchsbelästigung zumindest unangenehm sind und auch bei längerer Einwirkung gesundheitsschädlich wirken können. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lasersehneidvorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß evtl. entstehende Dämpfe von der Bedienungsperson ferngehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Laser schnei dvorricbtung mit folgenden Merkmalen gelöst:

f) der Laserkopf ist von einem zur Aufspannfläche hin offenen, ersten Absaugkasten umgeben;

g) auf der dem Laserkopf abgewandten Seite der Aufspannfläche ist ein zu dieser hin offener, zweiter Absaugkasten vorgesehen;

h) der zweite Absaugkasten ist mit dem ersten Absaugkasten derart gekoppelt, daß sich die Absaugkästen gegenüberstehen;

i) beide Absaugkästen weisen Anschlußöffnungen für Absaugschläuche auf.

Der Grundgedanke der Lösung besteht also darin, die bestehenden Dämpfe abzusaugen. Dabei hat sich geze i &ngr;,&Igr; &ldquor; &Lgr;~ eine wirksame Absaugung nur dann erreicht wird, wenn im Bereich des Laserkopfes beidseits der Aufspannfläche Absaugkästen mit gegenüberliegenden Absaugöffnungen

vorgesehen werden, die sich mit dem Laserkopf mitbewegen, also in jeder Stellung den Laserkopf umschließen und sich gegenüberstehen. Zur Absaugung können dann die Absaugkästen über flexible Absaugschläuche mit einem Sauggebläse verbunden werden.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Absaugkasten auf einem Träger geführt ist, welcher mit dem Tragrahmen verbunden ist, und daß der zweite Absaugkasten auf dem Träger parallel zu dem ersten Absaugkasten bewegbar gelagert ist. Tragrahmen und Träger bilden also eine in Verfahrrichtung des Tragrahmens bewegbare Einheit, wobei der zweite Absaugkasten auf dem Träger parallel zum ersten Absaugkasten mitbewegbar ist, so daß er ihm jeweils gegenübersteht. Der Träger ist zweckmäßigerweise über nitlich an der Aufspannflache vorbeigehende Verbindungsstreben mit dem Tragrahmen verbunden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Tragrahmen auf neben der Aufspannfläche verlaufenden Schienen gelagert ist und die Verbindungsstreben jeweils einen Schlitz zwischen Schiene und Aufspannfläche durchfassen. Auf diese Weise kann sich der schwere Tragrahmen mit dem Laserkopf auf tinem Grundrahmen abstützen, der in Verfahrrichtung des Tragrahmens mehrere Stützen hat, ohne daß hierdurch die Beweglichkeit des Tragrahmens in Verfahrrichtung behindert ist. Dabei sollte die Aufspannfläche nur an Front- und Rückseite mit dem Grundrahmen verbunden sein. Auf diese Weise kann der Tragrahmen über die gesamte Länge der Aufspannfliehe bewegt werden.

Zur Synchronisierung der Bewegung der beiden Absaugkästen stehen verschiedene Mittel zur Verfugung. So ist es nicht ausgeschlossen, die Bewegung des Laserkopfes mit dem ersten

Absaugkasten in elektrische Signale umzuwandeln und den zweiten Absaugkasten mit einem Schrittmotor zu bewegen, der mit Hilfe der elektrischen Signale so gesteuert wird, daß der zweite Absaugkasten immer gegenüber dem ersten Absaugkasten zu liegen kommt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit einer mechanischen Kopplung der Bewegung. Eine besonders kostengünstige Ausbildung einer solchen Kopplung besteht darin, daß die Absaugkästen zu ihrer parallelen Bewegung über Seilzüge miteinander verbunden werden. Der Begriff "Seilzüge" ist hier im allgemeinsten Sinn zu verstehen, d. h. es sind alle biegeschlaffen Kraftübertragungsmittel gemeint, beispielsweise Drahtlitzen aus Stahl oder Kunststoff, Ketten, Riemen, insbesondere Zahnriemen, Kugeldrähte etc.. Solche Seilzüge zeichnen sich nicht nur durch Kostengünstigkeit, sondern auch durch geringen Platzbedarf aus.

Die Seilzuganordnung kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß am Laserkopf bzw. am ersten Absaugkasten zwei Seilzüge befestigt sind, die entgegengesetzt und jeweils um die Aufspannfläche herum auf deren andere Seite geführt sind, dort jeweils bis zur gegenüberliegenden Seite der Aufspannfläche gespannt und jeweils von dort wieder zurück zu dem zweiten Absaugkasten geführt und mit diesem verbunden sind. Diese Seilzuganordnung garantiert, da", der zweite Absaugkasten bei Bewegung des Laserkopfes mit dem ersten Absaugkasten mitbewegt wird, so daß sich deren Absaugöffnungen immer gegenüberstehen und damit eine wirksame Absaugung garantiert ist.

Es können aber auch an beiden Seiten des Tragrahmens

senkrecht zur Aufspannfläche verlaufende Übertragungswellen

gelagert sein, die auf der dem Laserkopf zugewandten Seite

der Aufspannfläche Antriebsräder und auf der dem Laserkopf

abgewandten Seite der AufspannfLache Abtriebsräder haben, wobei die Arttriebsräder mit dem ersten und die Abtriebsräder mit dem zweiten Absaugkasten vorzugsweise jeweils über einen Seilzug verbunden! sind. Bei dieser Ausführungsfonm kann die Bewegung des Laserkopfes bzw. des ersten Absaugkastens mittels eines um die Antriebsräder herumgeführten Seilzuges in eine Drehbewegung umgewandelt werden, welche auf die Abtriebsräder übertragen wird, wo die Drehbewegung mit Hilfe eines weiteren Seilzuges wieder in eine Translationsbewegung umgewandelt und diese auf den zweiten Absaugkasten übertragen wird. Auch durch diese Seilzuganordnung wird der zweite Absaugkasien immer gegenüber dem ersten gehalten. Dabei können die Seilzüge als um die Antriebsräder bzw. Abtriebsräder geführte Treibriemen oder Treibketten ausgebildet sein, von denen jeweils ein Trum nit dem zugehörigen Absaugkasten verbunden ist.

Es ist schließlich für das Ergebnis der Absaugung vorteilhaft, daß die einander zugewandten Absaugöffnungen der Absaugkästen deckungsgleich sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:

Figur (1) die Frontansicht einer Laserschneidvorrichtung; Figur (2) die Draufsicht auf die

Laserschneidvorrichtung gemäß Figur (1);

Figur (3) eine perspektivische Prinzipdarstellung der

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Seilzuganordnung in der Laserschneidvorrichtung gemäß den • Figuren (1) und (2) unti

Figur (4) eine Frontansicht der

Laserschneidvorrichtung nach den Figuren (1) und (2), jedoch mit abgewandeltem Antrieb für 'fen unteren Absaugkasten.

Zunächst werden die übereinstimmenden Teile der in den Figuren (1) und (2) sowie der Figur (4) dargestellten Laserschneidvorrichtungen beschrieben, wobei für beide

Ausführungsformen jeweils die gleichen Bezugsziffern c verwendet werden.

Oie Laserschneidvorrichtungen (1) und (60) weisen einen Grundrahmen (2) auf. Dieser hat zwei Längskastenträger (3, 4), die an der Frontseite mit einem Querblech (5) und an der Rückseite mit einem weiteren Querblech (£) verbunden sind. Die Längskastenträger (3, 4) ruhen auf mehreren Stützen (7, S)/ von denen in Figur (1) lediglich zwei tu rehen sind.

Auf den Längskastenträgern (3, 4) sind sich über deren gesamte Länge erstreckende Schienen (9, tO) aufgesetzt. Auf diesen Schienen (9, 10) ist ein Tragrahmen (11) verfahrbar, der aus zwei im Abstand zueinander angeordneten Querträgern (12, 13) und zwei diese verbindenden Längsträgern (14, 15) besteht, auf denen die Querträger (12, 13) ruhen. Xn den Längsträgern (14, 15) sind Rollen (16, .7, 18, 19) drehbar gelagert, über die der Tragrahmen (11) auf den Schienen £9, 10) in Längsrichtung der Laserschneidvorrichtungen (1, 60) verfahren werden kann.

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Zwischen den Längskastenträgern (3, 4) ist ein Aufspanngitter (20) angeordnet, welches lediglich an den Querblechen (5, 6) befestigt ist. Es füllt nicht die gesamte Fläche zwischen den Längskastenträgern (3, 4) aus, sondern hat an seinen Längsseiten einen Abstand dazu, so dan zwischen Aufspanngitter (20) und Längskastenträger (3, 4) jeweils ein durchgehender Schlitz (21, 22) gebildet wird.

Auf den Querträgern (12, 13) des Tragrahmens (11) sitzt eine Lasereinrichtung (23) mit einem an der Frontseite angeordneten Laserkopf (24). Mit Hilfe dieser Lasereinrichtung (23) kann ein Laserstrahl erzeugt werden, der über den Laserkopf (24) auf das Aufspanngitter (20) gerichtet wird und eine solche Energie hat, daß damit auf dem Aufspanngitter (20) aufgelegte Platten in beliebige Form gescnitten werden können. Es können aus den Platten auch Stücke herausgeschnitten werden.

Die Lasereinrichtung (23) ruht auf zwei Fahrwerken (25, 26), von denen jeweils eins auf einem der Querträger (12, 13) läuft. Hierzu haben die Querträger (12, 13) jeweils eine Schiene (27, 28), auf denen jeweils zwei Rollen (29, 30) bzw. (31, 32) eines Fahrwerks (24, 25) ablaufen können. Die Lasöreinrichtung (23) ist damit quer zur Verfahrrichtung des Tragrahmens (11) bewegbar. Deren Laserkopf (24) kann also den größten Teil des Aufspanngitters (20) erreichen.

Unterhalb des Tragrahmens (11), und zwar genauer unterhalb des frontseitigen Querträgers (12) ist ein weiterer Querträger (33) vorgesehen, der aus einer oberen und unteren Querschiene (34, 35) gebildet wird, welche

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horizontal und parallel zueinander verlaufen. An beiden Seiten ist der Querträger (33) an Tragbändern (36, 37) aufgehängt, die die Schlitze (21, 22) nach oben durchfassen und an den Längsträgern (14, 15) des Tragrahmens (11) unterhalb des frontseitigen Querträgers (12) befestigt sind. Auf diese Weise wird der Querträger (33) zusammen mit dem Tragrahmen (11) mitbewegt, wenn dieser in Längsrichtung verfahren wird.

Zwischen den Querschienen (34, 35) des Querträgers (33) ist ein Absaugkasten (38) gelagert, und zwar über insgesamt vier Rollen (39, 40, 41, 42). Der Absaugkasten (38) läßt sich auf diese Weise über die Breite des Aufspanngitters (20) bewegen. Er endet unmittelbar unter dem Aufspanngitter (20) und ist zu diesem hin offen. Er weist einen Anschlußstutzen (43) auf, an dem ein flexibler Absaugschlauch (44) befestigt ist.

Der Laserkopf (24) ist gleichfalls von einem Absaugkasten (45) umgeben. Er ist zum Aufspanngitter (20) hin offen ausgebildet, wobei seine öffnung den gleichen Querschnitt hat wie die öffnung des Absaugkastens (38) unterhalb des Aufspanngitters (20). Der obere Absaugkasten (45) bewegt sich mit dem Laserkopf (24) mit und hat obenseitig einen Anschlußstutzen (46), an dem ein flexibler Absaugschlauch (47) befestigt ist.

Beide Absaugschläuche (44, 47) führen - was hier nicht näher dargestellt ist - zu einem Absauggebläse, über dieses Absauggebläse kann zwischen den öffnungen der Absaugkästen (38, 45) ein Unterdruck erzeugt werden, so daß evtl. beiw Schneiden entstehende Dämpfe nicht in die Umgebung gelangen, sondern in die Absaugkästen (38, 45).

Damit die Absaugkästen (38, 45) bei dem in Figur (1) und (2) dargestellten Ausführungsbeispiel immer in einer gegenüberliegenden Stellung gehalten werden, sind sie über «ine Seilzuganordnung (48) miteinander gekoppelt. Diese Seilzuganordnung weist zwei Seilzüge (49, 50) auf. Ihr Verlauf ist insbesondere der Figur (3) zu entnehmen.

Der in dieser Ansicht linke Seilzug (49) ist über einen Seiestigungspunkt (51) mit dem Laserkopf (24) bzw. dem Absaugkasten (45) verbunden. Er verläuft in dem frontseitigen Querträger (12) waagierecht bis zu einer Umlenkrolle (52), die in dem Querträger (12) gelagert ist. Dort wird der Seilzug (49) um 90 nach unten umgelenkt und geht durch den Schlitz (21) hindurch bis zu einer weiteren Umlenkrolle (53), die an dem Tragband (36) drehbar gelagert ist. Dort wird der Seilzug (49) wieder um 90 umgelenkt und wieder über die gesamte Breite des Aufspanngitters (20) waagerecht geführt. Auf der anderen Seite läuft er wieder um eine Umlenkrolle (54) und wird dort um 180 umgelenkt.

Er verläuft denn yisder zurück in Richtung &bgr; y f Absaugkasten (38). über einen Befestigungspunkt (555 ist der Seilzug (49) mit diesem Absaugkasten (38) verbunden.

der aiijere, in der Ansicht gemäß Figur (3) rechte Seilzug (50) verläuft entsprechend, d. h. er ist gleichfalls mit dem Absaugkasten (45) gekoppelt und zunächst waagerecht gespannt und läuft über eine auf der rechten Seite im Querträger (12) drehbar gelagerte Umlenkrolte (56). Dort wird er um 90 nach unten umgelenkt, passiert den Schlitz (22) und läuft auf eine weitere Umlenkrolie (57), wo er um 90° zur gegenüberliegenden Seite der Laserschneidvorrichtung (1) umgelenkt wird. Dort trifft er auf eine weitere Umlenkrolle (58), die koaxial zu der Umlenkrolle (53) liegt, von iHr aber unabhängig drehbar

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gelagert ist. Dort wird er gleichfalls um 180° umgelenkt und zu dem Absaugkasten (38) geführt, wo er an einem ßefestigungspunkt (59) angelenkt ist.

Auf Grund dieser Führung der beiden Seilzüge (49, 50) wird die Bewegung des oberen Absaugkastens (45) relativ zum Tragrahmen (11) derart auf den unteren Absaugkasten (38) übertragen, daß sich die Öffnungen der beiden Absaugkästen (38, 45) immer genau gegenüberstehen. Dabei sind die Bewegungsrichtungen der beiden Seilzüge (49, 50) in der Darstellung gemäß Figur (3) durch PfeiIsymboIe angezeigt, und zwar für den Fall, daß der Laserkopf (24) bzw,, der obere Absaugkasten (45) nach links bewegt wird. Bei einer umgekehrten Bewegungsrichtung kehren sich die Pfeile entsprechend um.

Bei dem in Figur (4) dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine abweichende Seilzuganordnung getroffen worden. Sie besteht aus zwei geschlossenen und umlaufenden Seilzügen, nämlich einem oberen Seilzug (62) und einem unteren Seilzug (63) sowie zwei vertikalen Übertragungswellen, nämlich einer linken Übertragungswelle (64) und einer rechten Übertragungswelle (65).

Die beiden Übertragungswellen (64, 65) sind an dem Querträger (12) drehbar gelagert, so daß sie sich mit dem Tragrahmen (11) mitbewegen. Sie weisen an ihren oberen Enden jeweils ein Antriebsrad (66, 67) auf, um die herum der obere Seilzug (62) läuft. Ein Trum des oberen Seilzuges (62) ist mit dem Laserkopf (24) bzw. dem oberen Absaugkasten (45) am Befestigungspunkt (68) befestigt. es hat zur Folge, daß der obere Seilzug (62) bei Bewegung der Lasereinrichtung (23) bzw. des Laserkopfes (24) entsprechend umläuft und hierdurch die Antriebsräder (66,

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- 11 67) in gleichgerichtete Drehbewegung versetzt werden.

Diese Drehbewegungen werden über die Übertragungswellen (64, 65) an jeweils ein Abtriebsrad (69, 70) übertragen, welche mit der jeweiligen Übertragungswelle (64) bzw. (65) dretiiest verbunden sind. Da die Übertragungswellen (64, 65) durch die Schlitze (21, 22) zwischen dem Spanngitter (20) und den Längskantenträgern (3, 4) hindurch nach unten ragen, befinden sich die Abtriebsräder (69, 70) auf der Höhe des unteren Absaugkastens (38).

Um die Abtriebsräder (69, 70) ist der untere Seilzug (63) herumgeführt. Der Trum des unteren Seilzuges (63), der genau unterhalb des mit dem Befestigungspunkt (68) verbundenen Trums des oberen Seilzuges (62) liegt, ist an dem Befestigungspunkt (71) des unteren Absaugkastens (38) befestigt. Da der untere Seilzug (63) die gleiche Bewegung ausführt wie der obere Seilzug (62), ist hierdurch gesichert, daß sich die öffnungen der beiden Absaugkästen (38, 45) immer genau gegenüberstehen, der untere Absaugkasten (38) also mit dem oberen Absaugkasten (45) bewegt wird.

Selbstverständlich kann der An- und der Abtrieb der beiden Übertragungswellen (64, 65) auch durch andere Mittel erfolgen, beispielsweise durch Zahnstartgen oder Reibrollen. Desweiteren 1st die Erfindung nicht auf eine Schneidvorrichtung beschrankt. Sie 1st überall da anwendbar, wo mit einem Laser Materialbearbeitung vorgenommen wird/ bei der abzusaugende Dämpfe entstehen.

Claims

S · · * ■ I &diams; · ·* · · · I I . j i Bt €· Ansprüche: Fabian Reh, Bahnstr. 102&Lgr; p-4053 Jüchen 3 Laserschneidvorrichtung

a) sie hat einen Grundrahmen;

c) auf eir.er r?ite der Aufspannfläche ist ein Tragrahmen v.arfahrbar gelagert;

d) auf dem Tragrahmen ist ein Laserkopf angeordnet;

e) der Laserkopf ist quer zur Verfahrrichtung des Tragrahmens bewegbar;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

f) der Laserkopf (24) ist von einem zur Aufspannfläche (20) hin offenen, ersten Absaugkasten (45) umgeben;

g) auf der dem Laserkopf (24) abgewandten Seite der Aufspannfläche (20) ist ein zu dieser hin offener, zweiter Absaugkasten (38) vorgesehen;

h) der zweite Absaugkasten (38) ist mit dem ersten Absaugkasten (45) derart gekoppelt, daß sich die Absaugkästen (38, 45) gegenüberstehen;

i) beide Absaugkästen (38, 45) weisen Anschlußöffnungen (43, 46) für AnsaugschLauche (44, 47) auf.

2. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Absaugkasten (38) auf einem Träger (33) geführt ist- welcher mit dem Tragrahmen (11) verbunden ist, und daß der zweite Absaugkasten (38) auf dem Träger (33) parallel zu dem ersten Absaugkasten (45) bewegbar gelagert ist.

3. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (33) über seitlich an der Aufspannfläche (20) vorbeigehende Verbindungsstreben (36, 37) mit dem Tragrahmen (11) verbunden ist.

4. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (11) auf neben der Aufspannfläche (20) verlaufenden schienen (9, 10) gelagert ist und die Verbindungsstreben (36, 37) jeweils einen Schlitz (21, 22) zwischen Schiene (9, 10) und Aufspannfläche (20) durchfassen.

5. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannfläche (20) nur an Front- und Rückseite mit den- Grundrahmen (2) verbunden ist.

6. LäserschneidvorHchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugkästen (38 AD zu ihrer parallelen Bewegung über eine Seilzuganordnung (47, 61) miteinander verbunden sind.

7. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet/ daß am Laserkopf (24) bzw. am ersten Absaugkasten (45) zwei Seilzüge (49, 50) befestigt sind, die entgegengesetzt jeweils um die Auf spsnr.f I Sehe (2Q) herym auf deren andere Seite geführt sind, dort jeweils bis zur gegenüberliegenden Seite der Aufspannfläche (20) gespannt und jeweils von dort wieder zurück zu dem zweiten Absaugkasten (38) geführt und mit diesem verbunden sind.

8. Laserschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten des Tragrahmens (11) senkrecht zur Aufspannfläche (20) verlaufende Übertragungswellen (64, 65) gelagert sind, die auf der dem Laserkopf (24) zugewandten Seite der Aufspannfläche (20) Antriebsräder (66, 67) und auf der dem Lsssrkopf (24) angewandten Seite der Aufspannfläche (20) Abtriebsrädsr (69, 70) haben, wobei die Antriebsräder (67, 68) mit dem ersten Absaugkasten (45) und die Abtriebsräder (69, 70) mit dem zweiten Absaugkasten (38) verbunden sind.

9. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder (66, 67) mit dem ersten Absaugkasten (45) und/oder die Abtriebsräder (69, 70) mit dem zweiten Absaugkasten (38) jeweils über einen Seilzug (62, 63) verbunden sind.

10. Laserschneidvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilzüge als um die Antriebsräder bzw. Abtriebsräder geführte, endlose Treibriemen oder Treibketten ausgebildet sind, von

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denen jeweils ein Trum mit dem zugehörigen Absaugkasten verbunden ist.

11. Laserschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Absaugöffnungen der Absaugkästen (38, 45) deckungsgleich sind.