Lichtelektrische Schranke
Die Erfindung bezieht sich auf eine lichtelektrische Schranke mit Lichtsender und mindestens einem Lichtempfänger (Lichtvorhang), insbesondere zum lichtelektrischen Unfallschutz von Pressen, Stanzen usw.
Lichtelektrische Schutzeinrichtungen in Form von Lichtvorhangen sind bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform wird durch einen Schwingungsspiegel eine pendelnde Bewegung eines Lichtstrahls erzeugt, dieser wird auf einen Dachkantspiegel und von dort auf einen aus Trippelrückstrahlen gebildeten Spiegel geworfen. Durch eine geringe Streuung auf seinem Weg fällt das Licht nicht mehr gebündelt auf seinen Ausgangspunkt zurück, sondern etwas darum herum, wo es von einem Ringspiegel aufgefangen und auf ein lichtempfindliches Element geworfen wird. Solange der Lichtvorhang nicht unterbrochen wird, erhält das lichtempfindliche Element Dauerlicht und die zu schützende Vorrichtung bleibt einsatzbereit.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird zur Bewegung des Lichtstrahlenbündels ein umlaufendes polygones Spiegelprisma verwendet, dessen Umlaufachse parallel zur Brennlinie eines Zylinderspiegels angeordnet ist und das so bemessen ist, dass die Spiegelprismakanten während des Umlaufes mit der Brennlinie des Zylinderspiegels annähernd zur Deckung kommen. Die von dem Vielspiegel ausgesandten Lichtstrahlen werden auf den Zylinderspiegel geworfen, gelangen von dort über eine Zylinderlinse auf einen Trippelspiegel, werden zurückgeworfen und von einem halbdurchlässigen Spiegel auf ein Fotoelement gelenkt.
Bei beiden bekannten Anordnungen ist die Anwendung von Schwing- bzw. Vielkantspiegel sowie von Trippelreflektoren hoher Genauigkeit und Gleich- mässigkeit nötig, bei der zweiten noch ein zusätzlicher halbdurchlässiger Spiegel.
Die Erfindung bezweckt, den Aufbau des Lichtsenders eines lichtelektrischen Vorhanges zu vereinfachen, um dadurch ein zuverlässiges Arbeiten der Schutzeinrichtung zu erreichen und Fehler oder Störungsquellen von vornherein möglichst auszuschliessen. Erfindungsgemäss erreicht man dies durch einen die Lichtquelle umgebenden, an seinem Mantel mit mindestens einem schlitzartigen wendefförmigen Lichtdurchlass versehenen Rotationszyiinder und eine zwischen dem Zylinder und dem Lichtempfänger angeordnete mit einer Spaltoptik versehene Spaltblende.
Als Lichtquelle kann dabei eine Leuchtstoffröhre vorgesehen sein. Wird eine besonders hohe Konstanz der Leuchtdichte der Lichtquelle gefordert, ist die Anwendung einer Giühwendelsoffite zweckmässig.
Der die Lichtquelle umgebende Rotationszylinder ist wie bereits erwähnt an seinem Mantel mit mindestens einem wendelförmigen Lichtspalt versehen. Ein sehr dichter Lichtvorhang erfordert mehrere wendelförmige Lichtspalte am Umfang des Rotationszy binders.
Anstatt eines Zylinders, aus dessen Mantel selbst ein oder mehrere Lichtspalte theraulsgearbeitet sind, kann ein Zylinder mit einem aus durchsichtigem Material bestehenden Mantel vorgesehen werden, um den eine Folie mit wendelförmigen lichtdurchlässigen Stellen gelegt wird. Zur Übertragung des Antriebsmoments ist ein am Zylinder angebrachter Zahnkranz vorteilhaft. Es ist zweckmässig, als Spaltoptik eine Zylinderlinse vorzusehen. Die durch den rotierenden Zylinder und die Spaltblende hindurchtretenden Lichtstrahlen werden vorteilhaft mittels eines Kollimatorspiegels auf ein lichtempfindliches Element geworfen. Als ein derartiges Element kann eine Photodiode oder Photoelement vorgesehen werden.
Bei Verwendung einer Photodiode als lichtempfindlidhes Element kann diese in Abhängigkeit von dem auffallenden Licht sowohl als Spannungserzeuger als auch als steuerbarer Widerstand verwendet werden. Bei Verwendung von Phototransistoren kann deren Verstärkerwirkung ausgenutzt werden, was insbesondere für empfindliche Schaltungen von Vorteil ist.
In Figur 1 ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes der Lichtsender und Empfänger in der Seitenansicht dargestellt. In Figur 2 ist der Lichtsender und Empfänger in der Draufsicht dargestellt.
Der Lichtsender besteht aus dem die Lichtquelle 1 umgebenden, an seinem Mantel mit einem wendelförmigen Lichtspalt 8 versehenen Rotationszylinder 2, der von dem Motor 3 über das Getriebe 4 angetrieben wird und mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. In dem den Zylinder 2 mit Lichtquelle 1 und Antriebsmotor 3 aufnehmenden Gehäuse 5 ist eine Sahlitzblende 6 vorgesehen, durch die die den Zylinder 2 passierenden Lichtstrahlen austreten können. Vor der Schlitzblende 6 ist als Spaltoptik die Zylinderlinse 7 vorgesehen, die das aus der Spaltblende austretende Licht sammelt und bündelt. Bei stehendem Zylinder bildet sich an der Kreuzungsstelle von Spaltblende und Zyiindeflichtspaft ein Lichtpunkt, der sich bei drehendem Zylinder entlang der Spaltblende bewegt und den Lichtvorgang biIdet.
Enthält der Umfang des Zylinders mehrere wendelförmige Lichtspalte, so entstehen an der Spaltblende mehrere Lichtpunkte.
Die vom Sender ausgehenden Strahlen werden von dem Kollimatorspiegel 11 im Lichtempfänger, dessen Gehäuse 13 ebenfalls eine die Strahlen sammelnde und bündelndeZylinderlinse9 und Spaltblende lOabschliesst, auf das im Brennpunkt des Kollimatorspiegels befindliche lichtempfindliche Element 12 geworfen. Wird ein Gegenstand in den Lichtvorgang gebracht, so wird die auf das lichtempfindliche Element fallende Lichtmenge geändert und über nachgeschaltete Elemente, beispielsweise Verstärker, ein Schaltbefehl ausgelöst, der eine Schalt- oder Warnvorrichtung steuern kann.
Photoelectric barrier
The invention relates to a photoelectric barrier with a light transmitter and at least one light receiver (light curtain), in particular for photoelectric protection against accidents in presses, punches, etc.
Photoelectric protective devices in the form of light curtains are known. In a known embodiment, an oscillating movement of a light beam is generated by an oscillating mirror, this light beam is thrown onto a roof edge mirror and from there onto a mirror formed from triple reflections. Due to a small amount of scattering on its way, the light no longer falls back in a bundle to its starting point, but something around it, where it is caught by a ring mirror and thrown onto a light-sensitive element. As long as the light curtain is not interrupted, the light-sensitive element receives continuous light and the device to be protected remains ready for use.
In a further known embodiment, a circumferential polygonal mirror prism is used to move the light beam, whose axis of rotation is arranged parallel to the focal line of a cylinder mirror and which is dimensioned such that the mirror prism edges almost coincide with the focal line of the cylinder mirror during the revolution. The light beams emitted by the multi-mirror are thrown onto the cylinder mirror, from there reach a triple mirror via a cylinder lens, are thrown back and directed onto a photo element by a semi-transparent mirror.
In both known arrangements the use of oscillating mirrors or polygonal mirrors as well as triple reflectors of high accuracy and uniformity is necessary, with the second an additional semi-transparent mirror.
The invention aims to simplify the structure of the light transmitter of a photoelectric curtain in order to achieve reliable operation of the protective device and to exclude errors or sources of interference from the outset as far as possible. According to the invention, this is achieved by a rotary cylinder surrounding the light source, provided on its jacket with at least one slit-like helical light passage, and a slit diaphragm arranged between the cylinder and the light receiver and provided with slit optics.
A fluorescent tube can be provided as the light source. If a particularly high degree of constancy of the luminance of the light source is required, it is advisable to use a Giühwendelsoffite.
As already mentioned, the rotary cylinder surrounding the light source is provided with at least one helical light gap on its jacket. A very dense light curtain requires several helical light gaps on the circumference of the Rotationszy binder.
Instead of a cylinder, from the jacket of which one or more light gaps have been worked out, a cylinder with a jacket made of transparent material can be provided, around which a film with helical, translucent points is placed. A ring gear attached to the cylinder is advantageous for transmitting the drive torque. It is advisable to use a cylindrical lens as the slit optics. The light beams passing through the rotating cylinder and the slit diaphragm are advantageously thrown onto a light-sensitive element by means of a collimator mirror. A photodiode or photo element can be provided as such an element.
When using a photodiode as a light-sensitive element, it can be used both as a voltage generator and as a controllable resistor, depending on the incident light. When using phototransistors, their amplifier effect can be used, which is particularly advantageous for sensitive circuits.
In Figure 1, the light transmitter and receiver is shown in side view as an embodiment of the subject invention. In Figure 2, the light transmitter and receiver is shown in plan view.
The light transmitter consists of the rotary cylinder 2 surrounding the light source 1 and provided with a helical light gap 8 on its jacket, which is driven by the motor 3 via the gear 4 and rotates at a constant speed. In the housing 5 accommodating the cylinder 2 with the light source 1 and the drive motor 3, a Sahlitzblende 6 is provided through which the light beams passing through the cylinder 2 can exit. In front of the slit diaphragm 6, the cylindrical lens 7 is provided as a slit optic, which collects and bundles the light emerging from the slit diaphragm. When the cylinder is stationary, a point of light is formed at the intersection of the slit diaphragm and the cylinder deflecting shaft, which moves along the slit diaphragm when the cylinder rotates and forms the light process.
If the circumference of the cylinder contains several helical gaps of light, several points of light are created on the slit diaphragm.
The rays emanating from the transmitter are thrown from the collimator mirror 11 in the light receiver, the housing 13 of which also closes a cylinder lens 9 and slit diaphragm 10 collecting and bundling the rays, onto the light-sensitive element 12 located at the focal point of the collimator mirror. If an object is brought into the light process, the amount of light falling on the light-sensitive element is changed and a switching command is triggered via downstream elements, for example amplifiers, which can control a switching or warning device.