DE10015511A1 - Optoelektronische Sensorvorrichtung - Google Patents
Optoelektronische SensorvorrichtungInfo
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem Gehäuse (1). DOLLAR A Ein besonders kompaktes Gerät, das bei unverändertem Gehäuse (1) an eine Vielzahl von Einbausituationen angepaßt werden kann, wird dadurch erzielt, daß dem Gehäuse (1) ein Optikmodul (2) und ein Elektronikmodul (3) vorgesehen sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem Gehäuse,
insbesondere einen optischen Näherungsschalter, wie einen Reflexlichttaster oder
eine Sensorvorrichtung für eine Einweg- oder eine Reflexlichtschranke. Solche opti
schen Näherungsschalter weisen als Sendebauelemente, also als lichtemittierende
Bauelemente, typischerweise Dioden, vorzugsweise Laserdioden auf. Als Empfangs
bauelemente kommen im allgemeinen großflächige Fotodioden zum Einsatz. Diese
optischen Nährungsschalter können im wesentlichen in drei unterschiedliche Arten
unterteilt werden, nämlich in Einwegsysteme, Reflexionssysteme und Tastersysteme.
Einwegsysteme bestehen einerseits aus einer Sendervorrichtung und andererseits aus
einer räumlich von dieser getrennten Empfängervorrichtung. Die Sendervorrichtung
und die Empfängervorrichtung werden einander gegenüberliegend an den seitlichen
Begrenzungen eines zu überwachenden Bereichs derart angeordnet, daß von der
Sendervorrichtung emittiertes Licht von der Empfängervorrichtung empfangen wer
den kann. Im Gegensatz dazu sind bei Reflexionssystemen Sender und Empfänger in
einer einzigen Baueinheit, also in einer einzigen Vorrichtung integriert. Eine solche
eine Sender-/Empfängervorrichtung darstellende Baueinheit wird an einer äußeren
Begrenzung des zu überwachenden Bereichs angeordnet, während an der anderen,
dieser gegenüberliegenden Begrenzung des zu überwachenden Bereichs ein Reflek
tor vorgesehen wird, der von der Sender-/Empfängervorrichtung emittiertes Licht
derart auf diese zurück reflektiert, daß es von dem in der Sender-/Empfängervorrich
tung integrierten Empfänger empfangen werden kann. Den beiden zuvor beschriebe
nen Systemen ist gemeinsam, daß der Empfänger kein Lichtsignal oder wenigstens ein
verringertes Lichtsignal empfängt, wenn sich ein Objekt in dem zu überwachenden
Bereich befindet, da dieses Objekt den Strahlengang des von dem Sender emittierten
Lichtes vollständig oder zumindest teilweise unterbricht.
Grundsätzlich verschieden von dieser Funktionsweise ist die Funktionsweise von op
toelektronischen Tastersystemen. Bei diesen Systemen befinden sich der Sender und
der Empfänger zwar ebenfalls zusammen in einer Baueinheit, jedoch ist kein Reflektor
als Bestandteil des Systems vorgesehen. Stattdessen wird das vom Sender in der Sen
der-/Empfängervorrichtung emittierte Licht an einem zu erkennenden Objekt reflek
tiert. Fällt wenigstens ein Teil dieses an dem zu erkennenden Objekt reflektierten
Lichtes auf die Sender-/Empfängervorrichtung zurück, so kann dieser reflektierte
Lichtanteil von dem Empfänger detektiert werden.
Bei allen drei Arten von optoelektronischen Sensorsystemen ist es jedoch erforder
lich, die optoelektronischen Sensorvorrichtungen bei deren Installation genau auszu
richten, damit von dem Sender emittiertes Licht entweder direkt oder über Reflektion
auf den Empfänger trifft. Darüber hinaus kann es erforderlich sein, daß eine optoelek
tronische Sensorvorrichtung in einem Bereich einer Anlage angebracht werden muß,
der nur schwer zugänglich ist und/oder nur wenig Raum zur Befestigung bietet.
Insbesondere wenn nur wenig Platz für die Installation einer optoelektronischen Sen
sorvorrichtung zur Verfügung steht und unter Umständen lediglich eine mögliche
Anordnung bzw. Orientierung der optoelektronischen Sensorvorrichtung besteht, ist
es gewünscht, über eine solche optoelektronische Sensorvorrichtung zu verfügen, die
die Emission von Licht in unterschiedliche Richtungen bzw. den Empfang von Licht
aus unterschiedlichen Richtungen ermöglicht. Dementsprechend muß bei einer sol
chen optoelektronischen Sensorvorrichtung die Orientierung der Sende- bzw. Emp
fangseinheit entsprechend angepaßt werden können. Zumindest muß gewährleistet
sein, daß von der äußeren Form her im wesentlichen gleiche optoelektronische Sen
sorvorrichtungen verfügbar sind, bei denen die Empfangs- bzw. Sendeeinheit an un
terschiedlichen Seiten vorgesehen sind. Dabei ist es jedoch aus herstellungstechni
schen Gründen und aus Gründen der Lagerhaltung gewünscht, nicht eine Vielzahl
von unterschiedlichen optoelektronischen Sensorvorrichtungen herstellen und be
reithalten zu müssen, um die zuvor genannten Anforderungen erfüllen zu können.
Aus der DE 32 22 954 C2 und aus der DE 196 09 238 C2 sind solche optoelektroni
schen Sensorvorrichtungen bekannt, bei denen auf dem Gehäuse der optoelektroni
schen Sensorvorrichtung ein Gehäuseaufsatz vorgesehen ist, der relativ zum Gehäuse
drehbar ist und auf diese Weise die Emission bzw. den Empfang von Licht aus unter
schiedlichen Richtungen ermöglicht. Zwar läßt sich mit solchen optoelektronischen
Sensorvorrichtungen noch im eingebauten Zustand eine Anpassung an die räumli
chen Einbau- und Sende- bzw. Empfangsbedingungen erzielen, jedoch stellen solche
optoelektronischen Sensorvorrichtungen aufgrund des zusätzlichen Aufsatzes keine
kompakten Geräte dar. Der zusätzliche Aufsatz ist darüber hinaus mechanisch auf
wendig und anfällig gegen Beschädigungen.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine solche optoelektronische
Sensorvorrichtung anzugeben, die als kompakte Baueinheit herstellbar ist und bei
gleichen äußeren Abmessungen an unterschiedliche Einbausituationen angepaßt sein
kann, insbesondere den Empfänger bzw. den Sender an unterschiedlichen Seiten
aufweisen kann.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Sensorvorrichtung, mit der die zuvor aufge
zeigte und hergeleitete Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Gehäuse ein Optikmodul und ein Elektronikmodul vorgesehen sind. Dies bedeutet
also, daß das Gehäuse einerseits ein Optikmodul für die Aufnahme von optischen
Komponenten, wie Polarisatoren, Linsen, Spiegeln und Blenden, und andererseits ein
Elektronikmodul aufweist, das die für die optoelektronische Sensorvorrichtung erfor
derliche Elektronik aufweist, so daß das Optikmodul frei von elektronischen Kompo
nenten ist.
Durch die Trennung und Aufteilung der für die optoelektronische Sensorvorrichtung
erforderlichen Komponenten in ein Optikmodul einerseits und ein Elektronikmodul
andererseits wird eine Art Baukastensystem realisiert. Das heißt, daß je nach Anforde
rung an die optoelektronischen Sensorvorrichtungen, insbesondere in Abhängigkeit
von der aufgrund der Einbausituation der optoelektronischen Sensorvorrichtungen
erforderlichen Richtung der Emission bzw. des Empfangs von Licht, bei jeweils glei
chen äußeren Abmessungen, nämlich gleichem Gehäuse, optoelektronische Sensor
vorrichtungen mit einem Sender bzw. einem Empfänger auf unterschiedlichen Seiten
verfügbar sind, die aus einer geringen Anzahl von unterschiedlich einbaubaren Kom
ponenten herstellbar sind. Im einfachsten Fall nämlich kann eine solche erfindungs
gemäße Sensorvorrichtung mit Hilfe eines Optikmoduls und eines Elektronikmoduls
realisiert werden, die abhängig von der Einbausituation der optoelektronischen Sen
soreinrichtung in unterschiedlichen Orientierungen in ein Gehäuse eingebaut werden.
Bei einer im wesentlichen quaderförmigen optoelektronischen Sensorvorrichtung mit
einer schmalen Seite und einer breiten Seite kann somit ein Optikmodul sowohl für
die Emission bzw. den Empfang von Licht auf der schmalen als auch - alternativ dazu
- auf der breiten Seite vorgesehen werden.
Wie oben schon ausgeführt, weist die in Rede stehende optoelektronische Sensor
vorrichtung einen Sender, der vorzugsweise als Laserdiode ausgebildet ist, oder/und
einen Empfänger auf, der vorzugsweise als großflächige Fotodiode ausgebildet ist.
Wenn die optoelektronische Sensorvorrichtung einen Sender aufweist, so ist gemäß
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Sender in ei
ner in dem Optikmodul vorgesehenen Aufnahmevorrichtung angeordnet ist. Auf
diese Weise wird einerseits eine sehr einfache Montage des Senders in dem Optikmo
dul erzielt, wird andererseits bei der Montage des Sender in dem Optikmodul eine ge
naue Positionierung und feste Halterung des Senders in dem Optikmodul gewährlei
stet. Wenn die optoelektronische Sensorvorrichtung einen Empfänger aufweist, so
kann dieser ebenfalls im Optikmodul vorgesehen sein, was ähnliche Vorteile hat, wie
zuvor bezüglich des Senders beschrieben. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß der Empfänger Bestandteil des Elektronik
moduls ist. Insbesondere im Fall einer großflächigen Fotodiode als Empfänger ist auf
diese Weise ein besonders einfacher und mechanisch wenig anfälliger elektrischer
Anschluß des Empfängers möglich, und darüber hinaus wird somit eine Prüfung
und/oder ein Abgleich der vollständigen Elektronikeinheit vor dem Einbau in das
Gehäuse möglich. Dementsprechend kann ein schon vollständig geprüftes Elektro
nikmodul in das Gehäuse eingebaut werden. Insofern ist vorzugsweise vorgesehen,
daß das Elektronikmodul alle für die optoelektronische Sensorvorrichtung erforderli
chen Komponenten aufweist.
Das Elektronikmodul kann als Basis, auf der die einzelnen elektronischen Komponen
ten montiert sind, eine herkömmliche Leiterplatte aufweisen. Gemäß einer bevorzug
ten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß das Elektronikmodul
einen flexiblen Leiterfilm aufweist. Vorzugsweise ist dieser Leiterfilm darüber hinaus
derart faltbar, daß der Leiterfilm nach einer entsprechenden Faltung exakt in das Ge
häuse der optoelektronischen Sensorvorrichtung eingepaßt werden kann. Durch eine
entsprechend geänderte und angepaßte Faltung des flexiblen Leiterfilms ist eine An
passung an ein anderes Gehäuse bzw. an ein Gehäuse, in dem das Optikmodul anders
eingebaut ist, einfach möglich. Außerdem kann, falls der Empfänger in Form einer
großflächigen Fotodiode schon auf dem Leiterfilm angeordnet ist, durch entspre
chendes Falten des Leiterfilms oder durch ein anderes Anordnen des Leiterfilms die
Fotodiode an unterschiedlichen Stellen im Gehäuse entsprechend unterschiedlichen
Anforderungen an den optoelektronischen Sensor vorgesehen sein. Selbstverständ
lich gibt es auch die Möglichkeit, die Fotodiode an unterschielichen Stellen des
Leiterfilms anzuordnen.
Das Optikmodul kann in das Gehäuse der optoelektronischen Sensorvorrichtung auf
verschiedene Weisen eingesetzt werden. Es ist z. B. möglich, das Optikmodul auf eine
Innenwand des Gehäuses aufzusetzen und dort zu verkleben bzw. zwischen zwei
einander gegenüberliegenden Wänden festzuklemmen. Gemäß einer bevorzugten
Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß in dem Gehäuse Aufnahme
einrichtungen vorgesehen sind, das Optikmodul Eingriffseinrichtungen aufweist und
das Optikmodul durch den Eingriff der Eingriffseinrichtungen in die Aufnahmeein
richtungen in dem Gehäuse befestigt ist. Auf diese Weise wird einerseits eine beson
ders einfache Halterung des Optikmoduls in dem Gehäuse erzielt, wird andererseits
damit eine genaue und stets reproduzierbare Positionierung und Ausrichtung des
Optikmoduls in dem Gehäuse gewährleistet.
Die Aufnahmeeinrichtungen und die Eingriffseinrichtungen müssen selbstverständ
lich einander entsprechen. Denkbar für die Aufnahmeeinrichtungen und die Ein
griffseinrichtungen sind dabei alle Arten, die ein Verrutschen des Optikmoduls in dem
Gehäuse verhindern. Insbesondere bevorzugt ist es, wenn es sich bei den Aufnahme
einrichtungen und den Eingriffseinrichtungen um ein System aus Nut und Feder han
delt oder/und die Aufnahmeeinrichtungen als Stecklöcher und die Eingriffseinrich
tungen dementsprechend als Steckstifte ausgebildet sind. Ein besonders sicherer Halt
wird dabei dann erzielt, wenn die Eingriffseinrichtungen in den Aufnahmeeinrichtun
gen verrastet werden. Ist ein Auswechseln des Optikmoduls oder ein Ändern seiner
Anordnung bzw. Ausrichtung in dem Gehäuse nicht gewünscht oder nicht erforder
lich, so können darüber hinaus die Eingriffseinrichtungen in den Aufnahmeeinrich
tungen verklebt sein.
Weiter oben ist schon ausgeführt worden, daß das Gehäuse z. B. quaderförmig ausge
führt sein kann. Weist das Gehäuse allgemeiner gesagt zwei in einem Winkel zueinander
stehende Seitenwände auf und ist in einer der Seitenwände eine Lichtdurch
trittsöffnung vorgesehen, durch die von dem Sender emittiertes Licht oder von dem
Empfänger zu empfangendes Licht hindurchtreten kann, so ist gemäß einer bevorzug
ten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Eingriffseinrichtungen des Op
tikmoduls derart ausgebildet sind, daß das Optikmodul in wenigstens zwei voneinan
der verschiedenen Orientierungen in das Gehäuse einbaubar ist, die einer Ausrichtung
des Optikmoduls auf die in der einen bzw. in der anderen Seitenwand vorgesehene
Lichtdurchtrittsöffnung entsprechen. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung der op
toelektronischen Sensorvorrichtung ermöglicht es somit, lediglich ein einziges Optik
modul fertigen zu müssen, das dann in solchen voneinander verschiedenen Orientie
rung in das Gehäuse eingebaut werden kann, die den unterschiedlichen Einbausitua
tionen entsprechen, nämlich den unterschiedlichen Richtungen in die Licht emittiert
oder aus denen Licht empfangen werden soll.
Alternativ dazu ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgese
hen, daß das Optikmodul in dem Gehäuse um seine Längsachse drehbar gelagert ist.
Ist das Optikmodul auf diese Weise in das Gehäuse der optoelektronischen Sensor
vorrichtung eingebaut, so können mit dieser optoelektronischen Sensorvorrichtung
wenigstens zwei voneinander verschiedene Abstrahl- bzw. Empfangsrichtungen re
alisiert werden. Weist das Gehäuse dabei zwei in einem Winkel zueinander stehende,
vorzugsweise zueinander senkrechte Seitenwände auf, so ist für den zuvor genann
ten Einsatz der optoelektronischen Sensorvorrichtung vorgesehen, daß in den Sei
tenwänden jeweils eine Lichtdurchtrittsöffnung vorgesehen ist und das Optikmodul
in dem Gehäuse derart drehbar gelagert ist, daß durch Drehen des Optikmoduls eine
der beiden Lichtdurchtrittsöffnungen als für das Optikmodul verwendbare Licht
durchtrittsöffnung wählbar ist.
Eine noch universellere Einsatzmöglichkeit der elektronischen Sensorvorrichtung läßt
sich gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß die
beiden in einem Winkel zueinander stehenden Seitenwände des Gehäuses mittels ei
nes zylinderausschnittförmigen Wandabschnitts miteinander verbunden sind, in den
beiden Seitenwänden und in dem zylinderausschnittförmigen Wandabschnitt eine
durchgehende Lichtdurchtrittsöffnung vorgesehen ist und das Optikmodul in dem
Gehäuse derart drehbar gelagert ist, daß jeder Bereich der Lichtdurchtrittsöffnung als
für das Optikmodul verwendbare Lichtdurchtrittsöffnung wählbar ist. Auf diese Wei
se kann ein Bereich für das mögliche Emittieren von Licht bzw. den Empfang von
Licht erzielt werden, der sich über einen Winkel von 90° erstreckt. Insbesondere ist
dabei vorgesehen, daß sich die Orientierung des Optikmoduls im Gehäuse eingebau
ten Zustand von außen manipulieren läßt, z. B. mit Hilfe einer mit einem Schrauben
dreher verstellbaren Schraube.
Die Erfindung betrifft ferner eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem Ge
häuse und einem an dem Gehäuse vorgesehenen Befestigungselement, mit dem das
Gehäuse an einer Haltevorrichtung befestigbar ist, wobei das Befestigungselement
eine solche Hinterschneidung aufweist, daß das Befestigungselement im Querschnitt
an seinem dem Gehäuse zugewandten Ende schmaler ist als an seinem dem Gehäuse
abgewandten Ende.
Weiter oben ist schon angedeutet worden, daß ein Problem bei optoelektronischen
Sensorvorrichtungen deren genaue und reproduzierbare Positionierung beim Einbau
in eine entsprechende Anlage ist. Mitunter ist es erforderlich, optoelektronische Sen
soren vorübergehend zu deinstallieren, um z. B. Zugang zu einem ansonsten versperr
ten Bereich der Anlage zu erhalten. Dabei ist es gewünscht, daß der optoelektroni
sche Sensor einfach deinstallierbar und verläßlich unter Wiederherstellung der ur
sprünglichen Montagesituation und Ausrichtung der optoelektrischen Sensorvorrich
tung danach wieder installierbar ist.
Dementsprechend ist es ferner die Aufgabe der Erfindung, eine solche optoelektroni
sche Sensorvorrichtung bereitzustellen, die eine einfache, verläßliche und reprodu
zierbare Montage und Ausrichtung ermöglicht.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Sensorvorrichtung, mit der die zuvor aufge
zeigte und hergeleitete Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sei
tenkanten des Befestigungselements an seinem dem Gehäuse abgewandten Ende in
einem spitzen Winkel zueinander verlaufen. Wird die erfindungsgemäße optoelek
tronische Sensorvorrichtung mit Hilfe dieses Befestigungselements an einer Haltevor
richtung befestigt, die eine entsprechend geformte und dimensionierte Aufnahmevor
richtung in Form einer Aufnahmeschiene aufweist und deren Seitenwände vorzugsweise
ebenfalls in einem spitzen Winkel zueinander verlaufen, so wird damit beim
Einschieben der optoelektronischen Sensorvorrichtung in die Haltevorrichtung mit
Hilfe des Befestigungselements genau eine Position definiert, an dem sich das Befe
stigungselement nicht weiter in die Haltevorrichtung einschieben läßt, da sich die
Breite der Ausnehmung der Haltevorrichtung einerseits und die Breite des Befesti
gungselements andererseits genau entsprechen. Wird die optoelektronische Sensor
vorrichtung immer bis zu diesem Anschlagpunkt eingeschoben, so ist deren Positio
nierung jederzeit reproduzierbar. Ist dieser Anschlagpunkt erreicht, so läßt sich gemäß
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dann eine besonders verläßliche und
mechanisch stabile Halterung der optoelektronischen Sensoreinrichtung in dieser
Stellung dadurch erreichen, daß auf der Unterseite des Befestigungselements eine
Ausnehmung vorgesehen ist, in die eine an der Haltevorrichtung angebrachte Rast
vorrichtung einrastbar ist. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die Rastvorrich
tung eine Feder, insbesondere eine gebogene Blattfeder ist.
Die Hinterschneidung kann verschiedene Formen, wie z. B. eine T-Form aufweisen;
gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß
das Befestigungselement im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ist und/oder die
Seitenkanten des Befestigungselements V-förmig aufeinander zulaufen.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße op
toelektronische Sensorvorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird ei
nerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprü
che und andererseits auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung bevorzugte Aus
führungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen. In
der Zeichnung zeigt
Fig. 1 die Anordnung eines Optikmoduls und eines Elektronikmoduls in einer
als Sende-/Empfangsvorrichtung wirkenden optoelektronischen Sensor
vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung,
Fig. 2 die Anordnung eines Optikmoduls und eines Elektronikmoduls in einer
als Sendevorrichtung dienenden optoelektronischen Sensorvorrichtung
gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3a eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Lichtdurchtrittsöffnung auf
einer Schmalseite des Gehäuses,
Fig. 3b eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Lichtdurchtrittsöffnung auf
einer Breitseite des Gehäuses,
Fig. 4 eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Optikmodul in dem Ge
häuse um 90° drehbar gelagert ist,
Fig. 5 das Einbringen eines als flexibler, faltbarer Leiterfilm ausgeführten Elek
tronikmoduls in eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6 ein Optikmodul für eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß ei
nem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei voneinan
der getrennte Lichtwege für zu emittierendes Licht und für zu empfan
gendes Licht vorgesehen sind,
Fig. 7 eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einer Befestigungsvor
richtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
in von der entsprechenden Haltevorrichtung getrenntem Zustand und
Fig. 8 eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem Befestigungsele
ment gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das
an der Haltevorrichtung mit Hilfe einer Blattfeder fixiert wird.
Aus der Fig. 1 ist eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem seitlich offenen
Gehäuse 1 ersichtlich. In dem Gehäuse 1 sind ein Optikmodul 2 und ein Elektronik
modul 3 angeordnet. Das Optikmodul 2 ist als langgestreckter, quaderförmiger und im
Querschnitt quadratischer Tubus ausgeführt und weist einen Sender 4 auf, der in ei
ner in dem Optikmodul 2 vorgesehenen Aufnahmevorrichtung 5 angeordnet ist. Ge
mäß dem in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
als Sender 4 eine Laserdiode vorgesehen. Nicht dargestellt sind die Anschlüsse des
Senders 4, die entweder mit dem Elektronikmodul 3 verbunden sind oder direkt in ein
Kabel 6 führen, das einerseits für die Stromversorgung der optoelektronischen Sen
sorvorrichtung und andererseits zur Datenübertragung dient.
Das Elektronikmodul 3 ist vorliegend als flexibler, faltbarer Leiterfilm ausgeführt, auf
dem sämtliche für die optoelektronische Sensorvorrichtung erforderlichen elektroni
schen Komponenten aufgebracht sind. Darüber hinaus trägt das Elektronikmodul 3
den Empfänger 7, der gemäß dem aus Fig. 1 ersichtlichen bevorzugten Ausführungs
beispiel der Erfindung als großflächige Fotodiode ausgeführt ist.
Zur Befestigung des Optikmoduls 2 in dem Gehäuse 1 sind in diesem Aufnahmeein
richtungen 8 und an dem Optikmodul 2 Eingriffseinrichtungen 9 vorgesehen, so daß
das Optikmodul 2 durch den Eingriff der Eingriffseinrichtungen 9 in die Aufnahme
einrichtungen 8 in dem Gehäuse 1 befestigt werden kann. Die Aufnahmeeinrichtun
gen 8 des Gehäuses 1 und die Eingriffseinrichtungen 9 des Optikmoduls 2 sind als ein
System aus Nut und Feder ausgeführt.
Das Gehäuse 1 der optoelektronischen Sensorvorrichtung ist quaderförmig ausgebil
det, so daß die Seitenwände 10 in einem rechten Winkel zueinander stehen. In einer
der Seitenwände 10, nämlich auf einer Schmalseite, ist eine Lichtdurchtrittsöffnung 11
vorgesehen. Das Optikmodul 2 einerseits und das Elektronikmodul 3 mit dem darauf
angebrachten Empfänger 7 andererseits sind nun derart in dem Gehäuse 1 angeord
net, daß sowohl von dem Sender 4 emittiertes Licht als auch auf die optoelektroni
sche Sensorvorrichtung einfallendes und von dem Empfänger 7 zu detektierendes
Licht durch die Lichtdurchtrittsöffnung 11 hindurchtreten kann. Dabei ist der Emp
fänger 7 so ausgerichtet, daß das auf die Lichtdurchtrittsöffnung 11 einfallende Licht
den Empfänger 7 auf direktem Weg erreicht. Um die gleich Lichtdurchtrittsöffnung 11
auch für das von dem Sender emittierte Licht zu verwenden, ist in dem Optikmodul
unter 45° zu dessen Längsachse ein in Fig. 1 nur angedeuteter teildurchlässiger Spie
gel 12 angeordnet, so daß von dem Sender 4 emittiertes Licht um 90° umgelenkt wird
und durch die Lichtdurchtrittsöffnung 11 aus dem Gehäuse 1 nach außen gelangen
kann, ein Teil des einfallenden Lichts jedoch durch den teildurchlässigen Spiegel 12
und eine in Fig. 1 ebenfalls nur angedeutete Blende 13, die noch Bestandteil des Optikmoduls
2 ist, hindurchtritt und auf den Empfänger 7 trifft, der auf dem flexiblen,
faltbaren Leiterfilm des Elektronikmoduls 3 angeordnet ist.
Die aus Fig. 1 ersichtliche optoelektronische Sensorvorrichtung wirkt somit als Sen
der-/Empfängervorrichtung. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, läßt sich mit einem genau glei
chen Gehäuse 1 und im wesentlichen dem gleichen Optikmodul 2, bei dem lediglich
die Blende 13 durch eine vollständig schließende Abdeckung 14 und der teildurch
lässige Spiegel 12 durch einen im wesentlichen vollständig reflektierenden Spiegel 15
ersetzt worden ist, eine reine Sendervorrichtung erzielen.
Unabhängig davon, ob es sich bei der optoelektronischen Sensorvorrichtung um eine
Empfängervorrichtung, eine Sensorvorrichtung oder eine Empfänger-/Sendervorrich
tung handelt, lassen sich durch die Verwendung des Optikmoduls 2 und des Elektro
nikmoduls 3 auch insofern verschiedene Ausführungsformen erzielen, als daß die
Lichtdurchtrittsöffnung 11 in dem Gehäuse 1 in unterschiedlichen Seitenwänden 10
realisiert sein kann. Aus Fig. 3a ist eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich, bei der das Ge
häuse 1 quaderförmig ist und die Lichtdurchtrittsöffnung 11 auf einer Schmalseite des
Gehäuses 1 vorgesehen ist. Indem das Optikmodul 2 lediglich um 90° um seine
Längsachse gedreht in das Gehäuse 1 eingebaut wird und das Elektronikmodul 3, das
als flexibler, faltbarer Leiterfilm ausgeführt ist, entsprechend anders gefaltet und in
dem Gehäuse 1 angeordnet wird, läßt sich auch eine solche Ausführungsform erzielen,
bei der die Lichtdurchtrittsöffnung 11 auf einer Breitseite des quaderförmigen Gehäu
ses 1 realisiert ist, wie aus Fig. 3b ersichtlich.
Aus Fig. 4 ist eine optoelektronische Sensorvorrichtung gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich, bei dem das Optikmodul 2 in dem Ge
häuse 1 um seine Längsachse drehbar gelagert ist. Bei der aus Fig. 4 ersichtlichen op
toelektronischen Sensorvorrichtung ist das Gehäuse 1 nicht quaderförmig ausgeführt
sondern weist eine abgerundete Kante auf. Diese Abrundung einer Kante des Gehäu
ses 1 wird dadurch erzielt, daß zwei im rechten Winkel zueinander stehende Seiten
wände 10 des Gehäuses 1 mittels eines zylinderausschnittförmigen Wandabschnitts
miteinander verbunden sind. In den beiden Seitenwänden 10 und in dem zylinderaus
schnittförmigen Wandabschnitt ist eine durchgehende Lichtdurchtrittsöffnung 11
vorgesehen. Das Optikmodul 2 kann nun aufgrund seiner Drehbarkeit in einem Win
kelbereich von 90° so positioniert werden, daß praktisch jeder Bereich der Licht
durchtrittsöffnung 11 als für das Optikmodul 2 verwendbare Lichtdurchtrittsöffnung
11 wählbar ist. Auf diese Weise wird eine optoelektronische Sensorvorrichtung er
zielt, bei der selbst im fest eingebauten Zustand noch eine Justage der Richtung mög
lich ist, in die Licht emittiert bzw. aus der Licht empfangen werden soll. Gemäß der
aus Fig. 4 ersichtlichen Sensorvorrichtung erfolgt diese Justage mit Hilfe einer auf der
Längsachse des Optikmoduls 2 vorgesehenen Stellschraube 16, die mit Hilfe eines
Schraubendrehers gedreht werden kann.
Nach dem zuvor schon des öfteren angesprochen worden ist, daß das Elektronikmo
dul 3 als flexibler, faltbarer Leiterfilm ausgeführt sein kann, ist aus Fig. 5 ersichtlich,
wie ein solcher Leiterfilm entsprechend den Abmessungen des Gehäuses 1 der opto
elektronischen Sensorvorrichtung gefaltet und in dieses eingepaßt wird. Bei der aus
Fig. 5 ersichtlichen optoelektronischen Sensorvorrichtung handelt es sich um eine
solche Ausführungsform, bei der die Lichtdurchtrittsöffnung 11 auf einer Breitseite,
des Gehäuses 1, nämlich in der hinteren Seitenwand 10 vorgesehen ist. Dementspre
chend ist das Optikmodul 2 mittig auf der hinteren Seitenwand 10 angeordnet. Das
als flexibler, faltbarer Leiterfilm ausgebildete Elektronikmodul 3 wird dann entspre
chend der inneren Struktur des Gehäuses 1 und der Anordnung des Optikmoduls 2
gefaltet und in das Gehäuse 1 eingepaßt.
Während in Fig. 1 eine solche optoelektronische Sensorvorrichtung dargestellt ist, die
als Sende-/Empfangsvorrichtung wirkt und bei der die Emission von Licht und der
Empfang von Licht durch die gleiche Lichtdurchtrittsöffnung 11 erfolgt, zeigt Fig. 6
ein solches Optikmodul 2, bei dem die Lichtwege für emittiertes bzw. einfallendes
Licht nicht identisch sind. Dementsprechend ist der in einem Winkel von 45° zur
Längsachse des Optikmoduls 2 angeordnete Spiegel 15 für das emittierte Licht kein
teildurchlässiger sondern ein im wesentlichen vollständig reflektierender Spiegel 1 S.
Ansonsten entspricht das Optikmodul 2 jedoch denen, die für die zuvor erläuterten
optoelektronischen Sensorvorrichtungen gemäß bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung verwendet werden. Selbstverständlich ist für das in Fig. 6 dargestellte
Optikmodul 2 ein solches Gehäuse 1 erforderlich, das für die Lichtemission und den
Empfang von Licht nicht eine gemeinsame Lichtdurchtrittsöffnung 11 sondern zwei
voneinander verschiedene nebeneinander bzw. übereinander angeordnete Licht
durchtrittsöffnungen 11 aufweist.
Aus Fig. 7 ist eine optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem an dem Gehäuse 1
vorgesehenen Befestigungselement 17 ersichtlich, mit dem das Gehäuse 1 an einer
Haltevorrichtung 18 befestigt werden kann. Das Befestigungselement 17 an dem Ge
häuse 1 weist eine im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Hinterschneidung auf,
so daß das Befestigungselement 17 in eine der Form des Befestigungselements 17 ent
sprechend ausgebildete Haltevorrichtung 18 eingeschoben werden kann. Eine ex
akte und reproduzierbare Positionierung der optoelektronischen Sensorvorrichtung
auf der Haltevorrichtung 18 wird dadurch erzielt, daß die Seitenkanten des Befesti
gungselements 17 an seinen dem Gehäuse 1 abgewandten Ende in einem spitzen
Winkel zueinander verlaufen. Damit verändert sich über die Länge des Befesti
gungselements 17 seine Breite, so daß beim Einschieben des Befestigungselements 17
in die Haltevorrichtung 18 an einem ganz bestimmten Punkt, nämlich dem Anschlag
punkt, ein Einschieben des Befestigungselements 17 in die Haltevorrichtung 18 nicht
weiter möglich ist. Eine verläßliche und mechanisch stabile Halterung in dieser Posi
tion wird darüber hinaus dadurch erreicht, daß auf der Unterseite des Befestigungs
elementes 17 eine nicht weiter dargestellte Ausnehmung vorgesehen ist, in die eine an
der Haltevorrichtung angebrachte Rastvorrichtung 19 einrastbar ist. Gemäß dem aus
Fig. 8 ersichtlichen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Rastvor
richtung 19 als eine gebogene Blattfeder ausgeführt.
Claims (16)
1. Optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem Gehäuse (1), dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem Gehäuse (1) ein Optikmodul (2) und ein Elektronikmodul (3)
vorgesehen sind.
2. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Sender (4), vor
zugsweise eine Laserdiode, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender
(4) in einer in dem Optikmodul (2) vorgesehenen Aufnahmevorrichtung (5) angeord
net ist.
3. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Empfän
ger (7), vorzugsweise eine großflächige Fotodiode, vorgesehen ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Empfänger (7) Bestandteil des Elektronikmoduls (3) ist.
4. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul (3) alle für die optoelektronische Sensor
vorrichtung erforderlichen elektronischen Komponenten aufweist.
5. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul (3) einen flexiblen, vorzugsweise faltbaren,
Leiterfilm aufweist.
6. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) Aufnahmeeinrichtungen (8) vorgesehen
sind, das Optikmodul (2) Eingriffseinrichtungen (9) aufweist und das Optikmodul (2)
durch den Eingriff der Eingriffseinrichtungen (9) in die Aufnahmeeinrichtungen (8) in
dem Gehäuse (1) befestigt ist.
7. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmeeinrichtungen (8) und die Eingriffseinrichtungen (9) als Steck
löcher bzw. Steckstifte oder/und als ein System aus Nut und Feder ausgebildet sind.
8. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Eingriffseinrichtungen (9) in den Aufnahmeeinrichtungen (8) verra
stet oder/und verklebt sind.
9. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gehäuse
(1) zwei in einem Winkel zueinander stehende Seitenwände (10) aufweist und in einer
der Seitenwände (10) eine Lichtdurchtrittsöffnung (11) vorgesehen ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Eingriffseinrichtungen (9) des Optikmoduls (2) derart ausgebil
det sind, daß das Optikmodul (2) in wenigstens zwei voneinander verschiedenen Ori
entierungen in das Gehäuse (1) einbaubar ist, die eine Ausrichtung des Optikmoduls
(2) auf die in der einen bzw. in der anderen Seitenwand (10) vorgesehene Licht
durchtrittsöffnung (11) entsprechen.
10. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Optikmodul (2) in dem Gehäuse (1) um seine Längsachse
drehbar gelagert ist.
11. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Gehäuse (1)
zwei in einem Winkel zueinander stehende, vorzugsweise zueinander senkrechte Sei
tenwände (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden (10) je
weils eine Lichtdurchtrittsöffnung (11) vorgesehen ist und das Optikmodul (2) in dem
Gehäuse (1) derart drehbar gelagert ist, daß eine der beiden Lichtdurchtrittsöffnungen
(11) als für das Optikmodul (2) verwendbare Lichtdurchtrittsöffnung (11) wählbar ist.
12. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Gehäuse (1)
zwei in einem Winkel zueinander stehende, vorzugsweise zueinander senkrechte Sei
tenwände (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in einem Winkel
zueinander stehenden Seitenwände (10) des Gehäuses (1) mittels eines zylinderaus
schnittförmigen Wandabschnitts miteinander verbunden sind, in den beiden Seiten
wänden (10) und in dem zylinderausschnittförmigen Wandabschnitt eine durchge
hende Lichtdurchtrittsöffnung (11) vorgesehen ist und das Optikmodul (2) in dem
Gehäuse (1) derart drehbar gelagert ist, daß jeder Bereich der Lichtdurchtrittsöffnung
(11) als für das Optikmodul (2) verwendbare Lichtdurchtrittsöffnung (11) wählbar ist.
13. Optoelektronische Sensorvorrichtung mit einem Gehäuse (1) und einem an dem
Gehäuse (1) vorgesehenen Befestigungselement (17), mit dem das Gehäuse (1) an ei
ner Haltevorrichtung (18) befestigbar ist, wobei das Befestigungselement (17) eine
solche Hinterschneidung aufweist, daß das Befestigungselement (17) im Querschnitt
an seinem dem Gehäuse zugewandten Ende schmaler ist als seinem dem Gehäuse (1)
abgewandten Ende, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Seitenkanten des Befestigungselementes (17) an seinem dem
Gehäuse (1) abgewandten Ende in einem spitzen Winkel zueinander verlaufen.
14. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Befestigungselement (17) im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ist
und/oder die Seitenkanten des Befestigungselements (17) V-förmig aufeinander zu
laufen.
15. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß auf der Unterseite des Befestigungselements (17) eine Ausneh
mung vorgesehen ist und in die Ausnehmung eine an der Haltevorrichtung (18) an
gebrachte Rastvorrichtung (19) einrastbar ist.
16. Optoelektronische Sensorvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Rastvorrichtung (19) eine Feder ist, insbesondere eine gebogene Blattfe
der.
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