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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Lichtgitters.
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Lichtgitter
der in Rede stehenden Art werden in industriellen Bereichen, insbesondere
auch im Bereich der Sicherheitstechnik zur Objekterkennung und zur
Gefahrenbereichsüberwachung
eingesetzt.
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Typischerweise
weist ein Lichtgitter eine Anordnung von Lichtstrahlen emittierenden
Sendern, die in einem ersten Gehäuse
integriert sind, und eine Anordnung von Empfängern, auf welche diese Lichtstrahlen
auftreffen, auf, wobei diese in einem zweiten Gehäuse integriert
sind.
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Die
Gehäuse
werden an den Rändern
eines Überwachungsbereichs
so aufgestellt, dass bei freiem Überwachungsbereich
die von den Sendern emittierten Lichtstrahlen auf die den jeweiligen
Sendern zugeordneten Empfängern
auftreffen. Bei Eintritt eines Objekts in den Überwachungsbereich erfolgt
die Unterbrechung wenigstens der von einem Sender emittierten Lichtstrahlen,
wodurch im Lichtgitter eine Objektmeldung generiert wird.
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Bei
Einsatz des Lichtgitters an Maschinen oder Anlagen körnen die
Gehäuse
prinzipiell an Maschinen- oder Anlagenteilen montiert werden.
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In
vielen Applikationen ist es jedoch erforderlich die Lichtgitter
freistehend aufzustellen. Da die Gehäuse des Lichtgitters selbst
keine ausreichende Standfestigkeit aufweisen, werden die Gehäuse eines
Lichtgitters in als Standsäulen
ausgebildeten Säulen
gelagert. Die Säulen
selbst sind auf einem Sockel drehbar und vorzugsweise kippbar gelagert, so
dass die in den Säulen
gelagerten Gehäuse
der Lichtgitter justiert werden können. Ein derartiges System
ist von dem Befestigungssystem UDC der Firma Leuze lumiflex gebildet.
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Problematisch
hierbei ist jedoch die Befestigung der Gehäuse in den jeweiligen Säulen. Zur
Befestigung der Gehäuse
müssen
in die Säulen
Löcher in
bestimmten Positionen eingefräst
werden, so dass Schrauben von außen in die Löcher der
Säulen
eingeführt
werden, um damit das in den Innenraum der jeweiligen Säule eingeführte Gehäuse fixieren
zu können.
Nachteilig hierbei ist, dass das Einfräsen der Löcher in die Säulen einen
zusätzlichen
Arbeitsaufwand erfordert, der die Herstellkosten der Säulen erhöht. Hierbei
ist weiterhin nachteilig, dass die Löcher spezifisch für die jeweilige
Größe des Gehäuses in die
Säule eingearbeitet
werden müssen.
Dies bedeutet, dass durch das Einarbeiten der Löcher in die Säule diese
auf eine bestimmte Gehäusegröße festgelegt
ist.
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Ein
weiterer wesentlicher Nachteil derartiger Befestigungen besteht
darin, dass eine Höhenverstellbarkeit
des Gehäuses
in der Säule
nur mit einem hohen Aufwand durchführbar ist. Um eine derartige Höhenerstellung
zu gewährleisten,
weisen die Gehäuse
der Lichtgitter in deren Längsrichtung
verlaufende Nuten auf, in welchen Nutensteine geführt sind.
Um eine bestimmte Höhe
des Gehäuses
innerhalb der Säule
einzustellen, werden die Nutensteine in der Nut in vorgegebene Sollpositionen
eingebracht. Dann wird das Gehäuse
in die Säule
eingeführt,
worauf Schrauben von außen
in die Löcher
der Säule
eingeführt
und dann in die Nutensteine des Gehäuses eingeschoben werden müssen. Dies
ist deshalb äußerst umständlich und
zeitaufwendig, da bei Betätigen
der Schrauben mit ersten Werkzeugen gleichzeitig die Nutensteine
mit zweiten Werkzeugen in ihren Sollpositionen gehalten werden müssen. Zudem
besteht insbesondere bei Einführen
des Gehäuses
in die Säule
die Gefahr, dass sich die Nutensteine in der Nut des Gehäuses verschieben,
so dass dadurch die Sollposition der Nutensteine verloren geht und
damit die korrekte Höheneinstellung
des Gehäuses
innerhalb der Säule
nicht mehr möglich
ist.
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In
der
DE 10 2004
046 725 A1 ist ein Lichtgitter beschrieben, welches ein
Gehäuse
aufweist, das als Strangpress-Profil ausgebildet ist. In das Gehäuse ist
eine Elektronik-Platte einschiebbar, die optoelektronische Elemente
einer Sende- beziehungsweise Empfangseinheit trägt. Das Gehäuse weist einen Zwischenboden
und einen Trageboden auf, die die Seitenwände des Profils verbinden und Öffnungen aufweisen.
In die Öffnungen
des Tagebodens sind die optischen Funktionselemente eingesetzt.
Die Öffnungen
des Zwischenbodens dienen als Blenden. Um die Elektronik-Platte
mit den optoelektronischen Elementen in Bezug auf das Gehäuse mit Öffnungen hochgenau
zu positionieren, werden Positionierstifte in Öffnungen eingesetzt, die in
Positionierlöcher
der Elektronik-Platte eingreifen.
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Die
DE 20 2005 016 606
U1 betrifft ein Einfassprofil für eine optoelektronische Sensoreinrichtung,
insbesondere ein Lichtgitter, mit einem Gehäuse und wenigstens einer darin
angeordneten elektronischen und optischen Sende- und/oder Empfangskomponente, wobei
das Gehäuse
als ein langgestrecktes Strangprofil ausgebildet ist und in einer
Seitenwand mindestens eine, für
das Licht der Sende- und/oder Empfangskomponente durchlässige, Frontscheibe
aufweist. Das Einfassprofil ist aus einem elastischen Werkstoff
hergestellt und weist ein an die Außenkontur des Strangprofils
angepasstes Hohlprofil auf, wobei das Einfassprofil das Strangprofil, mit
Ausnahme einer spaltförmigen Öffnung im
Bereich der Frontscheibe, vollständig
formschlüssig umschließt.
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Aus
der
DE 199 34 870
C1 ist ein Lichtgitter bekannt, welches in einer Säule gelagert
werden kann. In dem Zwischenraum zwischen Säule und Lichtgitter wird eine
Ausrichthilfe montiert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen,
mittels derer bei geringem konstruktivem Aufwand eine reproduzierbare und
präzise
Befestigung eines Lichtgitters in einer Sollposition ermöglicht wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
dient zur Befestigung eines Lichtgitters und umfasst wenigstens
eine auf einer Unterlage aufstellbare Säule, in deren Innenraum ein
Gehäuse
des Lichtgitters gelagert werden kann. Ein plattenförmiges Halteelement ist
in einer Führung
des Gehäuses
höhenverstellbar fixierbar.
Das Lichtgitter ist am Gehäuse
mit dem daran fixierten Halteelement in den Innenraum der Säule einführbar. Dort
ist das Halteelement an einer in Längsrichtung der Säule verlaufenden
und an deren Innenwand angeordneten Längsführung höhenverstellbar fixierbar.
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Dabei
wird die spezifische Konstruktion der Säule ausgenutzt, die an ihrer
Frontseite eine sich über
ihre gesamte Länge
erstreckende Öffnung
aufweist, in welcher bei in der Säule montiertem Gehäuse dessen
Frontwand mit einem Austrittsfenster freiliegt, durch welches die
von Sendern des Lichtgitters emittierten oder die auf Empfänger des
Lichtgitters auftreffenden Lichtstrahlen geführt sind. Durch diese frontseitige Öffnung können die
Halteelemente einfach an der Längsführung der
Innenwand des Gehäuses
montiert werden.
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Ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
dass mit dieser bei geringem konstruktivem Aufwand eine einfache
Montage des Gehäuses
eines Lichtgitters in als Standsäulen
ausgebildeten Säulen
ermöglicht
wird, wobei zudem eine einfache und reproduzierbare Höhenverstelibarkeit
der Gehäuse
in den Säulen
erzielt wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bildet somit ein universelles, einfach handhabbares Befestigungssystem
für die
Montage freistehender Lichtgitter.
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Wesentlich
ist, dass durch den Einsatz der Halteelemente eine Montage der an
diesem Halteelement gelagerten Gehäuse des Lichtgitters ermöglicht wird,
oh ne dass hierzu Löcher
in die jeweilige Säule
eingefräst
werden müssen.
Vielmehr kann die Fixierung der Halteelemente an den Innenwänden der
Säulen
erfolgen.
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Dadurch
wird nicht nur eine Reduzierung der Herstellkosten der Säulen erzielt.
Vielmehr wird durch die Verwendung der Halteelemente als Adapter
zur Befestigung der Gehäuse
eines Lichtgitters in den Säulen
erreicht, dass wahlweise Gehäuse
unterschiedlicher Länge
in einer Säule
montiert werden können,
ohne dass hierfür
die Säule
selbst konstruktiv angepasst werden muss.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, dass die Vormontage des oder der Halteelemente
am Gehäuse
des Lichtgitters außerhalb
des Lichtgitters erfolgen kann. Die Führung am Gehäuse, an
welcher das oder die Halteelemente fixiert werden, ist hierbei gut
zugänglich.
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Damit
können
das oder die Halteelemente mit einem Werkzeug positionsgenau an
der Führung montiert
werden. Danach erfolgt das Einführen
der so gebildeten Montageeinheit in die Säule. Vorzugsweise weist die
Säule an
der Oberseite einen abnehmbaren Deckel auf, so dass die Montageeinheit
nach Abnahme des Deckels in den Innenraum der Säule eingeführt wird. Bei der anschließenden Fixierung des
oder der Halteelemente an der Längsführung an der
Innenwand der Säule
wird wiederum nur ein Werkzeug benötigt, wobei die Montage des
Gehäuses
reproduzierbar und exakt in der gewünschten Höhenposition in der Säule vorgenommen
werden kann.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können die
Halteelemente als Lochplatten mit vorgegebenen Lochmustern ausgebildet sein.
Die Lochplatten können
vorteilhaft aus Blechteilen bestehen und sind so kostengünstig herstellbar.
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Durch
die Löcher
der Lochplatte können Schrauben
eingeführt
werden, mittels derer die Lochplatten einerseits an einem Gehäuse des
Lichtgitters und andererseits an der Säule fixiert werden. Die hierfür vorgesehenen
Führungen
am Gehäuse
und Längsführungen
an den Säulen
sind dabei bevorzugt als Nuten ausgebildet, in welchen Nutensteine
zur Aufnahme der Schrauben geführt
werden. Das Lochmuster der Lochplatte ist so ausgebildet, dass mit dieser
Gehäuse
eines Lichtgitters in unterschiedlichen Einbaulagen in einer Säule montiert
werden können.
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Besonders
vorteilhaft weist jede Säule
mehrere Längsführungen
in Form von identisch ausgebildeten Nuten auf, so dass die Halteelemente
wahlweise an verschiedenen Längsführungen
fixiert werden können.
Dies ermöglicht
eine Lagerung der Gehäuse in
verschiedenen Einbaulagen innerhalb der Säule.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Schematische Darstellung eines Lichtgitters.
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2:
Seitenansicht einer Säule
zur Lagerung eines Gehäuses
eines Lichtgitters.
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3:
Querschnitt durch die Anordnung gemäß 2.
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4:
Draufsicht auf eine Lochplatte zur Fixierung eines Gehäuses eines
Lichtgitters in einer Säule
gemäß 2 und 3.
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5:
Draufsicht auf eine Seitenwand des Gehäuses eines Lichtgitters gemäß 1.
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6:
Querschnitt durch das Gehäuse
gemäß 5.
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7:
Draufsicht auf ein Gehäuse
eines Lichtgitters mit einer daran in einer ersten Montageposition
fixierten Lochplatte.
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8:
Darstellung der Anordnung gemäß 7 bei
Einführung
in eine Säule.
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9:
Draufsicht auf ein Gehäuse
eines Lichtgitters mit einer daran in einer zweiten Montageposition
fixierten Lochplatte.
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10:
Darstellung der Anordnung gemäß 9 bei
Einführung
in eine Säule.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau eines Lichtgitters 1. Das Lichtgitter 1 umfasst
eine Reihenanordnung von Lichtstrahlen 2 emittierenden
Sendern 3 in einem ersten Gehäuse 4 und eine entsprechende
Reihenanordnung von Lichtstrahlen 2 empfangenden Empfängern 5 in
einem zweiten Gehäuse 4.
Die Lichtstrahlen 2 werden durch Austrittsfenster 6 in
den Frontwänden
der Gehäuse 4 geführt. Die
Sender 3 werden vorzugsweise zyklisch über eine nicht dargestellte
Sendeeinheit aktiviert, die Empfänger 5 werden
im selben Takt zyklisch über
eine Empfängereinheit
aktiviert. Die Synchronisierung der Sender- und Empfängeraktivierung
erfolgt auf optischem Weg über
die von den Sendern 3 zu den Empfängern 5 geführten Lichtstrahlen 2.
Dabei sind die Lichtstrahlen 2 jeweils eines Senders 3 auf
den gegenüber
liegenden Empfänger 5 geführt. Die
so gebildeten Paare von Sendern 3 und Empfängern 5 bilden
Strahlachsen des Lichtgitters 1, wobei die Lichtstrahlen 2 der Strahlachsen
den Erfassungsbereich bilden, innerhalb dessen Objekte erfassbar
sind. Die Generierung eines Objektfeststellungssignals erfolgt in
der Empfängereinheit
in Abhängigkeit
der Empfangssignale an den Ausgängen
der Empfänger 5.
Ein Objekt gilt als erkannt, wenn wenigstens eine der Strahlachsen unterbrochen
ist.
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Alternativ
kann das Lichtgitter 1 als sogenannter Transceiver ausgebildet
sein. In diesem Fall sind alle Sender 3 und Empfänger 5 des
Lichtgitters 1 in einem ersten Gehäuse 4 integriert.
Im zweiten Gehäuse 4 befindet
sich eine Spiegel- oder
Reflektoranordnung, über
welche die von den Sendern 3 emittierten Lichtstrahlen 2 zurück zu den
zugeordneten Empfängern 5 geführt sind.
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Für eine freistehende
Montage des Lichtgitters 1 werden dessen Gehäuse 4 in
als Standsäulen ausgebildeten
Säulen 7 gelagert.
Ein Ausführungsbeispiel
einer derartigen Säule 7 ist
in den 2 und 3 dargestellt. Die Säule 7 sitzt
auf einem Sockel 8 auf, wobei über Betätigungselemente 9 die
Säule 7 relativ
zu dem Sockel 8 gedreht werden kann. Weiterhin ist durch
Betätigen
von Federelementen als Bestandteile des Sockels 8 eine
Verkippung der Säule 7 möglich. Durch
diese Verstellmöglichkeiten
ist eine Justage eines in der Säule 7 gelagerten
Gehäuses 4 eines
Lichtgitters 1 möglich.
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Die
Säule 7 ist
in Form eines metallischen U-Profils ausgebildet, welche an ihrer
Frontseite eine Öffnung 11 aufweist.
Die Öffnung 11 erstreckt
sich über
die gesamte Höhe
der Säule 7.
Bei einem in der Säule 7 montierten
Gehäuse 4 eines
Lichtgitters 1 liegt die Frontwand des Gehäuses 4 mit
dem Austrittsfenster 6 hinter dieser Öffnung 11, so dass
die durch das Austrittsfenster 6 geführten Lichtstrahlen 2 auch
durch diese Öffnung 11 geführt sind.
Die offene Oberseite der Säule 7 ist
mit einem Deckel 12 abschließbar.
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Zur
Lagerung eines Gehäuses 4 in
der Säule 7 weist
diese an ihrer Innenwand verlaufende Längsführungen auf. Diese Längsführungen
sind von Nuten 13, 14 gebildet, die sich jeweils über die
gesamte Höhe
der Säule 7 erstrecken
und an der offenen Oberseite der Säule 7 ausmünden. Im
vorliegenden Fall sind an der Innenwand zwei Paare von Nuten 13, 14 vorgesehen.
Zwei vordere Nuten 13 sind dicht hinter der frontseitigen Öffnung 11 gegenüberliegend angeordnet.
Daran schließen
zwei gegenüberliegend angeordnete,
hintere Nuten 14 an.
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Zur
Montage eines Gehäuses 4 in
einer Säule 7 wird
als Adapter wenigstens ein Halteelement eingesetzt. 4 zeigt
ein derartiges Halteelement, welches in Form einer Lochplatte 15 ausgebildet
ist. Die Lochplatte 15 ist als rechteckförmiges Blechteil ausgebildet
und weist ein spezifisches Lochmuster auf. Generell können zur
Befestigung von Gehäusen 4 in
den Säulen 7 mehrere
Lochplatten 15 eingesetzt werden, wobei diese vorteilhaft
identische Lochmuster aufweisen.
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Die
in 4 dargestellte Lochplatte 15 weist zwei
entlang deren Vorderkante verlaufende erste Löcher 16 auf, die in
Längsrichtung
der Lochplatte 15 hintereinander in Abstand liegen. Weiterhin
weist die Lochplatte 15 fünf zentrale Löcher 17 auf,
die wiederum in Längsrichtung
der Lochplatte 15 hintereinander angeordnet sind. Schließlich weist
die Lochplatte 15 im Bereich der hinteren Kante zwei in
Längsrichtung
der Lochplatte 15 hintereinander angeordnete Löcher 18 auf.
Wie aus 4 ersichtlich, sind die Löcher 16 ohne
Senkungen und die Löcher 17, 18 mit Senkungen
ausgebildet.
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Die
Montage eines Gehäuses 4 in
einer Säule 7 erfolgt
generell derart, dass zunächst
wenigstens eine Lochplatte 15 an dem Gehäuse 4 fixiert
wird. Dann wird bei abgenommenem Deckel 12 der Säule 7 die
Montageeinheit bestehend aus Gehäuse 4 und Lochplatte 15 über die
offene Oberseite der Säule 7 in
deren Innenraum eingeführt
und dort in einer frei wählbaren
Höhenlage
wahlweise an einer der Längsführungen
der Säule 7 fixiert.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf eine Seitenwand des Gehäuses 4 eines Lichtgitters 1 gemäß 1. 6 zeigt
das Gehäuse 4 in
einer Querschnittsdarstellung. Wie aus diesen Figuren ersichtlich,
verläuft
in Längsrichtung
der Seitenwand des Gehäuses 4 eine
eine Führung
bildende Nut 19, in welcher zwei Nutensteine 20 verschiebbar
gelagert sind.
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Die
Lochplatte 15 gemäß 5 kann
an den Nutensteinen 20 in beliebigen Höhenlagen an deren Gehäuse 4 angeschraubt
werden.
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Die 7 und 8 zeigen
eine erste Einbaumöglichkeit
eines Gehäuses 4 in
der Säule 7 gemäß den 2 und 3.
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Wie
aus 7 ersichtlich, wird in einem ersten Montageschritt
die Lochplatte 15 am Gehäuse 4 fixiert.
Hierzu wird die Lochplatte 15 mit zwei Schrauben 21 am
Gehäuse 4 festgeschraubt.
Diese Schrauben 21 sind durch zwei zentrale Löcher 17 der
Lochplatte 15 geführt
und greifen in die Nutensteine 20 in der Nut 19 der
Seitenwand des Gehäuses 4.
Wie aus 7 ersichtlich, ist die Lochplatte 15 dabei
so montiert, dass deren Vorderkante bündig mit der Frontwand des
Gehäuses 4,
an welcher das Austrittsfenster 6 vorgesehen ist, abschließt. Der
obere Teil der Lochplatte 15 steht über die Oberseite des Gehäuses 4 hervor.
In diesem oberen Bereich der Lochplatte 15 sind in zwei
weiteren zentralen Löchern 17 mittels nicht
dargestellter Linsenschrauben zwei Nutensteine 22 gelagert.
Die Linsenschrauben sind nicht vollständig angezogen, so dass die
Nutensteine 22 lose an der Lochplatte 15 anliegen.
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8 zeigt
den zweiten Montageschritt zur Fixierung des Gehäuses 4 in der Säule 7.
Die Montageeinheit gemäß 7,
bestehend aus dem Gehäuse 4 und
der daran fixierten Lochplatte 15, wird über die
offene Oberseite der Säule 7 in
deren Innenraum eingeschoben. Beim Einschieben werden die Nutensteine 22 an
der Oberseite der Lochplatte 15 in eine der hinteren Nuten 14 der
Säule 7 eingeschoben.
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Die
Lochplatte 15 wird dabei soweit in die Säule 7 eingeschoben,
bis das Gehäuse 4 in
der gewünschten
Höhenposition
liegt. Dann werden die Linsenschrauben angezogen, so dass diese
mittels der Nutensteine 22 in der Nut 14 fixiert
sind und damit das Gehäuse 4 in
der Säule 7 lagefixiert
ist.
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Bei
der Einbauform gemäß den 7, 8 bleiben
die vorderen Nuten 13 der Säule 7 frei. Damit kann
dort eine Scheibe oder dergleichen als Schutz gegen Verschmutzungen
des Gehäuses 4 eingeschoben
werden.
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Die 9 und 10 zeigen
eine zweite Einbaumöglichkeit
des Gehäuses 4 in
der Säule 7 gemäß den 2 und 3.
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In
diesem Fall sind die Schrauben 21 zur Fixierung am Gehäuse 4 durch
die hinteren Löcher 18 der
Lochplatte 15 geführt
und mittels der Nutensteine 20 in der Nut 19 des
Gehäuses 4 an
diesem fixiert. Bei dieser Montage der Lochplatte 15 am
Gehäuse 4 steht
die Vorderkante der Lochplatte 15 über die Frontseite des Gehäuses 4 hervor,
wie aus 9 ersichtlich ist. In diesem
Fall ist die Lochplatte 15 so am Gehäuse 4 befestigt, dass
sie nicht über
die Oberseite des Gehäuses 4 hervorsteht.
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In
einem zweiten Montageschritt wird wiederum, wie aus 10 ersichtlich,
die Montageeinheit bestehend aus dem Gehäuse 4 und der daran
fixierten Lochplatte 15 über die offene Oberseite der Säule 7 eingeschoben.
Im vorliegenden Fall sind die Nutensteine 22 zur Fixierung
der Lochplatte 15 in der Säule 7 in den vorderen
Löchern 16 der
Lochplatte 15 gelagert. Mit diesen Nutensteinen 22 wird
die Lochplatte 15 in einer frei wählbaren Höhenlage an einer vorderen Nut 13 der
Säule 7 fixiert.
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- 1
- Lichtgitter
- 2
- Lichtstrahlen
- 3
- Sender
- 4
- Gehäuse
- 5
- Empfänger
- 6
- Austrittsfenster
- 7
- Säule
- 8
- Sockel
- 9
- Betätigungselement
- 10
- Federelement
- 11
- Öffnung
- 12
- Deckel
- 13
- Nut
- 14
- Nut
- 15
- Lochplatte
- 16
- Loch
- 17
- Loch
- 18
- Loch
- 19
- Nut
- 20
- Nutenstein
- 21
- Schraube
- 22
- Nutenstein