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Die Erfindung betrifft einen Lichtvorhang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Lichtvorhang ist aus der
EP 1 813 967 B1 bekannt. Der Lichtvorhang besteht aus einer Mehrfachordnung von miteinander koppelbaren Modulen. In jedem Modul befindet sich eine Mehrfachordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern und/oder Lichtstrahlen empfangenden Empfängern. Um mit dem Lichtvorhang zu Überwachungszwecken auch in größeren, gegebenenfalls komplex ausgebildeten Überwachungsbereichen eine Objektdetektion zu ermöglichen, werden mehrere Module in einer Reihenordnung aneinander geführt und mit Schnittstellen für eine Energie- und/oder Signalübertragung verbunden, wobei die einzelnen Module selbstständig funktionsfähige Einheiten darstellen. Die Energie- und/oder Signalübertragung erfolgt dabei bevorzugt über ein Bussystem.
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Bei diesem Lichtvorhang sind die üblicherweise eingesetzten Kabelverbindungen zwischen den Modulen durch galvanisch getrennte Kopplungen ersetzt. Hierzu sind in den allseitig geschlossenen Gehäusen der Module induktive, optische und/oder kapazitive Übertragungseinheiten integriert, mittels derer die Energie- und/oder Signalübertragung durchführbar ist um die galvanisch getrennte Kopplung der Module zu realisieren.
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Nachteilig hierbei ist, dass die Gehäuse einzeln bearbeitet werden müssen um geeignete Schnittstellen auszubilden, über welche die Energie- und/oder Signalübertragung zwischen zwei Modulen erfolgen kann. Da die Gehäuse typischerweise aus metallischen Werkstoffen bestehen, müssen in diese Fenster eingearbeitet werden, in die Abdeckungen eingesetzt werden, über welche die Energie- und/oder Signalübertragung erfolgen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass je nachdem, ob die Module in einer linearen Anordnung hintereinander oder in gewinkelten Anordnungen zueinander ausgeschaltet werden sollen, die Geometrien der Gehäuse der Module unterschiedlich ausgestattet werden müssen. Damit aber muss zur Realisierung unterschiedlicher Applikationen eine Vielzahl unterschiedlicher Gehäuse produziert und auf Lager gehalten werden, was einen unerwünscht hohen Kostenaufwand mit sich bringt.
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Aus der
US 2001/0040213 A1 ist ein Lichtgitter bekannt, dass aus einer Anordnung von Modulen besteht, die über mechanische Verbindungselemente verbunden werden können. Zur elektrischen Kopplung sind Steckerelemente mit festen oder flexiblen Leitungen vorgesehen.
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Ein entsprechendes Lichtgitter ist aus der
US 6 294 777 B 1 bekannt.
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Die
DE 10 2006 043 824 A1 betrifft einen Sensor zur Erfassung von Wasser, umfassend eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, eine mit der ersten und zweiten Elektrode verbundene Schaltung, eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung eines Signals der Schaltung und ein Material, welches bei Kontakt mit Wasser Ionen freisetzt, um zusammen mit dem Wasser einen Elektrolyten zwischen der ersten und zweiten Elektrode bereitzustellen, wobei die Schaltung ein Signal erzeugt, wenn aufgrund des zwischen den Elektroden befindlichen Elektrolyten ein Stromfluss generiert wird.
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Die
DE 10 2005 020 322 A1 beschreibt eine Signalübertragung zwischen einem Hörhilfegerät und einem externen Gerät. Es wird hierzu eine am oder im Hörhilfegerät angeordnete erste Signalübertragungseinrichtung und eine mechanisch lösbar mit dem Hörhilfegerät verbindbare zweite Signalübertragungseinrichtung vorgesehen, wobei zwischen der ersten Signalübertragungseinrichtung und der zweiten Signalübertragungseinrichtung eine optische Signalübertragung erfolgt. Die bislang verwendeten elektrischen Kontakte können dadurch vermieden werden.
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Die
DE 20 2008 004 711 U1 betrifft eine Lichtgittervorrichtung mit zwei oder mehreren Schutzfeldteilflächen zur optoelektronischen Überwachung eines abgewinkelten Schutzfeldes, wobei für jede Schutzfeldteilfläche ein Lichtgittermodul vorhanden ist. Jedes Lichtgittermodul hat ein eigenes Gehäuse, in dem Mittel vorhanden sind, um die Lichtgittermodule kaskadenförmig elektrisch miteinander zu verbinden. In jedem Lichtgittermodul sind mehrere nebeneinander angeordnete Lichtsendereinheiten und mehrere nebeneinander angeordnete Lichtempfängereinheiten zur Schaffung mehrerer miteinander korrespondierender Lichtschrankenpaare vorhanden.
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Die
DE 10 2006 059 547 B4 betrifft eine Lichtschrankenanordnung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit zwei an gegenüberliegenden Enden des Überwachungsbereichs angeordneten Gehäusen zur Aufnahme von Optikelementen, mittels derer eine vorgegebene Anzahl von Strahlachsen generiert wird, welche jeweils von Sendelichtstrahlen gebildet sind, die von einem Gehäuse zum gegenüberliegenden Gehäuse geführt sind. Jedes Gehäuse weist einen von einem Hohlprofil gebildeten Grundkörper auf, wobei die Öffnungen an den längsseitigen Enden der Hohlprofile jeweils mit einer Endkappe dicht abgeschlossen sind. Die Endkappen sind am jeweiligen Hohlprofil fixiert, wobei in jeder Endkappe ein Optikelement integriert ist. Die Strahlachsen der Sendelichtstrahlen, die zwischen den Optikelementen in den Endkappen geführt sind, sind in den äußersten Randbereich der Gehäuse geführt.
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Die
EP 1 574 776 A1 betrifft ein Lichtgitter mit wenigstens einer Lichtsendereinheit und/oder einer Lichtempfängereinheit in einem Gehäuse, das als Hohlprofilkörper ausgebildet ist, wobei der Hohlprofilkörper an wenigstens einer Stirnseite mit einer Endkappe abgeschlossen ist und ein von einer Längsseite (Oberseite) des Hohlprofilkörpers montierbares Montagemittel zur Verbindung der Endkappe mit dem Hohlprofilkörper angebracht ist.
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Die
DE 60 2004 008 446 T2 betrifft einen Tastkopf zum Erfassen der Position eines Objektes an einer Positionsvorrichtung mit einer Schaltung, die auf den Tastkopf anspricht, mit und einer Energieversorgung zum Erregen dieser Schaltung.
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Die
DE 298 12 880 U1 betrifft eine Vorrichtung für den Aufbau von Schutzsystemen, insbesondere Lichtgittern, Lichtschranken, Lichtvorhängen oder dergleichen, mit einem Gehäuse, in dem Einrichtungen für die Abgabe oder den Empfang von Erfassungssignalen angeordnet sind. Das Gehäuse ist in Form eines auf der Innen- und Außenseite mit einer Mehrzahl von Aufnahmenuten für die Aufnahme von Bauteilen und -gruppen versehenen Profils ausgebildet. Das Profil kann einer Seite mit einer Abschlusskappe angeschlossen sein, welcher ein kontaktloses Energie- und Datenübertragungskoppelelement integriert ist.
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Die
DE 20 2007 009 966 U1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens einem Gehäuse zur Aufnahme von Sensorkomponenten, wobei das Gehäuse von einem mit wenigstens einer Verschlusskappe stirnseitig abschließbaren Hohlprofilkörper gebildet ist. An der Verschlusskappe ist wenigstens ein Befestigungsmittel vorgesehen, welches in wenigstens eine Aufnahme des Hohlprofilkörpers einführbar ist, wobei durch einen Formschluss des Befestigungsmittels mit der Aufnahme die Verschlusskappe am Hohlprofilkörper befestigt ist.
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Die
DE 10 2005 050 979 A1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wenigstens einer Rechnereinheit, in welcher Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des Empfängers ein binäres Objektfeststellungssignal generiert wird, und mit wenigstens einer Sicherheitsausgangsschaltung, welche in Abhängigkeit des Objektfeststellungssignals zur Generierung eines über einen Schaltausgang ausgebbaren Schaltsignals ein- und ausschaltbar ist. In der Rechnereinheit werden fortlaufend Testsignale generiert und in die Sicherheitsausgangsschaltung in ein- und ausgeschaltetem Zustand eingelesen. In der Sicherheitsausgangsschaltung werden als Antwort auf die Testsignale ohne Änderung des Schaltsignals Messsignale generiert und in die Rechnereinheit rückgelesen. In der Rechnereinheit wird durch Auswertung der Signalformen der Messsignale unabhängig von einer am Schaltausgang anliegenden Last die Funktionsfähigkeit der Sicherheitsausgangsschaltung überprüft.
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Die
JP 2006 - 317 238 A betrifft einen kaskadierten Lichtvorhang mit einer Anordnung von Modulen, welche jeweils eine Anordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern und/oder Lichtstrahlen empfangenden Empfängern aufweisen und welche zur Energie- und/oder Signalübertragung gekoppelt sind. Alternativ zu einer galvanischen Verbindung über ein Kabel ist auch eine galvanisch getrennte Kopplung mittels elektromagnetischer Strahlung oder auch Schallwellen möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtvorhang der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher bei hoher Funktionalität einen einfachen Aufbau aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Lichtvorhang umfasst eine Anordnung von Modulen, welche jeweils eine Anordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern und/oder Lichtstrahlen empfangenden Empfängern aufweisen und welche zur Energie- und/oder Signalübertragung galvanisch getrennt koppelbar sind. Jedes Modul weist ein die Sender und/oder Empfänger aufnehmendes Gehäuseprofil auf, dessen offene längsseitige Enden jeweils mit einer Endkappe verschlossen sind. In den Endkappen sind Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung vorgesehen. Bei zwei miteinander gekoppelten Modulen sind die Stirnseiten von Endkappen dieser Module gegenüberliegend angeordnet, so dass über diese Stirnseiten die Energie- und/oder Signalübertragung erfolgt, wobei diese Stirnseiten von Endkappen in unterschiedlichen Neigungswinkeln zur Längsachse des Gehäuseprofils des jeweiligen Moduls verlaufen.
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Durch die Integration der Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung in die Endkappen der Module weisen diese einen modularen Aufbau auf. Durch diesen modularen Aufbau wird einerseits eine kostengünstige Herstellung des Lichtvorhangs ermöglicht. Zudem kann eine Adaption des Lichtvorhangs an unterschiedliche Applikationen mit geringem Aufwand realisiert werden.
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Wesentlich bei diesem modularen Aufbau ist, dass die Sender und Empfänger, das heißt die aktiven Elemente zur Objekterfassung, in den Gehäuseprofilen der Module integriert sind.
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Die Schnittstellenelemente zur Kopplung von Modulen bildenden Mitteln zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung sind dagegen in den Endkappen angeordnet, das heißt getrennt von den in dem Gehäuseprofil untergebrachten Sendern und Empfängern. Die Endkappen unterscheiden sich konstruktiv von dem Gehäuseprofil, das heißt sie bilden selbst keine Profile, sondern lediglich Verschlussmittel für ein dichtes Verschließen der offenen, längsseitigen Enden des Gehäuseprofils.
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Für eine applikationsspezifische Ausbildung der galvanisch getrennten Kopplung zweier Module ist somit nur eine entsprechende Anpassung der Endkappen vorzunehmen. Die Gehäuseprofile der Module mit den darin enthaltenen Komponenten, insbesondere den Sendern und Empfängern, brauchen dagegen nicht angepasst zu werden, das heißt diese bilden von der jeweiligen Ausbildung der galvanischen Ankopplung unabhängige Standardeinheiten. Diese Standardeinheiten können somit ohne applikationsspezifische Anpassungen in großer Stückzahl gefertigt werden und ohne jegliche Adaption für unterschiedlich ausgebildete galvanisch getrennte Kopplungen zwischen den Modulen eingesetzt werden. Der so ausgebildete Lichtvorhang kann daher rationell und kostengünstig hergestellt werden.
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Besonders vorteilhaft sind Mittel zur induktiven, kapazitiven und/oder optischen Energie und/oder Signalübertragung vorgesehen.
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Dabei können unabhängig voneinander sowohl die Mittel zur Energieübertragung als auch die Mittel zur Signalübertragung jeweils von induktiven oder kapazitiven oder optischen Mitteln gebildet sein. Weiterhin können zur Signalübertragung optische Mittel eingesetzt werden.
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Generell können diese Mittel auch applikationsspezifisch variiert werden, wobei auch hier allenfalls eine Anpassung der Endkappen nötig ist, nicht jedoch der Gehäuseprofile mit den Sendern und Empfängern.
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Besonders vorteilhaft werden dabei Endkappen eingesetzt, die die Energie- und/oder Signalübertragung nicht blockieren. Bei der Ausbildung der Energie- und/oder Signalübertragung durch induktive oder kapazitive Mittel werden Endkappen eingesetzt, die die Übertragung elektrischer oder magnetischer Felder nicht behindern. Vorzugsweise bestehen hier die Endkappen aus geeigneten Kunststoffen. Bei der Ausbildung der Signalübertragung durch optische Mittel werden Endkappen eingesetzt, die transparent für das zur Übertragung verwendete Licht sind. Auch hier können die Endkappen aus geeigneten Kunststoffen bestehen. Besonders vorteilhaft sind die Endkappen so ausgebildet, dass diese sowohl für induktive, kapazitive als auch optische Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung eingesetzt werden können, was den Fertigungsaufwand zur Herstellung des Lichtvorhangs weiter verringert.
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Erfindungsgemäß sind bei zwei miteinander gekoppelten Modulen die Stirnseiten von Endkappen dieser Module gegenüberliegend angeordnet, so dass über diese Stirnseiten die Energie- und/oder Signalübertragung erfolgt.
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Soll für den Lichtvorhang eine Applikation realisiert werden, bei welcher mehrere Module in einer Linearanordnung entlang einer Geraden hintereinander geschaltet sind, so werden Endkappen eingesetzt, deren Stirnseiten in einer zu der Längsachse des Gehäuseprofils des jeweiligen Moduls orientierten Ebene verlaufen.
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Soll dagegen für einen Lichtvorhang eine Applikation realisiert werden, bei welcher mehrere Module gewinkelt miteinander angeordnet sind, so werden Endkappen eingesetzt, deren Stirnseiten in einer Ebene verlaufen, die in einem Neigungswinkel geneigt zur Längsachse des Gehäuseprofils des jeweiligen Moduls verlaufen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in den Endkappen Mittel zur optischen bidirektionalen Signalübertragung vorgesehen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, vorzugsweise in Kombination mit der bidirektionalen optischen Signalübertragung, sind in den Endkappen Mittel zur induktiven Energieübertragung vorgesehen, wobei in einer Endkappe eines ersten Moduls ein von einer Spule teilweise umschlossener ferromagnetischer Kern vorgesehen ist, welcher in eine von einer Spule umschlossenen Ausnehmung in einer Endkappe eines zweiten Moduls einführbar ist.
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Hierbei bildet besonders vorteilhaft der ferromagnetische Kern ein mechanisches Kopplungselement, so dass dieser eine Doppelfunktion übernimmt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform bildet der Lichtvorhang einen Sicherheitssensor mit einer redundanten Auswerteeinheit zur Auswertung von Empfangssignalen der Empfänger.
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Damit ist der Lichtvorhang für den Einsatz im Personenschutz geeignet. Vorteilhaft sind mit der Auswerteeinheit auch die sicherheitstechnischen Komponenten in den Gehäuseprofilen integriert und bilden applikationsunabhängige Standardeinheiten.
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Eine Variante der Erfindung sieht ein Modul für einen Lichtvorhang vor, welches eine Anordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern und/oder Lichtstrahlen empfangenden Empfängern aufweist, die auf mehreren Leiterplatten angeordnet sind. Die Leiterplatten sind durch Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung galvanisch getrennt gekoppelt.
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Damit ist das Konzept der berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung erweitert auf Komponenten innerhalb eines Gehäuseprofils. Die hierfür eingesetzten Mittel sind vorzugsweise mit den entsprechenden Mitteln zur galvanisch getrennten Kopplung der Module ausgestattet, das heißt es ist eine Mehrfachverwendung dieser Mittel gegeben, was den Aufwand zur Fertigung des Lichtvorhangs weiter reduziert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Schematische Darstellung eines Lichtvorhangs mit einer Anordnung von galvanisch getrennt gekoppelten Modulen.
- 2: Ausführungsform von Mitteln zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung zwischen zwei Modulen des Lichtvorhangs gemäß 1.
- 3: Variante der Ausführungsform gemäß 2.
- 4: Zwei Leiterplatten innerhalb eines Moduls des Lichtvorhangs gemäß 1 mit Mitteln zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung zwischen den Leiterplatten.
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1 zeigt schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lichtvorhangs 1. Der Lichtvorhang 1 weist senderseitig und empfangsseitig jeweils eine Anordnung von zwei Modulen 2 auf, die entlang einer Geraden liegend mit längsseitigen Enden aneinander angrenzen. Die aneinander angrenzenden Module 2 sind mittels nicht gesondert dargestellter mechanischer Befestigungsmittel in den in 1 dargestellten Sollpositionen lagefixiert.
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Jedes Modul 2 besteht aus einem Gehäuseprofil 3 und zwei Endkappen 4, die die beiden längsseitigen Enden des Gehäuseprofils 3 dicht abschließen. Die Gehäuseprofile 3 des Moduls 2 sind identisch ausgebildet und bestehen aus einem metallischen Werkstoff. Im vorliegenden Fall bestehen die Gehäuseprofile 3 aus Aluminium-Stranggussprofilen.
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Die ebenfalls identisch ausgebildeten Endkappen 4 bilden Verschlussmittel, mit denen die offenen längsseitigen Enden der Gehäuseprofile 3 verschlossen und abgedichtet werden. Die Endkappen 4 können insbesondere aus Kunststoff bestehen.
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In den Gehäuseprofilen 3 der beiden senderseitigen Module 2 ist jeweils eine Anordnung von Lichtstrahlen 5 emittierenden Sendern 6 in Form von Leuchtdioden oder dergleichen vorgesehen. Weiterhin ist in jedem senderseitigen Modul 2 eine von einem Prozessor gebildete Steuereinheit 7 zur Steuerung der Sender 6 vorgesehen. Den Sendern 6 können nicht dargestellte Sendeoptiken zur Strahlformung des Lichtstrahls 5 nachgeordnet sein. Diese können in einer Wand des jeweiligen Moduls 2 integriert sein. Alternativ sind die Sendeoptiken im Innenraum des Gehäuseprofils 3 untergebracht und liegen hinter einem Fenster in der Wand des Gehäuseprofils 3.
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In den Gehäuseprofilen 3 der beiden empfängerseitigen Module 2 ist jeweils eine Anordnung von Lichtstrahlen 5 empfangenden Empfängern 8 in Form von Photodioden oder dergleichen vorgesehen. Den Empfängern können nicht dargestellte Empfangsoptiken zugeordnet sein, die in einer Wand des jeweiligen Gehäuseprofils 3 integriert sind oder hinter einem Fenster in der Wand des Gehäuseprofils 3 in dessen Innenraum angeordnet sind. Der Bereich zwischen den senderseitigen Modulen 2 und den empfängerseitigen Modulen 2 bildet den vom Lichtvorhang 1 erfassten Überwachungsbereich. Die Sender 6 sind jeweils einem Empfänger gegenüberliegend angeordnet, so dass bei freiem Überwachungsbereich die Lichtstrahlen 5 jedes Senders auf den jeweils zugeordneten Empfänger treffen. Die Empfangssignale der Empfänger jedes empfängerseitigen Moduls 2 werden zur Generierung eines Objektfeststellungssignals in einer Auswerteeinheit 9 dieses Moduls 2 ausgewertet. Für den Einsatz des Lichtvorhangs 1 im Bereich des Personenschutzes ist dieser als Sicherheitssensor ausgebildet. Die Auswerteeinheit 9 in jedem Modul 2 besteht dafür aus zwei sich gegenseitig zyklisch überwachenden Prozessoren.
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Ein Objekt im Strahlengang gilt als erkannt, wenn in einer der Auswerteeinheiten 9 wenigstens eine objektbedingte Unterbrechung der Strahlachse der Lichtstrahlen 5 eines Senders 6 registriert wird. Dann wird am Ausgang des Lichtvorhangs 1 ein entsprechendes Objektfeststellungssignal ausgegeben. Insbesondere ist das Objektfeststellungssignal ein binäres Schaltsignal mit dem eine zu überwachende Maschine oder Anlage überwacht wird. Wird ein Objekt detektiert, wird als Schaltsignal ein Abschaltbefehl für die Maschine oder Anlage ausgegeben. Die Maschine oder Anlage wird über den Lichtvorhang 1 nur dann in Betrieb gesetzt, wenn mit dem Lichtvorhang 1 kein Objekt erkannt wird und wenn der Lichtvorhang 1 fehlerfrei arbeitet.
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Die Anordnung des Lichtvorhangs 1 gemäß 1 kann dahingehend modifiziert sein, dass in einem Modul 2 Sender 6 und Empfänger 8 integriert sind. Die Anzahl und geometrische Anordnung von miteinander verbundenen Modulen 2 ist variabel und kann applikationsspezifisch vorgegeben werden.
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Die miteinander verbundenen Module 2, im Beispiel von 1 die beiden senderseitigen Module 2 einerseits und die beiden empfangsseitigen Module 2 anderseits, sind über Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung, das heißt Übertragungselemente 10, galvanisch getrennt miteinander gekoppelt.
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Während mit den Sendern 6, den Empfängern 8, der Steuereinheit 7 und den Auswerteeinheiten 9 alle Sensorkomponenten und alle elektronischen Komponenten zur Sensoransteuerung und Auswertung in dem Gehäuseprofil 3 integriert sind, sind die Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung ausschließlich jeweils in den beiden Endkappen 4 eines Moduls 2 integriert.
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Die Übertragungselemente 10 umfassen Elemente zur induktiven, kapazitiven oder optischen Übertragung von Signalen, insbesondere sensorrelevanten Daten. Weiterhin umfassen die Übertragungselemente 10 Elemente zur induktiven oder kapazitiven Übertragung von Energie.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel derartiger Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung. Wie aus 2 ersichtlich, erfolgt die Energie- und/oder Signalübertragung über die aneinander angrenzenden Stirnseiten 4a der Endkappen 4 zweier gekoppelter Module 2. Die Endkappen 4 weisen im vorliegendem Fall in Ebenen verlaufende Stirnseiten 4a auf. Generell sind auch komplexere Konturen der Stirnseiten 4a möglich. Die Ebenen der Stirnseiten 4a der Endkappen 4 verlaufen dabei jeweils senkrecht zur Längsachse des entsprechenden Moduls 2.
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Als Mittel für eine berührungslose, bidirektionale optische Signalübertragung ist in jeder Endkappe 4 ein Lichtsignale 11 emittierendes Sendeelement 12 und ein Lichtsignale empfangendes Empfangselement 13 vorgesehen. Zur bidirektionalen Datenübertragung senden die Sendeelemente 12 in den Endkappen 4 Lichtsignale durch die Endkappe 4 hier durch zu den Empfangselementen 13 der jeweils anderen Endkappe 4. Hierzu bestehen die Endkappen 4 aus Kunststoff, der für die Lichtsignale, die vorzugsweise im Infrarotbereich liegen, transparent ist.
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Als Mittel zur induktiven Energieübertragung sind in beiden Endkappen 4 Spulen 14 vorgesehen. Mit den Spulen 14 erfolgt nach dem Prinzip der Induktion eine berührungslose Übertragung von Energie zwischen den angrenzenden Modulen 2. Der Wirkungsgrad der Energieübertragung ist nach dem Transformatorprinzip durch einen ferromagnetischen Kern 15 erhöht. Der ferromagnetische Kern 15 ist in einer der Endkappen 4 (bei dem Ausführungsbeispiel der 2 in der rechten Endkappe 4) fest verankert, wobei das erste Ende des ferromagnetischen Kerns 15 von der Spule 14 in der Endkappe 4 umschlossen ist. Das andere Ende des ferromagnetischen Kerns 15 durchsetzt die Stirnseite 4a der Endkappe 4 und ragt als Dorn über diese hervor. Zur Verbindung dieses Moduls 2 mit einem weiteren Modul 2 durchsetzt der Dorn eine Aussparung in der Stirnseite 4a der gegenüberliegenden Endkappe 4 und wird dann in eine Aussparung, die von der Spule 14 in dieser Endkappe 4 umschlossen ist, eingeführt. Mit dem ferromagnetischen Kern 15 wird nicht nur eine verbesserte Energieübertragung erzielt, der ferromagnetische Kern bildet zudem auch eine mechanische Kopplung der beiden Module 2. Die Ausführungsform gemäß 2 kann dahingehend abgewandelt sein, dass als Mittel zur induktiven Energieübertragung nur die Spulen 14 vorgesehen sind, nicht jedoch der ferromagnetische Kern 15. Diese Variante hat den Vorteil, dass dann die Endkappen 4 an ihren Stirnseiten 4a völlig geschlossen sein können.
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In beiden Ausführungsformen bestehen die Endkappen aus Materialien, insbesondere Kunststoffen, die durchlässig für die magnetischen Felder der Spulen 14 sind.
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3 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß 2. Die Endkappen 4 weisen in diesem Fall Stirnseiten 4a auf, die in einem Winkel von 45° gegenüber der Längsachse geneigt sind. Ansonsten entspricht die Anordnung gemäß 3 exakt der Anordnung von 2. Durch die so geneigten Stirnseiten 4a ergibt sich bei der Kopplung zweier Module 2 ein Winkel von 90° zwischen diesen. Generell können die Stirnseiten auch andere Neigungswinkel aufweisen.
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Die Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung zwischen zwei Modulen 2 können auch innerhalb eines Moduls 2 zur galvanisch getrennten Kopplung zweier dort angeordneter Elektronikeinheiten verwendet werden.
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Ein Beispiel hierfür zeigt 4. Als zu koppelnde Elektronikeinheiten sind zwei im Gehäuseprofil 3 des Moduls 2 befestigte Leiterplatten 16 vorgesehen, wobei auf den Leiterplatten 16 Sender 6 des Lichtvorhangs 1 angeordnet sind. Zur galvanisch getrennten Kopplung der Leiterplatten 16 sind die in den 2 und 3 beschriebenen Mittel zur berührungslosen Energie- und/oder Signalübertragung vorgesehen. Dementsprechend sind die Sendeelemente 12 und Empfangselemente 13 zur bidirektionalen optischen Datenübertragung und die Spulen 14 und der ferromagnetische Kern 15 zur induktiven Energieübertragung vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtvorhang
- 2
- Modul
- 3
- Gehäuseprofil
- 4
- Endkappe
- 4a
- Stirnseite
- 5
- Lichtstrahlen
- 6
- Sender
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Empfänger
- 9
- Auswerteeinheit
- 10
- Übertragungselement
- 11
- Lichtsignal
- 12
- Sendeelement
- 13
- Empfangselement
- 14
- Spule
- 15
- ferromagnetischer Kern
- 16
- Leiterplatte
