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Lichtelektrische Schalt- oder Steuereinheit Die Erfindung bezieht
sich auf eine lichtelektrische Schalt- oder Steuereinrichtung unter Verwendung gleichartiger,
sowohl für den Sender als auch den Empfänger geeigneter Baukörper.
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Überwachungs-, Meß-, Steuer- und Regelaufgaben führen in zunehmendem
Maße zur Anwendung lichtelektrischer Geräte, die in den bisherigen Ausführungen
je nach Verwendungszweck ausgebildet sind als aus rohrförmigen Lichtsendern und
Lichtempfängern bestehende Lichtschranken, ein- oder zweiäugigen Reflexionsköpfen,
Gabelköpfen usw. Die meisten dieser Geräte werden nochmals den besonderen Erfordernissen
der mit ihnen zu lösenden Aufgaben angepaßt, so daß eine Vielfalt von Gerätetypen
und Untertypen besteht, von den Spezialausführungen ganz abgesehen. Die Unübersichtlichkeit
und Vielfalt der angebotenen Geräte mit ihren für den Nichtfachmann nicht erkennbaren
Unterschieden und Eigenschaften führt vielfach zur Anwendung eines für den speziellen
Anwendungsfall ungeeigneten Gerätes. Darauf ist auch sehr oft das verhältnismäßig
unbefriedigende Arbeiten der in vielen Fällen an sich technisch geeigneten lichtelektrischen
Geräte zurückzuführen. Davon abgesehen verursacht die Vielzahl der Gerätetypen hohe
Kosten durch vermehrte Lagerhaltung und verhindert das Auflegen kostensenkender
Großserien bei der Herstellung.
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Es ist bereits ein zu einer Schraub-, Steck- oder Anschlußeinheit
zusammengefaßter Strahlungsschalter bekanntgeworden, der sich aus in- bzw. aufeinandersteckbaren
Körpern, vorzugsweise Hülsen zylindrischen Ausschnitts, zusammensetzt, wobei mit
der mechanischen Befestigung der Schaltelemente gleichzeitig ihre elektrische Kontaktgabe
erfolgt. Bei dem bekannten Strahlungsschalter können bei einem Defekt die gesamte,
den Schalter bildende Steckeinheit oder auch einzelne der Alterung unterworfene
Teile leicht ausgewechselt werden, doch liegt die Funktion des Schalters selbst
fest. Ausgewechselte Teile werden nur durch gleichartige ersetzt.
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Es sind ferner Lichtschranken bekannt, deren Lichtsender- bzw. Lichtempfängergehäuse
äußerlich zwar gleich ausgebildet sind, deren Funktionen jedoch ebenfalls festliegen,
so daß deren optische und lichtelektrische Elemente betriebsmäßig nicht verändert
werden können.
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Die Erfindung bezweckt, die Typenvielfalt der lichtelektrischen Schranken
mit ihren nachteiligen Folgen zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß erreicht man dies dadurch, daß als Baukörper ein vorzugsweise
quaderförmig ausgebildetes Gehäuse vorgesehen ist, daß Objektiv und Spiegel auswechselbar
und Lichtquelle und lichtempfindliches Element miteinander vertauschbar sind.
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Eine prismatische, insbesondere quaderförmige Ausbildung der Baukörper
ist bezüglich der Unterbringung der optischen und lichtelektrischen Einzelelemente
sowie der Kombinationsmöglichkeit mehrerer Baukörper zu lichtelektrischen Anlagen
verschiedener Art besonders vorteilhaft, da sich diese Baukörper wegen der planen
Flächen raumsparend nebeneinander anbringen lassen. Sie können Druckgußkörper sein,
ihre Herstellung kann jedoch auch von U-Schienen ausgehen, die beispielsweise durch
Anschrauben von zusätzlichen Platten geschlossen werden können.
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Ein Gehäuse enthält zweckmäßigerweise drei Bohrungen. Davon dient
eine zur Aufnahme der Kontaktvorrichtung für die Stromversorgung der auswechselbaren
Lichtquelle, die auf einfache Weise mit dem lichtempfindlichen Element vertauscht
werden kann. Zwei weitere öffnungen, deren Flächen zueinander senkrecht stehen und
von denen eine der die Kontaktvorrichtung enthaltenden Öffnung gegenüberliegt, dienen
zum Senden oder zum Empfangen von Lichtstrahlen.
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Wird bei einer bestimmten Kombination von Baukörpern eine öffnung
nicht benutzt, so kann sie durch Einschrauben oder Einstecken von Abdeckplatten
verschlossen werden.
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In dem Strahlengang zwischen Lichtquelle bzw. lichtempfindlichem Element
und Lichtaustritts- bzw. Lichteintrittsöffnung kann bei Bedarf ein auswechselbarer
Spiegel vorgesehen werden. Durch einen Umlenkspiegel wird erreicht, daß der Lichtstrahl
des als Lichtsender wirkenden Baukörpers das Gehäuse nicht
durch
die der Lichtquelle gegenüberliegende Öffnung verläßt bzw. beim Empfänger nicht
durch die dem lichtempfindlichen Element gegenüberliegende Öff-
nung einfällt.
Teildurchlässige Spiegel gestatten die Rückkehr des durch die Lichtaustrittsöffnung
ausfallenden Lichtstrahls.
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Als auswechselbares lichtempfindliches Element kann ein Photoelement
vorgesehen werden. Bei Verwendung einer Photodiode als lichtempfindliches Element
kann diese in Abhängigkeit von dem einfallenden Licht sowohl als Spannungserzeuger
als auch als steuerbarer Widerstand verwendet werden.
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In empfindlichen Schaltungen ist der Einsatz von Phototransistoren
infolge ihrer Verstärkerwirkung zweckmäßig.
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Durch Vorsetzen eines Mikroskopokulars vor die Lichtaustrittsöffnung
des Gehäuses kann ein gewöhnlicher Lichtsender in einfacher Weise in einen Feinstlichtstrahlsender
umgewandelt werden.
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Die auswechselbaren Objektive haben zweckmäßigerweise die gleiche
Brennweite.
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Durch Kombination eines als Lichtsender betriebenen Baukörpers mit
einem als Empfänger betriebenen Baukörper kann eine Lichtschranke aufgebaut werden.
Dabei kann eines der Gehäuse oder können - beide mit einem Umlenkspiegel versehen
sein. Vor den Lichtaustritts- bzw. Lichteinfallöffnungen beider Gehäuse werden zweckmäßigerweise
Abblendvorrichtungen angebracht, um Störungen durch Fremdstrahlen zu vermeiden.
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Durch Kombination eines als Lichtsender betriebenen, mit Umlenkspiegel
versehenen Baukörpers mit einem als Empfänger betriebenen, ebenfalls mit Umlenkspiegel
versehenen Baukörper kann ein Gabelkopf gebildet werden. Die beiden Baukörper werden
dabei durch ein Abstandsstück in einer bestimmten Entfernung voneinander gehalten.
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Durch Kombination eines mit einer Lichtquelle und teildurchlässigem
Spiegel versehenen Baukörpers mit einem ein lichtempfindliches Element und einen
Umlenkspiegel enthaltenden Baukörper läßt sich ein einäugiger Reflexionskopf bilden.
Im Lichtweg zwischen beiden Baukörpern kann dabei ein weiteres Objektiv angeordnet
sein. Vor der der Lichtquelle gegenüberliegenden Lichteintrittsöffnung wird zweckmäßigerweise
eine Abblendvorrichtung angebracht; um Störungen durch Fremdstrahlen zu vermeiden.
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Durch Verbindung von zwei einäugigen Reflexionsköpfen mittels einer
Distanziervorrichtung kann ein zweiäugiger Reflexionskopf gebildet werden. Die Distanziervorrichtung
kann in einer einfachen Ausführungsform aus mit den einäugigen Refexionsköpfen verschraubten
Blechen bestehen, wobei die Verbindungsschrauben zur Änderung des von den einäugigen
Reflexionsköpfen gebildeten Winkels in Schlitzen geführt werden. Zur besseren Beobachtung
der Reflexionsebene kann die Distanziervorrichtung mit einer auf die Reflexionsebene
gerichteten Lupe versehen sein.
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Die Erfindung wird an Hand mehrerer, ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen geradlinigen, gestreckten Lichtsender,
Fig. 2 einen Winkellichtsender, Fig. 3 einen Feinstlichtstrahlkopf, Fig. 4 einen
Gabelkopf, Fig. 5 einen einäugigen Reflexionskopf, Fig. 6 einen zweiäugigen Reflexionskopf.
Der geradlinige, gestreckte Lichtsender der Fig. 1 besteht aus dem mit drei Bohrungen
2, 3 und 4 versehenen Gehäuse 1, das beispielsweise aus einem Druckgußkörper
bestehen kann. Die Bohrung 4 dient zur Aufnahme einer die Stromversorgung der Lichtquelle
5 übernehmenden Kontaktvorrichtung 6, die in der Bohrung4 festgeschraubt oder gesteckt
sein kann.
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Die Lichtquelle 5 ist dabei auf dem ringförmigen Halter 7 befestigt
und leicht auszuwechseln bzw. gegen ein lichtempfindliches Element auszutauschen,
das anstatt der Lichtquelle auf dem Halter 7 angebracht werden kann. Die Bohrungen
2 und 3, deren Ebenen senkrecht aufeinanderstehen, stellen Lichtaustritts- oder
Lichteinfallöffnungen dar. Die nicht gebrauchte Öffnung kann durch eine einfache
ein schraubbare oder einsteckbare, nicht dargestellte Abdeckplatte geschlossen werden;
vor die andere kann bei Bedarf eine Abblendvorrichtung 8 geschraubt werden. @@ Zur
Sammlung des von der Lichtquelle ausgehenden bzw: von außen einfallenden Lichtstrahls
ist zwischen Lichtquelle und Lichtaustritts- bzw. -einfallöffnung ein auswechselbares
Objektiv 9 vorgesehen; das von dem Befestigungsring 10 gehalten wird.
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Fig. 2 zeigt einen Winkellichtsender, bei dem die Lichtstrahlen der
Lichtquelle durch den quer in dem Strahlengang angebrachten auswechselbaren Umlenke
Spiegel 11 umgelenkt werden. Bei dieser Anordnung ist die nicht benötigte Öffnung
2 durch eine einschraubbare oder einsteckbare, nicht dargestellte Abdeckplatte verschlossen.
Entsprechend kann der Lichtempfänger ausgebildet sein; bei dem die Lichtquelle 5
durch ein lichtempfindliches Element ersetzt wird.
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Fig. 3 zeigt einen sogenannten Winkelfeinstlichtsenden, bei dem lediglich
die Abblendvorrichtung.8 durch ein Mikroskopokular 12 ersetzt wird. Durch Einstecken
oder Einschrauben des Mikroskopulars in die Öffnung 2 und Herausnehmen des Reflexions-Spiegels
11 kann der gezeichnete Lichtsender in einen gestreckten Feinstlichtsender umgewandelt
werden: Der Aufbau des entsprechenden Lichtempängers ist in einfacher Weise durch
Ersetzen der auswechselbaren Lichtquelle durch ein lichtempfindliches Element möglich:
In Fig. 4 ist ein Gabelkopf dargestellt, der aus zwei Lichtsender und Lichtempfänger
darstellenden Baukörpem und dem Abstandsstück 13 besteht. Den von der Lichtquelle
5 ausgesandte Lichtstrahl wird von dem Objektiv 9 gesammelt und verläßt durch die
Öffnung 3 das Gehäuse 1 des Lichtsenders. Er tritt durch die Öffnung 3 in das Gehäuse
1 des Lichtempfängers ein und wird vom Objektiv 9 gesammelt und auf das lichtempfindliche
Element 14 geworfen.
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Die nicht benötigten Öffnungen werden durch nicht dargestellte Abdeckplatten
verschlossen.
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Fig. 5 zeigt einen einäugigen Reflexionskopf. Zwei Lichtsender und
Lichtempfänger darstellende Baukörper 1 sind in der gezeichneten Weise nebeneinander
angeordnet. Der von der Lichtquelle 5 ausgehende Lichtstrahl wird vom Objektiv 9
gesammelt, passiert einen teildurchlässigen Spiegel 15 und verläßt das Gehäuse
1 des Lichtsenders durch die öff-Dung 2; vor der eine Abblendvorrichtung 8 angebracht
ist: Der zurückgeworfene Lichtstrahl fällt durch die Öffnung 2 in das Gehäuse des
Lichtsenders ein, wird von dem teildurchlässigen Spiegel 15 umgelenkt, verläßt den
Lichtsender durch die Öffnung 3; tritt in, das
Gehäuse des Lichtempfängers
durch dessen Öffnung 3 ein, wird vom Reflexionsspiegel 11 umgelenkt, vom
Objektiv 9 gesammelt und auf das lichtempfindliche Element 14 geworfen. In den Öffnungen
3 der beiden Gehäuse befindet sich zweckmäßigerweise noch die Linse 16.
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In Fig. 6 ist ein zweiäugiger Reflexionskopf dargestellt, der aus
zwei einäugigen Reflexionsköpfen 21, 22 besteht, die durch die Stirnbleche 17 gehalten
sind. Um den von den Reflexionsköpfen gebildeten Winkel ändern zu können, sind die
Befestigungsschrauben 18 in Schlitzen 19 geführt. Die Stirnbleche tragen dabei gleichzeitig
eine Lupe 20 zur Beobachtung der Reflexionsebene 23.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von quader- oder prismenförmig
ausgebildeten Gehäusen beschränkt. Grundsätzlich können auch rohrförmig ausgebildete
Gehäuse verwendet werden. Trennt man diese axial auf und macht eine Rohrhälfte abnehmbar,
so sind die im Innern des Gehäuses befindlichen Elemente des Baukörpers zugänglich
und in der oben geschilderten Weise austauschbar bzw. auswechselbar.