DE1239962B

DE1239962B - Photoelectric barrier consisting of light transmitter and light receiver of relatively large width

Info

Publication number: DE1239962B
Application number: DEH38414A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Von Hacht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-01-19
Filing date: 1960-01-19
Publication date: 1967-05-03
Also published as: BE599266A; CH391896A; GB916825A

Description

Aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehende lichtelektrische Schranke verhältnismäßig großer Breite Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehende lichtelektrische Schranke verhältnismäßig großer Breite (Lichtvorhang) für Pressen, Stanzen usw., deren Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich bewegt wird.Photoelectric barrier consisting of a light transmitter and a light receiver relatively large width The invention relates to a light transmitter and light receiver existing photoelectric barrier of relatively large width (Light curtain) for presses, punches, etc., whose light beam passes over in rapid succession the area to be monitored is moved.

Gefährliche Maschinen, wie Pressen u. dgl., müssen dauernd oder wenigstens während des gefäehrlichen Teils eines Arbeitsganges mit einer Schutzeinrichtung versehen sein, die jedes Einbringen eines Körpers in den Gefahrenraum der Maschine entweder verhindert oder die Maschine wenigstens stillsetzt. Lichtelektrische Schutzeinrichtungen arbeiten nach der zuletzt genannten Methode. Um einen größeren Bereich überwachen zu können, verwendet man sogenannte Lichtvorhänge, die entweder statisch arbeiten (im einfachsten Fall wird ein Lichtstrahl immer wieder umgelenkt und so mehrfach über die zu überwachende Strecke geführt) oder bei denen ein Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich geworfen wird. Die Erfindung betrifft einen Lichtvorhang des zuletzt genannten Typs. Dangerous machines, such as presses and the like, must be carried out continuously or at least during the dangerous part of an operation with a protective device be provided that every introduction of a body into the danger area of the machine either prevented or at least shut down the machine. Photoelectric protective devices work according to the latter method. To monitor a larger area to be able to use so-called light curtains, which either work statically (In the simplest case, a light beam is deflected again and again and so several times guided over the track to be monitored) or where a light beam in faster Sequence is thrown over the area to be monitored. The invention relates to a Light curtain of the latter type.

Lichtelektrische Schutzeinrichtungen der vorstehenden Art sind bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform wird durch einen Schwingungsspiegel eine pendelnde Bewegung eines Lichtstrahls erzeugt; dieser wird auf einen Dachkantspiegel und von dort auf einen aus Tripelrückstrahlern gebildeten Spiegel geworfen. Durch eine geringe Streuung auf seinem Weg fällt das Licht nicht mehr gebündelt auf seinen Ausgangspunkt zurück, sondern etwas darum herum, wo es von einem Ringspiegel aufgefangen und auf ein lichtempfindliches Element geworfen wird. Solange der Lichtvorhang nicht unterbrochen wird, erhält das lichtempfindliche Element Dauerlicht, und die zu schützende Vorrichtung bleibt einsatzbereit. Photoelectric protective devices of the above type are known. In a known embodiment, an oscillating mirror is created by an oscillating mirror Movement of a light beam generated; this is on a roof mirror and from there thrown onto a mirror formed from triple reflectors. By a low Scattering on its way, the light no longer falls bundled on its starting point back but something around it where it is caught by a ring mirror and on a photosensitive element is thrown. As long as the light curtain is not interrupted is, the photosensitive element receives continuous light, and the device to be protected remains ready for use.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird zur Bewegung des Lichtstrahlenbündels ein umlaufendes polygones Spiegelprisma verwendet, dessen Umlaufachse parallel zur Brennlinie eines Zylinderspiegels angeordnet ist und das so bemessen ist, daß die Spiegelprismakanten während des Umlaufs mit der Brennlinie des Zylinderspiegels annähernd zur Deckung kommen. Die von dem Vielspiegel ausgesandten Lichtstrahlen werden auf den Zylinderspiegel geworfen, gelangen von dort über eine Zylinderlinse auf einen Tripelspiegel, werden zurückgeworfen und von einem halbdurchlässigen Spiegel auf ein Photoelement gelenkt. In a further known embodiment, the movement of the Light beam used a rotating polygonal mirror prism, whose axis of rotation is arranged parallel to the focal line of a cylinder mirror and dimensioned so is that the mirror prism edges during the revolution with the focal line of the cylinder mirror come approximately to cover. The light rays emitted by the multi-mirror are thrown onto the cylinder mirror, from there via a cylinder lens on a triple mirror, are reflected and off a semi-transparent mirror directed to a photo element.

Bei beiden Anordnungen ist die Anwendung von Schwing- bzw. Vielkantspiegeln sowie von TripelrefLektoren hoher Genauigkeit und Gleichmäßigkeit nötig, bei der zweiten noch ein zusätzlicher halbdurchlässiger Spiegel. In both arrangements, the use of Oscillating or polygonal mirrors as well as of triple reflectors of high accuracy and uniformity are necessary for the second an additional semi-transparent mirror.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Lichtsenders einer aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehenden lichtelektrischen Schranke verhältnismäßig großer Breite (Lichtvorhang) für Pressen, Stanzen usw., deren Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich bewegt wird, zu vereinfachen, um dadurch ein zuverlässiges Arbeiten der Schutzeinrichtung zu erreichen und Fehler- oder Störungsquellen von vornherein möglichst auszuschließen. Erfindungsgemäß erreicht man dies dadurch, daß auf einer Seite des zu überwachenden Bereiches eine langgestreckte Lichtquelle (Glühwendel-Soffitte, Leuchtstoffröhre od. ä.) vorgesehen ist, von der Licht durch den Kreuzungspunkt mindestens eines wendelförmigen, schlitzartigen Lichtdurchlasses am Mantel eines die Lichtquelle umgebenden, an sich bekannten Rotationszylinders und einer Spaltblende, deren Länge der Breite der Schranke entspricht, über eine Spaltoptik in an sich bekannter Weise auf einen auf der anderen Seite des zu überwachenden Bereiches angeordneten Kollimatorspiegel fällt, in dessen Brennpunkt ein lichtemplindliches Element angeordnet ist. The invention is based on the object of the structure of the light transmitter a photoelectric barrier consisting of a light transmitter and a light receiver relatively large width (light curtain) for presses, punching, etc., their light beam is moved in quick succession over the area to be monitored, to simplify, in order to achieve reliable operation of the protective device and fault detection or to exclude sources of interference as far as possible from the outset. Achieved according to the invention you do this by having an elongated area on one side of the area to be monitored Light source (incandescent filament festoon, fluorescent tube or the like) is provided from which Light through the intersection of at least one helical, slit-like light passage on the jacket of a known rotary cylinder surrounding the light source and a slit, the length of which corresponds to the width of the barrier, over a Slit optics in a manner known per se on one side of the one to be monitored Area arranged collimator mirror falls, in whose focal point a light sensitive Element is arranged.

Der die Lichtquelle umgebende Rotationszylinder ist an seinem Umfang mit mindestens einem wendelförmigen Lichtspalt versehen. Ein sehr dichter Lichtvorhang erfordert mehrere wendelförmige Lichtspalte am Umfang des Rotationszylinders. The rotating cylinder surrounding the light source is on its circumference provided with at least one helical light gap. A very dense curtain of light requires several helical light gaps on the circumference of the rotating cylinder.

Anstatt eines Zylinders, aus dessen Mantel selbst ein oder mehrere Lichtspalte herausgearbeitet werden, kann ein Zylinder mit einem aus durchsichtigem Material bestehenden Mantel vorgesehen werden, um den eine Folie mit wendelförmigen lichtdurchlässigen Stellen gelegt wird. Zur Übertragung des Antriebelementes ist ein am Zylinder angebrachter Zahnkranz vorteilhaft. Es ist zweckmäßig, als Spaltoptik eine Zylinderlinse vorzusetzen. Die durch den rotierenden Zylinder und die Spaltblende hindurchtretenden Lichtstrahlen werden mittels eines Kollimatorspiegels auf ein lichtempfindliches Element geworfen. Instead of a cylinder, one or more of its mantle itself Light gaps can be worked out, a cylinder with a transparent Material existing sheath can be provided around which a foil with helical shape translucent Places is placed. For the transmission of the drive element A ring gear attached to the cylinder is advantageous. It is useful as a slit optic to put a cylinder lens in front. The through the rotating cylinder and the slit diaphragm Light rays passing through are pointed to by means of a collimator mirror thrown photosensitive element.

Als ein derartiges Element kann beispielsweise ein Photoelement vorgesehen werden. Bei Verwendung einer Photodiode als lichtempfindliches Element kann diese in Abhängigkeit von dem auffallenden Licht sowohl als Spannungserzeuger als auch steuerbarer Widerstand verwendet werden. Bei Verwendung von Phototransistoren kann deren Verstärkerwirkung ausgenutzt werden, was insbesondere für empfindliche Schaltungen von Vorteil ist.A photo element, for example, can be provided as such an element will. When using a photodiode as a light-sensitive element, this can as a voltage generator as well as depending on the incident light controllable resistor can be used. When using phototransistors can whose amplifying effect can be used, which is particularly important for sensitive circuits is beneficial.

Es ist zur Erzeugung von Lichtblitzen eine Lichtmühle bekannt, bei der eine Lichtquelle von einem Rotationszylinder umgeben ist, dessen Mantel eine Lichtöffnung hat, der zur Lichtmodulation dient. Im Gegensatz zu der Erfindung ist dieser Lichtdurchlaß jedoch weder wendelförmig noch schlitzartig, da das Verhältnis seiner Breite zu seiner Höhe 1,4: 3 ist. Da er nicht wendelförmig ist, kann auch nicht von einem Kreuzungspunkt mit der äußeren Lichtöffnung wie bei dem Erfindungsgegenstand gesprochen werden, der eine Spaltblende enthält, deren Länge gleich ist der Breite der Schranke. Schließlich wird der Lichtstrahl auch nicht auf einen Kollimatorspiegel geworfen, in dessen Brennpunkt sich ein lichtempfindliches Element befindet. A light mill is known for generating flashes of light the one light source is surrounded by a rotary cylinder, the jacket of which is a Has light opening that is used for light modulation. In contrast to the invention is However, this light passage is neither helical nor slit-like, since the ratio its width to its height is 1.4: 3. Since it is not helical, so can not from a point of intersection with the outer light opening as in the subject of the invention be spoken, which contains a slit, the length of which is equal to the width the barrier. Finally, the light beam is not even on a collimator mirror thrown with a light-sensitive element at its focal point.

Aus der unterschiedlichen Ausbildung der einzelnen Bauteile ergibt sich eine völlig unterschiedliche Wirkungsweise beider Lichtsender. Bei der bekannten Lichtmühle wird der Lichtstrahl nur moduliert, d. h., seine Intensität schwankt periodisch. Die Richtung des Lichtstrahles im Raum ist hingegen nicht veränderbar. Demgegenüber wird die Intensität des Lichtstrahles bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht geändert, der Lichtpunkt an der Kreuzungsstelle von wendelförmigem Schlitz des Rotationszylinders und Spaltblende wandert bei Drehung des Rotationszylinders bei konstanter Helligkeit über den zu schützenden Bereich hinweg. Bei entsprechend hohen Drehzahlen des Rotationszylinders oder Mehrgängigkeit des wendelförmigen Schlitzes kann die Geschwindigkeit des Lichtstrahles so hoch gewählt werden, daß das lichtempfindliche Element auch bei Eindringen schnell bewegter Gegenstände in den Gefahrenraum schnell genug anspricht. Results from the different training of the individual components completely different modes of operation of the two light transmitters. With the well-known Light mill, the light beam is only modulated, i.e. that is, its intensity fluctuates periodically. The direction of the light beam in the room, however, cannot be changed. In contrast, the intensity of the light beam in the arrangement according to the invention not changed, the point of light at the intersection of the helical slot of the rotary cylinder and slit diaphragm migrates when the rotary cylinder rotates with constant brightness across the area to be protected. With accordingly high speeds of the rotary cylinder or multiple threads in the helical slot the speed of the light beam can be chosen so high that the light-sensitive Element quickly even if fast moving objects penetrate the danger area appeals enough.

In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Lichtschranke in der Seitenansicht, in F i g. 2 in der Draufsicht dargestellt. In Fig. 1 is the light barrier according to the invention in a side view, in Fig. 2 shown in plan view.

Der Lichtsender besteht aus dem die langgestreckte Lichtquelle 1 umgebenden, an seinem Umfang mit wendelförmigen Lichtspalten 8 versehenen Rotationszylinder 2, der von dem Motor 3 über das Getriebe 4 angetrieben wird und mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. In dem den Zylinder 2 mit Lichtquelle 1 und Antriebsmotor 3 aufnehmenden Gehäuse 5 ist eine Schlitzblende 6 vorgesehen, durch die die den Zylinder 2 passierenden Lichtstrahlen austreten können. Vor der Schlitzblende 6 ist als Spaltoptik eine Zylinderlinse 7 vorgesehen, die das aus-der Spaltblende austretende Licht sammelt und bündelt. Bei stehendem -Zylinder bildet sich an der Kreuzungsstelle von Spaltblende und Zylinderlichtspalt ein Lichtpunkt, der sich bei drehendem Zylinder entlang der Spaltblende bewegt und den Lichtvorhang bildet. Enthält der Umfang des Zylinders mehrere wendelförmige Lichtspalte, so entstehen an der Spaltblende mehrere Lichtpunkte. The light transmitter consists of the elongated light source 1 surrounding, provided on its circumference with helical light gaps 8 rotary cylinder 2, which is driven by the motor 3 via the gearbox 4 and at a constant speed rotates. In which the cylinder 2 with Light source 1 and drive motor 3 receiving Housing 5 has a slit diaphragm 6 through which the cylinder 2 passes Light rays can escape. In front of the slit diaphragm 6 is a slit optic Cylinder lens 7 is provided which collects the light emerging from the slit diaphragm and bundles. When the cylinder is upright, the slit diaphragm is formed at the intersection and cylinder light slit a point of light which, when the cylinder rotates, moves along the Slit diaphragm moves and forms the light curtain. Contains the circumference of the cylinder several helical gaps of light, so several points of light are created on the slit diaphragm.

Die vom Sender ausgehenden Strahlen werden von dem Kollimatorspiegel 11 im Lichtempfänger, dessen Gehäuse 13 ebenfalls eine die Strahlen sammelnde und bündelnde Zylinderlinse 9 und Spaltblende 10 abschließt, auf das im Brennpunkt des Kollimatorspiegels befindliche lichtempfindliche Element 12 geworfen. The rays emanating from the transmitter are captured by the collimator mirror 11 in the light receiver, the housing 13 of which also collects the rays and concentrating cylinder lens 9 and slit 10 completes, on the focal point of the Collimator mirror located photosensitive element 12 thrown.

Wird ein Gegenstand in den Lichtvorhang gebracht, so wird die auf das lichtempfindliche Element fallende Lichtmenge geändert und über nachgeschaltete Elemente, beispielsweise Verstärker, ein Schaltbefehl ausgelöst, der eine Schalt- oder Warnvorrichtung steuern kann. If an object is brought into the light curtain, it will open the light-sensitive element changing the amount of light falling and via downstream Elements, for example amplifiers, a switching command is triggered that or warning device can control.

Claims

Claims: 1. Consisting of light transmitter and light receiver Photoelectric barrier of relatively large width (light curtain) for presses, Punches, etc., whose light beam in rapid succession over the area to be monitored is moved, characterized in that on one side of the area to be monitored an elongated light source (incandescent filament festoon, fluorescent tube or the like) is provided is, of which light passes through the intersection of at least one helical, slit-like Light passage on the jacket of a known rotary cylinder surrounding the light source and a slit, the length of which corresponds to the width of the barrier, over a Slit optics in a manner known per se on one side to be monitored on the other side Area arranged collimator mirror falls, in whose focal point a light-sensitive Element is arranged.

2. Barrier according to claim 1, characterized in that as a slit optics a cylindrical lens (7, 9) is provided.

Considered publications: German Patent Specifications No. 693 940, 886708; German explanatory documents No. 1 057 681.

1062794; U.S. Patent No. 2486029; ATM sheet J034-3 / 1932-T56: "Optik 10", issue 11, November 1953, pp. 567 to 570.