DE1283709B

DE1283709B - Photoelectric barrier that monitors an area and works with pulsed light

Info

Publication number: DE1283709B
Application number: DE1961L0040241
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard V Hacht
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-10-13
Filing date: 1961-10-13
Publication date: 1968-11-21

Description

Lichtelektrische, eine Fläche überwachende, mit Impulslicht arbeitende Schranke Die Erfindung bezieht sich auf eine lichtelektrische, eine Fläche überwachende, mitImpulslicht arbeitende Schranke, für deren Zustand die Frequenz der von dem Lichtempfänger abgegebenen elektrischen Signale ein Kennzeichen ist, insbesondere zum lichtelektrischen Unfallschutz an Pressen, Stanzen od. dgl.Photoelectric, monitoring an area, working with pulsed light Barrier The invention relates to a photoelectric, a surface monitoring, Barrier working with pulsed light, for whose state the frequency of the light receiver emitted electrical signals is a characteristic, in particular for photoelectric Accident protection on presses, punches or the like.

Lichtelektrische Schutzeinrichtungen in Form von Lichtvorhängen sind bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform wird durch einen Schwingspiegel 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 divergent, wobei es von einem Ringspiegel aufgefangen und auf ein lichtelektrisches Element geworfen wird. Solange der Lichtvorhang nicht unterbrochen wird, erhält das lichtelektrische Element Dauerlicht, und die zu schützende Vorrichtung bleibt einsatzbereit. Photoelectric protective devices are in the form of light curtains known. In a known embodiment, an oscillating mirror is a pendular movement of a light beam is generated, this is on a roof mirror and thrown from there onto a mirror formed from triple reflectors. By a small amount of scattering on its path means that the light is no longer bundled onto its path Starting point back, but somewhat divergent, being caught by a ring mirror and thrown onto a photoelectric element. As long as the light curtain doesn't is interrupted, the photoelectric element receives continuous light, and the one to be protected Device 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 Umlaufes 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 eine Fotozelle 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 photocell.

Bei beiden Anordnungen ist die Anwendung eines Schwing- bzw. Vielkantspiegels sowie von Tripelreflektoren hoher Genauigkeit und Gleichmäßigkeit nötig, bei der zweiten noch ein zusätzlicher halbdurchlässiger Spiegel. Both arrangements use an oscillating or polygonal mirror as well as of triple reflectors of high accuracy and uniformity are necessary in which second an additional semi-transparent mirror.

Außerdem können die bei den bekannten Einrichtungen erforderlichen parabolischen oder zylindrischen Hohlspiegel nur schwach gekrümmt sein, so daß der Brennpunkt, in dem sich die Lichtquelle befinden muß, weit vom Spiegel entfernt liegt. Um die Lichtquelle trotz der großen Brennweite zusammen mit dem Hohlspiegel in demselben Gerät unterbringen zu können, muß der Strahlengang durch eine Vielzahl von Spiegeln verkürzt werden. Die Anordnung und Justierung der zum Teil gekrümmten Spiegel ist aber kompliziert und aufwendig. In addition, the required in the known facilities parabolic or cylindrical concave mirror only slightly curved, so that the Focal point in which the light source must be located, far from the mirror lies. To the light source despite the large focal length together with the concave mirror To be able to accommodate in the same device, the beam path must go through a large number be shortened by mirrors. The arrangement and adjustment of the partly curved But mirror is complicated and expensive.

Es ist auch ein Lichtvorhang mit einem bewegten Dauer-Lichtbündel vorgeschlagen worden, bei dem 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 Kollimatorspiegels fällt, in dessen Brennpunkt ein lichtempfindliches Element angeordnet ist. It is also a light curtain with a moving continuous light beam has been proposed in which one on one side of the area to be monitored elongated 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 Hauptteil der bisher bekannten bzw. vorgeschlagenen Lichtvorhangsysteme liegt darin, daß der lichtelektrische Teil nicht zuverlässig auf alle Störungen, insbesondere auch nicht auf das besonders unangenehmeVersagen von Fotozellen oder Fotodioden durch Leitendwerden, überwacht werden kann. Die Möglichkeit von Versagern vermindert aber den Sicherheitswert von Lichtvorhängen beträchtlich, die ja fast ausschließlich in Schutzeinrichtungen besonders gefährlicher Maschinen, wie Pressen oder Stanzen, eingebaut werden. Es sind zwar schon spezielle Schutz- und Störüberwachungsschaltungen bekanntgeworden, die jedoch ihrer Bauart entsprechend entweder bei intakter Schranke Fehl al arm auslösen können oder bei fehlerhafter Schranke nicht ansprechen. The main part of the previously known or proposed light curtain systems lies in the fact that the photoelectric part is not reliable for all disturbances, especially not to the particularly unpleasant failure of photocells or Photodiodes can be monitored by becoming conductive. The possibility of failures but reduces the safety value of light curtains considerably, almost exclusively in protective devices of particularly dangerous machines such as presses or punching. There are special protection and fault monitoring circuits became known, however, depending on their design, either with the barrier intact Can trigger false alarms or fail to respond if the barrier is faulty.

Es treten deshalb in der Praxis leider immer wieder an durch Lichtvorhänge geschützten Maschinen schwere Unfälle auf.Unfortunately, in practice, it occurs again and again through light curtains protected machines cause serious accidents.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der bekannten Einrichtungen. The invention avoids these disadvantages of the known devices.

Erfindungsgemäß erreicht man dies für eine lichtelektrische, eine Fläche überwachende, mit Impulslicht arbeitende Schranke, für deren Zustand die Frequenz der von dem Lichtempfänger abgegebenen elektrischen Signale ein Kennzeichen ist, insbesondere zum lichtelektrischen Unfallschutz an Pressen, Stanzen od. dgl. dadurch, daß ein durch eine langgestreckte Lichtquelle beleuchteter Zylinder mit in axialer und Umfangsrichtung gegeneinander versetzten lichtdurchlässigen Stellen vorgesehen ist, durch die bei mittels eines motorischen Antriebes bewirkter Rotation des Zylinders Lichtimpulse räumlich nebeneinander und zeitlich nacheinander über den zu schützenden Bereich auf den Lichtempfänger freigegeben werden. According to the invention, this is achieved for a photoelectric, one Area-monitoring barrier working with pulsed light, for the state of which the Frequency of the emitted by the light receiver electrical signals is a mark, in particular for photoelectric accident protection on presses, Punching od. The like. In that one illuminated by an elongated light source Cylinders with translucent ones that are offset from one another in the axial and circumferential directions Places is provided by the effected by means of a motor drive Rotation of the cylinder Light impulses spatially next to each other and temporally one after the other released to the light receiver via the area to be protected.

Es ist zwar bekannt, z. B. Nachrichten oder physikalische Größen als lichtelektrische Impulsfolgen oder durch Impulsfrequenzen darzustellen, doch wurde etme entsprechende Anordnung bisher weder bei Lichtvorhängen noch zur Überwachung der lichtelektrischen Elemente gegen dauerndes Leitendwerden in lichtelektrischen Sicherheitsvorrichtungen verwendet. It is known, e.g. B. Messages or physical quantities to be represented as photoelectric pulse trains or by pulse frequencies, yes so far, a corresponding arrangement has not been made either for light curtains or for monitoring of photoelectric elements against permanent conduction in photoelectric ones Safety devices used.

Es ist an sich eine Anordnung zur Erzeugung von Lichtimpulsen (-blitzen) bekannt, bei der sich eine auf einem rotierenden Zylinder angebrachte Öffnung vor einem Ausschnitt im äußeren feststehenden Zylindermantel bewegt, wobei am Ort der Drehachse eine Strahlungsquelle sitzt. It is in itself an arrangement for generating light pulses (flashes) known, in which there is an opening mounted on a rotating cylinder moved a cutout in the outer fixed cylinder jacket, with the location of the Axis of rotation sits a radiation source.

Bei dieser bekannten Anordnung wird jedoch kein wanderndes Lichtbündel erzeugt, sondern die Aussendung der Lichtblitze findet an derselben Stelle statt. Darüber hinaus dient die bekannte Anordnung nicht als Sender in einem fehlergeschützten Schrankensystem. In this known arrangement, however, there is no wandering light beam generated, but the emission of the flashes of light takes place at the same point. In addition, the known arrangement does not serve as a transmitter in a fail-safe Barrier system.

Als Lichtquelle ist besonders eine Glühwendelsoffitte vorteilhaft, da ihre Leuchtdichte sehr konstant ist. Ist zusätzlich eine hohe Lichtstärke erwünscht, so können Glühwendelsoffitten mit mehreren Glühwendeln verwendet werden. An incandescent filament offset is particularly advantageous as a light source, because their luminance is very constant. If a high light intensity is also required, incandescent filament offsets with several incandescent filaments can be used.

Zur Erzeugung einer möglichst konstanten Lichtpulsfrequenz wird der axiale Abstand zwischen zwei benachbarten lichtdurchlässigen Stellen gleich der halben Höhe des Lichtbandes gewählt. Aus fertigungstechnischen Gründen ist ein lichtdurchlässiger Rotationszylinder vorteilhaft, der beispielsweise als Hohlzylinder mit aus lichtdurchlässigem Material bestehenden Zylinderwänden ausgeführt sein kann. Der Zylinder wird dann mit einer lichtdurchlässige Stellen enthaltenden Folie belegt. In diesem Fall kann die Zählimpulsfrequenz leicht durch Auswechseln der um den Zylinder herumgelegten Folie geändert werden. To generate a light pulse frequency that is as constant as possible, the axial distance between two adjacent translucent points equal to the half the height of the light band selected. For manufacturing reasons, one is translucent Rotary cylinder advantageous, for example as a hollow cylinder made of translucent Material existing cylinder walls can be executed. The cylinder will then covered with a film containing translucent areas. In this case it can the counting pulse frequency easily by swapping out the ones around the cylinder Slide can be changed.

Als lichtdurchlässige Stellen enthaltende Folie ist ein randperforiertes Filmband zweckmäßig.The film containing the transparent areas is perforated at the edge Film tape appropriate.

Im Strahlengang des Lichtvorhanges wird zunächst eine Spaltblende angeordnet, um den von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl scharf zu begrenzen. First, a slit diaphragm is placed in the beam path of the light curtain arranged to sharply limit the light beam emanating from the light source.

Zur Homogenisierung und Verbreiterung des Lichtbandes wird ein aus einer Bikonkav- und einer Bikonvexzylinderlinse bestehendes Zylindersystem (umgekehrt angewandtes Galilei-System) vorgesehen, in dessen Brennebene die Glühwendelsoffitte angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß die Lichtstrahlen in Richtung des Lichtvorhangs genau parallel verlaufen.On is turned off to homogenize and widen the light band A cylinder system consisting of a biconcave and a biconvex cylinder lens (vice versa applied Galilei system), in whose focal plane the incandescent filament off center is arranged. This ensures that the light rays in the direction of the light curtain run exactly parallel.

Als Lichtempfänger wird ein lichtelektrisches Element vorgesehen, auf das die Strahlen des Lichtvorhangs mittels eines Spiegelsystems geworfen werden. A photoelectric element is provided as a light receiver, onto which the rays of the light curtain are thrown by means of a mirror system.

Als ein derartiges Element kann beispielsweise eine Fotozelle vorgesehen sein. Bei Verwendung einer Fotodiode als lichtelektrisches Element kann diese in Abhängigkeit von dem auffallenden Licht sowohl als Spannungserzeuger als auch als steuerbarer Widerstand verwendet werden. Bei Verwendung von Fototransistoren kann deren Verstärkerwirkung ausgenützt werden, was insbesondere für empfindliche Schaltungen von Vorteil ist.A photocell, for example, can be provided as such an element be. If a photodiode is used as the photoelectric element, it can be converted into Depending on the incident light as well as Voltage generator as well as controllable resistor can be used. When using phototransistors can whose amplifying effect can be used, which is particularly important for sensitive circuits is beneficial.

Um sämtliche parallelen Strahlen des Lichtvorhangs auf ein einziges lichtelektrisches Element vereinigen zu können, enthält das Spiegelsystem des Lichtempfängers einen Kollimatorspiegel. Zur Verkürzung der Brennweite ist die Einschaltung eines torischen oder parabolischen Manginspiegels zweckmäßig. In den Strahlengang zwischen Manginspiegel und lichtelektrischem Element ist noch eine Lochblende vorgesehen, um den Einfluß von Störlicht auszuschalten. To get all the parallel rays of the light curtain onto a single one To be able to combine a photoelectric element, the mirror system of the light receiver contains a collimator mirror. To shorten the focal length, it is necessary to switch on a toric or parabolic mangin level is expedient. In the beam path between Mangin mirror and photoelectric element, a pinhole is also provided, to eliminate the influence of interfering light.

Zur Anpassung an bestimmte Betriebsverhältnisse oder nachgeschaltete Auswerteinrichtungen kann es vorteilhaft sein, die Frequenz der lichtelektrischen Impulse bei ungestörter Schranke einstellbar zu machen. Dieser Forderung kann in einfacher Weise durch änderung der Umdrehungszahl des Rotationszylinders oder - bei konstanter Umdrehungszahl -durch änderung der Anzahl seiner lichtdurchlässigen Stellen mittels verschiedener Folien entsprochen werden. To adapt to certain operating conditions or downstream Evaluation devices, it can be advantageous to measure the frequency of the photoelectric To make impulses adjustable when the barrier is undisturbed. This requirement can be in simply by changing the number of revolutions of the rotary cylinder or - at constant speed - by changing the number of its translucent Places can be met by means of different foils.

Die von dem lichtelektrischen Element abgegebenen lichtelektrischen Impulse werden zur Messung der Frequenz über eine von einem Impulsgeber konstanter Frequenz gesteuerte elektronische Torschaltung einer elektronischen Zählstufe zugeführt. The photoelectric output from the photoelectric element Pulses are used to measure the frequency via a pulse generator Frequency-controlled electronic gate circuit fed to an electronic counter stage.

Als einfacher Impulsgeber kann die Netzfrequenz verwendet werden, wobei zu sehr genauen Messungen eine Erhöhung der Impulsfrequenz durch einen elektronischen Impulsvervielfacher erforderlich ist. Die elektronische Torschaltung wird in Abhängigkeit von der in einem bestimmten, sehr kurzen Zeitintervall von einer Zähleinrichtung ermittelten Anzahl von Impulsen gesteuert, die von dem Impulsgeber kommen.The mains frequency can be used as a simple pulse generator, taking too very accurate measurements an increase in the pulse frequency by an electronic Pulse multiplier is required. The electronic gate circuit is dependent from that in a specific, very short time interval from a counter determined number of pulses controlled that come from the pulse generator.

Eine Meßanordnung wesentlich geringeren Aufwands besteht in einer Kondensator-Widerstandskombination, die von dem lichtelektrischen Element und dem Impulsgeber konstanter Frequenz beaufschlagt wird. Die Kondensatorspannung stellt dabei ein Maß für die Frequenz der lichtelektrischen Impulse dar und kann beispielsweise die Steuereinrichtung eines Schaltelementes beeinflussen. A measuring arrangement that is considerably less complex is one Capacitor-resistor combination created by the photoelectric element and the Pulse generator of constant frequency is applied. The capacitor voltage represents represents a measure of the frequency of the photoelectric pulses and can, for example affect the control device of a switching element.

Eine ebenfalls mit geringem Aufwand realisierbare Meßanordnung besteht in einem mit zwei Steuerwicklungen versehenen Schaltelement. Die Steuerwicklungen werden jeweils von dem lichtelektrischen Element oder von dem Impulsgeber beaufschlagt. There is a measuring arrangement that can also be implemented with little effort in a switching element provided with two control windings. The control windings are acted upon by the photoelectric element or by the pulse generator.

Besonders geeignet ist ein Differenzrelais.A differential relay is particularly suitable.

Die der Zählstufe für die lichtelektrische Impulse nachgeschalteten Elemente werden aus Sicherheitsgründen nach dem Ruhestromprinzip ausgelegt, so daß die Sicherheitseinrichtung bei Ausfall eines nachgeschalteten Elementes keine Betriebsbereitschaft vortäuscht. The downstream of the counting stage for the photoelectric pulses For safety reasons, elements are designed according to the closed-circuit principle, so that the safety device is not operational if a downstream element fails pretends.

Die erfindungsgemäße Lichtschranke ermöglicht eine besonders einfache optische Führung des Strahlenganges bei Verwendung einfacher und betriebssicherer Elemente. Als drehendes Teil ist nur ein mit Lichtdurchlässen versehener rotierender Zylinder erforderlich, an dessen Genauigkeit weit geringere Ansprüche zu stellen sind als an die eines Drehspiegels. The light barrier according to the invention enables a particularly simple one Optical guidance of the beam path when used is simpler and more reliable Elements. The only rotating part is a rotating part provided with light passages Cylinder required, to make far lower demands on its accuracy are than those of a rotating mirror.

Schließlich findet eine dauernde selbsttätige und zuverlässige Überprüfung der Funktionsbereitschaft des optischen Systems ohne zusätzliche Kontrolleinrichtungen statt. Wird die Kontrolle auf digitalem Weg vorgenommen, so wirken sich Schwankungen in der Lichtstärke infolge Netzspannungsschwankungen und allmählicher Veränderungen im optischen System, wie z. B. Verschmutzung der Lichtaustrittsstelle und Veränderung der Spiegelstellungen, wenig aus.Finally there is a permanent automatic and reliable check the functionality of the optical system without additional Control facilities instead. If the control is carried out digitally, so affect fluctuations in the light intensity as a result of mains voltage fluctuations and gradual changes in the optical system, such as B. Soiling of the light exit point and changing the mirror positions, little effect.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des Strahlenganges, F i g. 2 die Aufsicht auf den Strahlengang, F i g. 3 die Abwicklung des Rotationszylinders im Bereich von etwa 0 bis 400 und 170 bis 2000, F i g. 4 die elektronischen Meß- und Überwachungsteile, Fig. 5 ein aus einem RC-Glied bestehendes Vergleichselement, F i g. 6 ein aus einem Differenzrelais bestehendes Vergleichselement. The invention is explained in more detail in the drawing, for example. It shows F i g. 1 shows a perspective illustration of the beam path, FIG. 2 the supervision of the beam path, F i g. 3 the development of the rotary cylinder in the range from about 0 to 400 and 170 to 2000, FIG. 4 the electronic measuring and monitoring parts, FIG. 5 a comparison element consisting of an RC element, F i g. 6 a comparison element consisting of a differential relay.

In den F i g. 1 und 2 geht von der mit zwei Glühwendeln 1 a, 1 b versehenen Glühwendelsoffitte 1 ein Lichtband aus, das durch die Spaltblende 2 begrenzt wird. Um möglichst das ganze von der Lichtquelle 1 ausgestrahlte Licht für den Lichtvorhang nützen zu können, kann hinter der Soffitte ein Hohlspiegel angeordnet werden. Nach Umlenkung des Lichtbandes am Umlenkspiegel 3 wird es mittels eines aus Bikonkavzylinderlinse 4 und Bikonvexzylinderlinse 6 gebildeten Linsensystems (umgekehrt angewandtes Galilei-System) verbreitert und gleichzeitig homogenisiert, d. h., die Lichtstrahlen verlaufen in Richtung des Lichtvorhanges parallel. Von dem Rotationszylinder 5 wird nur ein Ausschnitt dieses parallelen Lichtbandes auf die eigentliche zu schützende Strecke übertragen, wobei das Licht durch die Durchmesserachse des rotierenden Hohlzylinders fällt. Die lichtdurchlässigen Stellen sind an dem Rotationszylinder in axialer Richtung so verteilt, daß zwischen ihnen dunkle Stellen liegen, so daß bei sich drehendem Zylinder das Licht impulsartig über die zu schützende Strecke geworfen wird. Bei genügend schnellem Antrieb des Zylinders und einer hinreichend großen Zahl von lichtdurchlässigen Stellen wirken die impulsartig zwischen den oberen und unteren Grenzdurchlässen des Zylinders oszillierenden Lichtstrahlen als Lichtvorhang, der beliebig dicht gemacht werden kann. In the F i g. 1 and 2 are based on the one with two filaments 1 a, 1 b provided incandescent filament off center 1 from a light band which is limited by the slit diaphragm 2 will. To as much as possible of all the light emitted by the light source 1 for the light curtain To be able to use, a concave mirror can be arranged behind the festoon. To The light band is deflected on the deflecting mirror 3 by means of a biconcave cylinder lens 4 and biconvex cylinder lens 6 formed lens system (reverse applied Galilei system) broadened and homogenized at the same time, d. that is, the rays of light pass into Direction of the light curtain parallel. Only a section is made of the rotary cylinder 5 transfer this parallel light band to the actual route to be protected, whereby the light falls through the diameter axis of the rotating hollow cylinder. The translucent points are on the rotary cylinder in the axial direction so distributed that there are dark spots between them, so that when it is rotating Cylinder, the light is thrown impulsively over the distance to be protected. at sufficiently fast drive of the cylinder and a sufficiently large number of translucent Places act like a pulse between the upper and lower limit passages of the cylinder oscillating light rays as a light curtain, which is arbitrarily dense can be made.

Die Empfängeranordnung besteht aus der Spaltblende 7 und dem Kollimatorspiegel 8, der den Lichtimpuls auf den torischen Manginspiegel 9 wirft. The receiver arrangement consists of the slit diaphragm 7 and the collimator mirror 8, which throws the light pulse onto the toric Mangin mirror 9.

Durch die Verwendung eines Manginspiegels mit Kugelflächen wesentlich verschiedener Krümmung kann die Brennweite des Spiegelsystems des Empfängers ohne großen Aufwand an Umlenkspiegeln verringert werden. Von dem Manginspiegel wird der Lichtimpuls durch die Blende 10 auf die Fotodiode 11 geworfen.By using a mangin mirror with spherical surfaces, it is essential different curvature can change the focal length of the mirror system of the receiver without large effort to deflect mirrors can be reduced. From the Mangin mirror becomes the Light pulse thrown through the diaphragm 10 onto the photodiode 11.

Fig. 3 zeigt im Bereich von etwa 0 bis 400 und 170 bis 2000 den abgewickelten Mantel des erfindungsgemäßen Rotationszylinders 5 mit den lichtdurchlässigen Stellen 5 a bis 5 d. Dabei sind benachbarte Durchlässe in axialer Richtung um die halbe Höhe des Lichtbandes versetzt. Fig. 3 shows in the range from about 0 to 400 and 170 to 2000 the developed Jacket of the rotary cylinder 5 according to the invention with the translucent points 5 a to 5 d. Here, adjacent passages are halfway in the axial direction Staggered height of the light band.

In Fig. 4 ist 11 die Fotodiode, von der lichtelektrische Impulse ausgehen, die in dem Verstärker 12 verstärkt und von dem Impulsformer 13 umgeformt werden. In Fig. 4, 11 is the photodiode from which photoelectric pulses are generated proceed, which are amplified in the amplifier 12 and transformed by the pulse shaper 13 will.

Als Vergleichsfrequenz dient die Netzfrequenz, die für genaue Messungen in dem Impulsvervielfacher 14 vervielfacht und in dem Zähler 15 gezählt wird. Eine bestimmte Anzahl Impulse entspricht dann - konstante Netzfrequenz vorausgesetzt - einem bestimmten Zeitintervall, währenddessen die Torschaltung 16 geöffnet ist und die von der Fotodiode 11 ausgehenden lichtelektrischen Impulse die Zähleinrichtung 17 beaufschlagen. Die Anzahl der während eines kurzen Zeitintervalls gezählten lichtelektrischen Impulse ist ein Maß für den Zustand des Lichtvorhangs. Wird nämlich ein Gegenstand in den Lichtvorhang eingebracht, wird diese also zumindest teilweise abgeschattet, so ändert sich die Anzahl der lichtelektrischen Impulse pro Zeitintervall gegenüber der Impulszahl bei ungestörtem Betrieb. Ein durch den Verstärker 18 verstärktes Signal betätigt in einem derartigen Fall das Relaisl9, das die Presse stillsetzt. The network frequency, which is used for precise measurements, serves as the comparison frequency is multiplied in the pulse multiplier 14 and counted in the counter 15. One then corresponds to a certain number of pulses - provided that the mains frequency is constant - A certain time interval during which the gate circuit 16 is open and the photoelectric pulses emanating from the photodiode 11 the counter 17 apply. The number of photoelectric counts during a short time interval Impulse is a measure of the condition of the light curtain. Namely becomes an object introduced into the light curtain, this is at least partially shaded, so the number of photoelectric pulses per time interval changes compared to the number of pulses during undisturbed operation. An amplified by the amplifier 18 In such a case, the signal actuates the relay 19, which stops the press.

Ist andererseits die Funktionsbereitschaft des lichtelektrischen Elementes, beispielsweise einer Fotodiode oder Fotozelle, durch Leitendwerden gestört, was durch eine Ruhestromüberwachung nicht festgestellt werden kann, so ist die Anzahl der während eines Zeitintervalls übertragenen Impulse annähernd Null, und die Maschine bleibt ebenfalls stehen. Die Wirkung ist die gleiche wie bei vollkommener Abschattung des Lichtvorhangs. Die beschriebene Lichtschranke ist bei entsprechender Auslegung in der Lage, sehr kleine Gegenstände sicher zu erfassen. Die Zeitintervalle zur Zählung der lichtelektrischen Impulse und damit auch der Kontrolleinrichtung zur Überwachung der Funktionsbereitschaft des optischen Systems können leicht kleiner gemacht werden als die Zeit, in der z. B. das Bedienungspersonal durch eine Schranke in den gefährlichen Raum der Presse greifen kann. On the other hand, the operational readiness of the photoelectric Element, for example a photodiode or photocell, is disturbed by becoming conductive, what cannot be determined by a closed-circuit current monitor is the number of the pulses transmitted during a time interval approximately zero, and the machine also stops. The effect is the same as with complete shading of the light curtain. The light barrier described is with the appropriate design able to safely grasp very small objects. The time intervals for Counting the photoelectric pulses and thus also the control device for Monitoring the operational readiness of the optical system can easily be smaller be made as the time in which z. B. the operating personnel through a barrier can reach into the dangerous room of the press.

Die der Zähleinrichtung 17 nachgeschalteten elektrischen Verstärker und Schaltelemente können für sich ohne Schwierigkeit nach dem Ruhestromprinzip gegen Ausfall oder Störungen überwacht werden, so daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung ein Höchstmaß an Sicherheit erreicht wird. The electrical amplifier connected downstream of the counter 17 and switching elements can operate according to the closed-circuit principle without difficulty are monitored against failure or malfunctions, so that with the invention Arrangement a maximum of security is achieved.

In Fig. 5 ist eine aus dem Kondensator 23 und dem veränderbaren Widerstand 24 bestehendes RC-Glied dargestellt, dem über die Gleichrichter 21 von dem lichtelektrischen Element 11 und dem Impulsgeber konstanter Frequenz Impulse zugeführt werden. Der Kondensator wird gleichzeitig über den veränderbaren Widerstand 24 entladen. Bleiben nun die lichtelektrischen Impulse infolge einer Unterbrechung der Schranke aus, so gibt das die Spannung des Kondensators überwachende Relais 20 einen Schaltbefehl. In Fig. 5, there is one of the capacitor 23 and the variable resistor 24 existing RC element shown, which via the rectifier 21 of the photoelectric Element 11 and the pulse generator of constant frequency pulses are supplied. Of the The capacitor is discharged at the same time through the variable resistor 24. Stay now the photoelectric impulses are switched off as a result of an interruption of the barrier, so the relay 20 monitoring the voltage of the capacitor issues a switching command.

Werden die lichtelektrischen Impulse dagegen zu einem Dauerstrom, etwa infolge eines Schrankenfehlers, so kann durch ein weiteres nicht dargestelltes Schaltelement, das auf eine höhere Spannung eingestellt ist, ein entsprechender Schaltbefehl gegeben werden.If, on the other hand, the photoelectric impulses become a continuous current, as a result of a barrier error, for example, another one, not shown, can be used Switching element that is set to a higher voltage, a corresponding one Switching command can be given.

Fig. 6 zeigt eine Meßschaltung, die im wesentlichen aus dem Differenzrelais 22 besteht, dessen Steuerwicklungen von den Impulsen des lichtelektrischen Elementes im entgegengesetzten Sinn beaufschlagt werden. Bei intakter Lichtschranke heben sich die Durchflutungen gerade auf. Ist die Schranke unterbrochen oder gestört, so werden die Durchflutungen ungleich, und das Relais gibt einen Schaltbefehl. Fig. 6 shows a measuring circuit consisting essentially of the differential relay 22 consists, whose control windings from the pulses of the photoelectric element applied in the opposite sense. Lift if the light barrier is intact the floods are just on. If the barrier is interrupted or disturbed, so the flow rates are unequal and the relay issues a switching command.

Claims

Claims: 1. Photoelectric, an area monitoring, with Impulse light working barrier, for the state of which the frequency of the light receiver emitted electrical signals is a characteristic, in particular for photoelectric Accident protection on presses, punching or the like., Characterized in that a through an elongated light source (1) illuminated cylinder (5) with in axial and Translucent areas offset in the circumferential direction (5 a ... 5 e) is provided by the rotation brought about by means of a motor drive of the cylinder (5) light pulses spatially next to each other and temporally one after the other be released via the area to be protected on the light receiver (11).

2. Device according to claim 1, characterized in that the light source an incandescent filament offset (1) is provided.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the axial distance between two adjacent translucent points (5a, 5b) is equal to half the height of the illuminating light band.

4. Device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that a translucent rotary cylinder (5) is provided, around the film containing only points that are transparent to light is laid.

5. Device according to claim 4, characterized in that one with translucent body len provided edge-perforated film tape is provided.

6. Device according to claim 1 or the following, characterized in that that in the beam path of the light curtain in front of the light source (1) a slit diaphragm (2) is provided.

7. Device according to claim 1 or the following, characterized in that that to homogenize and broaden the light band in its beam path a lens system consisting of a biconcave (4) and a biconvex cylinder lens (6) (Galilei system) is provided, in whose focal plane the incandescent filament oven (1) is arranged.

8. Device according to claim 1 or the following, characterized in that that a photoelectric element (11) is provided as a light receiver on which the rays of the light curtain are thrown by means of a mirror system.

9. Device according to claim 8, characterized in that the mirror system of the light receiver (11) from a collimator mirror (8) and a toric or parabolic mangin level (9).

10. Device according to claim 9, characterized in that in the Beam path between Mangin mirror (9) and photoelectric element (11) a Orifice plate (10) is provided.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,239,962; Optik, 1953, issue 10, pp. 567 to 570.