DE19507644A1 - Lichtschrankeneinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtschrankeneinrichtung mit einem Sende- und/oder Empfangsteil.

Lichtschrankensysteme werden nicht nur in der Indu­ strie für vielfältige Zwecke eingesetzt. Sie bestehen regelmäßig aus einem Sende- und einem Empfangteil, die über vom Sendeteil ausgestrahltes Licht dadurch miteinander kommunizieren, daß der Lichtstrahl des Senders auf seinem Weg zum Empfangsteil entweder un­ terbrochen oder durch einen in den Lichtstrahl gera­ tenen Gegenstand zum Empfangsteil hin reflektiert wird. Neben der Auslösung von nachgeschalteten Funk­ tionen, beispielsweise Verarbeitungsschritten, können auf diese Weise Gegenstände zahlenmäßig und größen­ mäßig erfaßt werden, was beispielsweise in der Pro­ duktionsüberwachung, Lagerhaltung aber auch in der Sicherheitstechnik von Bedeutung ist.

Aufgrund ihrer häufig exponierten Lage und ihrer emp­ findlichen Optik bedürfen derartige Lichtschrankensy­ steme einer regelmäßigen Wartung, was aber insbeson­ dere dann, wenn diese zur Überwachung oder Steuerung von Produktionsprozessen dienen, nicht zu längeren Produktionsausfällen führen darf. Insoweit besteht ein Bedarf an einem Lichtschrankensystem, das zur Wartungs- und Reparaturzwecken ohne großen Aufwand entfernt bzw. ausgetauscht werden kann.

Ein weiteres Problem bei der Installation und dem Be­ triebe von Lichtschrankensystemen ist ihre thermische Empfindlichkeit, die insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn solche Systeme in der metallerzeugenden oder -verarbeitenden Industrie eingesetzt werden. Zum Walzen bestimmte Stahlbrammen strahlen beispielsweise eine erhebliche Wärmeenergie ab, die die Funktionsfä­ higkeit derartiger Lichtschrankensysteme auf die Dauer beeinträchtigen kann, insbesondere auch durch den ständigen Temperaturwechsel, bedingt durch die Gegenwart oder Abwesenheit solcher Werkstücke. Soweit besteht ein Bedarf an einem effektiven, wenig anfäl­ ligen Kühlsystem, das die Temperatur derartiger Lichtschrankensysteme auf einem tolerierbarem Niveau hält.

Schließlich bedürfen derartige Lichtschrankensysteme, wenn sie in staubbelasteten Bereichen eingesetzt wer­ den, häufig einer Reinigungsmöglichkeit für die emp­ findliche Optik, um Staubablagerungen zu verhindern.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Lichtschran­ keneinrichtung bereitzustellen, die zum einen zu Re­ paratur- und Wartungszwecken rasch und ohne Unterbre­ chung der Produktionsprozesse austauschbar ist, ggfs. mit einer Kühlung versehen werden kann sowie, falls erforderlich, eine Reinigungsmöglichkeit für die Op­ tik ausgestattet ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Lichtschrankeneinrich­ tung der eingangs genannten Art gelöst, die aus einem Steck- und einem Basismodul besteht, wobei Sende- und/oder Empfangsteil im Steckmodul angeordnet sind und Steckmodul und Basismodul komplementär ausgebil­ dete und ineinandergreifende Steckkontakte für elek­ trische Verbindungen aufweisen.

Ein erfindungsgemäßes Lichtschrankensystem kann sowohl mit Sende- und Empfangsteil ausgestattet sein als auch lediglich ein Sende- oder Empfangsteil auf­ weisen. Im ersteren Fall bedarf das System eines Re­ flektors zur Funktion, wobei der Reflektor auch durch ein durch den Lichtweg passierendes Produkt gebildet werden kann. Im letzteren Fall wirken ein Sendeteil und ein Empfangsteil zusammen, die in zwei aufeinan­ der ausgerichteten, jedoch getrennt gehaltenen Ein­ richtungen angeordnet sind, wobei das Sendeteil ein kontinuierlichen Strahl auf den Empfangsteil richtet und dessen Unterbrechung das System aktiviert.

Die Modulbauweise aus Steckmodul und Basismodul mit komplementär zueinander ausgebildeten Steckkontakten erlaubt ein schnelles Auswechseln des Steckmoduls, das die Sende- und/oder Empfangseinrichtung aufweist. Es ist dabei zweckmäßig, die beiden durch eine ge­ eignete Sicherung miteinander zu verbinden und zu si­ chern, beispielsweise durch einen Schnellverschluß in Form eines Überwurfbügels, wie er beispielsweise bei elektrischen Steckelementen vielfach gebräuchlich ist.

Besonders zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Einrichtung sowohl mit Sende- als auch mit Empfangs­ teil auszustatten, da hierdurch die Zahl der Bauele­ mente stark vermindert wird und bei zusätzlichen Ein­ richtungen, wie sie in Form einer Kühlung nachstehend beschrieben ist, die Kosten niedrig gehalten werden.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Lichtschran­ keneinrichtung gegen hohe Temperaturen geschützt wer­ den muß, ist es zweckmäßig, sie mit einer integrierten Kühleinrichtung zu versehen. Eine solche Kühleinrich­ tung findet sich vorzugsweise im inneren des Steckmo­ duls, so daß das gesamte Steckmodul mit seinen Ein­ richtungen einschließlich Sende- und/oder Empfangs­ teil von der Kühlung profitieren. Eine solche Kühl­ einrichtung kann beispielsweise eine integrierte Kühl­ schlange sein, die sich um die vorhandenen elektri­ schen Einrichtungen sowie die innen angeordneten Teile des Sende- und/oder Empfangsteile wickelt. Al­ ternativ kann das Steckmodul aber auch mit einem Kühlmantel oder einem integrierten Kühlraum versehen sein, der beispielsweise auch zur Vergrößerung seiner Oberfläche Rippen aufweisen kann und von dem Kühlme­ dium durchflossen wird. Als Kühlmedium kommen alle geeigneten Gase und Flüssigkeiten in Frage, insbeson­ dere aber Luft und Wasser.

Die Anschlüsse für das Kühlmedium befinden sich zweckmäßigerweise ebenfalls am Steckmodul, was die Gestaltung vereinfacht; soll das Basismodul in die Kühlung einbezogen werden, sind entsprechende An­ schlüsse und Übergänge, die trennbar ausgelegt sein müssen, notwendig.

Des weiteren kann das erfindungsgemäße Lichtschran­ kensystem mit einer auf den Sende- und/oder Empfangs­ teil ausgerichteten Zuführung für ein Reinigungsme­ dium ausgestattet sein. Hiermit wird erreicht, daß in staubbelasteter Umgebung die optisch wichtigen Teile freigehalten bzw. freigespült werden. Als Reinigungs­ medium kommen zweckmäßigerweise ebenfalls Luft und Wasser in Frage, wobei das Wasser mit einem Detergenz versehen sein kann. Ist eine Kühleinrichtung vorgese­ hen, ist es besonders vorteilhaft, das Kühlmedium in die Zuführung für das Reinigungsmedium zu führen und zugleich als Reinigungsmedium zu nutzen. Durch das Besprühen des Sende- bzw. Empfangsteils mit dem Rei­ nigungsmedium wird gleichzeitig ein Kühleffekt er­ zielt.

Die Erfindung wird durch die beiliegenden Abbildungen näher erläutert. Von diesen zeigt,

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Lichtschranken­ system in Modulbauweise; und

Fig. 2 eine Lichtschrankeneinrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sender oder Empfänger und einem inneren Kühlraum.

Die Lichtschrankeneinrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus dem Steckmodul 1 und dem Basis- oder Sockelmodul 2. Das Steckmodul 1 weist an seiner Oberseite einen Sender 3 und einen Empfänger 4 auf, die über Rändel­ muttern Gehäuse 1 festgelegt sind. Am unteren Ende des Gehäuses angeordnete Stifte 6, die an gegenüber­ liegenden Seiten waagerecht hervorstehen, wirken mit einem am Basismodul 2 angeordneten Schnappbügelver­ schluß 5 zusammen, so daß die beiden Bauteile fest und sicher miteinander verbunden werden können. Die elektrischen Verbindungen zwischen Sockel- und Basis­ modul werden durch übliche Steckklemmen 11 und 11′ gebildet, die dimensionsmäßig aufeinander abgestimmt sind und beim Zusammenstecken der Bauteile 1 und 2 automatisch ineinandergreifen. Die Kabel 10 stellen die Verbindung zwischen Sende- und Empfangsteil ei­ nerseits und der Klemme 11 andererseits her.

Seitlich am Steckmodul 1 befindet sich ein Kühlmit­ telanschluß 7 in Form eines Schraub- oder Steckan­ schlusses. An diesen Kühlmittelanschluß 7 schließt sich im inneren des Steckmoduls 1 eine Kühlschlange 8 an, die die dort verlaufenden elektrischen Leitungen und den innen angeordneten Teil des Sende- und des Empfangselements spiralförmig umgeben. Die Kühlmit­ telschlangen 8 treten kopfseitig aus dem Steckmodul aus und enden in einer Zuführung 9 mit einer auf das Sende- und das Empfangselement 3, 4 gerichteten Düse. Auf diese Weise kann das über den Anschluß 7 einge­ speiste Kühlmedium, vorzugsweise Luft oder Wasser, gleichzeitig zur Kühlung und Reinigung der aus dem Bauteil 1 herausragenden Teile der Sende- und Emp­ fangselemente 3 und 4 verwandt werden.

Das Basisteil wird über eine Grundplatte 12, bei­ spielsweise mit Schrauben, an einer Oberfläche fest­ gelegt und über den Spannbügel 5 mit dem Steckteil 1 verbunden, wobei seitliche Greifelemente des Spannbü­ gels 5 über die Haltestifte 6 greifen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 zeigt ein Steckmodul 1, das in seinem Innern als Kühlraum 8 ausgebildet ist. Diese Lichtschrankeneinrichtung weist nur entwe­ der ein Sende- oder ein Empfangselement 3/4 auf und wirkt mit einer entsprechend ausgebildeten Licht­ schrankeneinrichtung mit einem Empfangs- oder Sende­ teil 4/3 zusammen. Über den Kühlmittelanschluß 7 ge­ langt das Kühlmedium in den Kühlraum 8, den es auf der gegenüberliegenden Seite wieder durch die Zufüh­ rung 9 mit auf den Sendern bzw. Empfängern ausgerich­ teter Düse verläßt. Die im Innern des Steckmoduls 1 angeordneten Teile des Sende- oder Empfangselements 3/4 sind selbstverständlich gegen das Kühlmedium iso­ liert, falls es sich bei dem Kühlmedium um eine Flüs­ sigkeit handelt. Steckklemmen 11 und 11′ am Steckmo­ dul 1 bzw. Basismodul 2 dienen der Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen Steckmodul und Ba­ sismodul, Stifte 6 und ein am Basismodul 2 angeordne­ tes Spannelement (nicht dargestellt) dienen der Si­ cherung der Verbindung. Das Basismodul weist des wei­ teren einen Sockel zur Festlegung an einer Unterlage auf.

Als Sender bzw. Empfänger können für Lichtschranken übliche Bauteile verwandt werden, wie sei beispiels­ weise von der Fa. Sitron vertrieben werden. Die aus Steck- und Basismodul bestehenden Gehäuse sind Modi­ fikationen von Gehäusen, wie sie für Elektroinstalla­ tionen eingesetzt werden und beispielsweise von der Fa. Harting angeboten werden.

Claims (11)

1. Lichtschrankeneinrichtung mit einem Sende- und/oder Emp­ fangsteil, gekennzeichnet durch ein Steck- (1) und ein Basismodul (2), wobei Sende- (3) und/oder Empfangsteil (4) am Steckmodul (1) angeordnet sind und das Steckmodul (1) wie das Basismodul (2) komplementär ausgebildete und ineinander greifende Steckkontakte (11, 11′) zur Herstel­ lung der elektrischen Verbindungen aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (2) mit einem Überwurfflügel (5) ausge­ stattet ist, der mit am Steckmodul (1) angeordneten Hal­ testiften (6) zusammenwirkt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Sende- (3) und ein Empfangsteil (4).

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (8) im Bereich des Steckmoduls (1).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (8) eine Kühlschlange ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (8) ein Kühlmantel ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekenn­ zeichnet durch einen Kühlmittelanschluß (7) und -aus­ tritt am Steckmodul (1).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch eine Zuführung (9) von Reinigungsmittel, die auf das Sende- (3) und/oder Empfangsteil (4) ausge­ richtet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (9) sie mit dem Anlaß Kühleinrichtung (8) verbunden ist, so daß Kühlmedium gleichzeitig als Reini­ gungsmedium verwandt werden kann.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Luftkühlung.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein flüssiges Kühlmedium.