DE19651341C2 - Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen können insbesondere als Lichtschranken, Reflexions­ lichtschranken, Lichttaster, induktive oder kapazitive Näherungsschalter ausge­ bildet sein.

Im Gehäuse der Vorrichtung ist eine Auswerteelektronik angeordnet, an welche der Sender und der Empfänger angeschlossen sind. Zur Stromversorgung ist die Auswerteelektronik über ein Kabel an eine externe Stromquelle angeschlossen. Hierzu ist im Gehäuseboden ein vorzugsweise von einem Stecker gebildetes Aufnahmemittel vorgesehen, auf welches ein am einem Ende des Kabels vor­ gesehener Aufsatz aufsteckbar ist. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 44 07 967 C2 beschrieben.

Zur Befestigung der Vorrichtung an einer Unterlage ist üblicherweise an einer Seitenwand des Gehäuses eine Befestigungsvorrichtung angebracht. An dieser Befestigungsvorrichtung ist das Gehäuse schwenkbar gelagert.

Nachteilig hierbei ist jedoch, daß diese Befestigungsteile zusätzlichen Raum beanspruchen und die Bautiefe der Vorrichtung erheblich vergrößern. Zudem ist der Schwenkbereich der Vorrichtung am Befestigungsteil oft sehr eingeschränkt. Auch werden zur Installation der Vorrichtung zusätzliche Werkzeuge benötigt.

Schließlich ist oftmals die Befestigungsvorrichtung so groß dimensioniert, daß deren Anbringung die Installation des Kabelanschlusses an der Vorrichtung behindert.

In der DE 85 32 796 U1 ist ein berührungslos wirkender Schalter mit einem Grundgehäuse und einem Empfänger-Gehäuse beschrieben. Das Grundgehäuse und das Empfänger-Gehäuse sind miteinander durch ein Gelenk verbunden. Das Gelenk besteht aus einem an dem Grundgehäuse angeformten Kugelzapfen und einer am Empfänger-Gehäuse angeordneten Lagerpfanne. Die Lagerpfanne befindet sich in einer an dem Unterteil des Empfänger-Gehäuses angeformten Konsole und besteht aus einer festen, an dem freien Ende der Konsole angeordneten Lagerschalenhälfte sowie einer schellenartigen, durch Schrauben mit der festen Lagerschalenhälfte verbindbaren beweglichen Lagerschalenhälfte. Durch Lockern der Schrauben läßt sich das Empfänger-Gehäuse bewegen und in jede beliebige Richtung verstellen. Das Gelenk ist hohl ausgebildet, so daß die Verbindungsleitung vom Grundgehäuse zum Empfänger-Gehäuse durch den Kugelzapfen hindurchgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die elektrischen und mechanischen Anschlußmöglichkeiten möglichst platzsparend und einfach handhabbar ausge­ bildet sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen, vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein vom Gehäuseboden hervorstehendes Aufnahmemittel zum Anschluß eines Kabels auf. Das Auf­ nahmemittel ist vorzugsweise von einem Stecker gebildet. Das die Zuleitungen für die Stromversorgung der Auswerteelektronik der Vorrichtung führende Kabel weist an einem Ende einen Aufsatz auf, der zum Anschluß an der Vorrichtung auf das Aufnahmemittel aufgebracht wird. Vorzugsweise ist der Aufsatz von einer Steckerüberwurfmutter gebildet, welcher auf den Stecker am Gehäuse aufschraubbar ist. Die sich in Längsrichtung des Kabels erstreckende Oberfläche des Aufsatzes weist eine kugelförmige Auswölbung auf. Der so ausgebildete Aufsatz dient zur Befestigung der Vorrichtung an einer Unterlage. Als weitere Bestandteile der Befestigungsvorrichtung sind eine Hülse und ein Klemmteil vorgesehen. Zur Montage der Vorrichtung an der Unterlage wird zunächst die Hülse auf die Auswölbung des Aufsatzes aufgebracht. Dann wird die den Aufsatz umschließende Hülse in eine in axialer Richtung verlaufende Bohrung des Klemmteils eingeführt, wobei das Klemmteil beispielsweise auf der Unterlage aufliegend befestigt ist. Durch Feststellmittel am Klemmteil ist der Anpreßdruck auf die Hülse einstellbar, wobei die Feststellmittel so lange betätigt werden, bis die kugelförmige Auswölbung des Aufsatzes form- und kraftschlüssig an der Innenwand der Hülse anliegt und so arretiert ist, daß das Gehäuse eine vorgegebene Position zur Unterlage einnimmt.

Mit dieser Befestigung ist die Vorrichtung auf einfache Weise an der Unterlage montierbar. Zudem ist der Aufsatz in der Hülse verschwenkbar gelagert, so daß die Vorrichtung flexibel justierbar ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß für den elektronischen Anschluß dieselben Bauteile wie für den mechanischen Anschluß verwendet werden können. Die Befestigung der Vorrichtung an einer Unterlage ist daher sehr platzsparend und kostengünstig ausgebildet. Dabei wird die mechanische Installation durch die elektrischen Anschlußmittel in keiner Weise behindert. Da die Auswölbung des Aufsatzes in der Hülse form- und kraftschlüssig anliegt, dichtet diese Verbindung zuverlässig gegen Eindringen von Wasser, Staub und ähnlichen Verschmutzungsfaktoren ab.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Aufsatz auf herkömmliche, handels­ übliche Aufnahmemittel aufbringbar ist. Somit kann die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung auch an bereits im Einsatz befindlichen Systemen nachgerüstet werden.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a: Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Erfassen von Gegen­ ständen,

Fig. 1b: Längsschnitt durch einen an einem Kabelende angebrachten Auf­ satz,

Fig. 1c: Längsschnitt durch eine Hülse,

Fig. 1d: Draufsicht auf die Hülse gemäß Fig. 1c,

Fig. 1e: Längsschnitt durch ein auf einer Unterlage aufsitzendes Klemm­ teil,

Fig. 2: Schematische Darstellung der an der Befestigungsvorrichtung verschwenkbar gelagerten Vorrichtung.

Fig. 1a zeigt eine Vorrichtung 1 zum Erfassung von Gegenständen mit einem Sendestrahlen emittierenden Sender 2 und/oder einem Empfangsstrahlen empfangenden Empfänger 3. Die Vorrichtung 1 kann zum einen als induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter ausgebildet sein, zum anderen kann die Vorrichtung 1 als Lichtschranke, Reflexionslichtschranke oder Lichttaster ausgebildet sein.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 als Reflexionslichtschranke ausgebildet. Im Gehäuse 4 der Vorrichtung 1 sind der von einer Leuchtdiode gebildete, Sendelichtstrahlen 5 emittierende Sender 2 und der von einer Photodiode gebildete, Empfangslichtstrahlen 6 empfangende Empfänger 3 angeordnet. Dem Sender 2 ist eine Sendeoptik 7, dem Empfänger 3 eine Empfangsoptik 8 zugeordnet, welche nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die Sendelichtstrahlen 5 und Empfangslichtstrahlen 6 durchdringen ein nicht dargestelltes in der Gehäusewand integriertes Austrittsfenster.

Der Sender 2 und der Empfänger 3 sind an eine gemeinsame Auswerteelek­ tronik 9 angeschlossen, welche vorzugsweise auf einer Leiterplatte angeordnet ist.

Die Fig. 1b-1e zeigen Bauteile, die zum elektrischen und mechanischen Anschluß der Vorrichtung 1 dienen.

Zum elektrischen Anschluß ist ein vom Gehäuseboden nach außen vorstehendes Aufnahmemittel vorgesehen. Das Aufnahmemittel ist vorzugsweise von einem Stecker 10 gebildet. Auf das Aufnahmemittel ist ein starrer Aufsatz aufbringbar, welcher am Ende eines Kabels 11 befestigt ist. Der Aufsatz ist vorzugsweise von einer Steckerüberwurfmutter 12 gebildet, die auf den Stecker 10 aufschraubbar ist. Hierzu ist an der äußeren Mantelfläche des Steckers 10 ein Gewinde 13 vorgesehen. Ebenso ist in der Innenwand der Steckerüberwurfmut­ ter 12 ein Gewinde 14 vorgesehen. Im Innenraum der Steckerüberwurfmutter 12 ist ein Steckereinsatz 15 mit Aufnahmen 16 für die Anschlußpins 17 des Stec­ kers 10 vorgesehen. Von den Anschlußpins 17 führen Zuleitungen 18 zur Auswerteelektronik 9. Über das Kabel 11 kann sowohl eine Signal- als auch eine Energieübertragung von der Vorrichtung 1 zu externen Einheiten erfolgen.

Erfindungsgemäß weist die sich in Längsrichtung des Kabels 11 erstreckende Mantelfläche des Aufsatzes eine kugelförmige Auswölbung 19 auf, welche einen Teil einer Befestigungsvorrichtung bildet, an welcher die Vorrichtung 1 zu Justierzwecken verschwenkbar gelagert ist.

Die Befestigungsvorrichtung wird komplettiert durch eine Hülse 20 (Fig. 1c, 1d) und ein Klemmteil 21 (Fig. 1e). Der Aufsatz, die Hülse 20 und das Klemmteil 21 bestehen zweckmäßigerweise aus Kunststoff. Der das Aufnahmemittel bildende Stecker 10 und der Aufsatz bestehen zweckmäßigerweise aus Metall oder gegebenenfalls auch aus Kunststoff.

Die Aussenwand der Hülse 20 ist zylinderförmig ausgebildet, während die Innenwand eine kugelabschnittsförmige Krümmung aufweist. Diese ist so gewählt, daß die Wandung der Bohrung 22 der Hülse 20 formschlüssig an die kugelförmige Auswölbung 19 des Aufsatzes anbringbar ist.

Das Klemmteil 21 ist scheibenförmig ausgebildet und sitzt auf einer Unterlage 23 oder dergleichen fest auf. Das Klemmteil 21 weist eine zentrale, kreisförmi­ ge, in axialer Richtung verlaufende Bohrung 24 auf, in welche die Hülse 20 formschlüssig einbringbar ist.

Die Hülsenwand weist zu Montagezwecken eine in axialer Richtung verlaufen­ den Schlitz 25 auf (Fig. 1d). Ebenso weisen die kugelförmige Auswölbung 19 des Aufsatzes sowie das Klemmteil 21 jeweils einen in derselben Richtung angeordneten Schlitz 26, 27 auf. Dabei ist in einer den Schlitz 27 des Klemm­ teils 21 begrenzenden Wandung eine Gewindebohrung 28 vorgesehen. Aus der gegenüberliegenden Wandung ragt ein von einer Schraube gebildetes, nicht dargestelltes Feststellmittel in den Schlitz 27 und kann in die Gewindebohrung 28 eingeschraubt werden. Je weiter die Schraube in die Gewindebohrung 28 eingeschraubt wird, desto höher ist der Anpreßdruck, durch welchen der Schlitz 27 zusammengedrückt wird. Schließlich weist die kugelförmige Auswölbung 19 des Aufsatzes eine in der senkrecht zur Längsachse des Kabels 11 liegenden Äquatorialebene verlaufende, in einer Vertiefung liegende Rändelung 29 auf.

Die Montage der Vorrichtung 1 an der Unterlage 23 ist aus der Zusammenschau der Fig. 1a-1e ersichtlich.

Zunächst wird das Kabel 11 an der Vorrichtung 1 befestigt. Hierzu wird die Steckerüberwurfmutter 12 auf den Stecker 10 aufgeschraubt.

Die Oberfläche der Steckerüberwurfmutter 12 ist, insbesondere auch im Bereich der kugelförmigen Auswölbung 19 glatt ausgebildet. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, um einen möglichst guten Formschluß mit der Innenwand der Hülse 20 zu gewährleisten, die ebenfalls glatt ausgebildet ist.

Eine derartige glatte Oberfläche ist jedoch beim Verschrauben der Stecker­ überwurfmutter 12 von Nachteil, da diese Oberfläche nur wenig Halt bietet. Deshalb ist an der kugelförmigen Auswölbung 19 eine Rändelung 29 vorgese­ hen, welche beim Verschrauben einen hinreichenden Halt bietet. Damit die Rändelung 29 den Formschluß zwischen Hülse 20 und Aufsatz nicht beein­ trächtigt, verläuft die Rändelung 29 in einer Vertiefung.

Nachdem die Steckerüberwurfmutter 12 auf den Stecker 10 aufgeschraubt ist, wird die Hülse 20 auf die kugelförmige Auswölbung 19 der Steckerüberwurf­ mutter 12 aufgesetzt. Hierzu wird der Schlitz 25 der Hülse 20 aufgebogen und dabei die Hülse 20 über die kugelförmige Auswölbung 19 gestülpt, so daß die Hülse 20 mit geringem Anpreßdruck auf der kugelförmigen Auswölbung 19 aufsitzt. Die Größe des Spiels hängt von der Dimensionierung der Schlitzbreite des Schlitzes 25 in der Hülsenwand ab.

Danach wird die Hülse 20 mit der darin gelagerten kugelförmigen Auswölbung 19 des Aufsatzes in die Bohrung 24 des auf der Unterlage 23 oder dergleichen befestigten Klemmteils 21 eingesetzt. Das Kabel 11 ist dabei bereits durch die Bohrung 24 des Klemmteils 21 geführt und ragt durch eine Öffnung in der Unterlage 23. Die Unterlage 23 kann von einer Grundplatte einer Maschine oder dergleichen gebildet sein, alternativ kann anstelle dessen das Klemmteil 21 auf einem elektronischen Gerät, wie zum Beispiel einem Relais einem Netzteil oder einer Motorsteuerung, angebracht sein. Eine derartige Installationsform hat den Vorteil von sehr kurzen Kabellängen zwischen derartigen Geräten und der Vorrichtung 1.

Die die kugelförmige Auswölbung 19 umschliessende Hülse 20 ist in der Boh­ rung 24 des Klemmteils 21 mit geringem Anpreßdruck gehalten, wobei die Größe des Spiels durch die Breite des Schlitzes 27 des Klemmteils 21 vor­ gegeben ist.

Durch Anziehen der das Feststellmittel bildenden Schraube wird der Schlitz 27 des Klemmteils 21 zusammengedrückt. Durch den dadurch bewirkten Anpreß­ druck werden auch die Schlitze 25, 26 der Hülse 20 und der kugelförmigen Auswölbung 19 zusammengepreßt bis eine kraft- und formschlüssige Verbin­ dung zwischen Hülse 20 und Klemmteil 21 sowie zwischen kugelförmiger Aus­ wölbung 19 und Hülse 20 entsteht. Dann ist der Aufsatz in der Hülse 20 arre­ tiert und gegen ungewolltes Bewegen gesichert. Zudem wird der Aufsatz gegen das Aufnahmemittel gepreßt und ebenfalls gegen ungewolltes Bewegen gesi­ chert.

Zur Justierung der Vorrichtung 1 müssen die Sendelichtstrahlen 5 auf einen vorgegebenen Punkt ausgerichtet werden, wozu die Vorrichtung 1 in geeigneter Weise verschwenkt werden muß.

Zur Durchführung des Justiervorgangs wird das Feststellmittel am Klemmteil 21 etwas gelockert, so daß der Aufsatz mit der daran befestigten Vorrichtung 1 in die gewünschte Position geschwenkt werden kann. Dabei wird das Feststell­ mittel am Klemmteil 21 nur soweit gelockert, daß die kugelförmige Auswöl­ bung 19 mit einer so großen Reibung innerhalb der Hülse 20 verschwenkbar ist, daß die Vorrichtung 1 ohne weiters Anziehen des Feststellmittels in der ge­ wünschten Stellung verbleibt.

In Fig. 2 sind die Freiheitsgrade der Verstellmöglichkeiten der in der Befesti­ gungsvorrichtung gelagerten Vorrichtung 1 dargestellt. Aufgrund der kugelför­ migen Ausbildung der Auswölbung 19 kann die Vorrichtung 1 bezüglich der in Längsrichtung der Vorrichtung 1 auf das Kabel 11 verlaufenden Drehachse D um beliebige Winkel gedreht werden.

Die Auswölbung 19 des Aufsatzes ist zudem so angeordnet, daß die die Aus­ wölbung 19 umschließende Hülse 20 in vorgegebenem Abstand dem Gehäuse­ boden gegenübersteht. Somit kann die Vorrichtung 1 auch um einen Winkel α senkrecht zur Drehachse D verschwenkt werden, so daß auch die Neigung der Vorrichtung 1 einstellbar ist. Die maximale Neigung ist dann erreicht, wenn das abgesenkte Ende des Gehäusebodens auf der Hülse 20 bzw. auf dem Klemmteil 21 aufsitzt. Zweckmäßigerweise ist der Abstand zwischen Hülse 20 und Gehäu­ seboden so gewählt, daß der einstellbare Neigungswinkel im Bereich -2° ≦ α ≦+2° liegt.

Claims (13)

1. Vorrichtung (1) zum Erfassen von Gegenständen mit einem Gehäuse (4), in welchem ein Sendestrahlen emittierender Sender (2) und/oder ein Empfangsstrahlen empfangender Empfänger (3) sowie eine Auswerteelek­ tronik (9) integriert sind, wobei als Befestigungsvorrichtung ein starrer Aufsatz vorgesehen ist, dessen Oberfläche eine kugelförmige Auswölbung (19) aufweist, welche in einer einen Teil einer Befestigungsvorrichtung bildenden Hülse (20) verschwenkbar gelagert und in einer vorgegebenen Position arretierbar ist und dabei form- und kraftschlüssig an der Innenwand der Hülse (20) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz am Ende eines Kabels befestigt ist und auf einem am Gehäuseboden ausmündenden Aufnahmemittel aufbringbar ist, wobei die die Auswölbung (19) umschließende Hülse (20) in vorgegebenem Abstand zum Gehäuseboden diesem gegenüber liegt, und daß die Befestigungsvorrichtung ein scheibenförmiges Klemmteil (21) mit einer zentralen, in axialer Richtung verlaufenden Bohrung (24) aufweist, in welche die den Aufsatz umschließende Hülse (20) einsetzbar ist, wobei durch Feststellmittel der Anpreßdruck der Hülse (20) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auf­ nahmemittel von einem Stecker (10) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz von einer Steckerüberwurfmutter (12) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerüberwurfmutter (12) auf den Stecker (10) aufschraubbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenwand der Hülse (20) zylinderförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Klemmteil (21) einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz (27) aufweist, wobei in einer den Schlitz (27) begrenzenden Wandung eine Gewindebohrung (28) vorgesehen ist, in welche eine aus der anderen den Schlitz (27) begrenzenden Wandung hervorstehende, das Fest­ stellmittel bildende Schraube greift.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der Hülse (20) einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz (25) aufweist, welcher durch Anpressen des Klemmteils (21) zusammengepreßt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmige Auswölbung (19) des Aufsatzes einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz (26) aufweist, welcher durch Anpressen des Klemmteils (21) zusammengepreßt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmige Auswölbung (19) des Aufsatzes eine in der Äquato­ rialebene senkrecht zur Längsachse des Kabels (11) liegende, in einer Vertiefung verlaufende Rändelung (29) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) und das Klemmteil (21) jeweils aus Kunststoff bestehen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmemittel und der Aufsatz aus Metall oder Kunststoff bestehen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil (21) auf einer festen Unterlage (23) aufsitzt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil (21) an der oberen Stirnseite eines elektronischen Geräts insbesondere eines Relais, eines Netzteils oder einer Motorsteuerung, aufsitzt.