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Die
Erfindung betrifft ein Einfassprofil für eine optoelektronische Sensoreinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
optoelektronische Sensoreinrichtungen werden verwendet, um zum Beispiel
einen Zugangsbereich an einer gefahrbringenden Werkzeugmaschine
zu überwachen.
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Soll
nur der Durchgang einer Person erfasst werden, so kann dies mit
einer einzelnen Lichtschranke, die sich in einem bestimmten Abstand über dem
Fußboden
befindet, geschehen. Soll dagegen das Eingreifen eines Armes oder
eines Fingers in einen Gefahrenbereich erfasst werden, ist es erforderlich,
mehrere Lichtstrahlen relativ dicht nebeneinander anzuordnen. Man
spricht in diesen Fällen
von einem Lichtgitter.
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Die
bekannten optoelektronischen Sensoreinrichtungen arbeiten dabei
oft nach dem Einwegprinzip, d. h. in einem ersten Gehäuse auf
einer Seite der Überwachungsstrecke
bzw. Überwachungsfläche sind
ein oder mehrere Lichtsender angeordnet und auf der gegenüberliegenden
Seite der Überwachungsstrecke
bzw. Überwachungsfläche befinden sich
in einem zweiten Gehäuse
ein oder mehrere Lichtempfänger.
Meist ist dabei jedem Lichtsender bzw. jedem Lichtempfänger noch
eine Optik zur Strahlformung zugeordnet. Der bzw. die Lichtsender kommuni zieren
dabei nach einem genauen vorgegebenen Timing mit dem bzw. den Lichtempfängern, so dass
jeweils Paare von Lichtsendern/Lichtempfängern aktiv sind.
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Grundsätzlich muss
es sich bei dem Begriff „Licht" gemäß der vorliegenden
Anmeldung nicht nur um sichtbares Licht handeln, sondern es können elektromagnetische
Wellen unterschiedlichster Frequenzen verwendet werden, die für den Aufbau
einer optoelektronischen Sensoreinrichtung geeignet sind. Der bzw.
die Lichtsender/Lichtempfänger
sowie die dazugehörenden
Optikkomponenten sind jeweils entsprechend der verwendeten elektromagnetischen Wellen
ausgebildet.
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Die
Umweltbedingungen, in denen optoelektronische Sensoreinrichtungen
eingesetzt werden, erstrecken sich über ein sehr breit gefächertes
Spektrum. Einen großen
Anteil dabei haben die Einsatzfälle,
die dem Maschinenbau bzw. Schwermaschinenbau zuzuordnen sind. Neben
den dabei auftretenden extremen Belastungen durch Schmutzaufkommen, Temperaturschwankungen
und dergleichen, werden oft die optoelektronischen Sensoreinrichtungen
einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt. Insbesondere
im Zusammenhang mit dem Materialtransport, zu dem auch die entsprechenden
Transportfahrzeuge zählen,
kommt es sehr oft zu ungewollten Kollisionen, welche dann die Funktion
der Sensoreinrichtungen außer
Betrieb setzen. Die Folge davon ist fast immer ein Maschinen- bzw.
Anlagenstillstand mit hohen wirtschaftlichen Auswirkungen.
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Da
die optoelektronischen Sensoreinrichtungen, landläufig auch
als „Augen" der Maschine bezeichnet,
bei derartig rauen Einsatzbedingen geschützt eingebaut werden müssen, ist
es bekannt, die Sensoreinrichtungen durch vorgelagerte mechanische
Abschirmmaßnahmen
(Rammschutz) zu sichern. Dies stößt jedoch
aus zwei Gründen
sehr oft auf Grenzen. Zum einen darf die mechanische Abschirmmaßnahme den
eigentlichen zur Funktion notwendigen optischen „Sichtbereich" nicht einschränken, zum
anderen darf diese mechanische Abschirmmaßnahme dem effektiven Arbeitsablauf
nicht als Hindernis im Wege stehen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache, wirkungsvolle
Schutzvorrichtung gegen mechanische Beschädigungen für eine optoelektronische Sensoreinrichtung
zu entwickeln, welche die Sicherheitsfunktion nicht einschränkt und den
Arbeitsablauf an der Maschine/Anlage nicht beeinträchtigt.
Darüber
hinaus soll die Schutzvorrichtung preiswert herstellbar und im Falle
einer Zerstörung
schnell bzw. einfach ersetzbar sein.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen charakterisiert.
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Gemäß der Erfindung
wird die optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere das Lichtgitter,
dessen Gehäuse
aus einem Strangprofil hergestellt ist, mit einem elastischen Einfassprofil
fast formschlüssig
umfasst. Zu diesem Zweck hat das Einfassprofil ein an die Außenkontur
des Strangprofils angepasstes Hohlprofil, welches im Querschnitt
das Hohlprofil umschließt
und nur im Bereich einer im Strangprofil eingesetzten Frontscheibe
eine spaltförmige Öffnung aufweist.
Auf diese Weise kann eine serienmäßige Sensoreinrichtung nachträglich mit
einer einfachen Maßnahme
wirksam gegen mechanische Belastungen geschützt werden.
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Ein
Vorteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, dass durch die Wahl
des Werkstoffes und die Dimensionierung der spaltförmigen Öffnung im
Bereich der Frontscheibe das Strangprofil entlang seiner Längsseite
in das Einfassprofil eingefügt
werden kann. Es ist somit nicht zwingend erforderlich das Strangprofil
stirnseitig in das Einfassprofil einzuschieben. Der erfindungsgemäße Vorteil,
dass das Strangprofil entlang seiner Längsseite in das Einfassprofil
eingefügt
werden kann, ist insbesondere bei einem Lichtgitter mit großer Längsausdehnung
von Vorteil.
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Ein
weiterer Vorteil des Einfassprofils nach der Erfindung ergibt sich
dann, wenn das Hohlprofil des Einfassprofils in seinen Abmessungen
derart auf das Strangprofil abgestimmt ist, dass das Strangprofil
allein aufgrund der Elastizität
des Einfassprofils kraftschlüssig
so umschlossen wird, dass keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig sind, um
das Strangprofil mit dem Einfassprofil dauerhaft zu verbinden. Dies
ist insbesondere im Falle der Nachrüstung bzw. beim Austausch eines
defekten Einfassprofils von großem
Vorteil.
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Es
hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn das Einfassprofil
an mindestens einer Seite der spaltförmigen Öffnung einen Verstärkungswulst
aufweist und dadurch die im Strangprofil eingesetzte Frontscheibe
mit einem Überstand
vor äußeren Einwirkungen
besonders schützt.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
hinsichtlich der Gestaltung dieses Verstärkungswulstes am Rande der
spaltförmigen Öffnung am
Einfassprofil wird dann erreicht, wenn der Verstärkungswulst in Form einer geschlossenen
Innenkammer ausgeführt ist.
Dadurch wird in diesem Bereich sowohl eine hohe Elastizität des Einfassprofils
erreicht und gleichzeitig eine für
einen optimalen Extrusionsprozess gleichmäßige Wandstärke innerhalb des Einfassprofils
eingehalten.
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Als
vorteilhaft zeichnet es sich aus, wenn das elastische Einfassprofil
aus einem Elastomer im Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt
wird, weil ein derartiger Werkstoff die besonderen Vorteile aufweist,
dass er neben seiner Elastizität
verschleißfest und
alterungsbeständig
ist.
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Wie
bereits beschrieben kann das Einfassprofil im Kunststoffextrusionsverfahren
hergestellt werden. Dies bedeutet, dass das Einfassprofil als Endlosprofil
herstellbar ist, was sich besonders deshalb als zweckmäßig erweist,
weil es damit an jede optoelektronische Sensoreinrichtung, gleich
welcher axialen Ausdehnung, durch einfaches Abtrennen angepasst
werden kann.
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Die
Strangprofile der optoelektronischen Sensoreinrichtungen werden,
wie dies im Maschinen- und Anlagenbau üblich ist, oft mit Führungsnuten
versehen, in welche mit Gewindeeinsätzen versehene Nutensteine
eingeführt
werden. In diese verstellbaren Nutensteine können entsprechende Befestigungsschrauben
eingedreht werden. Dadurch steht ein sehr flexibles Befestigungssystem
für diese Strangprofile
zur Verfügung.
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Damit
dieses Befestigungssystem (Führungsnut/Nutenstein)
auch mit dem Einfassprofil weiterhin genutzt werden kann, ist es
nach der Erfindung vorgesehen, in das Einfassprofil am späteren Ort
der Befestigungsschraube ein Durchgangsloch anzubringen. Dazu ist
nach der Erfindung vorgesehen, in der Außenseite des Einfassprofils
eine Zentriernut anzubringen, um das Durchgangsloch exakt in Höhe der Führungsnut
des Strangprofils positionieren zu können.
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In
Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es auch möglich, dass
das Einfassprofil im Bereich seiner spaltförmigen Öffnung die in das Strangprofil eingefügte Frontscheibe
derart übergreift,
dass die Frontscheibe vom Einfassprofil gegen das Strangprofil gepresst
wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Frontscheibe oder
ggf. auch nur eine äußere Abdeckung
einer mehrstufigen Frontscheibe leicht angebracht werden kann. Dies
bringt mehrere Vorteile mit sich. So kann zum Beispiel im Schadensfall
die Frontscheibe bzw. Abdeckung leicht und ohne zu Hilfenahme von
speziellem Werkzeug ausgetauscht werden. Auch in den Fällen, bei
denen die Frontscheibe bzw. die äußere Abdeckung
einer mehrstufigen Frontscheibe gegen eine Abdeckung mit einer anderen
optischen Eigenschaft, wie zum Beispiel mit einer Streuwirkung,
mit einer optischen Zylinderlinsenwirkung oder mit einer Schweißfunkenschutzschicht
ausgetauscht werden soll, kann dies mittels des Einfassprofils leicht
durchgeführt
werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben, deren einzige 1 eine schematische
Schnittansicht einer optoelektronischen Sensoreinrichtung mit einem
Einfassprofil zeigt.
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Eine
optoelektronische Sensoreinrichtung 1 ist in einem Gehäuse angeordnet,
welches aus einem Strangprofil 2 hergestellt ist. Exemplarisch
für die
einzelnen, nicht dargestellten elektronischen und optischen Sende-
und/oder Empfangskomponenten sind symbolisch auf einer Leiterplatte 3 ein
Lichtsender 4 und eine Sendeoptik 5 gezeigt. Ein
von dem Lichtsender 4 abgegebenes Lichtbündel wird
vereinfacht durch seine optische Achse 6 gezeigt. Dieses Lichtbündel durchstrahlt
eine Frontscheibe 7 und gelangt somit in den Überwachungsbereich
des Sensors. Um das Strangprofil 2 ist ein Einfassprofil 8 angeordnet,
welches das Strangprofil 2 mit Ausnahme einer spaltförmigen Öffnung 9 formschlüssig umfasst. Zu
diesem Zweck hat das Einfassprofil 8 in seinem Innenraum
ein Hohlprofil, das in seinen Abmessungen derart auf das Strangprofil 8 abgestimmt
ist, dass das Strangprofil 8 allein aufgrund der Elastizität des Einfassprofils 8 kraftschlüssig umschlossen
wird.
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Die
Frontscheibe 7 wird an den beiden Längsseiten in einem Bereich 10, 11 vom
Einfassprofil 8 mit einem Verstärkungswulst 12, 13 überdeckt. Zur
Erhöhung
der Flexibilität
der beiden Verstärkungswulste 12, 13 sind
darin jeweils eine Innenkammer 14, 15 eingelassen.
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Im
Strangprofil 2 ist zum Zwecke der Befestigung der Sensoreinrichtung
an einer Maschine oder einer Anlage eine C-förmige Führungsnut 16 mit einem
Nuthals 17 angeordnet. In diese Führungsnut 16 kann
ein hier nicht dargestellter Nutenstein eingeschoben werden. In
diesem Nutenstein ist ein Gewinde eingelassen, in das eine Befestigungsschraube, welche
durch den Nuthals 17 in die Führungsnut 16 gelangt,
eingeschraubt werden kann.
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Damit
dieses Befestigungssystem (Führungsnut/Nutenstein)
auch mit dem Einfassprofil 8 weiterhin genutzt werden kann,
ist es nach der Erfindung vorgesehen, in das Einfassprofil 8 an
der entsprechenden Stelle ein Durchgangsloch 18 einzubringen.
Damit dieses in das Einfassprofil 8 einzubringende Durchgangsloch 18 exakt
in Höhe
des Nuthals 17 angebracht werden kann, ist an der Außenseite
des Einfassprofils 8 zur Orientierung eine Zentriernut 19 vorgesehen.