DE202005016936U1

DE202005016936U1 - Optoelektronische Sensoreinrichtung

Info

Publication number: DE202005016936U1
Application number: DE202005016936U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2015-10-29

Abstract

Optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere ein Lichtgitter, mit einem Gehäuse und wenigstens einer darin angeordneten elektronischen und optischen Sende- und/oder Empfangskomponente, wobei das Gehäuse an der kopf- und fußseitigen Außenflächen über zwei Halteelemente mit einer feststehenden Basisfläche verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der beiden Halteelemente ein drehbares und fixierbares Formelement angebracht ist, welches in eine Aufnahme in der kopf- und/oder der fußseitigen Außenfläche des Gehäuses formschlüssig eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere ein Lichtgitter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige optoelektronische Sensoreinrichtungen werden zum Beispiel als Schutzeinrichtung zur Zugangsabsicherung bei einer Industrieanlage oder zum Schutz für Menschen bei einer gefährlichen Maschine eingesetzt. Es sind jedoch in vielfältiger Weise auch Anwendungen vorhanden, bei denen die Schutzfunktion nicht im Vordergrund steht, sondern beispielsweise eine Mess- oder Kontrollaufgabe von der Sensoreinrichtung erfüllt wird.
Je nach Aufgabenstellung für die optoelektronische Sensoreinrichtung kommen dabei Sensoren mit einem oder mehreren Funktionsstrahlen zum Einsatz. Wenn mehrere Funktionsstrahlen in einer optoelektronischen Sensoreinrichtung vorhanden sind, spricht man von sogenannten Lichtgittern.
Beim Einsatz von optoelektronischen Sensoreinrichtungen in den verschiedensten Anwendungsfällen stehen neben der Funktionssicherheit auch immer die Forderung nach geringer Baugröße, einer schnellen Auswechselbarkeit der Sensoreinrichtung im Störfall und niedrige Geräte- und Montagekosten im Vordergrund. So ist zum Beispiel aus der DE 699 15 522 T2 eine Befestigung für eine Sicherheitslichtschranke bekannt, bei der mit Hilfe von zwei Montagewinkeln die Sicherheitslichtschanke mit einer feststehenden Einheit (Mauer, Chassis, Rahmengestell) verbun den wird. Um im Störfall die Sicherheitslichtschranke einfach und schnell auszutauschen, gleichzeitig aber beim Gerätewechsel die optische Justage beizubehalten, ist dabei vorgesehen, eine Drehverbindung (Drehachse/Lager) zwischen dem Montagewinkel und dem Gehäuse der Sicherheitslichtschranke vorzusehen und gleichzeitig konzentrisch um die Drehverbindung noch mindestens ein weiteres Stellungsanzeigemittel anzuordnen, welches die Drehwinkeleinstellung fixiert. Dieses Stellungsanzeigemittel ist außerhalb der Drehverbindung am Montagewinkel montiert und greift in eine an der Außenfläche der Sicherheitslichtschranke angebrachte Aufnahmemöglichkeit ein.
Diese Befestigungstechnik ist mechanisch recht aufwendig, denn nicht nur bei der Drehverbindung sind enge Toleranzgrenzen einzuhalten, sondern auch für das zwingend notwendige zusätzliche Stellungsanzeigemittel ist ein bogenförmiges Langloch um die Drehverbindung im Montagewinkel notwendig. Insbesondere dann, wenn sichergestellt werden soll, dass die Justage auch über einen größeren Drehwinkelbereich möglich sein soll, müssen bei dieser Technik mindestens 2 bogenförmige Langlöcher und auch mindestens zwei mögliche Aufnahmemöglichkeiten für das Stellungsanzeigemittel vorhanden sein, von denen dann ggf. alternativ das eine oder das andere benutzt wird. Diese Technik ist also teuer und schränkt gegebenenfalls auch noch die Justagefreiheit ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung zu schaffen, die im Aufbau einfach und kostengünstig herstellbar ist, dabei keine Einschränkung hinsichtlich der Drehwinkeleinstellung vorgibt und deren Austausch im Störungsfall ohne erneute Justage durch speziell ausgebildete Fachkräfte möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Sensoreinrichtung über zwei Halteelemente an einer Basisfläche befestigt ist. Zu diesem Zweck wird die Sensoreinrichtung über die Kopf- und Fußseite von den beiden an der Basisfläche befestigten Halteelementen schraubstockartig umschlossen. Um eine positionsgenaue und beim Gerätetausch auch reproduzierbare Zuordnung zwischen den Halteelementen und der Sensoreinrichtung sicher zu stellen, ist an wenigstens einem Halteelement ein drehbares und in einer Winkelstellung fixierbares Formelement angebracht, welches in eine entsprechende Aufnahme an der Kopf- und/oder der Fußseite des Gehäuses der Sensoreinrichtung formschlüssig eingefügt werden kann.
Bei einem notwendigen Austausch der Sensoreinrichtung muss neben dem Lösen der elektrischen Verbindung, zum Beispiel über den Gerätestecker, wenigstens ein Halteelement inklusive dem daran befestigten Formelement an seiner Verbindung zur Basisfläche gelöst oder ggf. entfernt werden, sodass die Sensoreinrichtung entnommen werden kann. Eine neue Sensoreinrichtung kann sodann zwischen die Halteelemente eingesetzt werden und hat dann, wenn das Formelement an der Kopf- und/oder der Fußseite des Gehäuses der Sensoreinrichtung wieder formschlüssig eingefügt ist, die gleiche Ausrichtung wie die zuvor ausgetauschte Sensoreinrichtung, d. h. eine erneute aufwendige Justage des Formelementes ist somit nicht notwendig.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Formelement als Sechskantmutter ausgeführt. Somit können preiswerte Standartbauelemente, die in einem umfangreichen Größenspektrum zur Anpassung an die jeweilige Baugröße der Sensoreinrichtung zur Verfügung stehen, verwendet werden. Neben der speziellen sechseckigen Außenkontur kann dieses Formelement über das Innengewinde mit Hilfe einer Schraube am Halteelement in jeder Drehorientierung festgesetzt werden. Zur Fixierung können in diesem Fall ebenfalls die standardisierten Schraubenschlüssel verwendet werden.
Analog zu der Lösung, das Formelement als Sechskantmutter auszubilden, ist es nach der Erfindung auch vorgesehen, als Formelement einen sechskantförmigen Schraubenkopf einer Schraube zu verwenden, wobei die Schraube dann mit Hilfe einer Kontermutter am Halteelement befestigt ist.
Diese Vorteile, für das Formelement eine standardisierte preiswerte Sechskantmutter bzw. eine Schraube mit Sechskantkopf zu verwenden, hat jedoch zur Folge, dass die Sensoreinrichtung im Raster von 60° in mehreren Drehwinkelorientierungen einsetzbar ist. In den meisten Fällen stellt dies jedoch kein Problem dar, weil eine Drehwinkelorientierung in einem solch großen Raster von 60° auch mit einem ungeübten Auge leicht erkannt werden kann.
Sollte diese Situation der fehlenden Eindeutigkeit in der Drehwinkelorientierung jedoch in der Praxis ein Problem darstellen, so ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, ein Formelement zu verwenden, dessen Außenkontur so gestaltet ist, dass dieses nur in der speziellen Drehwinkelorientierung in eine dem Formelement äquivalente Aufnahme an der Kopf- und/oder der Fußseite des Gehäuses der Sensoreinrichtung formschlüssig eingefügt werden kann. Dabei ist es natürlich auch bei dieser Ausführungsart möglich, diese spezielle Außenkontur bei der Schraubenmutter bzw. beim Schraubenkopf anzubringen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halteelement, mit dem die Sensoreinrichtung an der Basisfläche befestigt ist, als Befestigungswinkel ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass damit die Befestigung der Sensoreinrichtung meist ohne weitere zusätzliche Konstruktionselemente zum Beispiel an einer Werkzeugmaschine oder einer Industrieanlage durchführbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 einen Ausschnitt einer schematischen Ansicht einer Sensoreinrichtung mit einem Befestigungswinkel und einem Formelement in der Ausführung als Sechskantmutter in Verbindung mit einer Zylinderkopfschraube.
1 zeigt einen Ausschnitt einer optoelektronischen Sensoreinrichtung mit einem Gehäuse 1, in welchem optische Fenster 2 und 3 eingesetzt sind. Durch diese Fenster 2 und 3 können die Funktionsstrahlen der Sensoreinrichtung hindurchtreten. Zur Vereinfachung sind von diesen Funktionsstrahlen nur die beiden optischen Strahlachsen 4 bzw. 5 dargestellt.
Das Gehäuse 1 der optoelektronischen Sensoreinrichtung wird mit einem Befestigungswinkel 6 an einer Basisfläche 7 angeschraubt. In der Basisfläche 7 sind hinter, im Befestigungswinkel 6 vorhandenen Langlöchern 8 und 9, Gewindelöcher 10 und 11 angeordnet, in welche zwei nicht dargestellte Schrauben eingreifen und somit den Befestigungswinkel 6 mit der Basisfläche 7 verbinden. An der dem Gehäuse 1 zugewandten Unterseite des zweiten Schenkels des Befestigungswinkels 6 befindet sich ein Formelement 12. Dieses Formelement, welches die Form einer Sechskantmutter hat, wird mit einer Zylinderkopfschraube 13 an den Befestigungswinkel 6 herangezogen. In der kopfseitigen Außenfläche 14 des Gehäuses 1 ist eine an die Kontur des Formelementes 12 angepasste Aufnahme 15 eingelassen.
Der Befestigungswinkel 6, mit seinem daran angebrachten, aber noch nicht festgezogenen Formelement 12, kann mit dem Gehäuse 1 derart zusammengefügt werden, dass das Formelement 12 in die Aufnahme 15 eingreift. Zu diesem Zweck wird der an der Basisfläche 7 vormontierte Befestigungswinkel 6 innerhalb der Langlöcher 8 und 9 auf die kopfseitig Außenfläche 14 des Gehäuses 1 zu bewegt. Vor dem Festziehen der Zylinderkopfschraube 13 kann das Formelement 12 und damit auch das Gehäuse 1 um die Z-Achse gedreht und dadurch in jede beliebige Drehorientierung gebracht werden. Auf diesem Wege wird erreicht, dass auch die Funktionsstrahlen um die Z-Achse gedreht werden. Wird nach der Ausrichtung der Sensoreinrichtung in der Z-Achse das Formelement 12 mit der Zylinderkopfschraube 13 fest verspannt, so ist diese Drehlage fixiert.
Muss nun im Störfall die Sensoreinrichtung ausgetauscht werden, so wird der Befestigungswinkel 6 an der Basisfläche gelöst und der Sensor kann entfernt werden. Da die Zuordnung zwischen dem Formelement und dem Befestigungswinkel 6 unverändert erhalten bleibt, ist die neue Sensoreinrichtung, nach dem Eingreifen des Formelementes in die kopfseitige Außenfläche 14 des Gehäuses 1, wieder in der gleichen Ausrichtung, wie die zuvor entnommene Sensoreinrichtung.
Analog zu der Ausführung an der kopfseitigen Außenfläche 14 des Gehäuses 1 ist auch an der fußseitigen Außenfläche des Gehäuses ein Befestigungswinkel angebracht, der das Gehäuse mit der Basisfläche 7 verbindet. Die Verbindung zwischen dem zweiten Befestigungswinkel und der fußseitigen Außenfläche des Gehäuses kann dabei ebenso wie an der kopfseitigen Außenfläche mit einem speziell gestalteten Formelement ausgeführt sein. In diesem Fall sind beide Befestigungswinkel inklusive der Formelemente gleichartig ausgeführt, was sich bei den Herstellkosten und dem Montageaufwand positiv auswirkt.
Aus Sicht der reproduzierbaren Drehorientierung ist es jedoch nicht notwendig, dass sowohl an der Kopf- und an der Fußseite des Gehäuses der Sensoreinrichtung ein Formelement eingesetzt werden muss, welches eine Fixierung der Drehachse gewährleistet.

Claims

Optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere ein Lichtgitter, mit einem Gehäuse und wenigstens einer darin angeordneten elektronischen und optischen Sende- und/oder Empfangskomponente, wobei das Gehäuse an der kopf- und fußseitigen Außenflächen über zwei Halteelemente mit einer feststehenden Basisfläche verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der beiden Halteelemente ein drehbares und fixierbares Formelement angebracht ist, welches in eine Aufnahme in der kopf- und/oder der fußseitigen Außenfläche des Gehäuses formschlüssig eingreift.
Optoelektronische Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement eine Sechskantmutter ist, welche mit einer Schraube am Halteelement befestigt ist und in eine sechskantförmige Aufnahme in der kopf- und/oder der fußseitigen Außenfläche des Gehäuse eingreift.
Optoelektronische Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement ein sechskantförmiger Schraubenkopf einer Schraube ist, welche mit einer Kontermutter am Halteelement befestigt ist und in eine sechskantförmige Aufnahme in der kopf- und/oder der fußseitigen Außenfläche des Gehäuse eingreift oder eine andere Mutter mit einer nicht rotationssymmetrischen Außenkontur ist.
Optoelektronische Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement nur in einer speziellen Drehorientierung in die Aufnahme in der kopf- und/oder der fußseitigen Außenfläche des Gehäuses einfügbar ist.
Optoelektronische Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement als Befestigungswinkel ausgebildet ist.