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Optoelektronische Sensoren, wie beispielsweise Lichtschranken, Lichttaster, Lichtvorhänge und Lichtgitter werden üblicherweise für den Einsatz und Betrieb in geschlossenen und beheizten Räumen, beispielsweise Produktionshallen der industriellen Fertigung, konzipiert und entwickelt.
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Derartige optoelektronische Sensoren werden beispielsweise für Automatisierungsaufgaben eingesetzt. Weiter werden optoelektronische Sensoren, beispielsweise Lichtschranken, Lichtgitter oder Lichtvorhänge als Sicherheitssensoren eingesetzt, um Personen beispielsweise an Werkzeugmaschinen oder automatisierten Fertigungslinien vor gefahrbringenden Bewegungen durch bewegliche Maschinenteile oder vor Robotern zu schützen. Gelangt eine Person in einen Schutzbereich oder ein Schutzfeld eines derartigen Sicherheitssensors, wird ein solcher Eingriff durch eine Lichtstrahlunterbrechung detektiert und daraufhin Ausgänge des Sicherheitssensors geschaltet, um eine Bewegung einer Maschine zu stoppen.
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Mit zunehmender Automatisierung unterschiedlicher Industriezweige sollen gefährliche Bewegungen an Maschinen, Fertigungslinien oder an Transportsystemen mit Sicherheitssensoren auch außerhalb von Raumtemperaturen abgesichert werden. So finden beispielsweise in der Lebensmittelindustrie zahlreiche Materialflüsse in gekühlten Umgebungsbereichen oder direkt in Tiefkühlbereichen statt. Ein Sicherheitssensor muss dann dauerhaft in diesem Tiefkühlbereich stabil betrieben werden können.
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In Zugangsbereichen, beispielsweise bei Toren oder Schleusen zu Tiefkühlumgebungen, treten durch die Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außentemperatur Betauungen an den Sensoren auf, die auf optischen Grenzflächen zu unerwünschter Tropfenbildung führt, welche wiederum die optischen Eigenschaften des Sensor verändern kann. So kann beispielsweise durch Tropfenbildung die Strahlrichtung geändert werden, so dass es zu Streulicht kommt und die Sensoren im ungünstigsten Fall nicht mehr zuverlässig funktionieren. Die Betauung kann durch gezielte Erwärmung des Gerätes weitgehend verhindert werden.
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Beispielsweise sind von der Anmelderin Lichtgitter oder Laserscanner mit integrierter Heizung bekannt. Diese bekannten Lösungen zur Beheizung sind fester Bestandteil der Sensoren und können nicht zusätzlich angebracht oder nachgerüstet werden.
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Aus der
DE 20 2007 001 933 U1 sind ein Gehäuse und eine Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses an der Außenseite offenbart. Auf diese Weise kann das Gehäuse einer optoelektronischen Sensoranordnung nachträglich für den Betrieb in niedrigen Umgebungstemperaturen mit einer Vorrichtung zum Erwärmen ausgestattet werden, ohne dass das Gehäuse der optoelektronischen Sensoranordnung selbst geöffnet, in sonst einer Art und Weise verändert oder komplett getauscht werden muss. Zwar ist diese Lösung nachträglich optional montierbar, aber verschiedene Größen und Konturen von Sensorgehäusen erfordern jeweils individuell angepasste Hohlprofile.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dann, optoelektronische Sensoren auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen kleiner 0°Celsius einsetzen zu können, ohne dass der Sensor aufgrund von Luftfeuchtigkeit beschlägt. Insbesondere besteht die Aufgabe darin, herkömmliche optoelektronische Sensoren mit verschiedenen Gehäusen nachträglich für den Einsatz bei niedrigen Umgebungstemperaturen mit einer Heizung nachzurüsten, ohne dass das Gerät geöffnet oder sonst in einer Art und Weise verändert oder komplett ausgetauscht werden muss.
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Die Aufgabe wird mit einem Montageprofil gelöst, welches eine erste Nut aufweist, wobei ein Wulst vorgesehen ist zur Befestigung in einer zweiten Nut eines Lichtgittergehäuses und ein selbstregelndes elektrisches Heizband vorgesehen ist, welches in der ersten Nut angeordnet ist. Weiter wird die Aufgabe durch ein Lichtgitter mit einem Montageprofil gelöst.
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Durch das Montageprofil kann ein bestehender Sensor einfach mit einer Heizmöglichkeit nachgerüstet werden. Das selbstregelnde elektrische Heizband erzeugt Wärme aufgrund von elektrischer Energie, die dem Heizband in Form von üblichen bekannten Wechsel- oder Gleichspannungen zugeführt wird. Durch die Erfindung brauchen keine verschiedenen Sensoren mit integrierter Heizung oder ohne integrierte Heizung vorgesehen werden, sondern lediglich Sensoren ohne integrierte Heizung, die dann nach Bedarf nachgerüstet werden. So wird eine teure Lagerhaltung unterschiedlicher Sensoren vermieden.
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Eine Montage des Montageprofils am Lichtgittergehäuse ist unabhängig von Gehäuseabmessungen, da das Montageprofil lediglich in der Nut des Lichtgitters befestigt wird. Je nach Ausformung des Wulstes ist eine hohe Varianz verschiedener Nutenformen abdeckbar. Die Fixierung erfolgt über Klemmschraube, die das Montagprofil durchdringen und in einem vorgesehenen Gewinde am Lichtgittergehäuse befestigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wulst der ersten Nut gegenüberliegend angeordnet. Dadurch ist das Heizband räumlich direkt an dem Gehäuse des Sensors angeordnet.
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Vorteilhaft ist die erste und/oder zweite Nut eine C-förmige oder T-förmige Nut. An optoelektronischen Sensoren, beispielsweise Lichtgittern, sind häufig Befestigungsmöglichkeit in Form einer oder mehrerer Nuten vorgesehen. Diese Nut hat häufig die Form des Buchstabens ,C' und wird deshalb fachüblich als ,C-Nut' bezeichnet. Andere Nutenformen weisen die Form des Buchstabens ,T' auf und werden deshalb T-Nuten genannt. Diese Nutenformen haben sich herstellerübergreifend durchgesetzt. Die Anzahl dieser Befestigungsnuten variiert bei Lichtgittern beispielsweise zwischen einer, zwei und drei Befestigungsnuten pro Lichtgittergehäuse. Da die erste und/oder zweite Nut eine C-förmige oder T-förmige Nut ist, kann das Montageprofil sehr einfach an diese Nuten angebracht werden.
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Bevorzugt besteht das Montageprofil aus Aluminium. Durch die Verwendung von Aluminium wird das Montageprofil im Vergleich zu Stahl sehr leicht und damit gut montierbar. Weiter weist Aluminium eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die Wärmeenergie des Heizbandes sich sehr gut auf das Montageprofil überträgt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Montageprofil als Strangpressprofil hergestellt. Dadurch kann das Montageprofil sehr preiswert hergestellt werden. Das Strangpressprofil wird einfach in gewünschte Längen gesägt, um verschieden lange Montageprofile zu erhalten.
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Die erste Nut weist bevorzugt eine abnehmbare Abdeckung auf. Dadurch ist das Heizband vor Beschädigungen geschützt. Die Abdeckung wird beispielsweise in das Montageprofil eingeklippst.
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Bevorzugt ist die Abdeckung wärmeisolierend ausgebildet. Dadurch gelangt die von dem Heizband erzeugte Wärme vorzugsweise in Richtung des Montageprofils. Ein Wärmeverlust vom Heizband an die Umgebungsluft wird durch die Abdeckung wirksam vermieden.
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Das Montageprofil wird in der zweiten Nut des Lichtgittergehäuses befestigt. Das Lichtgitter weist wenigstens einen Lichtsender und/oder einen Lichtempfänger auf, wobei das Lichtgittergehäuse in einer Seitenwand wenigstens eine für das Licht des Lichtsenders oder des Lichtempfängers durchlässige Frontscheibe aufweist.
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1 zeigt ein Montageprofil gemäß vorliegender Erfindung
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2 zeigt ein erfindungsgemäßes Montageprofil mit integriertem elektrischen Heizband
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3 zeigt ein Lichtgittergehäuse in einer perspektivischen Ansicht
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4 zeigt das Lichtgittergehäuse aus 3 in einer Draufsicht.
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5 zeigt ein Lichtgittergehäuse mit montiertem Montageprofil mit einem elektrischen Heizband.
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1 zeigt das Montageprofil 1 in einer perspektivischen Ansicht. In der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile mit identischen Bezugszeichen versehen. Das Montageprofil 1 weist eine erste Nut 2 auf. Die erste Nut 2 erstreckt sich über die gesamte Länge des Montageprofils 1. Die erste Nut 2 ist dabei zur Aufnahme eines elektrischen Heizbandes 8, insbesondere eines selbstregelnden elektrischen Heizbandes 8 ausgebildet.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Nut 2 ist ein Wulst 6 angeordnet, der zur Aufnahme in einer zweiten Nut eines Lichtgitters geformt ist. Der Wulst 6 ist deshalb als passendes Gegenstück zu der zweiten Nut 4 ausgebildet. Der Wulst 6 ist gemäß 1 gegenüberliegend zu der ersten Nut 2 angeordnet. Das Montageprofil ist bevorzugt aus Aluminium im Strangpressverfahren hergestellt. Durch Ablängen des Strangpressprofils können gewünschte Längen des Montageprofils 1 hergestellt werden.
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2 zeigt das Montageprofil 1 aus 1 in einer Draufsicht. Dabei ist in der ersten Nut 2 das elektrische Heizband 8 angeordnet. Das elektrische Heizband 8 liegt dabei formschlüssig in der ersten Nut 2, um eine gute Wärmeübertragung zwischen dem elektrischen Heizband 8 und dem Montageprofil 1 zu gewährleisten.
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Ein Luftspalt sollte zwischen elektrischem Heizband 8 und Montageprofil 1 vermieden werden.
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Der Wulst 6 gemäß 2 ist zur Befestigung in einer zweiten Nut 4 eines Lichtgittergehäuses 12 gemäß 3 vorgesehen. 3 zeigt das Lichtgittergehäuse 12 in einer perspektivischen Ansicht. Die zweite Nut 4 erstreckt sich entlang des gesamten Lichtgittergehäuses 12. Das Lichtgittergehäuse 12 selbst ist aus Aluminium im Strangpressverfahren hergestellt. Das Lichtgittergehäuse 12 ist an den jeweiligen Enden mit Endkappen abgeschlossen, die in dem gezeigten Beispiel mit zwei Schrauben befestigt sind. Entlang des Lichtgittergehäuses 12 ist eine Seite offen und durchlässig für Lichtstrahlen. Die für Lichtstrahlen durchlässige Seite ist mit einer Frontscheibe versehen, um das Lichtgittergehäuse 12 gegenüber Umwelteinflüssen abzudichten. Hinter der Frontscheibe des Lichtgittergehäuses 12 sind Lichtsender und/oder Lichtempfänger angeordnet.
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4 zeigt das Lichtgittergehäuse aus 3 in einer Draufsicht. Die zweite Nut 4 ist im Profil gezeigt. die zweite Nut weist zwei Hinterschnitte auf, um den Wulst 6 des Montageprofils 1 aufzunehmen.
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5 zeigt das Lichtgittergehäuse 12 mit angeordnetem Montageprofil 1. Das Montageprofil 1 ist dabei mit seinem Wulst 6 in der ersten zweiten Nut 4 des Lichtgittergehäuses 12 angeordnet. Hierzu wurde das Montageprofil 1 der Länge nach in die zweite Nut eingeschoben. Das Montageprofil 1 wird nach dem Einschieben beispielsweise mit Schrauben in der zweiten Nut 4 fixiert. Die Schrauben werden hierzu durch ein Gewinde in dem Wulst 6 des Montageprofils 1 gegen den Boden der zweiten Nut des Lichtgittergehäuses 12 geschraubt, um das Montageprofil 1 zu fixieren. Entsprechende Bohrungen für die Schrauben sind beispielsweise in Längsrichtung überhalb und unterhalb des elektrischen Heizbandes 8 angeordnet. Die erste Nut 2 des Montageprofils 1 ist mit einer Abdeckung 10 versehen. Die Abdeckung 10 ist aus wärmeisolierendem Material hergestellt, beispielsweise wärmeisolierendem Kunststoff. Die Abdeckung 10 wird beispielsweise in die erste Nut 2 eingeklippst, um die Abdeckung 10 einfach und schnell zu befestigen. Durch die Abdeckung 10 wird die erzeugte Wärme des elektrischen Heizbandes 8 in Richtung des Lichtgittergehäuses 12 geleitet.
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Gemäß 5 wird das elektrische Heizband 8 mit einer Stromversorgung verbunden, wodurch dieses Wärme erzeugt. Die Wärme wird über das Montageprofil 1 auf das Lichtgittergehäuse 12 übertragen. Das gesamte Lichtgittergehäuse 12 einschließlich der Frontscheibe des Lichtgittergehäuses 12 wird dadurch erwärmt. Befindet sich das Lichtgittergehäuse 12 in einer Umgebung, in der Temperaturen unter 0°C herrschen, kann das Lichtgittergehäuse 12 durch die Heizung vor Beschlag geschützt werden. Generell wird durch die erzeugte Wärme des elektrischen Heizbandes 8 eine Betauung des Lichtgittergehäuses 12 auch bei Temperaturen über 0°Celsius vermieden. Dadurch ist es möglich, das Lichtgitter bei sehr niedrigen Temperaturen im Freien oder beispielsweise in Kühlhäusern zu betreiben, ohne dass es zu Störungen der optischen Eigenschaften beispielsweise durch Betauung oder Eisbildung kommen kann. Derartige Störungen könnten die Verfügbarkeit des Lichtgitters beeinträchtigen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montageprofil
- 2
- erste Nut
- 4
- zweite Nut
- 6
- Wulst
- 8
- elektrisches Heizband
- 10
- Abdeckung
- 12
- Lichtgittergehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007001933 U1 [0006]
