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Die Erfindung betrifft eine optische Sensorvorrichtung, umfassend ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete optische Einrichtung, welche eine Lichtsendeeinrichtung und/oder Lichtempfangseinrichtung und/oder Lichtabbildungseinrichtung aufweist, mindestens ein an dem Gehäuse angeordnetes oder gebildetes lichtdurchlässiges Fenster, und eine an dem Gehäuse angeordnete Fixierungseinrichtung zur Fixierung des Gehäuses an einer Anwendung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Sensorvorrichtung bereitzustellen, welche eine maximale Lebensdauer aufweist und/oder Erweiterungsmöglichkeiten aufweist.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Sensorvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Fixierungseinrichtung mindestens ein Halter fixiert ist, welcher mindestens ein Element hält, welches außerhalb des Gehäuses vor dem mindestens einen Fenster angeordnet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist mindestens ein Element angeordnet, welches außerhalb des Gehäuses vor dem mindestens einen Fenster positioniert ist. Dieses zusätzliche mindestens eine Element kann beispielsweise eine Schutzfunktion für die optische Einrichtung haben und/oder kann die Einsatzmöglichkeiten der optischen Sensorvorrichtung erweitern, indem es beispielsweise mit einer optischen Funktion wie Filterfunktion oder Abbildungsfunktion versehen ist.
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Zur Positionierung des mindestens einen Elements und insbesondere zu diesem Austausch muss nicht auf einen Innenraum des Gehäuses zugegriffen werden und grundsätzlich muss auch eine festgelegte Position des Gehäuses an einer Anwendung nicht verändert werden; durch Austausch des mindestens einen Elements am mindestens einen Halter oder Austausch der Kombination von Halter und mindestens einem Element kann ein beispielsweise verschmutztes oder beschädigtes Element ausgetauscht werden beziehungsweise es kann ein Element mit einer anderen Funktion verwendet werden.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich beispielsweise auf einfache Weise die optische Einrichtung vor mechanischen Stößen und Schlägen oder Schweißspritzern schützen. Ein verschmutztes beziehungsweise beschädigtes Element wird ausgetauscht, ohne dass ein weiterer Eingriff an der optischen Sensorvorrichtung notwendig ist. Der Aufwand und dadurch die Kosten für den Austausch lassen sich minimieren, da die optische Sensorvorrichtung nicht neu justiert werden muss.
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Es lässt sich dadurch insgesamt die Lebensdauer der optischen Sensorvorrichtung erhöhen mit minimiertem Kostenaufwand.
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Ferner lassen sich der optischen Sensorvorrichtung Zusatzfunktionen zuordnen, welche auf einfache Weise realisierbar sind. Weiterhin sind diese Zusatzfunktionen durch Wahl und Austausch des entsprechenden mindestens einen Elements variabel.
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Insbesondere ist das mindestens eine Element als Scheibe oder Platte ausgebildet. Dadurch lässt sich beispielsweise auf einfache Weise eine Schutzfunktion erreichen und die Zusatzabmessungen der optischen Sensorvorrichtung, die aufgrund des mindestens einen Elements eventuell entstehen, lassen sich minimieren.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine von dem mindestens einen Halter gehaltene Element eine optische Funktion und/oder Schutzfunktion hat. Dadurch lässt sich beispielsweise eine optische Einrichtung optimal schützen und bei Beschädigung beziehungsweise Verschmutzung kann das entsprechende Element auf einfache Weise ausgetauscht werden. Wenn das mindestens eine zusätzliche Element eine optische Funktion hat, lassen sich die Einsatzmöglichkeiten der optischen Sensorvorrichtung erweitern.
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Es ist dann günstig, wenn das mindestens eine von dem mindestens einen Halter gehaltene Element das mindestens eine Fenster und/oder mindestens eine Seite des Gehäuses mindestens teilweise abdeckt. Dadurch lässt sich auf optimierte Weise die optische Einrichtung der Sensorvorrichtung schützen beziehungsweise der Funktionsumfang lässt sich erweitern.
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Es ist ferner günstig, wenn das mindestens eine von dem mindestens einen Halter gehaltene Element mindestens teilweise lichtdurchlässig ist. Es lässt sich dadurch ein Funktionsschutz der optischen Sensorvorrichtung erreichen, da beispielsweise über eine lichtdurchlässige Schutzscheibe Beschädigungen beziehungsweise Verschmutzungen der optischen Einrichtung auf einfache Weise weitgehend vermieden werden können und bei Beschädigung beziehungsweise Verschmutzung des mindestens einen Elements dieses auf einfache Weise ausgetauscht werden kann. Das mindestens eine Element beeinträchtigt dabei die Funktion der optischen Sensorvorrichtung höchstens minimal.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das mindestens eine von dem mindestens einen Halter gehaltene Element eine lichtdurchlässige Scheibe und/oder eine Blende und/oder eine Linse und/oder ein optisches Filter ist oder umfasst. Dadurch lassen sich die Einsatzmöglichkeiten der optischen Sensorvorrichtung erweitern.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Element an dem mindestens einen Halter lösbar fixiert ist und/oder der mindestens eine Halter an der Fixierungseinrichtung lösbar fixiert ist. Wenn das mindestens eine Element beispielsweise als Schutzelement ausgebildet ist, dann lässt es sich nach Verschmutzung oder Beschädigung auf einfache Weise austauschen. Weiterhin lässt sich bei einer einfachen Austauschbarkeit des mindestens einen Elements direkt oder über die Einheit mit dem Halter der Funktionsumfang der optischen Sensorvorrichtung auf einfache Weise erweitern.
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Bei einer Ausführungsform weist der mindestens eine Halter einen Klemmblock auf, über welchen er an der Fixierungseinrichtung fixierbar ist, und/oder der mindestens eine Halter weist einen Klemmblock auf, über welchen das mindestens eine Element an dem mindestens einen Halter fixierbar ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Fixierung und eine Lösung (zum Austausch) des Halters an der Fixierungseinrichtung beziehungsweise des mindestens einen Elements an dem Halter erreichen.
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Bei einer Ausführungsform weist die Fixierungseinrichtung beabstandete Leisten auf, über welche der mindestens eine Halter fixierbar ist. Die beabstandeten Leisten weisen eine Führung für den mindestens einen Halter auf, welche für eine Formschlussfixierung mindestens in einer Richtung sorgen.
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Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Leisten eine Schwalbenschwanzführung für den mindestens einen Halter bilden. Dadurch lässt sich beispielsweise eine Formschlussfixierung in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung quer dazu erreichen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine optische Sensorvorrichtung, umfassend ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete optische Einrichtung, welche eine Lichtsendeeinrichtung und/oder eine Lichtempfangseinrichtung und/oder Lichtabbildungseinrichtung aufweist, und mindestens ein an dem Gehäuse angeordnetes lichtdurchlässiges Fenster.
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Der Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, bei der genannten optischen Sensorvorrichtung eine Schutzfunktion für die optische Einrichtung bei einfacher Handhabbarkeit zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird bei der genannten optischen Sensorvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Gehäuse mindestens ein Halter angeordnet ist, welcher mindestens eine Schutzscheibe für die optische Einrichtung hält, wobei die mindestens eine Schutzscheibe vor dem mindestens einen Fenster außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Die mindestens eine Schutzscheibe schützt die optische Einrichtung beziehungsweise Elemente davon (eventuell einschließlich eines lichtdurchlässigen Elements, welches an dem lichtdurchlässigen Fenster angeordnet ist) vor mechanischen Einwirkungen wie Schlägen oder Stößen und/oder vor Schweißspritzern.
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Wenn die mindestens eine Schutzscheibe beschädigt ist, kann sie auf einfache Weise ausgetauscht werden, ohne dass das Gehäuse geöffnet werden muss und auf einen Innenraum des Gehäuses zugegriffen werden muss.
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Ferner muss eine Positionierung des Gehäuses an einer Anwendung bei einem Austausch der mindestens einen Schutzscheibe nicht verändert werden, so dass eine Sensorausrichtung nicht geändert werden muss. Dadurch lässt sich ein Austausch auf einfache und kostengünstige Weise realisieren und die Lebensdauer der optischen Sensorvorrichtung als Ganzes lässt sich erhöhen.
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Insbesondere ist der mindestens eine Halter lösbar an dem Gehäuse fixiert und/oder die mindestens eine Schutzscheibe ist lösbar an dem mindestens einen Halter fixiert. Dadurch lässt sich ein Austausch der Schutzscheibe auf einfache Weise entweder direkt oder über eine Einheit mit dem Halter durchführen.
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Insbesondere ist die Schutzscheibe mindestens teilweise lichtdurchlässig und insbesondere in einem Bereich lichtdurchlässig, welcher vor dem mindestens einen Fenster angeordnet ist. Dadurch werden die optischen Eigenschaften der optischen Sensorvorrichtung nicht oder nur minimal beeinflusst.
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Bei einer Ausführungsform ist an dem Gehäuse eine Fixierungseinrichtung zur Fixierung des Gehäuses an einer Anwendung angeordnet. Insbesondere ist dann der mindestens eine Halter an der Fixierungseinrichtung fixiert. Dadurch lässt sich eine sowieso vorhandene Fixierungseinrichtung zur Fixierung des mindestens einen Halters verwenden.
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Neben der Schutzfunktion kann die mindestens eine Schutzscheibe auch eine optische Funktion haben. Sie kann beispielsweise als Linse, als Blende und/oder optisches Filter wirken. Dadurch lässt sich der Funktionsumfang der optischen Sensorvorrichtung erweitern.
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Insbesondere deckt die mindestens eine Schutzscheibe das mindestens eine Fenster und/oder mindestens eine Seite des Gehäuses ganz oder teilweise ab. Dadurch lässt sich das Fenster beziehungsweise eine hinter dem Fenster angeordnete Einrichtung oder die Gehäuseseite schützen.
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Es ist ferner günstig, wenn die mindestens eine Schutzscheibe mindestens teilweise lichtdurchlässig ist. Dadurch werden beispielsweise die optischen Eigenschaften der optischen Sensorvorrichtung durch die mindestens eine Schutzscheibe nicht oder höchstens minimal beeinflusst.
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Es kann dabei vorgesehen sein, dass die mindestens eine Schutzscheibe eine Blende und/oder eine Linse und/oder ein optisches Filter umfasst, um den Funktionsumfang der optischen Sensorvorrichtung zu erhöhen.
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Bei einer Ausführungsform weist der mindestens eine Halter einen Klemmblock auf, über welchen er an der Fixierungseinrichtung fixierbar ist und/oder der mindestens eine Halter weist einen Klemmblock auf, über welchen die mindestens eine Schutzscheibe an dem mindestens einen Halter fixierbar ist. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise eine Fixierung des Halters an der Fixierungseinrichtung beziehungsweise der mindestens einen Schutzscheibe an dem Halter erreichen.
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Bei einer Ausführungsform weist die Fixierungseinrichtung beabstandete Leisten auf, über welche der mindestens eine Halter fixierbar ist. Dadurch lässt sich in mindestens einer Richtung eine Formschlussverbindung zwischen dem Halter und der Fixierungseinrichtung erreichen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Leisten eine Schwalbenschwanzführung vor dem mindestens einen Halter bilden. Dadurch lässt sich eine Formschlussverbindung in mindestens zwei Richtungen auf einfache Weise herstellen.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
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1 Eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung oder Teils einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung;
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2 eine Ansicht in der Richtung A gemäß 1;
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3 eine Ansicht in der Richtung B gemäß 1;
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4 eine Ansicht in der Richtung C gemäß 1; und
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5 eine Ansicht in der Richtung D gemäß 1.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, welches in den 1 bis 5 dargestellt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Sensoreinheit 12. Je nach Ausbildung der optischen Sensorvorrichtung 10 ist die Sensoreinheit 12 das einzige Element der optischen Sensorvorrichtung oder es können ein oder mehrere externe Einheiten wie beispielsweise Spiegel vorgesehen sein (in den Figuren nicht gezeigt).
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Die Sensoreinheit 12 umfasst ein Gehäuse 14, welches geschlossen ausgebildet ist. In dem Gehäuse 14 ist eine Elektronikeinheit 16 geschützt angeordnet. Ferner ist in dem Gehäuse 14 eine Lichtsendeeinrichtung 18 und/oder eine Lichtempfangseinrichtung 20 angeordnet. Ferner kann es vorgesehen sein, dass in dem Gehäuse 14, der Lichtsendeeinrichtung 18 beziehungsweise der Lichtempfangseinrichtung 20 zugeordnet, eine Lichtabbildungseinrichtung 22 angeordnet ist, welche insbesondere ein oder mehrere Linsenelemente umfasst.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sendet die Lichtsendeeinrichtung 18 Licht, welches außerhalb des Gehäuses 14 beispielsweise von einem Spiegel reflektiert wird. Reflektiertes Licht wird von der Lichtempfangseinrichtung 20 empfangen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit 12 nur Licht sendet beziehungsweise nur Licht empfängt.
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An dem Gehäuse 14 ist ein Fenster 24 angeordnet beziehungsweise gebildet, welches für Licht durchlässig ist. Gesendetes Licht beziehungsweise empfangenes Licht kann durch dieses Fenster 24 hindurchtreten.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Fenster 24 mittels einer Öffnung 26 am Gehäuse 14 gebildet, wobei die Öffnung 26 durch ein lichtdurchlässiges Element 28 verschlossen ist, so dass ein Innenraum des Gehäuses 14 gegenüber dem Außenraum gekapselt ist.
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Beispielsweise ist an dem Gehäuse 14 eine Anschlusseinrichtung 30 angeordnet, an welcher ein oder mehrere Gegen-Anschlusselemente (insbesondere ein Stecker) anschließbar sind. Über die Anschlusseinrichtung 30 erfolgt ein Signalaustausch und es erfolgt die Energieversorgung der Sensoreinheit 12.
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An dem Gehäuse 14 ist eine Fixierungseinrichtung 32 angeordnet. Über diese Fixierungseinrichtung 32 ist das Gehäuse 14 und damit die Sensoreinheit 12 an einer Anwendung fixierbar.
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Die Fixierungseinrichtung 32 ist bei einem Ausführungsbeispiel an einer ersten Gehäuseseite 34 angeordnet. An dieser ersten Gehäuseseite 34 ist auch die Anschlusseinrichtung 30 angeordnet. Die erste Gehäuseseite 34 liegt quer zu einer zweiten Gehäuseseite 36, wobei die erste Gehäuseseite 34 und die zweite Gehäuseseite 36 aneinanderstoßen.
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Die Fixierungseinrichtung 32 ist beispielsweise durch gegenüberliegende Leisten 38a, 38b gebildet, zwischen welchen ein Zwischenraum 40 liegt. Die Leisten 38a, 38b bilden Führungsschienen und im Zwischenraum 40 lässt sich ein Fixierungselement positionieren.
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Beispielsweise weisen die Leisten 38a, 38b jeweils eine Schwalbenschwanzführung 42 auf, und das entsprechende Führungselement weist dazu angepasste Eingriffelemente auf, um für eine Fixierung in Querrichtungen 44 (3) und 52 (1) zu einer Längsrichtung der Leisten 38a, 38b zu sorgen. Die Fixierung in diesen Querrichtungen 44, 52 ist über die Leisten 38a, 38b durch Formschluss erreicht.
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Eine Verschiebungsfixierung an der Fixierungseinrichtung 32 wird beispielsweise durch ein oder mehrere Klemmelemente erreicht.
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An dem Gehäuse 14 ist ein Halter 46 angeordnet. Dieser Halter 46 ist dabei an der Fixierungseinrichtung 32 fixiert. Der Halter 46 bildet ein Fixierungselement, welches durch die Leisten 38a, 38b in der Querrichtung 44 formschlüssig fixiert ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Halter 46 Eingriffelemente 48 in entsprechende Ausnehmungen der Schwalbenschwanzführung 42 auf.
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Der Halter 46 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel einen oder mehrere Klemmblöcke 50, über welchen oder welche er an der Fixierungseinrichtung 32 und damit an dem Gehäuse 14 klemmbar ist, um für eine Fixierung in einer Richtung 54 parallel zur Längsrichtung der Leisten 38a, 38b zu sorgen. (Wenn eine Schwalbenschwanzführung 42 vorgesehen ist, dann muss nur für eine Fixierung in der Richtung 54 gesorgt werden, da die Schwalbenschwanzführung 42 eine Formschluss bezogen auf die Richtung 52 und die Richtung 44 bereitstellt.)
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An dem Halter 46 ist ein Element 56 gehalten, welches vor der zweiten Gehäuseseite 36 liegt. Dieses Element 56 deckt zumindest teilweise das Fenster 24 ab.
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Das Element 56 ist dabei lösbar an dem Halter 46 gehalten und/oder der Halter 46 ist lösbar an der Fixierungseinrichtung 32 gehalten. Dadurch kann das Element 56 als Einzelstück oder gemeinsam mit dem Halter 46 auf einfache Weise ausgetauscht werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das Element 56 mit einer entsprechenden Rückseite 58 das lichtdurchlässige Element 28 des Fensters 24 berührt. Es ist je nach Anwendungsfall auch möglich, dass es zwischen der Rückseite 58 und dem lichtdurchlässigen Element 28 ein Spalt und beispielsweise Luftspalt oder dergleichen liegt.
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Bei einer Ausführungsform ist das Element 56 eine lichtdurchlässige Scheibe 60, welche vor dem Fenster 24 angeordnet ist und dieses schützt. Die Scheibe 60 ist deshalb eine Schutzscheibe. Eine optische Einrichtung der Sensoreinheit 12 umfasst die Lichtsendeeinrichtung 18, die Lichtempfangseinrichtung 20, die optische Lichtabbildungseinrichtung 22 und das lichtdurchlässige Element 28 des Fensters 24. (Das lichtdurchlässige Element 28 kann Teil der optischen Lichtabbildungseinrichtung 22 sein oder diese bilden.) Die Schutzscheibe 60 schützt diese optische Einrichtung vor mechanischen Einflüssen, wie beispielsweise Stößen und Schlägen. Außerdem stellt sie einen Schutz gegenüber Schweißspritzern dar.
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Wenn die Schutzscheibe 60 verschmutzt oder beschädigt ist, kann sie auf einfache Weise 60 ausgetauscht werden. Es muss dabei eine grundsätzliche Ausrichtung der Sensoreinheit 12 an einer Anwendung nicht verändert werden, das heißt diese Ausrichtung bleibt gespeichert und nur die Schutzscheibe 60 wird ausgetauscht.
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Dadurch ist der Aufwand und damit verbunden auch die Kosten für eine entsprechende Sensorwartung beziehungsweise -reparatur reduziert; die optische Sensorvorrichtung 10 als Ganzes hat eine größere Lebensdauer und der Neuaufwand für eine Neuausrichtung entfällt.
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Es ist auch möglich, andere Elemente 56 mit optischer Funktion und/oder Schutzfunktion vorzusehen. Beispielsweise kann an das Element 56 eine Blende, ein Filter, eine Linse oder dergleichen sein oder es kann sich um eine mechanische Komponente handeln.
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Das Element 56 ist über den Halter 46 außerhalb des Gehäuses 14 an dem Gehäuse 14 fixiert. Eine gegebene Sensoreinheit 12 lässt sich dadurch auch modifizieren und beispielsweise im Funktionsumfang erweitern, indem beispielsweise austauschbar optische Filter vor dem Fenster 24 positioniert werden.
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Die erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Der Halter 46 ist an einer Außenseite des Gehäuses 14 fixierbar (fest oder lösbar). Der Halter 46 selber hält ein Element 56, welches außerhalb des Gehäuses 14 positioniert ist. Das Element 56 ist dabei vor dem Fenster 24 positioniert und kann eine Abdeckung für das Fenster 24 bilden beziehungsweise die optische Einrichtung der Sensoreinheit 12 beeinflussen. Diese Abdeckfunktion beziehungsweise diese Beeinflussungsmöglichkeit wird dabei erreicht, ohne dass das Gehäuse 14 geöffnet werden muss. Es ist auch möglich, das Element 56 auszutauschen (an dem Element 46 oder als Einheit mit dem Halter 46). Dadurch kann der Funktionsumfang der Sensoreinheit 12 erweitert werden, indem beispielsweise optisch funktionelle Elemente 56 verwendet werden beziehungsweise es wird eine Schutzfunktion erreicht, indem als Element 56 eine lichtdurchlässige Schutzscheibe 60 verwendet wird, welche die optische Einrichtung schützt und bei Verschmutzung beziehungsweise Beschädigung auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, ohne dass das Gehäuse 14 geöffnet werden muss.
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Bei eine Ausführungsform ist es dabei vorgesehen, dass der Halter 46 an einer sowieso vorhandenen Fixierungseinrichtung 32 an dem Gehäuse 14 montiert wird, wobei die Fixierungseinheit 32 sonst zur Montage des Gehäuses 14 und damit der Sensoreinheit 12 an einer Anwendung dient. Das Element 56 ist beispielsweise über eine oder mehrere Schrauben 62 an dem Halter 46 lösbar fixiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Optische Sensorvorrichtung
- 12
- Sensoreinheit
- 14
- Gehäuse
- 16
- Elektronikeinheit
- 18
- Lichtsendeeinrichtung
- 20
- Lichtempfangseinrichtung
- 22
- Lichtabbildungseinrichtung
- 24
- Fenster
- 26
- Öffnung
- 28
- Lichtdurchlässiges Element
- 30
- Anschlusseinrichtung
- 32
- Fixierungseinrichtung
- 34
- Erste Gehäuseseite
- 36
- Zweite Gehäuseseite
- 38a
- Leiste
- 38b
- Leiste
- 40
- Zwischenraum
- 42
- Schwalbenschwanzführung
- 44
- Querrichtung
- 46
- Halter
- 48
- Eingriffelement
- 50
- Klemmblock
- 52
- Richtung
- 54
- Richtung
- 56
- Element
- 58
- Rückseite
- 60
- Schutzscheibe
- 62
- Schraube
