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Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor zum Erfassen eines Objektes.
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Herkömmliche optoelektronische Sensoren weisen an ihrem Gehäuse Bohrungen auf, an denen das Gehäuse des Sensors an Aufbauten, wie z. B. ein Gerüst, eine Wand oder dergleichen, montiert werden kann, so dass die Sensoren in ihren Betriebspositionen positioniert sind. Hierbei ist nach der Montage der Sensoren in ihren Betriebspositionen eine Ausrichtung der Sensoren vorgegeben.
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Die Sensoren, insbesondere Reflexions- oder Einweg-Lichtschranken oder Lichttaster, weisen aufgrund von Toleranzen einen sogenannten Schielwinkel auf, d. h. ein Lichtaustritt der Sensoren ist innerhalb eines definierten Winkels. Weiterhin variieren die Betriebspositionen der Sensoren und ihrer zugehörigen Reflektoren bzw. Empfänger ebenfalls bedingt durch Montagetoleranzen.
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Dadurch ist eine Korrektur der Ausrichtung der Sensoren gegebenenfalls erforderlich, bei der ein ausgesendeter Lichtstrahl der Sensoren auf die jeweiligen Reflektoren bzw. Empfänger ausgerichtet wird.
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DE 20 0008 018 144 U1 beschreibt einen optischen Sensor, bei dem das Gehäuse des Sensors mit einer Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, die mit einem Montageadapter mittels einer kreisbogenförmigen Schwalbenschwanzführung in Eingriff steht. Hierbei wird der Montageadapter an Aufbauten befestigt, so dass der Sensor in dessen Betriebsposition montiert ist. Durch Lösen der Befestigungseinrichtung kann der Sensor entlang der kreisbogenförmigen Schwalbenschwanzführung um eine horizontale Achse des Sensors ausgerichtet und durch erneutes Festziehen der Befestigungseinrichtung in der ausgerichteten Betriebsposition fixiert werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen optoelektronischen Sensor zur Verfügung zu stellen, der präzise und schnell ausgerichtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen optoelektronischen Sensor mit einem zweiteiligen Gehäuse, wobei das zweiteilige Gehäuse ein erstes Gehäuseteil zum Behausen einer Sensorelektronik und ein zweites Gehäuseteil zum Befestigen des Sensors in dessen Betriebsposition umfasst, das erste Gehäuseteil eine Frontseite mit einem Sichtfenster und eine Rückseite aufweist, und das zweite Gehäuseteil einen Befestigungsabschnitt, der zum Anbringen des Sensors an Aufbauten vorgesehen ist, und einen Verbindungsabschnitt, der zum einstellbaren Verbinden des zweiten Gehäuseteils an die Rückseite des ersten Gehäuseteils vorgesehen ist, aufweist, und wobei an dem Verbindungsabschnitt zumindest eine Verstelleinheit vorgesehen ist, die durch Drehen an der Verstelleinheit das erste und zweite Gehäuseteil relativ zueinander kraft- oder formschlüssig verstellt.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinheit aus einem Gewindegang und einem Gewindestift ausgebildet. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass nach einer festen Montage des Sensors in dessen Betriebsposition nur durch Drehen der Verstelleinheit, ohne Lösen und erneutes Festziehen irgendeines Teils des Sensors, der Sensor präzise ausgerichtet werden kann.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Gehäuseteil durch eine Feder-Nutverbindung beweglich miteinander verbunden. Die Feder-Nutverbindung zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil ermöglicht vorteilhafterweise eine rotatorische Relativbewegung der Gehäuseteile zueinander, sowohl um eine vertikale Achse als auch eine horizontale Achse des Sensors.
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Ferner umfasst gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Verstelleinheit ein an der Rückseite des ersten Gehäuseteils vorgesehenes Lager, auf das ein Gewindestift angeordnet ist, der sich in vertikaler Richtung des Sensors erstreckt, und ein am zweiten Gehäuseteil vorgesehener Gewindegang, in den der Gewindestift eingreift.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Verstelleinheit einen am zweiten Gehäuseteil vorgesehenen Gewindestift, der sich in horizontaler Richtung des Sensors erstreckt, und ein am ersten Gehäuseteil vorgesehenes Zahnrad, in das der Gewindestift eingreift.
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Weiterhin sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Verstelleinheit mit einem an der Rückseite des ersten Gehäuseteils vorgesehenen Lager, auf das ein Gewindestift angeordnet ist, der sich in vertikaler Richtung des Sensors erstreckt, und mit einem am zweiten Gehäuseteil vorgesehenen Gewindegang, in dem der Gewindestift eingreift, und eine andere Verstelleinheit mit einem am zweiten Gehäuseteil vorgesehenen Gewindestift, der sich in horizontaler Richtung des Sensors erstreckt, und mit einem am ersten Gehäuseteil vorgesehenen Zahnrad, in das der Gewindestift eingreift, vorgesehen.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Verstelleinheiten zum kraft- oder formschlüssigen Verstellen des ersten Gehäuseteils zu dem zweiten Gehäuseteil um eine vertikale Achse des Sensors und/oder entlang der vertikalen Achse des Sensors ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinheit zum kraft- oder formschlüssigen Verstellen des ersten Gehäuseteils zu dem zweiten Gehäuseteil um eine horizontale Achse des Sensors ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Gewindegang als ein Zahnrad, eine Zahnstange oder dergleichen ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Rückseite des ersten Gehäuseteils konvex oder konkav und der Verbindungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils entsprechend konkav oder konvex ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Gewindegang konvex oder konkav ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils als eine zusätzliche Seitenwand ausgebildet, die parallel zu dem ersten Gehäuseteil verläuft. Vorteilhafterweise ist zwischen dem zweiten Gehäuseteil und der zusätzlichen Seitenwand eine zusätzliche Verstelleinheit vorgesehen, die senkrecht zu der zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil befindlichen Verstelleinheit angeordnet ist. Hierdurch lässt sich die optische Achse des Sensors um eine weitere Achse verstellen.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische 3D-Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
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2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sensors der 1 entlang der Schnittebene A-A;
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3 eine schematische Seitenschnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors;
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4 eine schematische Seitenansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors;
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5 eine schematische Seitenansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors;
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6, 6a eine schematische Darstellung eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors und eine Seitenschnittansicht desselben; und
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7, 7a eine schematische Seitenansicht und Draufsicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors.
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In der 1 ist eine schematische 3D-Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors S gezeigt.
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Der erfindungsgemäße Sensor S weist ein zweiteiliges Gehäuse auf, das ein erstes Gehäuseteil G1 und ein zweites Gehäuseteil G2 umfasst. In dem ersten Gehäuseteil G1 ist eine Sensorelektronik behaust und das zweite Gehäuseteil G2 dient dazu, den Sensor S an Aufbauten, wie z. B. Gerüst, Wand oder dergleichen, in dessen Betriebsposition zu montieren.
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Hierbei sind das erste und zweite Gehäuseteil G1 und G2 über eine Feder-Nutverbindung FN beweglich miteinander verbunden.
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Das erste Gehäuseteil G1 weist eine Frontseite mit einem Sichtfenster und eine Rückseite auf. Durch das Sichtfenster werden die Lichtstrahlen des Sensors S ausgesendet. An der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 befindet sich ein Verbindungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils G2, der zum einstellbaren Verbinden des zweiten Gehäuseteils G2 an die Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehen ist. Weiterhin weist das zweite Gehäuseteil G2 einen Befestigungsabschnitt auf, der zum Anbringen des Sensors S an Aufbauten vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß ist an dem Verbindungsabschnitt zumindest eine Verstelleinheit VE1 und VE2 vorgesehen, die dazu vorgesehen ist, durch Drehen an der Verstelleinheit VE1 und VE2 eine relative kraft- oder formschlüssige Bewegung des ersten und zweiten Gehäuseteils G1 und G2 zueinander zu bewirken, so dass das erste Gehäuseteil G1 seine Ausrichtung relativ zu dem zweiten Gehäuseteil G2, das fest montiert ist, verstellt bzw. verändert.
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D. h. nach der Montage des Sensors S über dem Befestigungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils G2 des Sensors S an Aufbauten, kann durch einfaches Drehen an der Verstelleinheit VE1 und VE2, z. B. mittels eines Schraubendrehers, die Ausrichtung des ersten Gehäuseteils G1 des Sensors S mit der Sensorelektronik präzise auf einen nicht-dargestellten Reflektor oder Empfänger ausgerichtet werden.
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Hierbei sind ein erneutes Lösen und wieder Festziehen irgendeiner Verschraubung des Sensors S unnötig, so dass das Ausrichten des erfindungsgemäßen Sensors S sehr einfach und vor allem sehr präzise durchgeführt werden kann.
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Vorteilhafterweise ist die Verstelleinheit VE1 und VE2 aus einem Gewindegang 1 und einem Gewindestift 2a und 2b ausgebildet, wobei der Gewindestift 2a und 2b formschlüssig in den Gewindegang 1 eingreift. Der Gewindegang 1 ist in einer Außenseite des Verbindungsabschnittes des zweiten Gehäuseteils G2 aufgeprägt.
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Gemäß dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors S umfasst die Verstelleinheit VE1 ein an der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehenes Lager L, auf das der Gewindestift 2a angeordnet ist, und den am zweiten Gehäuseteil G2 vorgesehenen Gewindegang 1, in den der Gewindestift 2a formschlüssig eingreift.
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Hierbei erstrecken sich sowohl der Gewindestift 2a als auch der Gewindegang 1 in einer vertikalen Richtung des Sensors S, so dass durch Drehen des Gewindestifts 2a am Punkt P1 sich das erste Gehäuseteil G1 des Sensors S relativ zu dem zweiten Gehäuseteil G2 des Sensors S entlang des Pfeils Pf1 und einer vertikalen Achse vA des Sensors S in vertikaler Richtung bewegt bzw. verstellt.
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Hierdurch kann der erfindungsgemäße Sensor S in vertikaler Richtung ausgerichtet werden.
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Ferner weist der Sensor S eine weitere Verstelleinheit VE2 auf, die einen am zweiten Gehäuseteil G2 vorgesehenen Gewindestift 2b, der sich in einer horizontalen Richtung des Sensors S erstreckt, und ein am ersten Gehäuseteil G1 vorgesehenes Zahnrad 3, in das der Gewindestift 2b eingreift, umfasst.
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Durch Drehen am Punkt P2 des sich horizontal erstreckenden Gewindestifts 2b findet eine relative Bewegung des ersten Gehäuseteils G1 gegenüber dem zweiten Gehäuseteil G2 statt, bei der das erste Gehäuseteil G1 um die vertikale Achse vA des Sensors S gedreht wird.
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Hierdurch kann der erfindungsgemäße Sensor S in horizontaler Richtung ausgerichtet werden.
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In der 2 ist eine schematische Schnittansicht des in der 1 gezeigten erfindungsgemäßen Sensors S entlang der Schnittebene A-A gezeigt.
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Das erste Gehäuseteil G1 weist zwei seitlich des Gehäuseteils G1 verlaufende Nuten N1 und N2 auf. Das zweite Gehäuseteil G2 weist an dessen Kanten zwei den Nuten N1 und N2 des ersten Gehäuseteils G1 entsprechende Federn F1 und F2 auf, die in die entsprechenden Nuten N1 und N2 positioniert sind. Dadurch sind die erste und zweite Gehäuseteile G1und G2 beweglich miteinander verbunden.
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Ferner ist das Zahnrad 3 mit dessen Gewindegang 1 dargestellt, das am ersten Gehäuseteil G1 vorgesehen ist und in das der am zweiten Gehäuseteil G2 horizontal erstreckende Gewindestift 2b eingreift.
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Durch Drehen des sich horizontal erstreckenden Gewindestifts 2b wird über das Zahnrad 3 das erste Gehäuseteil G1 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil G2 um die vertikale Achse vA des Sensors S, die in der 2 senkrecht zu der Blattebene verläuft, gedreht, so dass das erste Gehäuseteil G1 entlang der abgebildeten Pfeile Pf2 rotiert.
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Hierbei bewegen sich die Feder F1 und F2 des zweiten Gehäuseteils G2 entsprechend der Drehung des sich horizontal erstreckenden Gewindestifts 2b in den Nuten N1 und N2 des ersten Gehäuseteils G1.
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Somit umfasst entsprechend dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Sensor S eine Verstelleinheit VE1 mit einem an der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehenen Lager L, auf das der sich in vertikaler Richtung des Sensors S erstreckende Gewindestift 2a angeordnet ist, und mit einem am zweiten Gehäuseteil G2 vorgesehenen Gewindegang 1, in den der sich in einer vertikalen Richtung des Sensors S erstreckende Gewindestift 2a eingreift, und eine weitere Verstelleinheit VE2 mit einem am zweiten Gehäuseteil G2 vorgesehenen Gewindestift 2b, der sich in einer horizontalen Richtung des Sensors S erstreckt, und mit einem am ersten Gehäuseteil G1 vorgesehenen Zahnrad 3, in das der sich horizontal erstreckende Gewindestift 2b eingreift.
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Die Verstelleinheiten VE1 und VE2 sind zum kraft- oder formschlüssigen Verstellen des ersten Gehäuseteils G1 zu dem zweiten Gehäuseteil G2 um die vertikale Achse vA des Sensors S und/oder entlang der vertikalen Achse vA des Sensors S ausgebildet, so dass der Sensor S einfach und präzise in vertikaler und horizontaler Richtung ausgerichtet werden kann.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors S, wobei bei dem Ausführungsbeispiel die Verstelleinheit VE1 einen an der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehenen und sich in einer senkrechten Richtung des Sensors S erstreckenden Gewindestift 2a und einen am zweiten Gehäuseteil G2 vorgesehenen und ebenfalls sich in einer senkrechten Richtung des Sensors S erstreckenden Gewindegang 1 umfasst. Der Gewindestift 2a greift kraftschlüssig in den Gewindegang 1 ein, so dass durch Drehen des Gewindestifts 2a das erste Gehäuseteil G1 in senkrechter Richtung des Sensors auf oder ab gegenüber dem zweiten Gehäuseteil G2 bewegt wird.
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Gegenüber dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist der Gewindestift 2a in einem Absatz in dem ersten Gehäuseteil G1 vorgesehen, so dass die Konstruktion vereinfacht ist und auf das Lager L verzichtet werden kann.
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In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors S gezeigt, bei dem die Verstelleinheit VE1 aus einem an der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehenen Gewindegang 1 und einem in einem Absatz am zweiten Gehäuseteil G2 vorgesehenen Gewindestift 2a ausgebildet ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 konvex und der Verbindungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils G2 konkav ausgebildet. Das erste und zweite Gehäuseteil G1 und G2 sind durch die Feder-Nutverbindung FN verbunden, wobei die auf der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehenen Nuten N1 ebenfalls konvex und die an dem Verbindungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils G2 vorgesehenen Federn F1 entsprechend konkav geformt sind.
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Durch Drehen des Gewindestifts 2a wird das erste Gehäuseteil G1 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil G2 um eine horizontale Achse hA des Sensors S, die in der 4 senkrecht zu der Blattebene verläuft, gedreht. Hierdurch ist ein vertikales Ausrichten um die Achse hA des Sensors S möglich.
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Weiterhin weist ein zum Drehen des Gewindestifts 2a eingeführtes Werkzeug während der gesamten Ausrichtung des Sensors S eine gleiche Orientierung auf.
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Im Gegensatz zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel in der 4 zeigt die 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors S, bei dem die Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 konkav und der Verbindungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils G2 konvex ausgebildet sind.
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Ferner sind der Gewindegang 1 auf der konvexen Seite des Verbindungsabschnitts des zweiten Gehäuseteils G2 und der Gewindestift 2a auf der Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 vorgesehen, so dass durch Drehen des Gewindestifts 2a das erste Gehäuseteil G1 ebenfalls relativ zu dem zweiten Gehäuseteil G2 um eine horizontale Achse hA des Sensors S, die in der 5 senkrecht zu der Blattebene verläuft, gedreht wird.
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Hierbei verändert sich jedoch die Orientierung des zum Drehen des Gewindestifts 2a eingeführten Werkzeugs während der gesamten Ausrichtung des Sensors S. Der gesamte Sensor S ist vorteilhafterweise platzsparender als das vorherige Ausführungsbeispiel.
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In der 6 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors S und dessen Seitenschnittansicht gezeigt, wobei die gerade Rückseite des ersten Gehäuseteils G1 durch einen Aufsatz 4 erweitert ist, der auf eine Seite, die zu dem zweiten Gehäuseteil G2 gerichtet ist, konvex ausgebildet ist. Der Aufsatz 4 ist auf die Rückseite des ersten Gehäuseteil G1 aufgeschraubt und weist einen Gewindegang 1 auf der konvexen Seite auf.
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Das zweite Gehäuseteil G2 weist an dem Verbindungsabschnitt den Gewindestift 2a auf, der in den Gewindegang 1 der konvexen Seite des Aufsatzes 4 eingreift.
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Durch Betätigen der Verstelleinheit VE1 mittels Drehen des Gewindestifts 2a wird das erste Gehäuseteil G1 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil G2 um eine horizontale Achse hA des Sensors S gedreht, so dass der Sensors S präzise vertikal, d. h. um die Achse hA, ausgerichtet werden kann.
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Der Aufsatz 4 ist vorteilhafterweise aus einem hochfesteren Material als das erste Gehäuseteil G1 ausgebildet, so dass die Verbindung zwischen dem Aufsatz 4 und dem Verbindungsabschnitt des zweiten Gehäuseteils G2 eine höhere Festigkeit aufweist.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors S weist in der 7 und 7a das zweite Gehäuseteil G2 eine zusätzliche Seitenwand G2a auf, die als Befestigungsabschnitt ausgebildet ist und parallel zu dem ersten Gehäuseteil G1 verläuft. Hierbei weist die zusätzliche Seitenwand G2a zumindest zwei Bohrungen B auf, über die der erfindungsgemäße Sensor S in dessen Betriebsposition montiert werden kann.
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Zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil G1, G2 ist erfindungsgemäß die Verstelleinheit VE1 vorgesehen, um durch Drehen an dem Gewindestift 2a die optische Achse des Sensors S vertikal, d. h. um die Achse hA, zu verstellen.
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Zusätzlich ist zwischen dem zweiten Gehäuseteil G2 und der zusätzlichen Seitenwand G2a eine zusätzliche Verstelleinheit VE3 vorgesehen, die senkrecht zu der vorherigen, zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil G1, G2 befindlichen, Verstelleinheit VE1 angordnet ist.
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Durch Drehen eines Gewindestifts 2c der zusätzlichen Verstelleinheit VE3 wird das zweite Gehäuseteil G2 gegenüber der zustäzlichen Seitenwand G2a verstellt, so dass der erfindungsgemäße Sensor S in einer weiteren Achse verstellbar ist, die senkrecht zu der optischen Achse des Sensors S und zu der zusätzlichen Seitenwand G2a ist.
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Somit kann die optische Achse des erfindungsgemäßen Sensors S mittels der Verstelleinheiten VE1 und VE3 schnell und präzise in 2 Ebenen verstellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindegang
- 2a, 2b, 2c
- Gewindestift
- 3
- Zahnrad
- 4
- Aufsatz
- hA
- Horizontale Achse
- vA
- Vertikale Achse
- F1, F2
- Feder
- FN
- Feder-Nutverbindung
- G1, G2
- Erstes und zweites Gehäuseteil
- L
- Lager
- N1, N2
- Nut
- P1, P2
- Kontaktpunkt
- Pf1, Pf2
- Bewegungsrichtungspfeile
- S
- Optoelektronischer Sensor
- VE1, VE2, VE3
- Verstelleinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 200008018144 U1 [0005]
