DE202017102351U1

DE202017102351U1 - Optoelektronischer Sensor

Info

Publication number: DE202017102351U1
Application number: DE202017102351.6U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-07-23
Anticipated expiration: 2027-04-21

Abstract

Optoelektronischer Sensor, umfassend ein transparentes optisches Fenster (3) zum ungehinderten Durchtritt von Licht in und/oder aus dem Sensor (1), wobei das aus einem Kunststoff bestehende optische Fenster (3) außen mit einer Folie (5) bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (5) aus einem gehärteten Echtglas besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor, umfassend ein transparentes optisches Fenster zum ungehinderten Durchtritt von Licht in und/oder aus dem Sensor, wobei das aus einem Kunststoff bestehende optische Fenster außen mit einer Folie bedeckt ist.
Aus der DE 20 2012 104 321 U1 ist ein optoelektronischer Sensor mit einer transparenten Frontscheibe bekannt, bei welchem die Frontscheibe an der Außenseite eine transparente selbstklebende Schutzfolie aufweist. Diese Schutzfolie besteht vorzugsweise aus Polyurethan. Sie soll insbesondere die Frontscheibe des optoelektronischen Sensors vor Beschädigung durch Schweißfunkenflug sichern. Der Schweißfunkenflug führt aber zu Beschädigungen auf der Oberfläche der Schutzfolie, so dass es notwendig ist, die Schutzfolie auszutauschen und durch eine neue Schutzfolie zu ersetzen. Darüber hinaus weist die Schutzfolie, die aus Kunststoff besteht, nur eine geringe Kratzfestigkeit und eine geringere Chemikalienfestigkeit auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optoelektronischen Sensor anzugeben, welcher kostengünstig herzustellen ist und trotzdem auf seiner Frontscheibe eine sehr hohe Chemikalien- und Kratzfestigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Folie aus einem gehärteten Echtglas besteht. Dadurch, dass die Folie widerstandsfähig sowohl gegen Kratzer als auch Chemikalien ist, erhöht sich die Beständigkeit des optischen Fensters, was zur Verbesserung der Genauigkeit des Sensors führt, da durch Unterbindung von Schäden auf dem optischen Fenster das Sende- und/oder Empfangslicht weniger aufstreut. Dadurch wird die optische Performance des Sensors erhöht. Durch die verbesserte Beständigkeit der Folie wird deren Lebensdauer verlängert.
Vorteilhafterweise bildet die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie gemeinsam mit einer haftvermittelnden Kunststoffschicht ein Laminat, welches auf dem optischen Fenster aufgebracht ist. Ein solches Laminat, bei welchem die Dünnglasfolie auf dem Kunststoffträger haftet, unterbindet eine mögliche Splitterwirkung des Glases. Die geringe Dicke der Glasfolie bewirkt darüber hinaus ein auf ein Minimum reduziertes Splittervolumen.
In einer Ausgestaltung weist das Laminat eine Dicke von weniger als 400 µm auf. Trotz einer solchen geringen Dicke des gesamten Laminats ist ein ausreichender Schutz vor Beschädigung der Echtglasfolie durch starke abrasive Einwirkungen, wie beispielsweise durch Stahlwolle, gegeben.
In einer Variante weist die aus dem Echtglas bestehende Folie eine Vickershärte von ca. 500 bis 700 auf. Dadurch wird die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten des optoelektronischen Sensors erhöht.
In einer Weiterbildung ist der gesamte Sensor mit der aus gehärtetem Echtglas bestehenden Folie bedeckt. Dadurch ist nicht nur das Fenster sondern auch die gesamte Sensoroberfläche vor abrasiven Einflüssen jeglicher Art geschützt.
In einer Ausführungsform weist die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie eine nicht ebene Form auf. Diese nicht ebene Form kann einfach durch Heißumformen eines ungehärteten Folienrohlings erfolgen. Eine solche Abdeckung kann auch dann verwendet werden, wenn das optische Fenster gebogen ist.
In einer Ausgestaltung weist die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie an der Oberfläche oder im ganzen Volumen mindestens ein optisches Filter auf. Somit unterstützt die Folie die Erzeugung von Licht mit vorgegebener Wellenlänge, so dass auf zusätzliche separate Filter verzichtet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die aus dem gehärteten Echtglas bestehende Folie elektrisch leitfähig. Mittels solcher elektrisch leitfähigen Folien lassen sich einfach optische Effekte, wie beispielsweise eine Polarisierung durch eine elektrische Ansteuerung der Folie realisieren. Auch hierbei kann auf separate Polarisationsfilter verzichtet werden. Darüber hinaus kann durch den elektrischen Einfluss auch die Wellenlänge, die durch die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie hindurchgelassen wird, geändert werden.
Damit der Anwender selbst entscheiden kann, auf welches optische Fenster eine Folie aufgesetzt werden soll, ist die aus dem gehärteten Echtglas bestehende Folie als Zubehörteil ausgebildet.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.
Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensors.

In 1 ist ein optoelektronischer Sensor 1 dargestellt, welcher ein Gehäuse 2 umfasst, an dessen einen Seite ein transparentes optisches Fenster 3 angeordnet ist. Dieses transparente optische Fenster 3 besteht aus Kunststoff und ist vollständig lichtdurchlässig. Das optische Fenster 3 ist auf seiner Außenseite mit einem Laminat 4 vollständig bedeckt, wobei das Laminat 4 eine aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie 5 aufweist, die auf einem Träger 6, vorzugsweise einem Kunststoffträger, positioniert ist und eine Stärke von typischerweise 200 bis 1000 µm aufweist. Die Echtglasfolie 5 wird zum Beispiel aus einer Flachglasfolie mittels Wasserstrahl- oder Laserschneidverfahren ausgeschnitten und dann entweder oberflächen- oder volumengehärtet. Der Schneidevorgang erlaubt dabei eine nahezu beliebige 2D-Kontur, gegebenenfalls auch mit Aussparungen, beispielsweise für Bedienelemente und sonstige nicht abzudeckende Bereiche.
Durch die Härtung wird eine extrem hohe Kratzfestigkeit der Echtglasfolie 5 erreicht, wobei die Echtglasfolie 5 vorzugsweise eine Vickershärte von ca. 500 bis 700 aufweist, so dass auch abrasive Späne die Echtglasfolie 5 nicht verkratzen oder beschädigen können. Somit besitzt die Echtglasfolie 5 die hohe chemische Beständigkeit üblicher Gläser.
Um die chemische Beständigkeit des gesamten Sensors 1 zu verbessern, kann der gesamte Sensor 1 mit der aus gehärtetem Echtglas bestehenden Folie 5 bedeckt sein. Die aus dem gehärteten Echtglas bestehende Folie 5 kann vor oder nach der Härtung im Volumen oder der Oberfläche mit optischen Filtern, wie Farbfiltern oder Interferenzfiltern, versehen werden. Genauso besteht die Möglichkeit, dass die Echtglasfolie 5 vor oder nach der Härtung im Volumen oder der Oberfläche elektrisch leitfähig gemacht wird. Dies kann beispielsweise durch eine sehr dünne metallische Beschichtung oder durch transparent leitende ITO-Beschichtungen für elektrische Abschirmungen erfolgen.
Die beschriebene Lösung erhöht bei reduzierten Kosten die Kratz- und Chemikalienfestigkeit von optischen Fenstern der optoelektronischen Sensoren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202012104321 U1 [0002]

Claims

Optoelektronischer Sensor, umfassend ein transparentes optisches Fenster (3) zum ungehinderten Durchtritt von Licht in und/oder aus dem Sensor (1), wobei das aus einem Kunststoff bestehende optische Fenster (3) außen mit einer Folie (5) bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (5) aus einem gehärteten Echtglas besteht.
Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie (5) gemeinsam mit einer haftvermittelnden Kunststoffschicht (6) ein Laminat (4) bildet, welches auf dem optischen Fenster (3) aufgebracht ist.
Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Echtglasfolie (5) eine Dicke von typischerweise 200 bis 1000 µm aufweist.
Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Echtglas bestehende Folie (5) eine Vickershärte von ca. 500 bis 700 aufweist.
Optoelektronischer Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Sensor mit der aus gehärtetem Echtglas bestehenden Folie bedeckt ist.
Optoelektronischer Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie eine nicht ebene Form aufweist.
Optoelektronischer Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus gehärtetem Echtglas bestehende Folie an der Oberfläche oder im ganzen Volumen mindestens ein optisches Filter aufweist.
Optoelektronischer Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem gehärteten Echtglas bestehende Folie elektrisch leitfähig ist.
Optoelektronischer Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem gehärteten Echtglas bestehende Folie als Zubehörteil ausgebildet ist.