DE202021102098U1 - light barrier arrangement - Google Patents
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Abstract
Lichtschrankenanordnung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit einem sendeseitigen Gehäuse (2a), in welchem wenigstens ein Lichtstrahlen (3) emittierender Sender (4) auf einer Leiterplatte (11a) angeordnet ist, und mit einem empfangsseitigen Gehäuse (5a), in welchem wenigstens ein Lichtstrahlen (3) empfangender Empfänger (6) auf einer Leiterplatte (11a) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gehäusen (2a, 5a) jeweils mehrere in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Leiterplatten (11a - 11c) vorgesehen sind, und dass in wenigstens einem Gehäuse (2a, 5a) auf einer oder auf mehreren Leiterplatten (11a - 11c) angeordnete Lichtführungselemente (12) vorgesehen sind, wobei die Lichtführungselemente (12) optische Anzeigeelemente und/oder optische Übertragungselemente ausbilden. Light barrier arrangement for detecting objects in a monitored area, having a housing (2a) on the transmission side, in which at least one transmitter (4) emitting light beams (3) is arranged on a printed circuit board (11a), and having a housing (5a) on the reception side, in which at least one receiver (6) receiving light beams (3) is arranged on a printed circuit board (11a), characterized in that a plurality of printed circuit boards (11a - 11c) arranged in different levels are provided in the housings (2a, 5a), and in that in at least one housing (2a, 5a) on one or more printed circuit boards (11a - 11c) arranged light guiding elements (12), wherein the light guiding elements (12) form optical display elements and/or optical transmission elements.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtschrankenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a light barrier arrangement according to the preamble of
Derartige Lichtschrankenanordnungen können von einer Anordnung mehrerer Einzel-Lichtschranken oder im einfachsten Fall von nur einer Einzel-Lichtschranke gebildet sein. Insbesondere kann die Lichtschrankenanordnung von einem Lichtvorhang gebildet sein.Such light barrier arrangements can be formed by an arrangement of several individual light barriers or, in the simplest case, by only one individual light barrier. In particular, the light barrier arrangement can be formed by a light curtain.
Mit der Lichtschrankenanordnung erfolgt generell eine Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Der oder alle Sender der Lichtschrankenanordnung befinden sich an einem Rand des Überwachungsbereichs, der oder die Empfänger der Lichtschrankenanordnung befinden sich am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs. Bei freiem Überwachungsbereich gelangen die Lichtstrahlen aller Sender ungehindert zu dem jeweils zugeordneten Empfänger. Dringt ein Objekt in den Überwachungsbereich ein, werden die Lichtstrahlen wenigstens eines Senders unterbrochen, wodurch das Objekt detektiert wird. In einer Auswerteeinheit wird in Abhängigkeit der Empfangssignale der Empfänger ein Objektfeststellungssignal in Form eines binären Schaltsignals generiert, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet.The light barrier arrangement generally detects objects in a monitored area. The or all transmitters of the light barrier arrangement are located at one edge of the monitored area, and the receiver or receivers of the light barrier arrangement are located at the opposite edge of the monitored area. If the monitoring area is clear, the light beams from all transmitters reach the assigned receiver unhindered. If an object enters the surveillance area, the light beams of at least one transmitter are interrupted, causing the object to be detected. An object detection signal in the form of a binary switching signal is generated in an evaluation unit as a function of the received signals from the receivers, the switching states of which indicate whether an object is located in the monitored area.
Eine generelle Anforderung derartiger Lichtschrankenanordnungen besteht darin, dass diese eine möglichst hohe Nachweisempfindlichkeit aufweisen. Dies setzt geeignete Sende-/Empfangsanordnungen mit den Sendern und den Empfängern zugeordneten Optikelementen wie Linsen und dergleichen voraus. Derartige Sende-/Empfangsanordnungen sowie die zugeordneten Elektronikbaugruppen, die insbesondere zur Ausbildung der Auswerteeinheit benötigt werden, sowie weitere Elemente wie Anzeigeelemente beanspruchen einen beträchtlichen Bauraum, was zu relativ großen, insbesondere breiten Gehäuseformen der Lichtschrankenanordnungen führt.A general requirement of such light barrier arrangements is that they have the highest possible detection sensitivity. This requires suitable transmission/reception arrangements with optical elements such as lenses and the like assigned to the transmitters and the receivers. Transmitting/receiving arrangements of this type and the associated electronic assemblies, which are required in particular for forming the evaluation unit, and other elements such as display elements take up a considerable amount of space, which leads to relatively large, particularly wide housing shapes for the light barrier arrangements.
Dies läuft jedoch einer weiteren Anforderung an die Lichtschrankenanordnungen entgegen, die in möglichst kleinen, schmalen Bauformen der Gehäuse der Lichtschrankenanordnungen besteht, um die Lichtschrankenanordnungen auch in beengten Einbausituationen installieren zu können.However, this runs counter to a further requirement for the light barrier arrangements, which consists in the smallest possible, narrowest possible designs for the housing of the light barrier arrangements, in order to be able to install the light barrier arrangements even in cramped installation situations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtschrankenanordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine hohe Funktionalität und zugleich eine kompakte Bauform aufweist.The invention is based on the object of providing a light barrier arrangement of the type mentioned at the outset, which has a high level of functionality and at the same time a compact design.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.To solve this problem, the features of
Die Erfindung betrifft eine Lichtschrankenanordnung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit einem sendeseitigen Gehäuse, in welchem wenigstens ein Lichtstrahlen emittierender Sender auf einer Leiterplatte angeordnet ist, und mit einem empfangsseitigen Gehäuse, in welchem wenigstens ein Lichtstrahlen empfangender Empfänger auf einer Leiterplatte angeordnet ist. In den Gehäusen sind jeweils mehrere in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Leiterplatten vorgesehen. In wenigstens einem Gehäuse sind auf einer oder auf mehreren Leiterplatten angeordnete Lichtführungselemente vorgesehen, wobei die Lichtführungselemente optische Anzeigeelemente und/oder optische Übertragungselemente ausbilden.The invention relates to a light barrier arrangement for detecting objects in a surveillance area, having a housing on the transmission side, in which at least one transmitter emitting light beams is arranged on a printed circuit board, and having a housing on the receiving side, in which at least one receiver receiving light beams is arranged on a printed circuit board. A plurality of printed circuit boards arranged in different levels are provided in the housings. In at least one housing, light guide elements arranged on one or more circuit boards are provided, the light guide elements forming optical display elements and/or optical transmission elements.
Die erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung dient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Im einfachsten Fall umfasst die Lichtschrankenanordnung nur eine Einzel-Lichtschranke. Weiterhin kann die Lichtschrankenanordnung auch aus mehreren Einzel-Lichtschranken aufgebaut sein. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung in Form eines Lichtvorhangs ausgebildet. Der Lichtvorhang umfasst ein sendeseitiges Gehäuse mit einer Reihenanordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern, die in Längsrichtung des Gehäuses in Abstand hintereinander angeordnet sind. Weiterhin weist der Lichtvorhang ein empfangsseitiges Gehäuse mit einer Reihenanordnung von Lichtstrahlen empfangenden Empfängern auf.The light barrier arrangement according to the invention is used to detect objects in a surveillance area. In the simplest case, the light barrier arrangement includes only a single light barrier. Furthermore, the light barrier arrangement can also be made up of several individual light barriers. The light barrier arrangement according to the invention is particularly advantageously designed in the form of a light curtain. The light curtain comprises a housing on the transmission side with a row arrangement of transmitters emitting light beams which are arranged at a distance one behind the other in the longitudinal direction of the housing. Furthermore, the light curtain has a receiving-side housing with a series arrangement of receivers receiving light beams.
Die Detektion von Objekten im Überwachungsbereich erfolgt nach dem Lichtschrankenprinzip. Dem oder jedem Sender an einem Rand des Überwachungsbereichs ist ein Empfänger am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs zugeordnet. Bei freiem Überwachungsbereich treffen die Lichtstrahlen des oder jedes Senders ungehindert auf den jeweils zugeordneten Empfänger. Bei einem Eingriff eines Objekts in den Überwachungsbereich erfolgt eine Strahlunterbrechung der Lichtstrahlen wenigstens eines Senders. Dies wird durch Auswertung der Empfangssignale des oder der Empfänger in einer Auswerteeinheit erfasst. Abhängig hiervon wird in der Auswerteeinheit ein Objektfeststellungssignal generiert, das insbesondere in Form eines binären Schaltsignals ausgebildet ist, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht.Objects in the surveillance area are detected using the light barrier principle. A receiver at the opposite edge of the monitored area is assigned to the or each transmitter at one edge of the monitored area. If the monitoring area is clear, the light beams of the or each transmitter hit the assigned receiver unhindered. If an object intervenes in the surveillance area, the light beams of at least one transmitter are interrupted. This is detected by evaluating the received signals from the receiver or receivers in an evaluation unit. Depending on this, an object detection signal is generated in the evaluation unit, which is in particular in the form of a binary switching signal whose switching states indicate whether an object is located in the monitored area or not.
Die Lichtschrankenanordnung kann insbesondere im Bereich der Sicherheitstechnik, insbesondere im Bereich des Personenschutzes eingesetzt werden. Beispielsweise kann mit der Lichtschrankenanordnung ein Gefahrenbereich an einer gefahrbringenden Anlage überwacht werden. Die Lichtschrankenanordnung ist dann als Sicherheitssensor ausgebildet und weist einen fehlersicheren Aufbau auf. Dieser wird insbesondere durch eine redundante, zweikanalige Auswerteeinheit, beispielsweise in Form zweier sich zyklisch gegenseitig überwachender Rechnereinheiten realisiert. Zudem kann eine fehlersichere zweikanalige Ausgangsstruktur zur Ausgabe des Objektfeststellungssignals vorgesehen sein.The light barrier arrangement can be used in particular in the field of safety technology, esp used especially in the area of personal protection. For example, a danger area on a dangerous installation can be monitored with the light barrier arrangement. The light barrier arrangement is then designed as a safety sensor and has a fail-safe design. This is implemented in particular by a redundant, two-channel evaluation unit, for example in the form of two computer units which cyclically monitor one another. In addition, a fail-safe two-channel output structure can be provided for outputting the object detection signal.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass in den Gehäusen der Lichtschrankenanordnung mehrere in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Leiterplatten vorgesehen sind. Die elektrischen und optischen Komponenten der Lichtschrankenanordnung können damit auf mehrere Leiterplatten verteilt werden, die relativ zueinander in verschiedenen Ebenen versetzt angeordnet sind. Dadurch können die Gehäuse der Lichtschrankenanordnung eine kompakte, insbesondere schmale Bauform aufweisen.An essential aspect of the invention consists in the fact that several circuit boards arranged in different levels are provided in the housings of the light barrier arrangement. The electrical and optical components of the light barrier arrangement can thus be distributed over a number of printed circuit boards which are offset relative to one another in different levels. As a result, the housing of the light barrier arrangement can have a compact, in particular narrow, design.
Besonders vorteilhaft ist in jedem Gehäuse eine Leiterplattenanordnung mit Leiterplatten vorgesehen, die in Abständen zueinander übereinander angeordnet sind.A printed circuit board arrangement with printed circuit boards which are arranged one above the other at a distance from one another is particularly advantageous in each housing.
Zweckmäßig sind die Ebenen der Leiterplatten parallel zueinander orientiert.The levels of the printed circuit boards are expediently oriented parallel to one another.
Diese Form der Leiterplattenanordnung ermöglicht besonders schmale Bauformen der Gehäuse der Lichtschrankenanordnung. Die Elektronik- und Optikkomponenten der Lichtschrankenanordnung können auf mehrere der übereinanderliegende Leiterplatten verteilt werden, so dass geringe Breiten der Leiterplatten vorgesehen werden können, wodurch die schmalen Bauformen der Gehäuse erzielt werden können.This form of printed circuit board arrangement enables particularly narrow designs for the housing of the light barrier arrangement. The electronic and optics components of the light barrier arrangement can be distributed over several printed circuit boards lying one above the other, so that small widths of the printed circuit boards can be provided, as a result of which the narrow designs of the housing can be achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ebenen der Leiterplatten parallel zu einer Lichtaustrittsfläche des jeweiligen Gehäuses orientiert.According to an advantageous embodiment, the planes of the printed circuit boards are oriented parallel to a light exit surface of the respective housing.
Dabei ist vorteilhaft die Lichtaustrittsfläche von einer Abdeckscheibe gebildet, durch die die Lichtstrahlen der Sender geführt werden.In this case, the light exit surface is advantageously formed by a cover pane, through which the light beams of the transmitter are guided.
Zweckmäßig ist die Lichtaustrittsfläche von einer Abdeckscheibe gebildet, die transparent für die Lichtstrahlen der Sender und das Licht der Lichtsendeelemente ist.The light exit surface is expediently formed by a cover plate which is transparent to the light beams from the transmitter and the light from the light transmitter elements.
In diesem Fall sind die Sender und Empfänger auf der Oberseite der obersten Leiterplatte der Leiterplattenanordnung der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegend angeordnet.In this case, the transmitter and receiver are arranged on the top side of the uppermost printed circuit board of the printed circuit board arrangement, opposite the light exit surface.
Der oder die Sender beziehungsweise Empfänger werden somit auf der obersten Leiterplatte direkt gegenüberliegend zur Abdeckscheibe positioniert. Der Zwischenraum zwischen den Sendern beziehungsweise Empfängern und der Abdeckscheibe kann zur Anbringung von Optikelementen genutzt werden, wobei diese in Form von Linsen ausgebildet sein können, die in Tuben gelagert sind. Da alle weiteren Elektronikkomponenten auf den unteren Leiterplatten gelagert werden können, kann der Zwischenraum komplett für die Optikelemente genutzt werden, so dass bei deren Anbringung keine Totbereiche entstehen.The transmitter or receivers are thus positioned on the top circuit board directly opposite the cover plate. The space between the transmitters or receivers and the cover pane can be used to attach optical elements, which can be designed in the form of lenses that are mounted in tubes. Since all other electronic components can be stored on the lower printed circuit boards, the space in between can be used completely for the optical elements, so that there are no dead areas when they are attached.
Die geometrische Anordnung ist vorteilhaft derart, dass die Abdeckscheibe zumindest partiell eine Frontwand des jeweiligen Gehäuses ausbildet. Die Breiten der Leiterplatten sind an den Abstand gegenüberliegender, an die Frontwand anschließender Seitenwände des jeweiligen Gehäuses angepasst.The geometric arrangement is advantageously such that the cover plate at least partially forms a front wall of the respective housing. The widths of the printed circuit boards are adapted to the distance between opposite side walls of the respective housing that adjoin the front wall.
Vorteilhaft wird somit die gesamte Breite des Gehäuses für die Abdeckscheibe und die dahinterliegenden Optikelemente für die Sender beziehungsweise Empfänger genutzt. Zwischen den unmittelbar an die so gebildete Frontwand schließen die Seitenwände an, zwischen welchen die Leiterplatten gelagert sind. Dies führt zu einer sehr schmalen Bauform der Gehäuse, wobei die Breiten der Gehäuse im Wesentlichen durch die Breiten der Leiterplatten bestimmt sind. Diese wiederum können sehr schmal ausgeführt werden, da die Leiterplattenanordnung mehrere Leiterplatten umfasst, auf welche die Optik- und Elektronikkomponenten verteilt werden können.The entire width of the housing is thus advantageously used for the cover pane and the optical elements located behind it for the transmitters or receivers. The side walls, between which the printed circuit boards are mounted, connect directly to the front wall formed in this way. This leads to a very narrow design of the housing, with the width of the housing being essentially determined by the width of the printed circuit boards. These, in turn, can be made very narrow, since the printed circuit board arrangement includes a number of printed circuit boards on which the optics and electronic components can be distributed.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass in wenigstens einem Gehäuse der Lichtschrankenanordnung Lichtführungselemente vorgesehen sind. Diese weisen eine Mehrfachfunktion derart auf, dass diese optische Anzeigeelemente und/oder optische Übertragungselemente bilden können.Another essential aspect of the invention is that light guide elements are provided in at least one housing of the light barrier arrangement. These have a multiple function such that they can form optical display elements and/or optical transmission elements.
In ihrer Funktion als optische Übertragungselemente können diese zur Ausbildung einer optischen Übertragungsstrecke genutzt werden, über welche Konfigurations- und/oder Diagnosedaten übertragen werden. Dabei bilden ein Lichtsendeelement in einem ersten Gehäuse und ein Lichtempfangselement in dem zweiten Gehäuse eine optische Übertragungsstrecke. Konfigurationsdaten bilden Parameter, die die Betriebsweise der Lichtschrankenanordnung definieren. Beispielsweise können durch Einstellmittel im sendeseitigen Gehäuse Parameter eingestellt werden, die über die oder jede optische Übertragungsstrecke zum empfangsseitigen Gehäuse übertragen werden und dort übernommen werden können. Diagnosedaten bilden Statusmeldungen, die die Funktionsfähigkeit von Komponenten oder Funktionen der Lichtschrankenanordnung signalisieren.In their function as optical transmission elements, they can be used to form an optical transmission link over which configuration and/or diagnostic data are transmitted. In this case, a light-emitting element in a first housing and a light-receiving element in the second housing form an optical transmission path. Configuration data form parameters that define the mode of operation of the light barrier arrangement. For example, parameters can be set by setting means in the transmission-side housing that have the or each opti cal transmission path can be transmitted to the receiver-side housing and can be accepted there. Diagnostic data form status messages that indicate the functionality of components or functions of the light barrier arrangement.
Erfindungsgemäß werden die auf mehrere Ebenen verteilte Anordnung der Leiterplatten im sende- und/oder empfangsseitigen Gehäuse für eine platzsparende Anbringung der Lichtführungselemente genutzt, wobei diese insbesondere nicht zu einer Beeinträchtigung oder Einschränkung der Anbringung von Optikelementen für die Sender beziehungsweise Empfänger führt.According to the invention, the arrangement of the printed circuit boards in the transmitter and/or receiver-side housing, which is distributed over several levels, is used for space-saving attachment of the light-guiding elements, with this in particular not impairing or restricting the attachment of optical elements for the transmitter or receiver.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedes Lichtführungselement von einem stabförmigen Lichtleiter gebildet.According to an advantageous embodiment, each light guide element is formed by a rod-shaped light guide.
Dabei ist jedem Lichtführungselement ein Lichtsendeelement oder ein Lichtempfangselement zugeordnet.In this case, each light-guiding element is assigned a light-emitting element or a light-receiving element.
Generell emittiert das oder jedes Lichtsendeelement Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich.In general, the or each light-emitting element emits light in the visible wavelength range.
Dies ist eine Voraussetzung, dass das Lichtsendeelement mit dem zugeordneten Lichtführungselement als optisches Anzeigeelement genutzt werden kann.This is a prerequisite for the light-emitting element to be able to be used with the associated light-guiding element as an optical display element.
Von einem Lichtsendeelement emittiertes Licht wird in das zugeordnete Lichtführungselement eingekoppelt und über dieses und die Abdeckscheibe des sendeseitigen Gehäuses abgestrahlt. Dieses Lichtsendeelement mit dem zugeordneten Lichtführungselement kann sowohl als optisches Anzeigeelement als auch als optisches Übertragungselement genutzt werden.Light emitted by a light-emitting element is coupled into the associated light-guiding element and emitted via this and the cover plate of the housing on the transmission side. This light-emitting element with the associated light-guiding element can be used both as an optical display element and as an optical transmission element.
Weiterhin kann Licht, das von einem Lichtsendeelement am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs emittiert wird, über die Abdeckscheibe des Gehäuses am anderen Rand des Überwachungsbereichs zu einem Lichtführungselement und von dort zum zugeordneten Lichtempfangselement geführt werden, wodurch eine optische Übertragungsstrecke gebildet wird.Furthermore, light emitted by a light-emitting element on the opposite edge of the monitored area can be guided via the cover plate of the housing on the other edge of the monitored area to a light-guiding element and from there to the associated light-receiving element, thereby forming an optical transmission path.
Prinzipiell können auf einer Leiterplatte einer Leiterplattenanordnung im sende- oder empfangsseitigen Gehäuse mehrere Lichtführungselemente mit jeweils einem zugeordneten Lichtsendeelement oder Lichtempfangselement vorgesehen sein.In principle, a plurality of light-guiding elements, each with an associated light-emitting element or light-receiving element, can be provided on a printed circuit board of a printed circuit board arrangement in the transmitting or receiving-side housing.
Besonders vorteilhaft sind die Lichtführungselemente an wenigstens zwei Leiterplatten einer Leiterplattenanordnung angeordnet.The light guide elements are particularly advantageously arranged on at least two circuit boards of a circuit board arrangement.
Durch die Verteilung der Lichtführungselemente auf mehrere Leiterplatten wird eine besonders platzsparende Anbringung der Lichtführungselemente ermöglicht, ohne dass dadurch die Bauform des Gehäuses vergrößert wird.By distributing the light guide elements on several printed circuit boards, it is possible to attach the light guide elements in a particularly space-saving manner, without thereby increasing the structural shape of the housing.
Gemäß einer ersten Konfigurationsmöglichkeit sind Lichtführungselemente mit zugeordneten Lichtsendeelementen oder Lichtempfangselementen an Oberseiten von Leiterplatten einer Leiterplattenanordnung angeordnet.According to a first possible configuration, light-guiding elements with associated light-transmitting elements or light-receiving elements are arranged on tops of printed circuit boards in a printed circuit board arrangement.
Gemäß einer weiteren Konfigurationsmöglichkeit sind Lichtsendeelemente oder Lichtempfangselemente an Unterseiten von Leiterplatten einer Leiterplattenanordnung angeordnet, wobei das jeweils zugehörige Lichtführungselement durch eine Aussparung in der Leiterplatte zum Lichtsendeelement oder Lichtempfangselement geführt ist.According to a further possible configuration, light emitting elements or light receiving elements are arranged on undersides of printed circuit boards in a printed circuit board arrangement, with the respectively associated light guiding element being routed through a cutout in the printed circuit board to the light emitting element or light receiving element.
Dabei wird ausgenutzt, dass die Leiterplatten generell mit vorgegebenen Rastern von Durchbrüchen gefertigt werden, die für Bestückungsprozesse genutzt werden. Diese Durchbrüche können als Aussparungen für die Anbringung von Lichtsendeelemente beziehungsweise Lichtempfangselemente und deren zugeordneten Lichtführungselemente genutzt werden, so dass für das Vorsehen der Aussparungen keinerlei zusätzliche Bearbeitungsabschnitte der Leiterplatten notwendig sind.This exploits the fact that the printed circuit boards are generally manufactured with predetermined grids of openings that are used for assembly processes. These breakthroughs can be used as recesses for the attachment of light-emitting elements or light-receiving elements and their associated light-guiding elements, so that no additional processing sections of the printed circuit boards are necessary for the provision of the recesses.
Die unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten ermöglichen eine besonders variable und flexible Anbringung der Lichtführungselemente.The different configuration options enable a particularly variable and flexible attachment of the light guide elements.
Vorteilhaft sind unterschiedliche Gerätevarianten durch unterschiedliche Anordnungen von Lichtführungselementen und diesen zugeordneten Lichtsendeelementen oder Lichtempfangselementen bestimmt.Different device variants are advantageously determined by different arrangements of light-guiding elements and light-emitting elements or light-receiving elements assigned to them.
Die unterschiedlichen Gerätevarianten können rationell und vollautomatisiert vorgegeben werden, indem die Positionen von Lichtführungselementen und diesen zugeordneten Lichtsendeelementen oder Lichtempfangselementen in Bestückungsprozessen von Leiterplatten vorgegeben werden.The different device variants can be specified in an efficient and fully automated manner by specifying the positions of light guide elements and light-emitting elements or light-receiving elements assigned to them in circuit board assembly processes.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 : Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung in Form eines Lichtvorhangs. -
2 : Schnittdarstellung für eine erste Ausführungsform- a) des sendeseitigen Gehäuses der Lichtschrankenanordnung,
- b) des empfangsseitigen Gehäuses der Lichtschrankenanordnung.
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3 : Weitere Ausführungsform eines sendeseitigen Gehäuses der Lichtschrankenanordnung. -
4 : Weitere Ausführungsform eines sendeseitigen Gehäuses der Lichtschrankenanordnung. -
5 : Weitere Ausführungsform eines sendeseitigen Gehäuses der Lichtschrankenanordnung. -
6 : Weitere Ausführungsform eines sendeseitigen Gehäuses der Lichtschrankenanordnung.
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1 : Exemplary embodiment of the light barrier arrangement according to the invention in the form of a light curtain. -
2 : Sectional view for a first embodiment- a) the transmission-side housing of the light barrier arrangement,
- b) the receiving-side housing of the light barrier arrangement.
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3 : Further embodiment of a transmission-side housing of the light barrier arrangement. -
4 : Further embodiment of a transmission-side housing of the light barrier arrangement. -
5 : Further embodiment of a transmission-side housing of the light barrier arrangement. -
6 : Further embodiment of a transmission-side housing of the light barrier arrangement.
Der Lichtvorhang 1 umfasst als Sensorkomponenten eine in einem sendeseitigen Gehäuse 2a angeordnete Sendeeinheit 2 mit einer Reihenanordnung von Lichtstrahlen 3 emittierenden Sendern 4 und eine in einem empfangsseitigen Gehäuse 5a angeordnete Empfangseinheit 5 mit einer Reihenanordnung von Empfängern 6. Den Sendern 4 sind Sendeoptiken 4a zugeordnet, den Empfängern 6 sind Empfangsoptiken 6a zugeordnet. Diese Optikelemente können von Linsen gebildet sein, die in Tuben gelagert sind. Die Lichtstrahlen 3 definieren Strahlachsen des Lichtvorhangs 1 und spannen als Überwachungsbereich ein flächiges Schutzfeld auf, das in einer vertikalen Ebene orientiert ist. Die Sender 4 emittieren Lichtstrahlen 3 in Form von Lichtpulsen, welchen Kodierungen aufgeprägt sind.The
Die Sender 4 werden einzeln nacheinander zyklisch mittels einer Sendersteuerung 7 aktiviert. Die Empfänger 6 werden in bekannter Weise optisch auf die Sender 4 synchronisiert. Die Synchronisierung erfolgt anhand einer oder mehrerer spezieller Strahlachsen, wobei sich die Kodierung der Lichtstrahlen 3 dieser speziellen Strahlachsen vorteilhaft von den Kodierungen der restlichen Strahlachsen unterscheidet.The
Die in den Empfängern 6 generierten Empfangssignale werden in einer Auswerteeinheit 8 zur Generierung eines binären Schaltsignals ausgewertet. Zur Erfüllung der sicherheitstechnischen Anforderungen, das heißt zur Ausbildung des Lichtvorhangs 1 als Sicherheitssensor, weist die Auswerteeinheit 8 wieder einen redundanten, vorzugsweise zweikanaligen Aufbau auf. Die Schaltzustände des Schaltsignals geben an, ob sich ein Objekt im Schutzfeld befindet oder nicht. Bei freiem Schutzfeld treffen die Lichtstrahlen 3 aller Sender 4 ungehindert auf den zugeordneten Empfänger 6. Bei einem Objekteingriff im Schutzfeld werden durch das Objekt die Lichtstrahlen 3 wenigstens eines Senders 4 unterbrochen.The received signals generated in the
Wird mit dem Sicherheitssensor ein sicherheitskritischer Objekteingriff im Schutzfeld registriert, wird durch das Schaltsignal eine Sicherheitsfunktion ausgelöst, insbesondere eine gefahrbringende Anlage, die mit dem Sicherheitssensor überwacht wird, stillgesetzt.If a safety-critical object intrusion in the protective field is registered with the safety sensor, a safety function is triggered by the switching signal, in particular a dangerous system that is monitored with the safety sensor is shut down.
Die
Zwischen den Seitenwänden des sende- beziehungsweise empfangsseitigen Gehäuses 2a, 5a ist eine Abdeckscheibe 9 gelagert, welche die Frontwand des jeweiligen Gehäuses 2a, 5a ausbildet. Die Nahtstellen zwischen Abdeckscheibe 9 und Gehäuse 2a, 5a sind mit einer Dichtung 10 abgedichtet. Die Abdeckscheibe 9 ist transparent für die von den Sendern 4 emittierten Lichtstrahlen 3 und für Licht, das von Lichtsendeelementen (13) gesendet wird. Die Abdeckscheibe 9 bildet eine Lichtaustrittsfläche für die Lichtstrahlen 3 und/oder von den Lichtsendeelementen (13) gesendetem und durch Lichtführungselemente (12) geführtem Licht.A
In jedem Gehäuse 2a, 5a ist eine Leiterplattenanordnung mit zwei in Abstand übereinanderliegenden Leiterplatten 11a, 11b angeordnet. Die Ebenen der Leiterplatten 11a, 11b verlaufen parallel zueinander und parallel zur Abdeckscheibe 9. Die Leiterplatten 11a, 11b sind zwischen den Seitenwänden des jeweiligen Gehäuses 2a, 5a positioniert und dort mittels nicht dargestellter Fixiermittel lagefixiert.In each
Im sendeseitigen Gehäuse 2a befinden sich die Lichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4. Die Sender 4 sind auf der, der Abdeckscheibe 9 zugewandten Oberseite der oberen Leiterplatte 11a der Leiterplattenanordnung gelagert. Zwischen den Sendern 4 und der Abdeckscheibe 9 sind die nicht dargestellten Sendeoptiken 4a angeordnet.The
Im empfangsseitigen Gehäuse 5a befinden sich die die Lichtstrahlen 3 empfangenden Empfänger 6. Die Empfänger 6 sind auf der, der Abdeckscheibe 9 zugewandten Oberseite der oberen Leiterplatte 11a der Leiterplattenanordnung gelagert. Zwischen den Empfängern 6 und der Abdeckscheibe 9 sind die nicht dargestellten Empfangsoptiken 6a angeordnet.The
Erfindungsgemäß sind sowohl im sendeseitigen Gehäuse 2a als auch im empfangsseitigen Gehäuse 5a Lichtführungselemente 12 in Form von stabförmigen Lichtleitern vorgesehen.According to the invention,
Im Gehäuse 2a oder 5a ist den Lichtführungselementen 12 ein Lichtsendeelement 13 oder Lichtempfangselement 14 zugeordnet, das sichtbares Licht emittiert oder empfängt. Wie
Wie die
Als Aussparungen 15 werden Durchbrüche genutzt, die in Leiterplatten fertigungstechnisch vorgesehen sind und zur Bestückung der Leiterplatten mit elektronischen Bauelementen genutzt werden können.Openings are used as
Die Lichtführungselemente 12 mit den zugeordneten Lichtsendeelementen 13 bilden optische Anzeigeelemente, mit denen Statusmeldungen, Warnmeldungen, Störmeldungen und dergleichen angezeigt werden können.The
Weiterhin bildet jeweils ein Lichtführungselement 12 mit einem zugeordneten Lichtsendeelement 13 in einem ersten Gehäuse 2a oder 5a zusammen mit einem Lichtführungselement 12 und einem Lichtempfangselement 14 in dem anderen Gehäuse 5a oder 2a oder einem anderen externen Gerät eine optische Übertragungsstrecke, über welche zum Beispiel Konfigurations- und/oder Diagnosedaten übertragen werden können.Furthermore, a
Im Bestückungsprozess der Leiterplatten 11a, 11b des Lichtvorhangs 1 können die Anzahl und die Anordnungen von Lichtführungselementen 12 mit zugeordneten Lichtsendeelementen 13 oder Lichtempfangselementen 14 vorgegeben werden, wodurch unterschiedliche Varianten des Lichtvorhangs 1 realisiert werden können.In the assembly process of the printed
Die
Bei der Ausführungsform gemäß
Bei der Ausführungsform gemäß
Die Ausführungsform gemäß
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Ein Lichtsendeelement 13 sitzt auf der Oberseite der mittleren Leiterplatten 11b auf. Das zugehörige Lichtführungselement 12 ist durch eine Aussparung 15 in der obersten Leiterplatte 11a geführt. Durch diese Aussparung 15 ist auch das Lichtführungselement 12 geführt, das dem Lichtsendeelement 13 auf der untersten Leiterplatte 11c zugeordnet ist. Dieses Lichtführungselement 12 ist zudem durch eine Aussparung 15 in der mittleren Leiterplatte 1 1b geführt.A
Generell sind die Lichsendeelemente 13 und Lichtempfangselemente 14 je nach gewünschter Funktion (Lichtaussendung, Lichtempfang) austauschbar.In general, the light-emitting
Vorteilhaft sind die Lichtführungselemente 12 an den Eintrittsflächen oder Austrittsflächen gewölbt um damit optimale Abstrahl- und/oder Empfangscharakteristiken zu erhalten. Dies ist insbesondere für Anzeigeelemente vorteilhaft um dadurch die Sichtbarkeit der Anzeige zu verbesssern.The
BezugszeichenlisteReference List
- (1)(1)
- Lichtvorhanglight curtain
- (2)(2)
- Sendeeinheittransmitter unit
- (2a)(2a)
- GehäuseHousing
- (3)(3)
- Lichtstrahlbeam of light
- (4)(4)
- SenderChannel
- (4a)(4a)
- Sendeoptiktransmission optics
- (5)(5)
- Empfangseinheitreceiving unit
- (5a)(5a)
- GehäuseHousing
- (6)(6)
- Empfängerrecipient
- (6a)(6a)
- Empfangsoptikreceiving optics
- (7)(7)
- Sendersteuerungtransmitter control
- (8)(8th)
- Auswerteeinheitevaluation unit
- (9)(9)
- Abdeckscheibecover disc
- (10)(10)
- Dichtungpoetry
- (11a)(11a)
- Leiterplattecircuit board
- (11b)(11b)
- Leiterplattecircuit board
- (11c)(11c)
- Leiterplattecircuit board
- (12)(12)
- Lichtführungselementlight guiding element
- (13)(13)
- Lichtsendeelementlight emitting element
- (14)(14)
- Lichtempfangselementlight receiving element
- (15)(15)
- Aussparungrecess
Claims (24)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021102098.9U DE202021102098U1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | light barrier arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021102098.9U DE202021102098U1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | light barrier arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202021102098U1 true DE202021102098U1 (en) | 2022-07-21 |
Family
ID=82799244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202021102098.9U Active DE202021102098U1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | light barrier arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202021102098U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334785A1 (en) | 1992-10-31 | 1994-05-26 | Dirk Strack | Light barrier device for lift door - has electro-optical transmitters and opto-electrical receivers contained in housing coupled to light barrier points via optical fibres |
DE29812880U1 (en) | 1998-05-22 | 1998-12-24 | INES Elektronik-Systementwicklungs-Produktions GmbH, 84453 Mühldorf | Light curtain profile |
DE102013206293A1 (en) | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Keyence Corp. | Photoelectric sensor with multiple optical axes |
DE202020103911U1 (en) | 2020-07-07 | 2021-02-17 | Leuze Electronic Gmbh + Co. Kg | Optical sensor |
-
2021
- 2021-04-20 DE DE202021102098.9U patent/DE202021102098U1/en active Active
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