DE2609068A1

DE2609068A1 - Optisches geraet fuer schutz-lichtschranken

Info

Publication number: DE2609068A1
Application number: DE19762609068
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: JAY ELECTRONIQUE SA
Current assignee: JAY ELECTRONIQUE SA
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-09-23
Also published as: IT1056837B; FR2304128B1; FR2304128A1; GB1517424A

Description

PATENTANWÄLTE

Dipi. ing. Klaus Westphal Dr. rer.nat. OttO Buch

VILLINGEN-SCHWENNINGEN Stadtbezirk Villingen Seb.-Kneipp-Straße 14 Telefon 07721-55343 Telegr.: Westbuch Villingen

MÜNCHEN 60 (Pasing) Floßmannstraße 30 a Telefon 089-832446 Telegr.: Westbuch München

U.Z. 820.21

Societe dite: JAY ELEOTRONIQUE Route de Chartreuse
Corenc (Isere), Prankreich

Optisches Gerät für Schutz-Lichtschranken

Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät für Schutz-Lichtschranken .

Es sind "bereits Reflex-Lichtschranken bekannt, die bei Unterbrechung des verwendeten optischen Strahls eine bestimmte Wirkung auslösen sollen. Reflex-Lichtschranken, d.h. Lichtschranken, die einen Strahl aussenden und nach Spie-

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Postacheckkonto; Karlsruhe 76979-754 Bankkonto; Deutsche Bank AQ Villingen (BLZ 69470039) 146332

ORIGINAL INSPECTED

gelung an einem Rückstrahler als Echo wieder empfangen, haben den störenden Nachteil, daß der Strahl von einem reflektierenden Körper nicht unterbrochen wird, falls dieser senkrecht zum Strahl ausgerichtet ist. In diesem Fall tritt der reflektierende Körper an die Stelle des Rückstrahlers und alles verläuft so, als wenn keine Strahlunterbrechung stattgefunden hätte, woraus sich eine Funktionsunsicherheit ergibt.

Die Erfindung verfolgt insbesondere die Aufgabe, den genannten Nachteil aufzuheben, und betrifft ein optisches Gerät für Schutz-Lichtschranken, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Lichtquelle, ein optisches System, das aus zwei Elementen besteht, die zwei Lichtstrahlen erzeugen, wenigsten ein reflektierendes Element, das den vom einen optischen Element ausgesandten Strahl auf das andere optische Element zurückstrahlt und umgekehrt, zwei photoelektrische Meßfühler, mit denen das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein der beiden reflektierten Strahlen der optischen Elemente überwacht wird, enthält.

Bei einer anderen Ausführungsart gemäß der Erfindung besteht das reflektierende Element aus einem Rückstrahler.

Bei einer anderen Ausführungsart gemäß der Erfindung sind die beiden photoelektrischen Meßfühler bezüglich der beiden optischen Elemente auf der gleichen Seite wie die Lichtquelle angeordnet.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, ohne durch diese Beispiele eingeschränkt zu werden. Es zeigt:

Figur Λ Eine erste Ausführungsart der Erfindung; Figur 2 eine zweite Ausführungsart der Erfindung;

Figur 3 eine rechte Seitenansicht der Spiegel in der

Anordnung von Figur 2. 609839/0915

2 6 O 9 O B 8

Der Zweck der Erfindung besteht demnach in der Auslegung
einer Schutz-Lichtschranke, bei der zwei Lichtstrahlen vorgesehen sind, die vorzugsweise aus dem gleichen Bildfenster austreten, aber in zwei leicht verschiedenen Richtungen verlaufen, sodaß sie nicht gleichzeitig von einem reflektierenden Körper auf das Bildfenster zurückgeworfen werden können.

Auf der beigefügten Zeichnung sind zwei Ausfuhrungsbeispiele dargestellt: Das erste Beispiel, entsprechend Figur 1, enthält zwei miteinander verkittete Diopter, von denen der eine aus einer runden Sammellinse, der andere aus einem Ablenkprisma mit kreisförmigem Außenumfang besteht, das im Mittelteil der Linse angeordnet ist; das zweite Beispiel, entsprechend Figur 2, enthält zwei Spiegelsätze, die gegen einander unter einem bestimmten Winkel angestellt sind, und die in
Verbindung mit einer Linse die beiden in verschiedenen Richtungen orientierten Lichtbündel erzeugen.

Es muß zunächst darauf hingewiesen werden, daß es sich in
dieser Beschreibung, wenn von zwei Elementen des optischen
Systems gesprochen wird, um zwei optisch unabhängige Elemente handelt, die jedoch vom fertigungstechnischen Gesichtspunkt aus fest mit einander verbunden oder sogar aus einem
einzigen Stück hergestellt sein können.

Entsprechend Figur 1, die der ersten Lösung entspricht, verläuft das von der Lichtquelle S ausgesandte Licht auf zwei
Wegen; der eine läuft durch die ringförmige Zone, ohne durch das Prisma D zu gehen; in diesem Fall wird es direkt nach
der geometrischen Achse der Linse L auf den Rückstrahler R1 geworfen; ein anderer läuft durch die Mittelzone, d.h. durch das Prisma D; in diesem Fall wird es nach einer von der geometrischen Achse der Linse L verschiedenen Richtung, nämlich auf den Rückstrahler R2 geworfen.

Man erhält demnach mit einer einzigen Lichtquelle S zwei Projektionen, die aus einer gemeinsamen Linse austreten, und

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jede der beiden Projektionen fällt auf einen der beiden Rückstrahler R1 und R2, die in einer bestimmten Entfernung von einander angebracht sind.

Nun ist das wesentliche Merkmal eines Rückstrahlers, das Licht auf die Lichtquelle zurückzuwerfen. Deshalb müsste im Prinzip das von R1 zurückgestrahlte Licht durch die ringförmige Linsenzone vollständig auf die Lichtquelle S zurückfellen; infolge der Unvollkommenheit der Rückstrahler wird Jedoch das Licht nicht nur auf die ringförmige Zone sondern auch auf die Mittelzone zurückgeworfen und fällt daher nicht nur durch die Linse sondern auch durch das Ablenkprisma D, um schließlich auf die Photozelle 01 zu treffen.

Desgleichen wird das von R2 durch die Mittelzone reflektierte Licht nicht vollständig auf die Lichtquelle S zurückgeworfen, sondern, infolge der Streuung des Rückstrahlers, auch auf die ringförmige Zone, sodaß es die Linse L durchläuft und auf die Photozelle C2 trifft.

Die Photozellen 01 und C2' sind mit einer logischen "UND"-Schaltung verbunden; es müssen daher beide Zellen Licht empfangen, damit der nachgeschaltete Verstärkerteil und die entsprechenden Steuerorgane einen anderen elektrischen Zustand einnehmen als wenn nur die eine oder die andere oder keine von beiden Licht empfängt.

Bei dem dargestellten Beispiel sind die Photozellen 01 und 02 symmetrisch zu beiden Reiten der Lichtquelle S angeordnet, wobei deren Abstand durch den Ablenkwinkel des Prismas bedingt ist. Dieser Winkel muß groß genug sein, damit unter keinen Umständen eine reflektierende Fläche, die zufällig an die Stelle der beiden Rückstrahler tritt, gleichzeitig beide Strahlenbündel auf die Linse L zurückwerfen kann. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, empfängt unbedingt eine der beiden Photozellen 01 oder 02 kein Licht, und alles verläuft wie bei Unterbrechung eines der Strahlenbündel.

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Die Linse L ist aus Fertigungsgründen plan-konvex, das Ablenkprisma wird aus funktioneilen Gründen vorzugsweise als runde Glasscheibe ausgeführt, deren ebene Flächen nicht parallel sind und deren Durchmesser gleich dem Durchmesser der Linse geteilt durch die Quadratwurzel von 2 ist, sodaß die Fläche der Scheibe die Hälfte der Linsenfläche beträgt. Die eine Planfläche dieser Scheibe wird zentrisch mit der Planfläche der Linse verkittet. Aus Funktionsgründen wird vorzugsweise diejenige Prismenfläche mit der Planfläche der Linse verkittet, die schräg zur zylindrischen Mantelfläche liegt. Die andere Prismenfläche kann gegebenenfalls leicht konvex anstatt plan sein, um die Brennweite der vom Prisma bedeckten Mittelzone auf den gleichen Wert wie die der ringförmigen Linsenzone zu bringen.

Die zweite Ausführungsart ist in Figur 2 dargestellt. Bei diesem Beispiel wird das Ablenkprisma durch zwei Planspiegel M1 und M2 ersetzt, die unter einander einen bestimmten Winkel bilden; der Spiegel M1 ist in der Mitte des Spiegels M2 angeordnet. Aus Funktionsgründen sollen die Spiegel vorzugsweise als Streifen parallel zur Neigungsebene gegenüber der optischen Achse der Linse L angeordnet werden.

Der Spiegel M2 muß breit genug sein, um die Ellipse zu umfassen, die durch die Überschneidung der.den Spiegel M2 enthaltenden Ebene mit dem aus der Rückseite der Linse L austretenden Lichtkegel gebildet wird. Um einen optimalen Wirkungsgrad des Systems zu erreichen, muß die Breite des Spiegels M1 so berechnet sein, daß er die Hälfte dieser Ellipsenfläche auffängt.

Wie in Figur 2 schematisch dargestellt, wird das von der Lichtquelle S ausgestrahlte Licht sowohl durch das Zusammenwirken von Spiegel M1 und Linse L auf den Rückstrahler R1, als auch durch das Zusammenwirken von Spiegel M2 und Linse L auf den Rückstrahler R2 geworfen. Das vom Rück-

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strahler R1 reflektierte Licht trifft auf dem umgekehrten Weg sowohl auf die Lichtquelle S als auch, durch das Zusammenwirken von Linse L und Spiegel M2, auf die Photozelle 01. Desgleichen trifft das vom Rückstrahler R2 reflektierte Licht auf dem umgekehrten Weg sowohl auf die Lichtquelle S als auch, durch das Zusammenwirken von Linse L und Spiegel M1, auf die Photozelle 02.

Die Weiterverarbeitung der auf der Ebene der Photozellen 01 und 02 aufgefangenen Signale geschieht in gleicher Weise wie im Fall des in Figur 1 dargestellten Beispiels.

Selbsverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Von diesen ausgehend sind weitere Ausführungsvarianten denkbar, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.. Optisches Gerät für Schutz-Lichtschranken, dadurch ge- ■---'' kennzeichnet, daß es eine Lichtquelle, ein optisches
System, das aus zwei Elementen besteht, die zwei Lichtstrahlen erzeugen, wenigstens ein reflektierendes Element, das den vom einen optischen Element ausgesandten Strahl auf das andere optische Element zurückstrahlt und umgekehrt, zwei photoelektrische Meßfühler, mit denen das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein der beiden reflektierten Strahlen der optischen Elemente überwacht wird, enthält.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Element von einem Rückstrahler gebildet wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden photoelektrischen Meßfühler bezüglich der beiden optischen Elemente auf der gleichen Seite wie die Lichtquelle angeordnet sind.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden photoelektrischen Meßzellen mit einer logischen "UND"-Schaltung verbunden sind.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Elemente des optischen Systems von einem Prisma gebildet wird.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Elemente des optischen Systems von einem Spiegel gebildet wird.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Elemente des optischen Systems γοη einer Sammellinse gebildet wird.

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3. Gerät nach Anspruch 5 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Linse und ein mit dieser verkittetes Prisma enthält.

9..Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma kleinere Abmessungen als die Linse aufweist und im Mittelteil dieser Linse angebracht ist.

10. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente des optischen Systems von Spiegeln verschiedener Neigung gebildet werden.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spiegel verschiedener Neigung aus einem ersten mittleren Spiegel und aus einem zweiten Spiegel bestehen, der in zwei Einzslspiegel unterteilt ist, die den ersten Mittelspiegel beiderseits einrahmen.

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