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Lichtschranke mit einem flachen, im wesentlichen quadsrförmigen
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Gehäuse Die Erfindung be7ieht sich auf eine Lichtschranke mit einem
flachen, im wesentlichen (luaderförmigen, mit einem Deckel versehenen Gehäuse, in
dem wenigstens ein photoelektrisches Element angeordnet ist und in das ein elektrisches
Kabel dicht eingeführt ist, während in einer Schmalwand die Optik dicht angeordnet
ist, wobei wenigstens zwei Befestigungsbohrungen quer durch die Flachseiten nahe
an deren Ecken verlaufen.
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Eine derartige Lichtschranke ist bereits bekannt (DE-AS 24 53 097).
Bei dieser Lichtschranke ist in eine der beiden Flachseiten ein großflächiger, runder
Schraubdeckel dicht eingesetzt. Die Befestigungsbohrungen verlaufen im Vollmaterial
der Schr;ialwände, also außerhalb des Innenraumes des einteilig ausgebildeten Gehäuses.
Durch die dichte Befestigung der Optik, die dichte Kabeleinführung und den dichten
Schraubdeckel ist das Innere des Gehäuses gegen Uíngebungseinflüsse wie Feuchtigkeit
oder Staub gut geschtzt. Durch Abschrauben des Deckels kann das innere des Gehäuses
freigelegt. werden. Das Innere ist daher gut zugänglich.
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Der Erfidnung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtschranke der eingangs
beschriebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei konstruktiv einfacher
Gestall der verfügbare innenraum bei gegebenen äußeren Abmessungen zumindest in
der Länge und Breite größer ausgebildet sein kann und der Deckel eine geringere
h!andstälXkë aufweist.
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Die Aufgabe wird erfilldungsyerlCiß dadurch gelöst, daß das Gehäuse
innere wenigstens in bezug auf die Schmalwände durch zumindest teilweise parallele
Außen- und Innenseiten großvolumig ausgespart und nach der einen Flachseite hin
offen ist und daß die offene Seite des Gehäuses durch einen an die Wandflächen der
Flachseite neben der Öffnung andrückbaren, mit elastischen Rastelementen am Gehäuse
befestigbaren Deckel verschließbar ist.
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Das Innere des Gehäuses muß bei dieser Vorrichtung nicht einen runden
Querschnitt haben. Deshalb kann dcr innere Querschnitt besser dem rechteckigen Querschnitt
der Flachseiten anyepaßt sein. Es steht daher im Gehauseinnern in den Pa"clel zu
den Fiachseiten verlaufenden Ebenen mehr Raum zur Verfügung als bei der bekannten
lichtschranke.Dies ist insbesondere von Vorteil für die Montage von Leiterplatlen
im Gehäuse. Wenn die Lichtschranke in größerem Abstand von der die Ausy.inyssignale
auswertenden und verarbeitenden Anordnung aufgestellt ist, müssen die von den photoelektrischen
Empfängern abgegebenen Größen zumeist verstärkt werden, bevor sie auf de Verbindungskabel
weitergeleitet werden. Zweckmäßigere i se sind die 3auel emente derartiger Verstärker
auf Leiterplatten montiert, die in das Gehäuse eingesetzt sind. Da die Leiterplatten
größere Abmessungen aufweisen körinen, las sen sich im Gehäuse nicht nur Verstärker,
sondern auch Stromversorgungsschaltungen für die Verstärker und photoelektrischen
Bauelemente sowie Gleichrichter für die Netzspannung und ein Relais als Ausgangsschaltelement
für die Steuerung nachgeschalteter Einrichtungen unterbringen.
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Die Stärke des Deckels richtet sich bei der oben beschriebenen Vorrichtung
nach der Festigkeit des Deckelmaterials und nach den Deckelabmessungen. Bei Verwendung
eines Deckelmaterials von hoher Festigkeit kann der Deckel daher eine geringe Stärke
haben. Dadurch vermindern sich die Abmessungen der Lichtschranke in Richtung der
Stärke des Gehäuses. Bei der bekannten Lichtschranke bestimmt die Zahl der auf der
Zylinderseite des Deckels angebrachten Gewindegänge die Stärke des Deckels. Für
eine stabile Einschraubstellung sind mehrere Gewindegänge notwendig. Diese Gewindegänge
beanspruchen in Ach sich tung des wunden Deckels eine gewisse Deckel stärke, die
größer als die für einen festen Verschluß notwendige Stärke ist.
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Wenn bei der bekannten Lichtschranke zwischen dem runden Deckel und
einer Gehäuseauflagefläche ein elastischer Dichtungsring vorgesehen ist, dann entstehen
durch die r)rehbewegungen des Deckels beim Einschrauben in der Dichtung
sowohl
in axialer Richtung als auch in Drehrichtung Beanspruchungen.
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Der Dichtungsring cntwickelt dabei ein Drehmoment, das dem Einschraubdrehmoment
entgegetgesetzt ist. Um ein Lösen des Schraubdeckels zu verhindern, muß dieser sehr
fest eingeschraubt werden. Dies erschwert das Öffnen des Gehäuse. Bei der oben erläuterten
Vorrichtung bestimmen die Federkräfte der elastischen Rastelemente die Anpreßkraft
des Deckels. Die Rastelemente lassen sich leicht voneinander lösen, wenn das Innere
des Gehäuses freigelegt werden soll.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsforin ist vorgesehen, daß die Flachseite
an den Rändern der Öffnung einen nach innen zurücksprinyenden Absatz aufweist, in
den entsprechend geformte Vorsprünge des Deckels eingreifen. Die Dichtwirkung wird
durch die Ausbildung besonderer Dichtflächen verbessert.
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Vorzugsweise ist zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen
des Absatzes an den Rändern der Öffnung und den Vorsprüngen des Deckels eine Dichtung
angeordnet.
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Eine zweckmäßige Ausfüiirungsform besteht darin, daß die Schmalwände
des Gehäuses bis auf die den Ecken der Schmalwände benachbarten Bereiche parallel
zu den Außenseiten verlaufende Innenseiten aufweisen. Diese Form der Schmalwände
ermöglicht die optimale Größe des Innenraumes.
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Bei einer anderen tevorzugten Ausfüh,ungsform ist vorgesehen, daß
an zwei zueinander entgegengesetzten Stirnseiten des Deckels rechtwinklig zur Deckelebene
Zungen mit Ausnehmungen vorspringen, die in Aussparungen der Schmaiwände einfügbar
sind, wobei aus den Aussparungen ragende Vorsprünge in die Ausnehmungen zur Verriegelung
einrastbar sind. Der glatte äußere Wandverlauf wird durch die Zungen nicht beeinträchtigt.
Die Zungen verbinden den Deckel est mit den vom eäuse vorspringenden Haken. Dabei
wird der Deckel genau in seiner Lage gegenüber der einen Flachseite des gehäuses
fixiert und arretiert. Für das Verschließen des Gehäuses mit dem Deckel sind nur
wellige, einfache Handgriffe ohne Werkzeug erforderlich.
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Vorzugsweise sind die Vorsprünge in den Aussparungen in der Höhe und
im Querschnitt an die Ausnehmungen der Zungen angeptlßt. Die Vorsprünge überragen
daher nach dem Einrasten nicht die Zungen. Die kompakte, glatte Außenseite der Lichtschranke
bleibt dabei erhalten.
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Bei einer günstigen Ausführungsform sind die Zungen und die Aussparungen
nebst Vorsprüngen jeweils paarwcise nebeneinander angeordnet. Hierdurch wird die
Festigkeit der Verbinclting zwischen Gehäuse und Deckel erhöht.
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Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß an zwei
zueinander entgegengesetzten Stirnseiten des Deckels rechtwinklig zur Deckelebene
rechteckige, elastische Scitenplatten vorsl)ringen, die in Aussparungen der Schmalwände
einfügbar sind, wobei aus den Aussparungen ragende Vorsprünge in die Ausnehmungen
der Seitenplatten zur Verriegelung einrasten.
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Mit dieser Anordnung lassen sich auf die Dichtung von der Seite her
große Anpreßkräfte ausüben. Durch die seitlichen Anpreßkräfte auf die Dichtung wird
das Gehäuse von Anpreßkräften senkrecht zur Deckelebene entlastet.
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Daher wird ein Ausbeulen des Deckels verhindert.
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Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform hat der Deckel den
gleichen Umriß wie die von den Außenseiten der Schmalwände gebildete Kurve und ist
über den Stellen der Befestigungsbohrungen mit Löchern versehen. Der Deckel überspannt
somit völlig die eine Flachseite des Gehäuses. Die Befestigunsbohrungen sind für
das t-insetzen von Schrauben zugänglich.
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Eine andere günstige Ausführungsform besteht darin, daß das Gehäuse
an den stärkeren Wandabschnitten im Bereich der Locken mit Gewindeeinsätzen versehen
ist, deren Längsachsen senkrecht zu den Achsen der Befestigungsbulrungen angeordnet
sind. Die Gewindeeinsätze bieten eine weitere Möglichkeit für die Befestigung der
Lichtschranke an den Schmalwänden.
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Vorzugsweise sind die aus Metall bestehenden Gewindeeinsätze durch
Ultraschallschweißung an dem aus Kunststoff bestthenden Gehäuse befestigt.
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Die Erfindung wird im fo]genden an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile
ergeben.
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Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Lichtschranke,
Figur 2 eine Seitenansicht des (;ehäuses der in Figur 1 dargestellten Lichtschranke
bei geöffnetem Deckel, Figur 3 einen Schnitt durch den Deckel der in Figur 1 dargestellten
Lichtschranke, Figur 4 einen Schnitt längs der Linien 1 - I durch das in Figur 2
dargestellte Gehäuse, Figur 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines
rnit einem Deckel verschlossenen Gehäuses, Figur 6 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform
eines mit einem Deckel verschlossenen Gehäuses, Figur7 einen teilweisen Schnitt
des in Figur 6 dargestellten Gehäuses längs der Linien II - II.
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Eine Lichtschranke enthält ein einteiliges Gehäuse 2, das durch einen
Deckel 3 verschlossen ist. Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Gehäuse 2
hat die Form eines flachen, im wesentlichen quaderförmigen Kastens. Am hintern,-unteren
Ende des Gehäuses 2 befindet sich eine Abscilrägung 4.
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In eine nicht näher bezeichnete Bohrung der Abschrägung 4 ist ein
elektrisches Kabel 5 abgedichtet eingeführt. Die vordere Schmalwand 5 des Geiläu;es
2 enthält einen vorspringenden Abctnitt 6 mit einer rechteckigen Öffnung 7. In die
Öffnung 7 ist eine Optik 8 dicht eingesetzt, die beispielsweise aus zwei nich-t
näher bereich neten, aus einem Stück bestehenden Frontlil-ls(ln besteht.
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Das Gehäusc 2 enthält drei i3e1D(stigungslJohrungerl 9, die nahe an
den Ecken 10 verlaufen. i)ie Achsrichtungen der Befestigun(lsbohrungen 9 stehen
senkrecht auf den Ebenen der oberer und unteren Flachseite 11, 12 des Gehäuse 2.
Die Befestigungsbohrungen 9 erstrecken sich daher quer durch das Gehäuse 2 im Wandmaterial
der Schrnalwände des Gehäuses 2. Das Gehäuse 2 ist nach der einen Flachseite 11
hin offen. Das Innere 13 des Gehäuses 2 ist großvolumig ausgebildet. Die großvolumige
Eisbildung wird in bezug auf die vordere Schmalwand 5, die hintere Schmaiwand 14
und die obere bzw.
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untere Schmalwand 15, 16 erreicht, indem die nicht näher bezeichneten
Innen seiten dieser Wände 5 und 14 bis 16 über eine größere Strecke parallel zu
den Außenseiten verlaufen. Daniber hinaus weisen die Wände 5, 14, 15, 16 an diesen
Stellen geringe Stärken auf, die gemäß der vom Gehäuse 2 verlangen Festigkeit ausgewählt
,ind. An den Eckeii 10 des Gehäuses 2 ist die Stärke der Sciimalwände 5, 14, 15,
16 größer, da sich hier die Befestigunysbohrungen 9 befinden. Die Innenseiten weisen
in der Umgebung der Bohrungen 9 einen gegenüber den Außenseiten der Schmaiwände
5, 14, 15, 16 schrägen Verlauf auf.
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Im Innern 13 ist eine Leiterplatte 17 angeordnet, auf der sich elektronische
Bauelemente 18 befinden. Da das Innere 13 in Richtung der Tiefe des Gehäuses 2 an
die Rechteckform des äußeren Gehäuses gegenüber einer runden Form besser angepaßte
querschnitte hat, steht mehr Raum für die Leiterplatte 17 und die elektronischen
Bauelemente zur Verfügung. In dem Gehäuse 2 lassen sich daher mehr elektronische
13au-teile unterbringen.
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Außerdem können für die Montage der Bauelemente dem inneren Querschnitt
angepaßte, der Rechteckform angenäherte Leiterplatten 17 verwendet werden, die kostengünstiger
herstellbar sind als runde leiterplatten. Es ist deshalb möglich, bei geringen äußeren
Abmessungen der Lichtschranke 1 im Gehäuse 2 nehen den photoelektrischen Bauelementen
Verstärker, Gleichrichter und ein Relais anzilor(lnell.
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Bei abgenommenem Deckel 3 ist das Innere 13 cr die seitliche Öffnung
gut zugänglich. Die Teile 17, 18 könren daher leicht im Cehäuse 2 montiert bzw.
gewartet erden.
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Der Deckel 3 hat einen Umriß, der demjenigen der Flachseiten 11, 12
entspricht. Zum Verschließen des Gehäuses 2 wird der Deckel 3 auf die Wandflächen
der Flachseite 11 gelegt. In der Endlage des Deckels 3 rasten am Deckel 3 und ain
gehäuse 2 angeordriete Rastelemente ineinander ein, die nachfolgend noch näher erläutert
werden.
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Die Flachseite 11 weist an den dem Innern 3 zugewandten Rändern einen
rings um die Öffnung 19 laufenden, nach innen zurückgesetzten Absatz 20 auf, der
eine Dichtfläche bildet. Auf der Innenseite des Deckels 3 ist ein entsprechend dem
Absatz 20 gefornlter Vorsprung 21 vorhanden, der bei geschlossenem Gehäuse in den
Absatz 20 engreift. Zwischen den einander gegenüberstehenden Flächen 22, 23 des
Absatzes 20 und des Vorsprunges 21 ist eine Dichtung 2'1 angeordnet. Der Deckel
3 ist über den Stellen der Flachseite 11, an denen sich die Befestigungsbohrungen
9 befinden, mit Bohrungen 25 versehen, die in Achsrichtung der Bohrunger 9 verlaufen.
Die nicht näher dargestellten Befestigungsschrauben können bei geschlossener Lichtschranke
2 in die Bohrungen 25, 9 eingeschoben werden.
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An zwei einander entgegengesetzten Stirnseiten 26 des Deckels 3 sind
je zwei Zungen 27 nebeneinander angeordnet.Die Zungen 27 verlauFen rechtwinklig
zur Deckelebene. Jede Zunge 27 ist mit einer rechteckigen Ausnehmung 28 versehen.
In Figur 3 sind die Ausnehmungen 28 gestrichelt dargestellt.
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Die Schmalwände 15, 16 weisen jeweils Aussparungen 29 auf, deren Umrisse
den Umrissen der Zungen 27 angepaßt sind. Die Tiefe der Arissparungen 29 entspricht
der Starke der Zungen 27. Bei geschlossenem Deckel 3 füllen die Zungen 27 die Aussparungen
29 aus. Vcin den nicht näher bczeichneten Böden der Aussparungen 29 ragen jeweils
Vorsprünge 30 nach außen. Die Höhe der Vorsprünge 30 entspricht der Tiefe der Aussparungen
29. Die Vorsprünge 30 rasten jeweils in eine der Ausnehmungen 28 der Zungen 27 bei
geschlossenerr Gehäuse 1 ein.
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Der Deckel 3 besteht vorzugsweise ai;s einen Kunststoff. Die Zungen
27 sind
durch entsprechende Wahl ihres Materials und ihrer Abmessungen
so ausgebildet,daß sie nach außen federn könnten. Die Elastizität der meisten KunststofFe
reicht aus, um die federnde Bewegung der Zungen 27 zu gewährleisten. Weiterhin sind
die Stirnflächen 31 der Zungen 27 schräg ausgebildet. Die Vorslçrünge 3( enthalten
ebenfalls schräge Seitenwände 32, die gegen die Flachseite 11 gerichtet sind.
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Beim Aufsetzen des Deckels 3 auf die Flachseitsw 11 gleiten die schrägen
Flächen 31 und 32 aufeinander. Hierbei werden die Zungen 27 nach außen gebogen.
Sobald sich die Ausnehmungen 28 in Höhe der Vorsprünge 3D befinden, der die Zungen
27 in ihre senkrecht zur Deckelfläche verl aufende RuhFstellung zurück. Dabei greifen
die Vorsprünge 30 in die Ausnehrungen 28 ein und verriegeln den Deckel 3 in seiner
Stellung. Die Zungen 27 mit den Ausnehmungen 28 und die Vorsprünge 30 bilden demnach
die elastischen Rastelemente, mit denen eine feste Verbindung zwischen dem Deckel
3 und dem Gehäuse 2 erzeugt wird. Die Stärke des Deckels 3 ist vorzugsweise an clie
Stärke der Flachseite 12 angepaßt Damit läßt sich auch eine Verminderung der Lichtschranke
1 in Achsrichturlg der Bohrungen 9 erreichen.
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Der Deckel 3 kann mit einfachen lSandgriffen Ohfle Werkzeuge am Gehäuse
2 befestigt werden. Weder der Deckel 3 noch die 7ungen 27 oder die Vorsprünge 30
bilden bei geschlossenem Gehäuse Vorsprünge, die über die glat"Lc-n Außenflächen
der Lichtschranke 1 hinausragen.
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Die Schmalwände 1d, 15 und 16 haben nahe an den Befestigungsbohrungen
9 größere Wandstärken infolge des schrägen VerlauFs der Innenseiten. In die Abschnitte
mit größeren Wandstärken sind Gewindeeinsätze 33 eingesetzt.
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Die Gewindeeinsätze bestehen aus Metallstiften mit Innengewinden.
Im Gehäuse sind für die Gewindeeinsätze 33 Bohrungen vorgesehen. Die Gewindeeinsätze
33 werden mit Ultraschall am KunststofFgehäuse 2 verschweißt.
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Die Gewindebohrungen der EinsäLze 33 verlaufen senkrecht zu den Außenseiten
der Schmaiwände 14, 15 und 16 und ermöglichen die Befestigung der Lichtschranke
1 von den Schmalwänden aus.
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Zum Öffnen des Gehäuses 2 werden die Zungen 27 z. B. mit einem in
die Ausnehmungen 23 eirlgrcitenden akten nach außen gebogen. Danach läßt sich der
Deckel 3 abheben. Dabei ist gewährleistet, daß die Lichtschranke nur mit einem Werkzeug
geöffnet werden kann.
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Bei der in Figur 5 im Schnitt dargestellten Ausführungsform eines
Gehäuses 33, das mit einem Deckel 34 verschlossen ist, sind rings um die Ränder
der Gehäuseöffnung ebenfalls nach innen zurückspringende Absätze 20 angeordnet.
Der Deckel 34 ist auf seiner innenseite 35 mit einem Verstärkungsvorsprung 36 versehen.
Der Vorsprung 36 ragt neben den Absätzen 20 in das Innere des Gehäuses 33. Bei verschlossenem
Gehäuse 33 umgeben die Wände der Abs.it e 20 und die eir,-Wand dcs Vorsprungs 36
einen llohlraum 37, in den ein' Dichtung 38 ein!lelegt ist. Die Dichtung 38 wird
von den Vorsprüngen 38 jenen die seitlichen Wände 46 der Abhitze 20 gedrickt. Auf
diese Weise wird vermieden, daß auf dem Deckel 34 Kräfte senkrecht zur Deckelebene
einwirken. Ein Ausbeulen des Deckels wird daher trotz einer dünnwandigen Deckel
ausbildung vermieden.
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Mit dem Vorsprung 3(S wird eine Verseifung der Decklewand erreicht.
Daher können auf die Dichlung 38 hohe Anpreßkräfte ausgeübt werden, ohne daß sich
der Deckel 34 aufbeult.
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Bei den in den Figuren 6 und 7 dargotellten Ausführungsformen ist
anstelle der Zungen 27 an zwei zueinnnler entgegengesetzten Stirnseiten eines Deckles
39 je eine rechtwinklig zur Deckelebene angeordnete, rechteckige elastische Seitenl)latte
40 vorhanden. Die Seitenplatten 40 sind ebenso wie die Zungen 27 in nicht näher
bezeichnete Aussl)arungen der Sdimaiwinde des Geliluses eingefügt. Die Gehäuseschmalwände
enthalten an den ausgesparten Stellen nach außen ragende Vorsprünge 41, die in Aussparungen
42 der Seitenplatten 40 einrasten, wenn der Deckel 39 am Gehäuse verriegelt ist.
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Die unteren Stirnseiten 43 der Seitenplatten 40 befinden sich in Höhe
der Ebene der einen Flachseite 44 des Gehäuscs. Die Stirnseiten 43 sind derart abgeschrägt,
daß Einkerbungen 45 auf der sonst glatten Flachseite 44 entstehen. Diese Einkerbungen
45 dienen als Angriffsstellen für das Aufbiegen der elastischen Seitenplatten 40,
um die Verriegelung des Deckels 39 an Gehäuse zu lösen. Das Aufbiegen kann ohne
Werkzeuge erfolgen.
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