DE4438798A1 - Lichtschranke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtschranke nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Lichtschranken werden in der Technik vielfältig verwendet. Eine Anwendungsmöglichkeit besteht darin, Teile außerhalb einer Führung, z. B. im freien Fall, zu erfassen. Hierzu werden in der Regel Rahmen-Lichtschranken verwendet. Diese arbeiten nach dem Prinzip der Einweg-Lichtschranke. In gegenüberliegenden Schenkeln sind eine Vielzahl von Sendern bzw. Empfängern eingebaut, die einen Lichtvorhang bilden. Bekannte Lichtschranken erkennen sowohl metallische als auch nichtmetallische Teile. Typische Anwendungen sind die Auswurfkontrolle an Stanzen und Pressen zur Werkzeugsi­ cherung sowie Zählaufgaben.

Bei bekannten Schenkeln sind die in diesen eingebauten Sen­ der-Empfängerbauelemente mit einer Optik-Abdeckung verse­ hen. Nachfolgend werden unter dem Begriff "Optik" die Sen­ der-Empfängerbauelemente verstanden. Die Optik-Abdeckung kann ihrerseits ebenfalls zusätzlich optische Eigenschaften aufweisen. Sie kann aber auch lediglich einen Schutz für die Optik, d. h. für die Sender-Empfängerbauelemente, dar­ stellen. Die Seite der Schenkel mit der Optik bzw. Optik-Ab­ deckung stellt bei allen bekannten Rahmen-Lichtschranken eine ebene Fläche dar, um u. a. eine leichte Reinigung zu erreichen.

Diese bekannten Schenkel weisen den Nachteil auf, daß die Optik bzw. Optik-Abdeckung durch frei fallende Teile, die auf die Schenkelkanten aufprallen, beschädigt werden kann. Weiterhin kann die Optik bzw. Optik-Abdeckung auch direkt von Teilen gestreift werden, wodurch sie ebenfalls beschä­ digt werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei Lichtschranken mit Optiken bzw. Optik-Abdeckungen diese vor Beschädigung durch sich frei bewegende Teile zu schützen.

Erfindungsgemäß wird das gemäß den kennzeichnenden Merkma­ len des Anspruchs 1 erreicht.

Bei einer Lichtschranke mit Sender-Empfangsbauelementen als Optik und gegebenenfalls darüber angeordneter Optik-Abde­ ckung sind erfindungsgemäß die Optiken bzw. Optikabdeckun­ gen mindestens teilweise mit einem Prallschutz versehen. Vorzugsweise ist eine über den Rand der Optik greifende zusätzliche Abdeckung mit mindestens einer Prallkante und einer Prallfläche vorgesehen. Es ist zweckmäßig, daß die Ab­ deckung gegenüber der Optik bzw. Optik-Abdeckung erhöht ist.

Diese erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung weist den Vorteil auf, daß frei fallende Teile, die der Optik bzw. Optikabdeckung so nahe kommen, daß bei einer bisher benutz­ ten Lichtschrankenanordnung die Gefahr einer Beschädigung dieser Optik bzw. Optikabdeckung bestehen würde, nunmehr zunächst auf die Prallkante fallen. Da die Abdeckung über die optisch aktive Fläche greift, kommt das abprallende Teil selbst wenn es an der Prallkante in Richtung der Optik bzw. Optik-Abdeckung abprallt, nicht mit dieser in Berüh­ rung.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß infolge der über die Optik bzw. Optikabdeckung greifenden Abdeckung zusätz­ lich ein Blendschutz vorhanden ist, wodurch die Fremdlicht­ empfindlichkeit vermindert wird.

Eine mechanische Reinigung der Optik bzw. Optik-Abdeckung ist bei dieser Anordnung wie bei bekannten Lichtschranken möglich. Desweiteren ist eine Reinigung durch permanenten bzw. pulsierenden Medienstrom möglich.

Als Abdeckung ist vorzugsweise eine umlaufende Abdeckung vorgesehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Lichtschranke weist diese ein Gehäuse mit U-förmigem Querschnitt für die Aufnahme der Sender-Empfangsbauelemente auf. Die Optik bzw. Optik-Abdeckung liegt an den Enden der Seitenschenkel des Gehäuses unter Zwischenlage eines Dichtmittels am Gehäuse an und das Gehäuse und die Ränder der Optik bzw. Optik-Ab­ deckung sind von mindestens einem abgewinkelten Profil abgedeckt.

Als abgewinkelte Profile werden vorzugsweise U-Profile oder Halbschalen verwendet, die die Ränder der Optik bzw. Op­ tikabdeckung, die Seitenschenkel des Gehäuses und den Verbindungsschenkel des Gehäuses umgreifen.

Die U-Profile oder Halbschalen können als Klemmprofile ausgebildet sein, die unter Federwirkung die optisch aktive Fläche auf das Gehäuse drücken.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse von einem geschlossenen Profil umgeben, dessen Innenquerschnitt dem Außenquerschnitt des Gehäuses entspricht und der im Bereich der Optik bzw. Optik-Abdeckung einen Schlitz aufweist. Das Gehäuse weist vorzugsweise einen quadratischen oder recht­ eckförmigen Querschnitt auf und als geschlossenes Profil wird ein Vierkantrohr mit einem entsprechenden Querschnitt verwendet. Bei dieser Ausführung wird das Profil von den Enden her über das Gehäuse geschoben und in seiner Endlage fixiert.

Die erfindungsgemäße Lichtschranke mit Prallschutz kann die unterschiedlichsten Anordnungen der Sende-Empfangsbauelemen­ te aufweisen. Bei vorzugsweise für den angegebenen Verwen­ dungszweck in Reihe angeordneten Sender-Empfangsbauelemen­ ten und entsprechend langgestreckter optisch aktiver Fläche ist eine Abdeckung vorgesehen, die über der Optik bzw. Optik-Abdeckung einen Schlitz aufweist. Neben dem Prall­ schutz wird dadurch eine Schlitzblende gebildet.

Als Abdichtung zwischen den Enden der Schenkel des U-förmi­ gen Gehäuses und der Optik bzw. Optik-Abdeckung können Klebstoffe, Dichtmassen sowie Flach- bzw. Profildichtungen vorgesehen sein. Klebestellen werden bevorzugt bei Verwen­ dung des geschlossenen Profils benutzt, während Flach- bzw. Profildichtungen insbesondere in Verbindung mit U-Profilen oder Halbschalen benutzt werden. In beiden Fällen entsteht eine dichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Optik bzw. Optik-Abdeckung, so daß für die Lichtschranke die Schutzart IP 67 erreicht werden kann.

Zur Vermeidung von Schmutzkanten ist es zweckmäßig, daß die Abdeckung im Bereich der Optik bzw. Optik-Abdeckung abge­ schrägte Flächen aufweist, die von der Optik bzw. Optik-Ab­ deckung aus schräg nach außen verlaufen.

In einer weiteren Ausführungsform ist als Abdeckung über der Optik bzw. Optikabdeckung ein in das Gehäuse einschieb­ barer Deckel mit einem Schlitz vorgesehen. Der Deckel hat sowohl die Funktion einer Schlitzblende als auch eines Prallschutzes. Die Prallschutzfunktion wird auch hier durch die Schenkelkanten unterstützt.

Zur Befestigung des Deckels weist das Gehäuse Führungsnu­ ten auf, denen Führungsleisten am Deckel zugeordnet sind. Der Deckel wird von der Stirnseite in das Gehäuse eingeschoben. Diese Ausführungsform mit Deckel ist sowohl für eine eingeklebte Optik-Abdeckung als auch für eine Optik-Abdeckung mit Profildichtung verwendbar.

Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 die Teileerfassung im freien Fall mittels einer Rahmen-Lichtschranke;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht und einen Querschnitt eines Seitenschenkels nach Fig. 1 unter Verwendung U-förmiger Klemmprofile;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Seitenschenkels mit Längsschnitt gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht und einen Querschnitt eines Seitenschenkels unter Verwendung eines Vier­ kantprofils als Gehäuseummantelung;

Fig. 5 eine Rahmenlichtschranke;

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Seitenschenkel mit einem Deckel als Prallschutz;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht und einen Querschnitt eines Seitenschenkels mit Deckel mit gegenüber der Fig. 6 veränderter Dichtung zwischen Optik-Abdec­ kung und Gehäuse.

In der Fig. 1 ist eine Rahmen-Lichtschranke dargestellt, wie sie gewöhnlich für die Erfassung frei beweglicher Teile verwendet wird. Die Rahmen-Lichtschranke besteht aus zwei Seitenschenkeln 1 und 2, in denen Sender-Empfangsbauelemen­ te angeordnet sind. Diese sind miteinander durch Verbin­ dungsschenkel 4 und 5 zu einem Rahmen verbunden. Diese Ver­ bindungsschenkel nehmen elektronische Bauelemente und Kabel auf. Der Rahmen ist in der Regel waagerecht angeordnet, so daß die zu bestimmenden Teile im freien Fall durch den Rahmen fallen kund dabei die Sender-Empfangsbauelemente passieren. Wenn Teile nicht frei durch die Rahmenöffnung fallen, sondern wie die Teile 3 die Seitenschenkel 1 oder 2 berühren, kann es bei bekannten Anordnungen dazu führen, daß die Teile an der Optik bzw. Optik-Abdeckung entlang schrammen bzw. bei Auftreffen auf dem Rahmen so abgelenkt werden, daß sie auf die frei liegende Optik bzw. Optik-Ab­ deckung aufprallen.

In der Fig. 2 ist ein Seitenschenkel im Querschnitt darge­ stellt. Er weist ein U-förmiges Gehäuse 7 mit freien Schen­ keln 8 und 9 sowie einem Verbindungsschenkel 10 auf. Im Gehäuse 7 ist eine Platine 11 befestigt, die Sender-Emp­ fangsbauelemente 12 trägt. Auf den Enden der freien Schen­ kel 8, 9 und der Stirnseiten 15, 16 liegt eine Optik- Abdeckung 13 unter Zwischenlage einer elastischen Flach­ bzw. Profildichtung 14, die in einer umlaufenden Nut in ihrer Lage fixiert ist. Die Optik-Abdeckung kann als reine Schutzschicht ausgebildet sein, sie kann aber, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, auch selbst optische Eigenschaften aufweisen.

Das Gehäuse 7 ist von zwei U-förmigen Klemmprofilen 17 umge­ ben, die einerseits über die Optik-Abdeckung 13 und anderer­ seits über den Verbindungsschenkel des Gehäuses 7 greifen. Die Klemmprofile 17 weisen Prallkanten 18a, Prallflächen 18b und im Bereich der Optik-Abdeckung 13 von dieser ausge­ hend nach außen abgeschrägte Flächen 19 auf. Zwischen den abgeschrägten Flächen 19 ist ein Schlitz 20 vorhanden, der den Lichtein- und -austritt ermöglicht.

Beim Montieren wird die Optik-Abdeckung 13 auf die Flach- bzw. Profildichtung 14 aufgelegt und mittels einer Vorrich­ tung niedergedrückt, so daß die Flach- bzw. Profildichtung 14 zusammengequetscht wird. Danach werden die Klemmprofile 17 über den Verbindungsschenkel 10 und die Optik-Abdeckung 13 geschoben. Durch Entspannen der Vorrichtung entspannt sich auch die Flach- bzw. Profildichtung 14 und drückt die Optik-Abdeckung 13 gegen die Klemmprofile 17, so daß der gesamte Seitenschenkel zusammengehalten wird. Die Klemmpro­ file 17 können auch zusätzlich durch Schrauben fixiert werden.

Wird nun der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Seiten­ schenkel in der in Fig. 1 dargestellten Art montiert, so treffen frei fallende Teile, die das Gehäuse berühren entweder auf die Prallkanten 18a oder berühren die Prallflä­ chen 18b. Dabei können sie die Optik-Abdeckung 13 nicht mehr berühren, so daß Beschädigungen der Optik-Abdeckung ausgeschlossen sind.

Der Seitenschenkel weist noch eine Kabeldurchführung 21 für den Anschluß der Platine 11 auf. Weiterhin sind eine Schraubenaufnahme 22 sowie eine Spannstiftaufnahme 23 für die Montage der Seitenschenkel an ein Elektronikgehäuse vorgesehen.

Beim Ausführungsbeisspiel der Fig. 4 ist ebenfalls ein U-förmiges Gehäuse 7 mit freien Schenkeln 8, 9 sowie einem Verbindungsschenkel 10 vorgesehen. Die Optik-Abdeckung 13 liegt in diesem Fall aber nicht auf den freien Schenkeln 8, 9 auf sondern ist zwischen diesen angeordnet. Sie liegt dort auf einem Absatz auf und ist über Klebstoffe bzw. Dichtmassen 24, 25 mit den freien Schenkeln 8, 9 verbunden.

Über das Gehäuse 7 ist ein Vierkantrohr 26 geschoben, in das ein Schlitz 20 für den Lichtdurchtritt durch die Optik-Abdeckung eingefräst ist. Auch bei Verwendung eines Vierkantrohres sind Prallkanten 18a. und Prallflächen 18b vorhanden.

Auch dieses Ausführungsbeispiel weist den Vorteil des Prallschutzes der Optik-Abdeckung sowie des Erreichens der Schutzart IP 67 auf.

In der Fig. 5 ist eine Rahmen-Lichtschranke mit zwei Seiten­ schenkeln 1, 2 dargestellt, deren Optik-Abdeckungen 13 in erfindungsgemäßer Weise geschützt sind. In der Figur sind Medienstrahlen 27 dargestellt, die der Reinigung der Optik-Abdeckung 13 dienen. Als Medium kann z. B. Luft verwen­ det werden, die in einem permanenten bzw. pulsierenden Strom an der Optik-Abdeckung vorbeigeführt wird. Daneben ist natürlich nach wie vor eine mechanische Reinigung mög­ lich.

In den Ausführungsformen der Fig. 6 und 7 besteht die Abdeckung aus einem in das Gehäuse 7 einschiebbaren Deckel 28 mit einem blendenartigen Schlitz 29. Um das Einschieben zu ermöglichen, weist das Gehäuse Führungsnuten 30, 31 auf, denen Führungsleisten 32, 33 am Deckel zugeordnet sind. Der Deckel wird von der nicht dargestellten Stirnseite des Gehäuses 7 eingeschoben.

Diese Ausführung der Abdeckung ist sowohl für den in Fig. 6 dargestellten Seitenschenkel mit eingeklebter Optikabdec­ kung als auch für den Seitenschenkel nach Fig. 7 verwend­ bar, bei dem eine Abdichtung mittels der Profildichtung 14 erfolgt.

Claims (14)

1. Lichtschranke mit Sender-Empfangsbauelementen als Optik und wahlweise einer Optik-Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik bzw. Optik-Abdeckung (13) mindestens teilweise mit einem Prallschutz (18a, 18b) versehen ist.

2. Lichtschranke nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß eine über den Rand der Optik bzw. Optik-Abdeckung (13) greifende Abdeckung mit mindestens einer Prallkan­ te (18a) und Prallfläche (18b) vorgesehen ist.

3. Lichtschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckung gegenüber der Optik bzw. Optik-Abdeckung (13) erhöht ist.

4. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche umlaufende Abdeckung vorgesehen ist.

5. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gehäuse (7) mit U-förmigem Querschnitt für die Aufnahme der Sen­ der-Empfangsbauelemente (12) vorgesehen ist, daß die Optik bzw. Optik-Abdeckung (13) an den Enden der Seiten­ schenkel (8, 9) des Gehäuses (7) unter Zwischenlage eines Dichtmittels am Gehäuse (7) anliegt und daß das Gehäuse (7) und die Ränder der Optik bzw. Optik-Abde­ ckung (13) von mindestens einem abgewinkelten Profil ab­ gedeckt sind.

6. Lichtschranke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als abgewinkelte Profile U-Profile (17) oder Halb­ schalen verwendet werden, die die Ränder der Optik bzw. Optik-Abdeckung (13), die Seitenschenkel (8, 9) des Gehäuses (7) und den Verbindungsschenkel (10) des Gehäuses (7) umgreifen.

7. Lichtschranke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Profile oder Halbschalen als Klemmprofile (17) ausgebildet sind.

8. Lichtschranke nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) von einem geschlossenen Profil (26) umgeben ist, dessen In­ nenquerschnitt dem Außenquerschnitt des Gehäuses ent­ spricht und der im Bereich der Optik bzw. Optik-Abde­ ckung (13) einen Schlitz (20) aufweist.

9. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist und das als geschlossenes Profil ein Vierkan­ trohr (26) mit einen entsprechenden Querschnitt verwen­ det wird.

10. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Reihe angeordneten Sende-Empfangsbauelementen (12) und ent­ sprechend langgestreckter Optik bzw. Optik-Abdeckung (13) eine Abdeckung vorgesehen ist, die über der Optik bzw. Optik-Abdeckung (13) einen Schlitz (20) aufweist.

11. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdichtung zwischen den Enden der Schenkel des U-förmigen Gehäuses und der Optik bzw. Optik-Abdeckung Klebstoffe, Dichtmas­ sen (24, 25), Flach- bzw. Profildichtungen (14) vorgese­ hen sind.

12. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung im Bereich der Optik bzw. Optik-Abdeckung abgeschrägte Flächen (19) aufweist, die von der Optik bzw. Optik- Abdeckung (13) aus schräg nach außen verlaufen.

13. Lichtschranke nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckung über der Optik bzw. Optikabdeckung ein in das Gehäuse (7) einschiebbarer Deckel (28) mit einem Schlitz (29) vorgesehen ist.

14. Lichtschranke nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (7) Führungsnuten (30, 31) auf­ weist, denen Führungsleisten (32, 33) am Deckel (28) zugeordnet sind.