DE4438798C3 - Lichtschranke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rahmen-Lichtschranke.

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

Bei bekannten Schenkeln sind die in diesen eingebau­ ten Sender-Empfängerbauelemente mit einer Optik- Abdeckung versehen. Nachfolgend werden unter dem Begriff "Optik" die Sender-Empfängerbauelemente ver­ standen. Die Optikabdeckung kann ihrerseits ebenfalls zusätzlich optische Eigenschaften aufweisen. Sie kann aber auch lediglich einen Schutz für die Optik, d. h. für die Sender-Empfängerbauelemente, darstellen. Die Sei­ te der Schenkel mit der Optik bzw. Optikabdeckung 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. Optikabdeckung durch frei fallende Teile, die auf die Schenkelkanten aufprallen, beschädigt werden kann. Weiterhin kann die Optik bzw. Optikab­ deckung auch direkt von Teilen gestreift werden, wo­ durch sie ebenfalls beschädigt werden kann.

Aus der DE 43 12 947 C1 ist ein Lichtvorhang für La­ stenaufzüge bekannt, der eine Tragschiene für die Licht­ sender und eine Tragschiene für die Lichtempfänger enthält. Die Tragschienen sind jeweils als Vierkant- Hohlprofilrohr ausgebildet. Die Frontwandung des Hohlprofilrohres ist mit Zentrierausnehmungen für die Lichtsender/Lichtempfänger versehen. Auch bei diesem Lichtvorhang besteht die Gefahr, daß die Lichtsender/­ Lichtempfänger durch frei fallende, aufprallende Teile beschädigt werden.

Weiterhin ist aus der DE 41 16 210 A1 ein Befesti­ gungssystem für Lichtschrankenelemente bekannt. Die­ ses Befestigungssystem weist ein für mehrere Licht­ schrankenelemente gemeinsames Aufnahmeelement auf, das aus einem an einer Seite offenen trapezförmi­ gen Profil besteht und das an der gegenüberliegenden Seite Öffnungen für die Sende- und Empfangsaugen der Lichtschrankenelemente aufweist. Das Profil kann diese zwar vor frei fallenden, aufprallenden Teilen schützen, jedoch besteht wie bei anderen vorgenannten Vorrich­ tungen mit frei liegenden oder hinter Öffnungen liegen­ den Lichtschrankenelementen der Nachteil, daß keine Schutzart IP 67 erreicht wird, da die Öffnung für den Lichteinritt auch den Eintritt von Flüssigkeiten zuläßt.

Die DE-AS 24 53 017 und die DE-GM 73 18 812 beschreiben lichtstrahlschalter, bei denen Sende- und Empfangselemente nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet sind. Eine Optikabdeckung wird durch zwei Linsen in einer Vorder Wand des Gehäuses gebildet.

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

Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Bei einer Lichtschranke mit Sender- und Empfangsbauelemen­ ten als Optik und wahlweise einer Optikabdeckung ist ein einteiliges Gehäuse mit U-förmigem Querschnitt vorgesehen. Dieses Gehäuse ist für die Aufnahme der in Richtung der Sei­ tenschenkel des Gehäuses ausgerichteten und zwischen diesen Seitenschenkeln angeordneten Optik bzw. Optikabdeckung bestimmt. Diese liegt im Bereich der Seitenschenkel des Ge­ häuses unter Zwischenlage eines Dichtungsmittels am Gehäuse an. Weiterhin ist eine auch über einen frontseitigen Rand­ bereich der Optik bzw. Optikabdeckung greifende Abdeckung als Prallschutz vorgesehen. Vorzugsweise ist die Abdeckung mit mindestens einer Prallkante und Prallfläche versehen und gegenüber der Optik bzw. Optik-Abdeckung erhöht.

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.

Spalte 1, Zeile 64 bis Spalte 2, Zeile 24 ersetzen durch:
Eine mechanische Reinigung der Optikab­ deckung ist bei dieser Anordnung wie bei bekannten Lichtschranken möglich. Des weiteren ist eine Reini­ gung durch permanenten bzw. pulsierenden Medien­ strom möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Licht­ schränke sind das Gehäuse und die Ränder der Optikabdeckung von mindestens einem abgewin­ kelten Profil abgedeckt.

Als abgewinkelte Profile werden vorzugsweise U-Profile oder Halbschalen verwendet, die die Ränder der Optik bzw. Optikabdeckung, die freien Schenkel des Gehäuses und den Verbindungsschenkel des Gehäuses umgreifen.

Die U-Profile oder Halbschalen können als Klemm­ profile ausgebildet sein, die unter Federwirkung die op­ tisch aktive Fläche auf das Gehäuse drücken.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse von einem geschlossenen Profil umgeben, dessen Innen­ querschnitt dem Außenquerschnitt des Gehäuses ent­ spricht und der im Bereich der Optikabdec­ kung einen Schlitz aufweist. Das Gehäuse weist vor­ zugsweise einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt auf und das geschlossene Profil ist ein Vier­ kantrohr mit einem entsprechenden Querschnitt. Bei dieser Ausführung wird das Profil von den Enden her über das Gehäuse geschoben und in seiner Endlage fi­ xiert.

Die erfindungsgemäße Lichtschranke mit Prallschutz kann die unterschiedlichsten Anordnungen der Sende- Empfangsbauelemente aufweisen. Bei vorzugsweise für den angegebenen Verwendungszweck in Reihe ange­ ordneten Sender-Empfangsbauelementen und entspre­ chend langgestreckter optisch aktiv Fläche ist eine Abdeckung über der. Optik­ abdeckung vorgesehen.

Als Dichtungsmittel zwischen den Enden der Schen­ kel des U-förmigen Gehäuses und der Optik­ abdeckung können Klebstoffe, Dichtmassen sowie Flach- oder Profildichtungen vorgesehen sein. Klebe­ stellen werden bevorzugt bei Verwendung des ge­ schlossenen Profils benutzt, während Flach- bzw. Profil­ dichtungen insbesondere in Verbindung mit U-Profilen oder Halbschalen benutzt werden. In beiden Fällen ent­ steht eine dichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Optik-Abdeckung, so daß für die Lichtschranke die Schutzart IP 67 erreicht werden kann.

Zur Vermeidung von Schmutzkanten ist es zweckmä­ ßig, daß die abgeschrägten Flächen in Richtung der Frontseiten der Optik-Abdec­ kung schräg nach innen verlaufen.

In einer weiteren Ausführungsform ist als Abdeckung über der Optikabdeckung ein in das Gehäu­ se einschiebbarer 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 Füh­ rungsnuten auf, denen Führungsleisten am Deckel zuge­ ordnet sind. Der Deckel wird von der Stirnseite in das Gehäuse eingeschoben. Diese Ausführungsform mit Deckel ist sowohl für eine eingeklebte Optikabdeckung als auch für eine Optikabdeckung 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 Quer­ schnitt eines Seitenschenkels nach Fig. 1 unter Verwen­ dung U-förmiger Klemmprofile;

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

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht und einen Quer­ schnitt eines Seitenschenkels unter Verwendung eines Vierkantprofils 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 Quer­ schnitt eines Seitenschenkeis mit Deckei mit gegenüber der

Fig. 6 veränderter Dichtung zwischen Optikabdec­ kung und Gehäuse.

In der Fig. 1 ist eine Rahmen-Lichtschranke darge­ stellt, wie sie gewöhnlich für die Erfassung frei bewegli­ cher Teile verwendet wird. Die Rahmen-Lichtschranke besteht aus zwei Seitenschenkeln 1 und 2, in denen Sen­ der-Empfangsbauelemente angeordnet sind. Diese sind miteinander durch Verbindungsschenkel 4 und 5 zu ei­ nem Rahmen verbunden. Diese Verbindungsschenkel 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 und dabei die Sender-Empfangsbauele­ mente passieren. Wenn Teile nicht frei durch die Rah­ menöffnung fallen, sondern wie die Teile 3 die Seiten­ schenkel 1 oder 2 berühren, kann es bei bekannten An­ ordnungen dazu führen, daß die Teile an der Optik bzw. Optikabdeckung entlang schrammen bzw. bei Auftref­ fen auf dem Rahmen so abgelenkt werden, daß sie auf die frei liegende Optik bzw. Optikabdeckung aufprallen.

In der Fig. 2 ist ein Seitenschenkel im Querschnitt dargestellt. Er weist ein U-förmiges Gehäuse 7 mit frei­ en Schenkeln 8 und 9 sowie einem Verbindungsschenkel 10 auf. Im Gehäuse 7 ist eine Platine 11 befestigt, die Sender-Empfangsbauelemente 12 trägt. Auf den Enden der freien Schenkel 8, 9 und der Stirnseiten 15, 16 liegt eine Optikabdeckung 13 unter Zwischenlage einer ela­ stischen Flach- bzw. Profildichtung 14, die in einer um­ laufenden Nut in ihrer Lage fixiert ist. Die Optikabdec­ kung 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 Klemmprofi­ len 17 umgeben, die einerseits über die Optikabdeckung 13 und andererseits über den Verbindungsschenkel des Gehäuses 7 greifen. Die Klemmprofile 17 weisen Prall­ kanten 18a, Prallflächen 18b und im Bereich der Optik­ abdeckung 13 von dieser ausgehend nach außen abge­ schrägte Flächen 19 auf. Zwischen den abgeschrägten Flächen 19 ist ein Schlitz 20 vorhanden, der den Lich­ tein- und Austritt ermöglicht.

Beim Montieren wird die Optikabdeckung 13 auf die Flach- bzw. Profildichtung 14 aufgelegt und mittels ei­ ner Vorrichtung niedergedrückt, so daß die Flach- bzw. Profildichtung 14 zusammengequetscht wird. Danach werden die Klemmprofile 17 über den Verbindungs­ schenkel 10 und die Optikabdeckung 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 Klemmprofile 17 können auch zusätzlich durch Schrau­ ben 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 Prallflächen 18b. Dabei können sie die Optikabdeckung 13 nicht mehr berühren, so daß Beschädigungen der Optikabdeckung ausgeschlossen sind.

Der Seitenschenkel weist noch eine Kabeldurchfüh­ rung 21 für den Anschluß der Platine 11 auf. Weiterhin sind eine Schraubenaufnahme 22 sowie eine Spannstift­ aufnahme 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 gescho­ ben, in das ein Schlitz 20 für den Lichtdurchtritt durch die Optikabdeckung eingefräst ist. Auch bei Verwen­ dung eines Vierkantrohres sind Prallkanten 18a und Prallflächen 18b vorhanden.

Auch dieses Ausführungsbeispiel weist den Vorteil des Prallschutzes der Optikabdeckung sowie des Errei­ chens der Schutzart IP 67 auf.

In der Fig. 5 ist eine Rahmen-Lichtschranke mit zwei Seitenschenkeln 1, 2 dargestellt, deren Optikabdeckun­ gen 13 in erfindungsgemäßer Weise geschützt sind. In der Figur sind Medienstrahlen 27 dargestellt, die der Reinigung der Optikabdeckung 13 dienen. Als Medium kann z. B. Luft verwendet werden, die in einem perma­ nenten bzw. pulsierenden Strom an der Optikabdec­ kung vorbeigeführt wird. Daneben ist natürlich nach wie vor eine mechanische Reinigung möglich.

In den Ausführungsformen der Fig. 6 und 7 besteht die Abdeckung aus einem in das Gehäuse 7 einschiebba­ ren 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 eingescho­ ben.

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

Claims (12)

1. Rahmen-Lichtschranke mit zwei einander gegenüber angeordneten und miteiander durch Verbindungsschenkel (4, 5) zu einem Rahmen Verbundenen Seitenschenkeln (1, 2) jeweils mit Sender- und Empfangsbauelementen (12) als Optik und einer Optikabdeckung (13), wobei jeder Seitenschenkel ein Gehäuse (7) mit U-förmigem Querschnitt für die Aufnahme der in Richtung der freien Schenkel (8, 9) des Gehäuses (7) ausgerichteten und zwischen diesen angeordneten Optik und Optikabdeckung (13), welche im Bereich der freien Schenkel (8, 9) des Gehäuses (7) unter Zwischen­ lage eines Dichtungsmittels am Gehäuse (7) anliegt, aufweist und wobei eine auch über einen frontseitigen Randbereich der Optikabdeckung (13) greifende Abdeckung als Prallschutz vorgesehen ist, welsche Abdeckung die Optikabdeckung (13) frontseitig bis auf einen Schlitz (20, 29) zum Lichtdurchtritt abdeckt und im Bereich der Optikabdeckung (13) abgeschrägte Flä­ chen (19) aufweist.

2. Lichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckung mit mindestens, einer Prallkante (18a) und Prallfläche (18b) versehen ist.

3. Lichtschranke nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) und die Ränder der Optikabdeckung (13) von mindestens einem abge­ winkelten Profil abgedeckt sind.

4. Lichtschranke nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als abgewinkelte Profile U-Profile (17) oder Halbschalen vorgesehen sind, die die Rän­ der der Optikabdeckung (13), die freien Schenkel (8, 9) des Gehäuses (7) und den diese, verbindenden Schenkel (10) des Gehäuses (7) umgreifen.

5. Lichtschranke nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die U-Profile oder Halbschalen als Klemmprofile (17) ausgebildet sind.

6. Lichtschranke nach einem der An­ spruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) von einem geschlossenen Profil (26) umgeben ist, dessen Innenquerschnitt dem Außen­ querschnitt des Gehäuses entspricht und der im Bereich der Optikabdeckung (13) den Schlitz (20) aufweist.

7. Lichtschranke nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (7) einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist und daß das geschlossene Profil ein Vierkantrohr (26) mit einem entsprechenden Querschnitt ist.

8. Lichtschranke nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe angeordnete Sende-Empfangs­ bauelemente (12) und eine entsprechend langgestreck­ te Optik und Optikabdeckung(13) vorgesehen sind.

9. Lichtschranke nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmittel zwischen den Enden der freien Schenkel des U-förmigen Gehäuses und der Optikabdeckung Klebstoffe, Dichtmassen (24, 25), Flach- oder Profildichtungen (14) vorgesehen sind.

10. Lichtschranke nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Flächen (19) in Richtung der Frontseiten der Op­ tikabdeckung (13) schräg nach innen verlaufen.

11. Lichtschranke nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckung über der Optikab­ deckung ein in das Gehäuse (7) einschiebbarer Dec­ kel (28) mit dem Schlitz (29) vorgesehen ist.

12. Lichtschranke nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse (7) Führungsnuten (30, 31) aufweist, denen Führungsleisten (32, 33) am Deckel (28) zugeordnet sind.