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Diese
Erfindung betrifft eine Säule
für ein photoelektrisches
Gitter, welches mit deaktivierenden Sensoren ausgestattet ist.
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Um
im industriellen Umfeld Arbeiter zu schützen, die in der Nähe von gefährlichen
Werkzeugmaschinen beschäftigt
sind, ist es bekannt, die Eingänge
zu unsicheren Bereichen durch immaterielle Wände wie die oben erwähnten photoelektrischen
Gitter abzuschirmen. Solche Gitter projizieren Infrarotstrahlen über einen
Eingangsweg zu einem Bereich, der eine gefährliche Maschine umfasst, und
erfassen jegliche Unterbrechung der Strahlen, um ein Alarmsignal
zu erzeugen und die Maschine anzuhalten. Dementsprechend umfasst
ein photoelektrisches Gitter eine Vielzahl von Lumineszenzendioden
(LED), die in einer die Dioden haltenden Säule, die auf einer Seite des
Weges angeordnet ist, angebracht sind und die parallele, auf entsprechende
Photodioden gerichtete Strahlen erzeugen, die in einer Säule, die auf
der anderen Seite des Weges angeordnet ist, gehalten sind. Die Ausgangssignale
der Photodioden werden in eine Verarbeitungseinheit gespeist, die
sie fortlaufend bezüglich
Signalstärke
und/oder Signaldauer überwacht,
um festzustellen, ob irgendeine Unterbrechung des Signals stattgefunden
hat.
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Zu
verarbeitenden Gegenstände
jedoch, wie auch bestimmten sich bewegenden Teilen der Maschine,
muss es ermöglicht
werden, das Gitter zu durchqueren, ohne die Alarmroutine auszulösen und eine
Abschaltung zu verursachen. Dementsprechend werden solche Gitter
allgemein mit einer sogenannten Deaktivierungsfunktion ausgerüstet, die
vorübergehend
und automatisch das Gitter deaktiviert.
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Die
oben genannte Funktion wird mit Hilfe einer nahe den genannten Säulen befindlichen
Baugruppe photoelektrischer Sensoren erzielt, die gewöhnlich wenigstens
zwei Paare von Lichtsendern, die hintereinander entlang des Pfades
der Palette auf der einen Seite des Weges angeordnet sind, und von auf
der anderen Seite angeordneten entsprechenden Lichtempfängern umfasst,
deren Ausgangssignale ebenfalls in die Verarbeitungseinheit gespeist
werden. Die Emitter erzeugen Strahlen, welche den Pfad des Gegenstands
unterbrechen, so dass jegliche Unterbrechung eines Strahles von
der Verarbeitungseinheit als ein Deaktivierungsbefehl zum vorübergehenden
Abstellen des Gitters interpretiert werden kann, um den Paletten
ein Durchqueren zu ermöglichen.
Solche Sensoren, die auf beiden Seiten des Gitters (T-Anordnung)
oder nur auf dessen unsicheren Seite (L-Anordnung) angebracht sein
können, können unabhängig von
dem das Gitter tragenden Rahmen bereitgestellt sein oder in diesen
integriert sein, um die Anordnung kompakter zu gestalten und eine
Fehlausrichtung durch zufällige
Kollisionen oder Ähnliches
zu verhindern. In diesem Fall ist es be kannt, die Emitter und Empfänger innerhalb
entsprechender Halterungen anzuordnen, die im rechten Winkel in
einer vorbestimmten Höhe über dem
Boden üblicherweise
durch Schweißen
an den Säulen
befestigt sind, um die Dioden, Photodioden und Sensoren vor der äußeren Umgebung
zu schützen.
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Obwohl
eine solche Anordnung der Sensoren es dem Gitter erlaubt, einen
befriedigenden Grad an Sicherheit zu erreichen, hat es den Hauptnachteil, dass
die deaktivierenden Emitter und Empfänger nicht in Höhe und Neigung
an die unterschiedlichen Anforderungen anpassbar sind. Beispielsweise
sollte die durch die Strahlen definierte unterbrechende Ebene der
Sensoren sowohl in der Höhe
entsprechend der Form und Größe der Palette
verstellbar, als auch neigbar gegenüber dem Boden sein, so dass
sogar ungewöhnliche
Paletten, wie solche, die aus einer Vielzahl von Schichten transparenter
Gegenstände,
die durch lichtundurchlässige
Platten (wie zum Verpacken von Flaschen gebräuchliche) getrennt sind, abgefangen
werden können.
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Ein
weiterer Nachteil solcher bekannter, mit in unlösbar an den Säulen angebrachten
Halterungen angeordneter deaktivierender Sensoren ausgestatteter
Gitter ist, dass sie problematischer und unbequemer zu tragen sind
als ein solches Gitter, welches mit unabhängigen Sensoren ausgestattet
ist.
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Die
US-A-4 523 683 offenbart eine Säule,
die mit vertikalen Schienen ausgestattet ist, entlang derer Halterungen
oder Halter mit Hilfe von feststellbaren Schlittenbaugruppen höhenverstellbar
festgeklemmt werden können.
Die Säule
ist jedoch für
das schnelle Einsetzen von medizinischer Ausrüstung, wie Tabletts und Anzeige- und/oder Behandlungsinstrumenten,
gedacht und ist deshalb nicht als Säule für ein photoelektrisches Gitter
geeignet, welches eine vertikale Reihe von Lichtsendern oder Empfängern aufweisen
muss. Darüber
hinaus kann in der Säule
der US-A-4 523 683 lediglich die Höhe einer Halterung verstellt
werden, und nicht deren Ausrichtung.
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Eine
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein mit integrierten
deaktivierenden Sensoren ausgerüstetes
photoelektrisches Gitter bereitzustellen, welches den gleichen Grad
an Sicherheit wie die bekannten Gitter aufweist und weiterhin mit
Einrichtungen ausgestattet ist, um die Ausrichtung der deaktivierenden
Sensoren an die verschiedenen Anforderungen anzupassen.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Gitter bereitzustellen,
welches hergestellt werden kann, indem eine Anzahl Zusatzbauteile
an den Standardsäulen
angebracht wird, ohne diese zu verändern und/oder deren Genauigkeit
zu beeinflussen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein photoelektrisches
Gitter bereitzustellen, dessen Sensoren effektiv isoliert sind,
um ihre Aufgabe in einer nassen Umgebung verrichten zu können.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gitter bereitzustellen,
welches an verschiedene Nutzungen angepasst werden kann und einfacher transportiert
werden kann als die bekannten, die mit integrierten Halterungen
ausgestattet sind.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung ist, ein photoelektrisches Gitter
bereitzustellen, welches kostengünstig
und einfach hergestellt werden kann und welches unter Einsatz bekannter
Prozesse und Ausrüstung
hergestellt werden kann.
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Die
oben genannte Aufgabe und andere Aufgaben und Vorzüge der Erfindung,
wie sie in der folgenden Beschreibung genannt werden, werden durch
ein photoelektrisches Gitter mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen
erfüllt,
während
die anderen Ansprüche
andere vorteilhafte Merkmale der Erfindung angeben.
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Die
Erfindung wird jetzt genauer beschrieben unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen, die als nicht beschränkende Beispiele gezeigt werden,
wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen photoelektrischen Gitters
und einer sich nähernden
Palette ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht vergrößerten Maßstabs eines
Ausschnitts des Gitters aus 1 ist;
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3 eine
Vorderansicht des Ausschnitts aus 2 ist;
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4 eine
Seitenansicht des Ausschnitts aus 2 ist;
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5 eine Draufsicht auf den Ausschnitt aus 2 ist;
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6 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Ausschnitts aus 2 ist;
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7 ein
vergrößertes Detail
des Ausschnitts aus 3 zeigt.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen umfasst ein photoelektrisches Gitter 10 eine
Vielzahl von Infrarotlicht aussendenden Dioden (LED), die von einer
die Dioden haltenden Säule 12 getragen
werden, die sich auf der einen Seite eines Weges 13 an
der Umfassung 11 eines unsicheren Bereichs 25 befindet. Die
LEDs erzeugen parallele Strahlen 14 (in Abhängigkeit
von den Anforderungen gewöhnlich
2 bis 200 Strahlen), welche von entsprechen Photodioden erfasst
werden, welche von einer die Photodioden haltenden Säule 16 getragen
werden, die sich auf der gegenüber
liegenden Seite des Weges 13 befindet. Die Ausgangssignale
der Photodioden werden in eine in den Säulen aufgenommene Verarbeitungseinheit
(nicht gezeigt) gespeist, die sie fortwährend überwacht, um zu ermitteln,
ob eine Unterbrechung des Signals, d. h. eine Verletzung des Gitters,
stattgefunden hat.
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Jede
Säule 12, 16 ist
vorzugsweise ein U-förmiges
extrudiertes Aluminiumprofil, von dem ein Abschnitt in den 2 bis 6 mit
Bezugnahme auf Säule 12 im
Detail gezeigt ist. Aus Befestigungsgründen ist die Säule mit
einer Nut 32 ausgestattet, die sich wenigstens über eine
ihrer seitlichen Oberflächen
erstreckt und nach innen ragende Kanten 31a, 31b besitzt.
Die Dioden werden durch ein halbtransparentes, sich in Längsrichtung
erstreckendes und zum Beispiel aus PMMA gefertigtes optisches Fenster
(nicht gezeigt) geschützt.
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Die
Säule 16 ist
strukturell identisch zur Säule 12 und
zu dieser symmetrisch angeordnet, abgesehen von ihren internen elektrischen
Komponenten, welche jedoch außerhalb
des Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
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Das
photoelektrische Gitter 10 ist mit einer Deaktivierungsfunktion
ausgestattet, deren Erfassungsfläche
durch eine photoelektrische Sensorbaugruppe definiert ist, die ein
Paar von Lichtemittern umfasst, welche hintereinander entlang des
Pfades einer Palette 26 auf der einen Seite des Weges 13 angebracht
sind, und Strahlen 22, 24 emittieren, welche von
entsprechenden Lichtempfängern
auf der anderen Seite des Weges 13 erfasst werden, und
deren Ausgangssignale an die Verarbeitungseinheit angelegt werden.
Die deaktivierenden Emitter und Empfänger sind innerhalb einer entsprechenden
die Emitter haltenden Halterung 28 und einer die Empfänger haltenden
Halterung 29 aufgenommen, welche im rechten Winkel zu den
Säulen 12 bzw. 16 angebracht
sind und sich, im Fall einer L-Anordnung, in Richtung des unsicheren
Bereichs 25 erstrecken.
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Die 2 bis 6 zeigen
einen Ausschnitt einer der oben erwähnten Halterungen, und insbesondere
die die Emitter haltende Halterung 28, die der die Dioden
halten den Säule 12 zugeordnet
ist, wobei die Halterung ebenfalls aus einem Aluminiumprofil der
selben Art, wie für
die Säulen 12 und 16 verwendet,
besteht.
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Entsprechend
der Erfindung ist eine perforierte Platte 34 an einem Ende
der die Emitter haltenden Halterung 28 angeschraubt, und
ein Paar länglicher
Rückhalteeinsätze 35, 36,
die in die Nut 32 eingreifen, sind mittels Schrauben 37, 38 an
der perforierten Platte 34 befestigt. Eine der Oberflächen der Rückhalteeinsätze ist
konvex, um an die Innenseite der Nut 32 zu passen. Eine
Blattfeder 54, 55 ist an einer Seite der konvexen
Oberfläche
angeschweißt, um
sich gegen die Unterseite der Nut 32 abzustützen, um
den Rückhalteeinsatz
gegen die Kanten 31a, 31b zu drücken und
seine Abnahme zu verhindern, wenn die Halterung entfernt wird. Durch
Festziehen der Schrauben 37 und 38 werden die
Kanten 31a und 31b zwischen die perforierte Platte 34 und
die Rückhalteeinsätze eingeklemmt,
und die Halterung kann an der Säule 12 in
einer gewünschten
Längsposition befestigt
werden. Indem die Schrauben gelöst
werden, kann die Halterung 28 entlang der Nut 32 verschoben
werden, um ihre Höhe über dem
Boden wie gewünscht
einzustellen, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Form und Größe der Palette 26.
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Es
wird auch ein System bereitgestellt, um den Rotationswinkel der
Halterungen 28 und 29 um eine Achse einzustellen,
die im Wesentlichen im rechten Winkel zu der entsprechenden Säule 12, 16 liegt,
so dass die durch die Strahlen der deaktivierenden Sensoren definierte
Unterbrechungsebene geneigt werden kann, um ungewöhnliche
Paletten abzufangen, wie solche, die aus einer Vielzahl von Schichten
transparenter Gegenstände
bestehen, zum Beispiel Flaschen, die durch lichtundurchlässige Platten
getrennt sind. Zu diesem Zweck ist einer der Schlitze 39, 40,
in die die Schrauben 37, 38 eingreifen (Schlitz 39 in
diesem Beispiel), länglich
und gekrümmt,
so dass die Halterung 28 um die Achse der anderen Schraube 38 gedreht
und eingestellt und dann gesichert werden kann, wenn die optimale
Neigung gefunden wurde. Die Schlitze 39, 40 sind
an entsprechenden von der Platte 34 abstehenden Ansätzen angebracht,
wobei die Länge
des länglichen Schlitzes 39 in Übereinstimmung
mit dem totalen, für die
Halterung 28 gewünschten
Rotationswinkel gewählt
ist.
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Die
Platte 34 hat außen
einen Einschnitt 43, der den Endabschnitt eines optischen
Fensters 33 aufnimmt. Eine Zunge 44 ist an die
Kante der Platte 34 angeschraubt und so gefaltet, dass
sie eine Nut 45 bildet, die eine Dichtung 46 aufnimmt,
die mit der Kontaktoberfläche
des Fensters 33 zusammenwirkt.
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Beide
Halterungen aus 1 erstrecken sich in Richtung
eines unsicheren Bereichs 25 (L-Anordnung), so dass die
Lichtemitter Strahlen 22, 24 erzeugen, die den
Pfad der den Bereich verlassenden Palette 26 durchkreuzen.
Auch eine T-Anordnung kann jedoch durch Befestigung eines weiteren
Paares einer Emitter haltenden Halterung und einer Empfänger haltenden
Halterung, wie die Halterungen 28 und 29, welche
sich jedoch auf die dem unsicheren Bereich abgewandte Seite erstrecken,
an den Säulen 12 und 16 erzielt
werden.
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Das
untere Ende jeder Säule 12, 16 ist
durch eine Kappe 47 verschlossen, die zwei Verbindungselemente
(eines für
jede an der Säule
zu befestigende Halterung) hält, über welche
die deaktivierenden Sensoren mit der Verarbeitungseinheit und der Stromversorgung
verbunden werden. Das freie Ende jeder Halterung ist ebenfalls durch
eine Kappe 49 verschlossen, die von einem elektrischem
Kabel 50 durchsetzt wird. Das Kabel 50 ist innerhalb
der Halterung mit den deaktivierten Emittern oder Empfängern verbunden
und außerhalb
der Halterung mittels eines Verbindungsendes mit einem der genannten
Verbindungselemente.
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Vorzugsweise
wird das Kabel 50 von einer Nut 53 der Halterung, ähnlich der
Nut 32 der Säule, aufgenommen.
Die Nut 53 verfügt über nach
innen ragende Kanten 48a, 48b, und das Kabel 50 wird
in ihr mittels einer länglichen
Platte 52 gehalten, deren Längsbegrenzungen intern zwischen
den Kanten 48a, 48b (7) eingezwängt sind.
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Es
ist ersichtlich, dass die Erfindung das genannte Problem löst, indem
ein photoelektrisches Gitter zur Verfügung gestellt wird, welches
mit deaktivierenden Sensoren ausgestattet ist und welches den gleichen
Grad an Sicherheit aufweist wie die bekannten Gitter, und dessen
Sensoren in Höhe
und Neigung verstellbar sind, um an die Anforderungen angepasst
zu werden.
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Ein
weiterer Vorzug der Erfindung ist, dass traditionelle Profile als
Emitter haltende Halterung und Empfänger haltende Halterung verwendet
werden können,
ohne die Genauigkeit des Gitters zu verändern.
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Ein
weiterer Vorzug dieser Erfindung ist, dass die Sensoren innerhalb
der Halterung vollständig
isoliert sind, so dass das Gitter auch in einer feuchten Umgebung
eingesetzt werden kann.
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Wie
für den
Fachmann offensichtlich, können zahlreiche Änderungen
durchgeführten
werden, ohne dabei vom Geltungsbereich der Ansprüche abzukommen. Beispielsweise
kann die Nut entlang der Säule
durch eine externe geradlinige Führung
ersetzt werden, wobei ein an der Halterung angebrachtes Verbindungsglied
entlang dieser Führung
verschiebbar und in einer gewünschten
Stellung arretierbar ist.