DE7331078U

DE7331078U - Light barrier arrangement

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Publication number: DE7331078U
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Publication date: 1973-12-06

Description

Dipl.-lng. Peter Socha ,'... ι ·,.··,.· : "oiMnchen?·^ g-M August 197^: Dipl.-Ing. Peter Socha , '... ι ·,. ··,. ·: "OiMnchen? · ^ GM August 197 ^:

Patentanwalt Wilhelm-Busch-Straße B Patent attorney Wilhelm-Busch-Straße B

Telefon (0811) 7Θ82Θ1Telephone (0811) 7Θ82Θ1

Wolfgang Beer
8 München 21, Lutzstraße 22Wolfgang Beer
8 Munich 21, Lutzstrasse 22

LichtschrankenanordnungLight barrier arrangement

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtschrankenanordnung, welche eine Mehrzahl im wesentlichen in einer Ebene liegender Lichtstrahlen (Lichtvorhang) aufweist.The invention relates to a light barrier arrangement which has a plurality of them lying essentially in one plane Has light rays (light curtain).

Lichtschrankenanordnungen werden auf vielen Gebieten der Technik zur automatischen Auslösung von Ein- oder Ausschaltvorgängen verwendet. Ein wesentliches Anwendungsgebiet für Lichtschrankenanordnungen ist die Gefahrenverminderung für den Menschen, zu deren Erreichung die verschiedensten Maschinen und Anlagen mit Lichtschranken versehen sind. Diese sind derart aufgebaut, daß dem Gefahrenbereich ein oder mehrere jeweils von einer Lichtquelle aus zu einer Fotozelle hin verlaufende Lichtstrahlen vorgelagert sind. Wird beim Eindringen iia den Gefahrenbereich ein Lichtstrahl unterbrochen, so löst die Fotozelle ein optischesLight barrier arrangements are used in many areas of technology for the automatic triggering of switch-on or switch-off processes used. An essential area of application for light barrier arrangements is the reduction of danger for humans, too the various machines and systems are equipped with light barriers to reach them. These are constructed in such a way that the danger area one or more light beams each running from a light source to a photocell are upstream. If a light beam is interrupted when entering the danger area, the photocell triggers an optical one

Postscheckkonto M0m!j^2^tf|:Q)fl gt^pffeulAMferfttn. Kto.-Nr. 367/26 964Postal checking account M0m! J ^ 2 ^ tf |: Q) fl gt ^ pffeulAMferfttn. Account no. 367/26 964

oder akustisches Signal oder eine sonstige Sicherungsmaßnahme wie Abschaltung eines Antriebs aus.or acoustic signal or other safety measure like switching off a drive.

Insbesondere bei Werkzeugmaschinen wie Fressen, Stanzmaschinen oder dergleichen beöteht die Gefahr, SsS dis das s« pr*S5*?«s« oder zujstanzende Werkstück in die Naschine einlegende Bedienungsperson während des Arbeitsvorganges der Masohine in deren Arbeitsbereich gerät, was ?u schwerwiegenden Folgen führen kann. Nan hat daher den zwischen den vertikalen Ständenundpem unteren und oberen Querjoch befindlichen Arbeitsraum dieser Maschinen mit einem vorderen, durch mehrere parallele Lichtstrahlen gebildeten Lichtvorhang versehen, bei dessen Unterbrechung der Maschinenantr^eb schlagartig ausgeschaltet wird.In particular with machine tools such as milling, punching machines or the like, there is a risk that the operator who is inserting the work piece or the operator who is inserting the masohine into the work area during the work process can lead to serious consequences can. Nan has therefore provided the working space of these machines, which is located between the vertical stands and the lower and upper transverse yokes, with a front light curtain formed by several parallel beams of light, which suddenly switches off the machine drive when it is interrupted.

Bei diesen bekannten Lichtschrankenanordnungen wird, wie bereits erwähnt, der Lichtvorhang durch mehrere parallele Lichtstrahlen gebildet. Dabei werden die einzelnen Lichtstrahlen jeweils von einer separaten, gewöhnlich als Qlühlämpchen ausgebildeten Lichtquelle ausgesandt und verlaufen jeweils zu einer separaten Fotozelle. Berücksichtigt man ,daß für eine in der Praxis brauchbare Funktionsweise die einzelnen Lichtstrahlen einen relativ kleinen Abstand voneinander haben müssen und somit zur Bildung von Lichtvorhängen insbesondere größerer Abmessungen eine beträchtliche Anzahl von einzelnen Glühlämpchen und Fotozellen erforderlich ist, so ist leicht einzusehen, daß die bekannten Lichtschrankenanordnungen sehr aufwendig sind. Ferner ist die Funktionssicherheit und Lebensdauer der bekannten Lichtschrankenanordnungen nicht zufriedenstellend, da beispielsweise von Zeit zu Zeit die einzelnen Glühlämpchen und da^it die gesamte Anlage in ihrer Betriebsbereitschaft ausfallen können.—Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Lichtschrankenanordnung, welche eine Mehrzahl im wesentlichen in einer Ebene liegender Lichtstrahlen (Lichtvorhang) aufweist, zu schaffen , die die Nachteile der bekannten Lichtschrankenanordnungen beseitigt.In these known light barrier arrangements, as already mentioned, the light curtain is formed by several parallel light beams educated. The individual light beams are each emitted by a separate light source, usually designed as a small lamp sent out and each run to a separate photocell. If one takes into account that for a useful in practice How it works the individual light rays must have a relatively small distance from one another and thus to form light curtains a considerable number of individual light bulbs and photocells is required, especially for larger dimensions, so it is easy to see that the known light barrier arrangements are very expensive. Furthermore, the functional reliability and The service life of the known light barrier arrangements is not satisfactory, for example, from time to time the individual light bulbs and the entire system are ready for operation may fail. — The present invention is based on the object a simple and effective light barrier arrangement, which a plurality of light rays lying essentially in one plane (Light curtain) has to create the disadvantages of the known Light barrier arrangements eliminated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an zwei einander gegenüber liegenden Rändern des zu bildenden LichtvorhangsThis object is achieved in that at two opposing edges of the light curtain to be formed

je ein Umlenkepiegel mit einander zugekehrten Spiegelflächen derart angeordnet sind, daß ein von einer Lichtquelle auf einen der beiden Umlenkepiegel auftreffender Lichtstrahl, vorzugsweise ein Laserstrahl, zur Bildung des Lichtvorhangs zickzaek-förmig Bwiaohen den beiden Umlenkspiegeln reflektiert wird und anschließend zu einer Fotozelle hin verläuft. Bei einer besondere vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist dabei der Anstellwinkel der Umlenkspiegel bezüglich des auftreffenden Lichtstrahls zur Regulierung des maximalen Abstandes zweier benachbarter reflektierter Lichtstrahlabschnitte verstellbar.One deflecting mirror each with facing mirror surfaces are arranged such that a light beam impinging on one of the two deflecting mirrors from a light source, preferably A laser beam is reflected in a zigzag shape by the two deflecting mirrors to form the light curtain and then runs to a photocell. With a special one An advantageous embodiment of the invention is the angle of incidence of the deflecting mirror with respect to the incident light beam adjustable to regulate the maximum distance between two adjacent reflected light beam sections.

Die erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung ist im Vergleich zu. der bekannten auffallend einfach aufgebaut und weist eine hohe Funktionssicherheit und Lebensdauer auf. Der gesamte erfindungsgemäße Lichtvorhang besteht praktisch aus einem einzigen zwischen den beiden Spiegeln fortwährend reflektierten Lichtstrahl , zu dessen Erzeugung nur eine einzige Lichtquelle und su dessen Empfang nur eine einzige Fotozelle erforderlich sind. Durch entsprechende genaue Einjustierung der Anstellwinkel der beiden Spiegel ist es möglich, den Abstand der einzelnen benä dibarten zickzack-förmig aufeinander folgenden Lichtstrahlabschnitte zwischen den beiden Umlenkspiegeln so klein wie gewünscht zu halten. Der im Zusammenhang mit der Erfindung vorzugsweise verwendete Laserstrahl ist ein sehr konzentrierter, d.h. stark gebündelter Lichtstrahl, der bekanntlich auch bei längsten Strahlenwegen nur eine geringe Streuung« d.h. Strahlquer Schnittsvergrößerung aufweist. Diese Eigenschaft des Laser-. , strahl kommt gerade bei der vorliegenden Erfindung besonders gut zar Geltung, da die Gesamtlänge des Lichtstrahls vom Laser bis zur Fotozelle infolge der zahlreichen zickza ck-fÖrraigen Umlenkungen einen relativ großen Wert hat. Darüberhinaus hat ein Laser bekanntlich eine sehr hohe Lebensdauer.The light barrier arrangement according to the invention is in comparison to. the well-known is remarkably simple and has a high functional reliability and service life. The entire light curtain according to the invention consists practically of a single one between the two mirrors continuously reflected light beam, only a single light source to generate it and only a single photocell is required to receive it. By appropriately adjusting the angle of attack of the two mirrors, it is possible to keep the distance between the individual light beam sections between the two deflecting mirrors as small as possible desired to keep. The laser beam preferably used in connection with the invention is a very concentrated, i.e. a strongly bundled light beam which, as is well known, has only a low degree of scattering even with the longest beam paths, i.e. the cross-sectional enlargement of the beam. This property of the laser. , beam is particularly effective with the present invention, since the total length of the light beam from the laser to to the photocell has a relatively high value due to the numerous zigzag-shaped deflections. In addition, has a Lasers are known to have a very long service life.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Umlenkspiegel jeweils auf einer vertikalen Leiste mittels verstellbaren Befestigungseinrichtungen angebracht und zwischen den vertikalen Leisten sind am oberen und unteren Rand des Lichtvorhangs je eine horizontaleAppropriately, the two deflection mirrors are each attached to a vertical bar by means of adjustable fastening devices and are between the vertical bars one horizontal each at the top and bottom of the light curtain

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Leiste angeordnet, wobei an einer der horizontalen Leisten der den Lichtstrahl erzeugende Laser und an der anderen horizontalen Leiste die Fotozelle befestigt sind. Dabei sind die Anstellwinkel von Laser und Fotozelle ebenfalls verstellbar. Dadurch ergeben sich zusätzlich Ver-Biöllwoglishäsltsn «ur »««»η«** Einstellung der gewünschten "Strahlendichte" des Lichtvorhange der erfindungsgemäßen Lichtechrankenanordnung.Arranged bar, with one of the horizontal bars of the laser generating the light beam and the photocell are attached to the other horizontal bar. The angle of incidence of the laser and photocell can also be adjusted. Through this This also results in Ver-Biöllwoglishäsltsn «ur» «« »η« ** Setting the desired "radiation density" of the light curtain light barrier arrangement according to the invention.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. Show it:

Figur 1 in Vorderansicht eine Maschinenpresse, welcheFigure 1 in front view of a machine press, which

mit einer durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung versehen ist, undis provided with a light barrier arrangement according to the invention indicated by a dash-dotted line, and

Figur 2 iss ÄufriÄ die L-iehtsehrankenanordnung im Detail.FIG. 2 is a detailed view of the lined groin arrangement.

In Figur 1 ist eine Maschinenpresse dargestellt, welche vertikale Ständer 1 und je ein oberes 2 und unteres 3 Querjoch aufweist. Vom unteren Querjoch 3 aus ist ein Arbeitstisch 4 in vertikaler Richtung bewegbar, auf welchem ein zu pressendes Werkstück 5 aufspannbar ist. Vom oberen Querjoch 2 aus ist ein Presstempel 6 in vertikaler Richtung bewegbar, mittels welchem das Werkstück 5 in gewünschter Weise gepresst werden kann.In Figure 1, a machine press is shown, which vertical Stator 1 and each an upper 2 and lower 3 cross yoke. From the lower cross yoke 3, a work table 4 is vertical Movable direction on which a workpiece 5 to be pressed can be clamped. A press die 6 is located from the upper cross yoke 2 movable in the vertical direction, by means of which the workpiece 5 can be pressed in a desired manner.

Es ist Dächt einzusehen, daß der zwischen de» vertikalen Ständern 1 ui.d etwa dem oberen 2 und unteren 3 Quer j och befindliehe Arbeitsraum der Maschine einen Gefahrenbereich für die Bedienungsperson darstellt. Aus diesem Grunde ist dem beschriebenen Arbeitsbereich eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung 7 unmittelbar vorgelagert, welche in Figur 1 der besseren Übersichtlichkeit halber lediglich durch eine strichpunktierte Linie umfaagmäßig angedeutet und in Figur 2 im Detail dargestellt ist.It can be seen that the one between the vertical stands 1 ui.d about the upper 2 and lower 3 cross yoke located working area of the machine a danger area for the operator represents. For this reason, a safety device 7 according to the invention is directly upstream of the described work area, which is shown in FIG. 1 for the sake of clarity is only indicated circumferentially by a dash-dotted line and shown in detail in FIG.

Bei der Lichtsehrankenanorflnung 7 sind an den beiden seitlichen Rändern des zu bildenden Lichtvorhangs je eine vertikale Leiste 8 und 9 angeordnet, auf welchen jeweils ein Umlenkspiegel Io bzw. 11 derart angeordnet sind, daß die relativ schmalen Spiegelflachen 12 bzü. 13 sen&eeht zur Zeichenebene liegen und nach innen weisen, d.h. einander zugekehrt sind. Zwischen den Leisten 8 und 9 befinden eich jeweils am oberen bzw. unteren Rand des | zu bildenden Lichtvorhange eine obere 14 und untere 15 horizon- Γ tale Leinte. An der oberen Leiste 14 ist ein Laser 16 befestigt, *~ von welchem aus ein Lichtstrahl 17 auf den Umlenkspiegel 11 geworfen wird, wonadi er zur erfindungsgemäßen Bildung aes Lichtvorhange zickzack-förmig zwischen den beiden Umlenkepiegeln Io und 11 reflektiert wird und anschließend zu einer an der * unteren Leiste 15 befestigten Fotozelle 18 hin verläuft. Der ;■ zickzack-förmige Verlauf des Laserstrahls 17 ist in der Zeichnung der Einfachheitjhalber lediglich am oberen Anfang und unteren Ende des Lichtvorhangs eingezeichnet.In the Lichtsehrankenanorflnung 7 a vertical bar 8 and 9 are arranged on the two side edges of the light curtain to be formed, on each of which a deflecting mirror Io and 11 are arranged such that the relatively narrow mirror surfaces 12 or. 13 must lie on the plane of the drawing and point inwards, ie facing each other. Between the strips 8 and 9 are located at the top and bottom of the | An upper 14 and lower 15 horizontal lines to be formed light curtains. On the upper bar 14, a laser 16 is fixed, * ~ is from which a light beam 17 thrown on the reflection mirror 11, wonadi he zigzag is for the inventive formation aes light curtain between the two Umlenkepiegeln Io and reflects 11 and then on to a the * lower bar 15 attached photocell 18 runs towards. The zigzag course of the laser beam 17 is shown in the drawing for the sake of simplicity only at the upper beginning and lower end of the light curtain.

Der größte Abstand a zwischen zwei benachbarten reflektierten Strahlabschnitten, welcher vorzugsweise 2 cm beträgt, läßt sich durch entsprechende Strahlablenkung einstellen. Hierzu ist der Anstellwinkel der Umlenkspiegel Ig und 11 bezüglich des auftreffenden Lichtstrahls 17 verstellbar·, die Anstellung der Umlenkspiegel Io und 11 läßt sich zweckmäßigerweise durch Einstellung eines entsprechenden Anstellwinkels o^l bzw. ^2 der beiden Spiegel gegen die Vertikale erreichen. Im übrigen sind auch die Anstellwinkel pi und (fe von Laser 16 und Fotozelle 18 im erforderlichen Maße verstellbar. Die verstellbaren Einrichtungen zur Befestigung der Umlenkspiegel Io und 11 sowie des Lasers 16 und der Fotozelle 18 auf ihren zugehörigen Leisten, wie Anordnungen mit Langlöchern und Stellschrauben oder dergleichen, sind an sich bekannt und daher der besseren Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung fortgelassen.The greatest distance a between two adjacent reflected beam sections, which is preferably 2 cm, can be set by appropriate beam deflection. For this purpose, the angle of incidence of the deflecting mirrors Ig and 11 is adjustable with respect to the incident light beam 17. The inclination of the deflecting mirrors Io and 11 can expediently be achieved by setting a corresponding angle of incidence o ^ l or ^ 2 of the two mirrors to the vertical. In addition, the angles of incidence pi and ( fe of laser 16 and photocell 18 can be adjusted to the required extent. The adjustable devices for fastening the deflecting mirrors Io and 11 as well as the laser 16 and photocell 18 on their associated strips, such as arrangements with elongated holes and adjusting screws or the like are known per se and are therefore omitted from the drawing for the sake of clarity.

Als Laser wird vorzugsweise ein Helium-Neon-Laser verwendet.A helium-neon laser is preferably used as the laser.

Wie bereits erwähnt, ist - wie ebenfalls die Zeichnung deutlich zeigt- die erfindungsgemäße besonders funktionssichere Lichtschrankenanordnung sehr einfach aufgebaut und herstellbar und daher in den Anschaffungskosten wesentlich billiger als die bekannten Lichtschrankenanordnungen.As already mentioned, the drawing is clear as well shows the particularly functionally reliable light barrier arrangement according to the invention, and is very simple to design and manufacture therefore significantly cheaper in terms of acquisition costs than the known light barrier arrangements.

Es sei noch besonders darauf hingewiesen, daß die Beschreibung der erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung im Zusammenhang mit einer Maschinenpresse lediglich beispielhaft sein soll. Der Schutzbereich der- Erfindung erstreckt- sich auch auf sämtliche übrigen Anwendungsrdöglichkeiten dieser Lichtschrankenancrdnung.It should also be pointed out that the description of the light barrier arrangement according to the invention in context with a machine press should only be exemplary. The scope of protection of the invention also extends to all other possible applications of this light barrier arrangement.

Claims

* ·· * ΙΙΜ I I A η claims

1. Lichtschrankenanordnung, welche eine Mehrzahl im wesentlichen in einer Ebene liegender Lichtstrahlen (Lichtvorhang) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei einander gegenüberliegenden Rändern des zu bildenden Lichtvorhangs je ein Umlenkspiegel (lo, 11) mit einander zugekehrten Spiegelflächen1. Light barrier arrangement, which is a plurality essentially in one plane lying light rays (light curtain), characterized in that on two mutually opposite edges of the light curtain to be formed a deflecting mirror (lo, 11) with mutually facing mirror surfaces (12, 13) derart angeordnet sind, daß ein von einer Lichtquelle (16) auf einen der beiden Umlenkspiegeln (11) auffcreffender Lichtstrahl, vorzugsweise ein Laserstrahl, zur Bildung des Lichtvorhangs zickzack-förmig zwischen den beiden Umlenkspiegeln (lo, 11) reflektiert wird und anschließend zu einer Fotozelle (l8) hin verläuft.(12, 13) are arranged in such a way that a light beam, preferably a laser beam, impinging on one of the two deflecting mirrors (11) from a light source (16) for Form the light curtain in a zigzag shape between the two Deflecting mirrors (lo, 11) is reflected and then runs to a photocell (l8).

2. Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel (0^1,062) der Umlenkspiegel (1 ο, bezüglich des auftreffenden Lichtstrahls(17) zur Regulierung2. Light barrier arrangement according to claim 1, characterized in that the angle of attack (0 ^ 1.062) of the deflecting mirror (1 o, with respect to the incident light beam (17) for regulation des maximalen Abstandes (a) zweier benachbarter reflektierter Lichtstrahlabschnitte verstellbar ist.the maximum distance (a) between two adjacent reflected light beam sections is adjustable.

3· Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlenkspiegel (lo, 11) jeweils auf einer vertikalen Leiste (8, 9) mittels verstellbaren Befestigungseinrichtungen angebracht sind und zwischen den vertikalen Leisten (8, 9) am oberen und unteren Rand des Lichtvorhangs je eine horizontale Leiste (14, 15) angeordnet sind , wobei an einer (I¹O der horizontalen Leisten ein den zu reflektierenden Lichtstrahl (17) erzeugender Laser (16) und ander anderen horizontalen Leiste (15) die Fotozelle befestigt sind.3 · Light barrier arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the two deflecting mirrors (lo, 11) are each attached to a vertical bar (8, 9) by means of adjustable fastening devices and between the vertical bars (8, 9) on the upper and lower At the edge of the light curtain a horizontal bar (14, 15) is arranged, with a ^{laser (16) generating the light beam (17) to be reflected on one (I 1} O of the horizontal bars) and the photocell attached to the other horizontal bar (15) .

4. Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnt, daß die Anstellwinkel (ßi_a fl>2) von Laser (16) und Fotozelle (18) verstellbar sind. 4. Light barrier arrangement according to claim 3, characterized in that the angle of attack ( _{ßi a} fl> 2) of the laser (16) and the photocell (18) are adjustable.

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