DE102004035010B4

DE102004035010B4 - Optical sensor e.g. light barrier, distance sensor, has window arranged in a front transparent flap in a part of the front wall

Info

Publication number: DE102004035010B4
Application number: DE200410035010
Authority: DE
Inventors: Martin Argast; Siegfried Fauth; Ralf Hess; Günther Schwartz
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-07-21
Also published as: DE102004035010A1

Abstract

The sensor (1) has an emitter (4) a receiver (6) and an evaluation unit (7) which generates a object position signal according to received signal. The sensor housing (10) has a window in the front wall for passage of the emitted and received light rays. The window is arranged in a front transparent flap (15) in a part of the front wall.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an optical sensor according to the preamble of the claim 1.

Derartige optische Sensoren können insbesondere als Lichtschranken ausgebildet sein, bei welchen der Sender und die Elektronikkomponenten zu dessen Ansteuerung in einem ersten Sensorgehäuse und der Empfänger mit der Auswerteeinheit als weiterer Elektronikkomponente in einem zweiten Sensorgehäuse angeordnet sind. Weiterhin können derartige optische Sensoren als Lichttaster, Reflexionslichtschranken oder Distanzsensoren ausgebildet sein, bei welchen der Sender, der Empfänger sowie sämtliche Elektronikkomponenten in einem gemeinsamen Sensorgehäuse untergebracht sind.such optical sensors can be designed in particular as light barriers, in which the Transmitter and the electronic components for its control in one first sensor housing and the receiver with the evaluation as a further electronic component in one second sensor housing are arranged. Furthermore, such optical sensors as light sensors, reflection light barriers or Distance sensors may be formed, in which the transmitter, the receiver and all Electronic components housed in a common sensor housing are.

Die Sensorgehäuse bestehen aus Metall oder Kunststoff und weisen in ihrer Frontwand jeweils einen Durchbruch auf, in welchen ein Austrittsfenster eingesetzt und dort fixiert wird. Durch dieses Austrittsfenster werden die Sendelichtstrahlen und/oder die Empfangslichtstrahlen geführt. Weiterhin weisen derartige Sensorgehäuse in ihrer Rückenwand oder in einer Seitenwand einen weiteren Durchbruch auf, in welchen ein Gehäusedeckel einsetzbar und dort fixierbar ist. Zur Einstellung von Parametern und mechanischen Stellelementen wie Blenden können an der Außenseite des Sensorgehäuses Bedienelemente vorgesehen sein. Zur Installation derartiger Bedienelemente müssen im Sensorgehäuse weitere Durchbrüche vorgesehen werden, in welche diese Bedienelemente eingesetzt werden.The sensor housing Made of metal or plastic and have in their front wall each on a breakthrough, in which an exit window used and fixed there. Through this exit window, the Transmitted light beams and / or the received light beams out. Farther have such sensor housing in her back wall or in a side wall on another breakthrough, in which a housing cover can be used and fixed there. For setting parameters and mechanical actuators such as diaphragms can be on the outside of the sensor housing Be provided controls. To install such controls have to in the sensor housing further breakthroughs be provided, in which these controls are used.

Derartige optische Sensoren weisen aufgrund der Vielzahl von Komponenten einen aufwändigen Aufbau auf. Weiterhin ist der Montageaufwand für derarti ge optische Sensoren unerwünscht groß. Insbesondere ist nachteilig, dass nach Einsetzen des Austrittsfensters, der Gehäusedeckel und gegebenenfalls der Bedienelemente in die Durchbrüche des Sensorgehäuses die jeweiligen Nahtstellen abgedichtet werden müssen, was einen erheblichen Zeitaufwand bei der Fertigung des optischen Sensors bedingt.such optical sensors have one due to the large number of components complex Build up. Furthermore, the assembly costs for derarti ge optical sensors undesirable large. Especially is disadvantageous that after inserting the exit window, the housing cover and optionally the controls in the openings of the sensor housing the each seam must be sealed, which is a considerable Time required in the production of the optical sensor.

Ein gattungsgemäßer Sensor ist aus der US 4,916,536 A bekannt. Dieser als Distanzsensor ausgebildete Sensor weist einen Sender und einen Empfänger auf, welche in einem Gehäuse integriert sind. In der Frontwand des Gehäuses befindet sich ein Austrittsfenster, durch welches vom Sender emittierte beziehungsweise auf den Empfänger auftreffende Lichtstrahlen geführt sind. Weiterhin ist ein Frontdeckel vorgesehen, der einen Teil der Frontwand bildet.A generic sensor is from the US 4,916,536 A known. This trained as a distance sensor sensor has a transmitter and a receiver, which are integrated in a housing. In the front wall of the housing there is an exit window through which emitted by the transmitter or incident on the receiver light rays are guided. Furthermore, a front cover is provided which forms part of the front wall.

Aus der EP 0 427 822 B2 ist ein optisches Kollisionsüberwachungssystem bekannt, welches in einem Gehäuse integrierte Sensorkomponenten aufweist. Das Gehäuse besteht aus einem Vorderteil mit Fenster, das auf ein hinteres Gehäuseteil aufsetzbar ist.From the EP 0 427 822 B2 For example, an optical collision monitoring system is known which has sensor components integrated in a housing. The housing consists of a front part with window, which can be placed on a rear housing part.

In der DE 103 04 054 B4 sind als Lichtgitter oder Flächendistanzsensoren ausgebildete Sensoren beschrieben, deren Komponenten in Gehäusen untergebracht sind, in deren Frontwänden Austrittsfenster zum Durchtritt von Lichtstrahlen vorgesehen sind.In the DE 103 04 054 B4 are designed as light grids or surface distance sensors trained sensors whose components are housed in housings in the front walls exit windows are provided for the passage of light rays.

Aus der DE 103 26 848 A1 , DE 102 29 408 A1 und der DE 101 21 185 A1 sind weitere in einem Gehäuse untergebrachte optische Sensoren bekannt, wobei in den Frontwänden dieser Gehäuse Fenster vorgesehen sind, durch welche Lichtstrahlen geführt sind.From the DE 103 26 848 A1 . DE 102 29 408 A1 and the DE 101 21 185 A1 further housed in a housing optical sensors are known, wherein in the front walls of these housing windows are provided, are guided by which light rays.

Aus der DE 201 11 558 U1 ist ein optischer Sensor bekannt, dessen Komponenten in wenigstens einem kugelförmigen Gehäuse integriert sind. Ein transparenter Gehäuseteil bildet ein Fenster durch welches Lichtstrahlen geführt sind.From the DE 201 11 558 U1 An optical sensor is known whose components are integrated in at least one spherical housing. A transparent housing part forms a window through which light rays are guided.

Aus der DE 197 28 478 C2 ist ein Bilderfassungssystem bekannt, welches einen in einem Gehäuse integrierten CCD-Zeilensensor aufweist. In der Frontwand des Gehäuses befindet sich ein Objektiv.From the DE 197 28 478 C2 For example, an image acquisition system is known which has a CCD line sensor integrated in a housing. In the front wall of the housing is a lens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher servicefreundlich und kostengünstig herstellbar ist.Of the Invention is based on the object, an optical sensor of to provide the aforementioned type, which is easy to service and cost-effective can be produced.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Der erfindungsgemäße optische Sensor dient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich und weist einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Weiterhin weist der optische Sensor eine Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale ein Objektfeststellungssignal generiert wird, und wenigstens ein Sensorgehäuse, in dessen Frontwand ein Austrittsfenster angeordnet ist, durch welches die Sendelichtstrahlen und/oder die Empfangslichtstrahlen geführt sind auf. Das Sensorgehäuse besteht aus einem Gehäusekörper und einem auf diesen aufsetzbaren Frontdeckel, welcher zumindest einen Teil der Frontwand des Sensorgehäuses bildet und in welchem das Austrittsfenster angeordnet ist. Der Frontdeckel ist mittels einer Gelenkverbindung mit dem Gehäusekörper verbunden, wodurch der Frontdeckel am Gehäusekörper schwenkbar gelagert ist.The optical sensor according to the invention is used to detect objects in a surveillance area and has a transmitter emitting transmit light beams and a receiver receiving receive beams. Furthermore, the optical sensor has an evaluation unit in which an object detection signal is generated as a function of the received signals, and at least one sensor housing, in whose front wall an exit window is arranged through which the transmitted light beams and / or the received light beams are guided. The sensor housing consists of a housing body and a front cover which can be placed thereon and which forms at least part of the front wall of the sensor housing and in which the outlet window is arranged. The front cover is hinged to the housing connected body, whereby the front cover is pivotally mounted on the housing body.

Da der Frontdeckel eine Mehrfachfunktion als Bestandteil oder Aufnahme des Austrittsfensters und als Verschlussmittel für die Montageöffnung des optischen Sensors, über welche die optischen und elektronischen Komponenten des optischen Sensors eingeführt werden, übernimmt, ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung des Aufbaus des optischen Sensors. Zudem wird dadurch auch die Montage des optischen Sensors vereinfacht.There the front cover a multiple function as a component or recording the exit window and as a closure means for the mounting opening of the optical Sensors, over which the optical and electronic components of the optical Sensors introduced be, take over, results in a considerable simplification of the structure of the optical sensor. In addition, this also simplifies the assembly of the optical sensor.

Besonders vorteilhaft übernimmt der Frontdeckel selbst die Funktion des Austrittsfensters, d. h. die Sendelichtstrahlen und/oder Empfangslichtstrahlen werden durch einen Abschnitt des Frontdeckels geführt, der hierzu bevorzugt aus transparentem Kunststoff besteht. Für das Austrittsfenster muss somit kein separates Teil mehr vorgesehen werden. Der Frontdeckel ist dabei insbesondere als Kunststoffspritzteil ausgebildet, wobei dessen das Austrittsfenster bildender Teil bevorzugt derart ausgebildet sein kann, dass das Austrittsfenster zugleich die Funktion eines Optikelements übernimmt. Der Frontdeckel ist hierzu im Bereich des Austrittsfensters in Form einer oder mehrerer Linsen ausgebildet, mittels derer eine Strahlformung der Sendelichtstrahlen und/oder Fokussierung der Empfangslichtstrahlen erfolgt, welche das Austrittsfenster durchsetzen. Diese Ausführungsform führt zu einer weiteren Reduzierung der Einzelkomponenten des optischen Sensors.Especially advantageous takes over the front cover itself the function of the exit window, d. H. the Transmitted light beams and / or received light beams are transmitted through a Section of the front cover, this preferably consists of transparent plastic. For the exit window Thus, no separate part must be provided. The front cover is in particular designed as a plastic injection molded part, wherein its part forming the exit window preferably being designed in such a way can, that the exit window at the same time assumes the function of an optical element. The front cover is in the area of the exit window in shape formed of one or more lenses, by means of which a beam shaping the transmitted light beams and / or focusing of the received light beams takes place, which enforce the exit window. This embodiment leads to a further reduction of the individual components of the optical sensor.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen optischen Sensors besteht darin, dass der Frontdeckel als Verschlussmittel für die Montageöffnung des optischen Sensors an dessen Frontseite angeordnet ist, die im Gegensatz zu seitlicher oder rückseitiger Montageöffnung auch bei am jeweiligen Einsatzort eingebauten optischen Sensor stets zugänglich ist. Damit können auch bei am Einsatzort montierten optischen Sensoren bei geöffnetem Frontdeckel Komponenten des optischen Sensors über die freiliegende Montageöffnung an der Frontseite des optischen Sensors ausgetauscht werden. Insbesondere können auch Einstellmittel zur Einstellung von Parametern oder optomechanischen Elementen, wie zum Beispiel Blenden, bei geöffneter Montageöffnung eingestellt werden. Damit kann auf an der Außenseite des Sensorgehäuses liegende Einstellmittel, die in separate Durchbrüche des optischen Sensors eingesetzt und dort abgedichtet werden müssen, verzichtet werden.One Another significant advantage of the optical sensor according to the invention exists in that the front cover as a closure means for the mounting hole of the optical sensor is arranged on the front side, in contrast to the side or back mounting hole also always with built-in optical sensor at each site accessible is. With that you can even when mounted on site optical sensors with open Front cover Components of the optical sensor over the exposed mounting hole the front of the optical sensor are replaced. Especially can also adjustment means for setting parameters or optomechanical elements, such as shutters, set with the mounting hole open become. This can be done on lying on the outside of the sensor housing adjusting means, in separate breakthroughs used and sealed there must be omitted become.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass auch während des Betriebs des optischen Sensors am Einsatzort ein im Inneren des Sensorgehäuses liegender Klemmraum zum Anschluss der Adern eines Versorgungskabels für den optischen Sensor durch Öffnen des Frontdeckels für eine Bedienperson zur Durchführung von Reparaturen oder Installationen zugänglich ist.Farther is advantageous that even during the Operating the optical sensor at the place of use inside the sensor housing lying terminal compartment for connecting the wires of a supply cable for the optical sensor by opening the Front covers for an operator to carry out of repairs or installations.

Da der Frontdeckel mittels einer Gelenkverbindung mit dem Gehäusekörper des Sensorgehäuses verbunden ist, kann dieser bezüglich diesem zwischen einer ersten und zweiten Endposition geschwenkt werden. In der ersten Endposition liegt der Rand des Frontdeckels dicht auf dem Rand des Gehäusekörpers auf, so dass der Frontdeckel die Öffnung des Gehäusekörpers dicht abschließt. Der Frontdeckel ist in der ersten Endposition mittels einer Verschraubung am Gehäusekörper fixiert. Vorzugsweise sind am Rand des Frontdeckels und/oder des Gehäusekörpers Dichtmittel vorgesehen, so dass die Nahtstellen zwischen Frontdeckel und Gehäusekörper gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Verschmutzungen abgedichtet sind. In der zweiten Endposition ist der Frontdeckel von der Öffnung des Gehäusekörpers weggeschraubt, so dass die Innenräume des Frontdeckels und des Gehäusekörpers frei liegen und eine gute zugängliche Montageöffnung bilden. In dieser zweiten Endposition können insbesondere auch Einstellungen von optischen und elektronischen Komponenten des optischen Sensors vorgenommen werden.There the front cover by means of a hinge connection with the housing body of the sensor housing This can be related this pivoted between a first and second end position become. In the first end position is the edge of the front cover close up on the edge of the case body, so the front cover is the opening the housing body tight concludes. The front cover is in the first end position by means of a screw connection fixed to the housing body. Preferably, at the edge of the front cover and / or the housing body sealing means provided so that the seams between front cover and housing body against Ingress of moisture and dirt are sealed. In the second end position, the front cover is from the opening of the Screwed housing body, so the interiors the front cover and the housing body are exposed and a good accessible Form mounting hole. In this second end position can in particular also settings of optical and electronic Components of the optical sensor are made.

Da in der zweiten Endposition der Frontdeckel über die Gelenkverbindung am Gehäusekörper gehalten ist, muss der Frontdeckel zur Einstellung von Parametern oder dergleichen nicht vom Gehäusekörper abgenommen werden, zudem ist unmittelbar an dem Gehäusekörper für Einstellarbeiten zugänglich. Da die Verschraubung eine reversible Fixierung des Frontdeckels am Gehäusekörper bildet, kann der Frontdeckel je nach Bedarf am Gehäusekörper geöffnet werden. Da sich der Frontdeckel an der Frontseite des optischen Sensors befindet, kann das Öffnen auch bei einem am Einsatzort montierten optischen Sensor einfach und schnell erfolgen.There in the second end position of the front cover via the hinge connection on Housing body held is, the front cover must be for setting parameters or the like not removed from the housing body In addition, is directly accessible to the housing body for adjustments. Since the screw connection reversible fixation of the front cover forms on the housing body can the front cover can be opened as needed on the housing body. Because the front cover located on the front of the optical sensor, the opening can also in an on-site mounted optical sensor simple and done quickly.

Der erfindungsgemäße optische Sensor kann insbesondere als Lichttaster, Reflexionslichtschranke oder Distanzsensor ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Komponenten des optischen Sensors in einem gemeinsamen Sensorgehäuse integriert. Dabei weist der Frontdeckel des Sensorgehäuses des optischen Sensors ein Austrittsfenster auf, durch welches sowohl die Sendelichtstrahlen als auch die Empfangslichtstrahlen geführt sind. Weiterhin kann der optische Sensor auch als Lichtschranke ausgebildet sein. In diesem Fall sind der Sender und der Empfänger in separaten Sensorgehäusen integriert, welche jeweils aus einem Gehäusekörper mit darauf aufsetzbaren Frontdeckeln bestehen. Die Sendelichtstrahlen des Senders sind dann durch das Austrittsfenster des ersten Sensorgehäuses, in welchem der Sender dann angeordnet ist, geführt. Die Empfangslichtstrahlen sind durch das Austrittsfenster des zweiten Sensorgehäuses, in welchem der Empfänger angeordnet ist, geführt.The optical sensor according to the invention can be designed in particular as a light sensor, reflection light barrier or distance sensor. In this case, the components of the optical sensor are integrated in a common sensor housing. In this case, the front cover of the sensor housing of the optical sensor has an exit window, through which both the transmitted light beams and the received light beams are guided. Furthermore, the optical sensor can also be designed as a light barrier. In this case, the transmitter and the receiver are integrated in separate sensor housings, each of which consists of a housing body with front lids mounted thereon. The transmitted light beams of the transmitter are then guided through the exit window of the first sensor housing, in which the transmitter is then arranged. The received light beams are through the exit window of the second sensor housing, in which the Receiver is arranged, guided.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines optischen Sensors. 1 : Block diagram of an embodiment of an optical sensor.

2: Seitenansicht des Sensorgehäuses des optischen Sensors gemäß 1. 2 : Side view of the sensor housing of the optical sensor according to 1 ,

3: Längsschnitt durch den Frontdeckel für das Sensorgehäuse gemäß 2. 3 : Longitudinal section through the front cover for the sensor housing according to 2 ,

4: Ausführung eines transparenten Frontdeckels als Austrittsfenster für ein Sensorgehäuse gemäß 2

a) Längsschnitt durch den Frontdeckel
b) Draufsicht auf die Öffnung des Gehäusekörpers des Sensorgehäuses.

4 : Execution of a transparent front cover as exit window for a sensor housing according to 2

a) longitudinal section through the front cover
b) top view of the opening of the housing body of the sensor housing.

5: Ausführung eines transparenten Frontdeckels mit integrierten Optikelementen für ein Sensorgehäuse gemäß 2. 5 : Design of a transparent front cover with integrated optical elements for a sensor housing according to 2 ,

6: Ausführung eines nicht transparenten Frontdeckels mit eingesetztem Austrittsfensters für ein Sensorgehäuse gemäß 2. 6 : Execution of a non-transparent front cover with inserted exit window for a sensor housing according to 2 ,

7: Seitenansicht eines an einer Aufnahme einer Anlage installierten optischen Sensors bei geöffnetem Frontdeckel. 7 : Side view of an optical sensor installed on a receiver of a system with the front cover open.

8: Schematische Darstellung einer im Frontdeckel eines Sensorgehäuses gemäß 2 integrierten Blende. 8th : Schematic representation of a front cover of a sensor housing according to 2 integrated aperture.

9: Seitenansicht der Blende gemäß 8. 9 : Side view of the panel according to 8th ,

10: Querschnitt durch den Frontdeckel gemäß 8 mit der in Führungselementen geführten Blende. 10 : Cross section through the front cover according to 8th with the guided in guide elements aperture.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines optischen Sensors 1 zur Erfassung von Objekten 2 in einem Überwachungsbereich. Der optische Sensor 1 ist im vorliegenden Fall als Lichttaster ausgebildet. Prinzipiell kann der optische Sensor 1 auch als Reflexionslichtschranke, Distanzsensor oder Lichtschranke ausgebildet sein. 1 schematically shows the structure of an optical sensor 1 for capturing objects 2 in a surveillance area. The optical sensor 1 is designed in the present case as a light sensor. In principle, the optical sensor 1 Also be designed as a reflection light barrier, distance sensor or light barrier.

Der optische Sensor 1 weist einen Sendelichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 und einen Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden Empfänger 6 auf. Der Sender 4 besteht aus einer Leuchtdiode oder einer Laserdiode. Der Empfänger 6 besteht aus einer Photodiode oder dergleichen. Prinzipiell kann der Sender 4 auch aus einer Mehrfachanordnung von Sendeelementen bestehen. Ebenso kann der Empfänger 6 aus einer Mehrfachanordnung bestehen.The optical sensor 1 has a transmitted light rays 3 emissive transmitter 4 and a receiving light beam 5 receiving recipient 6 on. The transmitter 4 consists of a light emitting diode or a laser diode. The recipient 6 consists of a photodiode or the like. In principle, the transmitter 4 also consist of a multiple arrangement of transmitting elements. Likewise, the receiver 6 consist of a multiple arrangement.

Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind an einer Auswerteeinheit 7 angeschlossen, die von einem Mikroprozessor oder dergleichen gebildet ist. Mit der Auswerteeinheit 7 erfolgt die Ansteuerung des Senders 4. Zudem werden in der Auswerteeinheit 7 die am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden Empfangssignale zur Generierung eines Objektfeststellungssignals ausgewertet. Im vorliegenden Fall ist das Objektfeststellungssignal als binäres Schaltsignal ausgebildet, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht.The transmitter 4 and the receiver 6 are at an evaluation unit 7 connected, which is formed by a microprocessor or the like. With the evaluation unit 7 the control of the transmitter takes place 4 , In addition, in the evaluation unit 7 the at the output of the receiver 6 pending received signals for generating an object detection signal evaluated. In the present case, the object detection signal is designed as a binary switching signal whose switching states indicate whether an object is in the monitored area or not.

Das binäre Schaltsignal wird über ein an die Auswerteeinheit 7 angeschlossenes Relais 8 potentialfrei ausgegeben. Die Anschlüsse des Relais 8 sind auf Klemmen 9 geführt, an welche Adern eines Kabels 12 als elektrische Anschlussmittel geführ sind. Über das Kabel 12 wird insbesondere auch die Versorgungsspannung U_b für den optischen Sensor 1 bereitgestellt.The binary switching signal is sent via an to the evaluation unit 7 connected relay 8th potential-free output. The connections of the relay 8th are on clamps 9 led to which wires of a cable 12 as electrical connection means are guided. About the cable 12 in particular, the supply voltage U _b for the optical sensor 1 provided.

Der optische Sensor 1 ist in einem Sensorgehäuse 10 integriert, in dessen Innenraum der von den Klemmen 9 gebildete Klemmraum liegt. In einer Wand 27 an der Unterseite des Sensorgehäuses 10 ist eine Kabelverschraubung 11 montiert, welche das Kabel 12 fixiert. Von dort sind die Adern des Kabels 12 auf die Klemmen 9 des Klemmraums geführt.The optical sensor 1 is in a sensor housing 10 integrated, in the interior of which of the terminals 9 formed clamping space lies. In a wall 27 at the bottom of the sensor housing 10 is a cable gland 11 mounted, which is the cable 12 fixed. From there are the wires of the cable 12 on the terminals 9 led the terminal space.

In der Frontwand des Sensorgehäuses 10 befindet sich ein Austrittsfenster 13, durch welches die Sendelichtstrahlen 3 und die Empfangslichtstrahlen 5 geführt sind. Die vom Sender 4 emittierten und über das Austrittsfenster 13 in dem Überwachungsbereich geführten Sendelichtstrahlen 3 werden von einem dort angeordneten Objekt 2 reflektiert und als Empfangslichtstrahlen 5 durch das Austrittsfenster 13 zurück zum Empfänger 6 geführt. Bei freiem Überwachungsbereich werden die Sendelichtstrahlen 3 nicht zum optischen Sensor 1 zurückgeführt. Demzufolge wird zur Generierung des binären Schaltsignals das Empfangssignal in der Auswerteeinheit 7 mit wenigstens einem Schwellwert bewertet. Liegt das Objekt 2 oberhalb des Schwellwerts, gilt ein Objekt 2 als erkannt.In the front wall of the sensor housing 10 there is an exit window 13 through which the transmitted light rays 3 and the received light beams 5 are guided. The transmitter 4 emitted and over the exit window 13 transmitted light beams guided in the surveillance area 3 are from an object arranged there 2 reflected and as received beams 5 through the exit window 13 back to the receiver 6 guided. When the surveillance area is free, the transmitted light beams become 3 not to the optical sensor 1 recycled. Consequently, the received signal in the evaluation unit is used to generate the binary switching signal 7 valued with at least one threshold. Is the object lying 2 above the threshold, an object is valid 2 as recognized.

Das Sensorgehäuse 10 des optischen Sensors 1 besteht aus einem Gehäusekörper 14 und einem Frontdeckel 15, welcher zumindest einen Teil der Frontwand bildet und in welchem das Austrittsfenster 13 liegt. Bei abgenommenem Frontdeckel 15 liegt die Öffnung des Gehäusekörpers 14 als Montageöffnung frei. Über diese Montageöffnung sind die optischen und elektronischen Komponenten des Sensorgehäuses 10 einführbar und dort montierbar.The sensor housing 10 of the optical sensor 1 consists of a housing body 14 and a front cover 15 which forms at least part of the front wall and in which the exit window 13 lies. With the front cover removed 15 is the opening of the housing body 14 as mounting hole free. About this mounting hole are the optical and electronic components of the sensor housing 10 insertable and mountable there.

Die 2 und 3 zeigen den mechanischen Aufbau des Sensorgehäuses 10 des optischen Sensors 1 gemäß 3. Der Gehäusekörper 14 und der Frontdeckel 15 ergänzen sich zu einem Sensorgehäuse 10 mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Außenkontur. Der Gehäusekörper 14 besteht im vorliegenden Fall aus einem Kunststoffspritzteil, bestehend aus nicht transparentem Kunststoff. An der Unterseite des Gehäusekörpers 14 befindet sich die Kabelverschraubung 11 mit dem Kabel 12.The 2 and 3 show the mechanical structure of the sensor housing 10 of the optical sensor 1 according to 3 , The housing body 14 and the front cover 15 complement each other to a sensor housing 10 with a substantially cuboid outer contour. The housing body 14 consists in the present case of a plastic injection molded part, consisting of non-transparent plastic. At the bottom of the case body 14 is the cable gland 11 with the cable 12 ,

Der Gehäusekörper 14 weist eine frontseitige Öffnung auf, die mit dem Frontdeckel 15 abschließbar ist. Der Frontdeckel 15 besteht im vorliegenden Fall aus einem Kunststoffspritzteil, bestehend aus transparentem Kunststoff. Damit bildet der Frontdeckel 15 selbst das Austrittsfenster 13, durch welches die Sendelichtstrahlen 3 und Empfangslichtstrahlen 5 geführt sind. Der Frontdeckel 15 erstreckt sich über den gesamten Gehäusekörper 14 des Sensorgehäuses 10. Lediglich ein Segment dieses Frontdeckels 15 bildet dabei das Austrittsfenster 13.The housing body 14 has a front opening with the front cover 15 is lockable. The front cover 15 consists in the present case of a plastic injection molded part, consisting of transparent plastic. This forms the front cover 15 even the exit window 13 through which the transmitted light rays 3 and receiving light beams 5 are guided. The front cover 15 extends over the entire housing body 14 of the sensor housing 10 , Only one segment of this front cover 15 forms the exit window 13 ,

Der Frontdeckel 15 ist mit dem Gehäusekörper 14 über eine Gelenkverbindung am unteren Rand der Frontseite des Sensorgehäuses 10 verbunden. Die Gelenkverbindung umfasst einen jeweils an einer Seitenwand des Gehäusekörpers 14 ausmündenden zylindrischen Zapfen 16, der über ein Umfangswinkelsegment von mehr als 180° von einem Gelenkarm 17 am Frontdeckel 15 umschlossen ist. Mittels der Gelenkverbindung ist der Frontdeckel 15 am Gehäusekörper 14 zwischen einer ersten und einer zweiten Endposition schwenkbar.The front cover 15 is with the housing body 14 via a joint at the bottom of the front of the sensor housing 10 connected. The hinge connection comprises one each on a side wall of the housing body 14 ausmündenden cylindrical pin 16 , which has a circumferential angle segment of more than 180 ° from an articulated arm 17 on the front cover 15 is enclosed. By means of the hinge connection is the front cover 15 on the housing body 14 pivotable between a first and a second end position.

In der ersten Endposition schließt der Frontdeckel 15 die frontseitige Öffnung des Gehäusekörpers 14 direkt ab, das heißt die Ränder des Frontdeckels 15 und des Gehäusekörpers 14 liegen dicht aufeinander auf. Dabei ist auf den Rand des Frontdeckels 15 ein Dichtmittel aufgebracht. Im vorliegenden Fall besteht das Dichtmittel aus einem Dichtring 18, der in eine am Rand des Frontdeckels 15 umlaufende Nut eingespritzt ist. Durch diesen Dichtring 18 wird die Nahtstelle zwischen Frontdeckel 15 und Gehäusekörper 14 gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und Verschmutzungen geschützt. Wie aus 2 ersichtlich, liegt die Gelenkverbindung außerhalb des von dem Dichtring 18 umschlossenen Dichtbereichs.The front cover closes in the first end position 15 the front opening of the housing body 14 directly from, that is the edges of the front cover 15 and the housing body 14 lie close together. It is on the edge of the front cover 15 applied a sealant. In the present case, the sealant consists of a sealing ring 18 in one at the edge of the front cover 15 circumferential groove is injected. Through this sealing ring 18 becomes the interface between front cover 15 and housing body 14 protected against ingress of moisture and dirt. How out 2 can be seen, the hinge connection is outside of the sealing ring 18 enclosed sealing area.

Der Frontdeckel 15 ist am Gehäusekörper 14 in seiner ersten Endposition mittels einer Verschraubung lagegesichert. Die Verschraubung umfasst eine hohlzylindrische Führung 19 an der Oberseite des Frontdeckels 15, in welcher eine Schraube 20 einführbar ist. Diese Schraube 20 greift zur Fixierung des Frontdeckels 15 am Gehäusekörper 14 in eine nicht gesondert dargestellte Gewindebohrung im Gehäusekörper 14.The front cover 15 is on the housing body 14 secured in position in its first end position by means of a screw connection. The screw connection comprises a hollow cylindrical guide 19 at the top of the front cover 15 in which a screw 20 is insertable. This screw 20 accesses the fixing of the front cover 15 on the housing body 14 in a not shown separately threaded bore in the housing body 14 ,

In der zweiten Endposition ist der Frontdeckel 15 vom Gehäusekörper 14 abgelöst, so dass die Innenräume des Frontdeckels 15 und des Gehäusekörpers 14 freiliegen und eine Montageöffnung bilden, über welche optische und elektronische Komponenten in den Innenraum des optischen Sensors 1 eingeführt und dort fixiert werden können. Weiterhin ist in der zweiten Endposition eine Einstellung von optomechanischen Elementen sowie elektronischen Parametern über geeignete Einstellmittel im Innenraum des optischen Sensors 1, die in der zweiten Endposition freiliegen, möglich. Insbesondere kann in der zweiten Endposition von einer Bedienperson der Anschluss der Adern des Kabels 12 an die Klemmen 9 des Klemmraumes vorgenommen werden.In the second end position is the front cover 15 from the housing body 14 detached, leaving the interiors of the front cover 15 and the housing body 14 Exposing and form a mounting opening, via which optical and electronic components in the interior of the optical sensor 1 can be introduced and fixed there. Furthermore, in the second end position, an adjustment of optomechanical elements as well as electronic parameters via suitable adjustment means in the interior of the optical sensor 1 possible to expose in the second end position. In particular, in the second end position of an operator of the connection of the wires of the cable 12 to the terminals 9 be made of the terminal space.

Zur Befestigung des optischen Sensors 1 an einer Aufnahme wie einem Befestigungswinkel wird das Sensorgehäuse 10 des optischen Sensors 1 von Durch gangsbohrungen 21 durchsetzt. Wie aus 2 ersichtlich, verläuft eine der Durchgangsbohrungen 21 innerhalb der Zapfen 16 der Gelenkverbindung.For mounting the optical sensor 1 on a receptacle such as a mounting bracket is the sensor housing 10 of the optical sensor 1 from through-holes 21 interspersed. How out 2 it can be seen, one of the through holes runs 21 inside the cones 16 the articulation.

4a zeigt eine erste mögliche Ausführung des Frontdeckels 15 gemäß 2 auf. 4b zeigt die Draufsicht auf die Frontseite des Gehäusekörpers 14, auf welche der Frontdeckel 15 gemäß 3a aufsetzbar ist. Der Frontdeckel 15 gemäß 4a besteht aus transparentem Kunststoff, so dass dieser zugleich das Austrittsfenster 13 für die Sendelichtstrahlen 3 und Empfangslichtstrahlen 5 bildet. Der Frontdeckel 15 weist insbesondere im Bereich des Segments, welches das Austrittsfenster 13 bildet, eine homogene Wandstärke auf. Damit bleibt der Strahlquerschnitt der dort durchtretenden Sendelichtstrahlen 3 und Empfangslichtstrahlen 5 im Wesentlichen unverändert. Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 3 ist dem Sender 4 eine Sendeoptik vorgeordnet. Zur Fokussierung der Empfangslichtstrahlen 5 auf den Empfänger 6 ist diesem eine Empfangsoptik vorgeordnet. Die Sendeoptik und die Empfangsoptik sind jeweils von einer Linse 22 gebildet, die im Innenraum des Frontdeckels 15 hinter dem Bereich des Austrittsfensters 13 installiert sind. Zwischen jeder Linse 22 und dem Austrittsfenster 13 ist zudem ein Polarisationsfilter 23 zur Polarisation der Sendelichtstrahlen 3 und der Empfangslichtstrahlen 5 vorgesehen. 4a shows a first possible embodiment of the front cover 15 according to 2 on. 4b shows the top view of the front of the housing body 14 on which the front cover 15 according to 3a can be placed. The front cover 15 according to 4a is made of transparent plastic, so that this at the same time the exit window 13 for the transmitted light rays 3 and receiving light beams 5 forms. The front cover 15 points in particular in the area of the segment which the exit window 13 makes a homogeneous wall thickness. This leaves the beam cross section of the transmitting light beams passing through there 3 and receiving light beams 5 essentially unchanged. For beam shaping of the transmitted light beams 3 is the transmitter 4 preceded by a transmission optics. For focusing the received light beams 5 on the receiver 6 this is preceded by a receiving optics. The transmitting optics and the receiving optics are each of a lens 22 formed in the interior of the front cover 15 behind the area of the exit window 13 are installed. Between every lens 22 and the exit window 13 is also a polarizing filter 23 to the polarization of the transmitted light rays 3 and the receiving light beams 5 intended.

Der Sender 4 und der Empfänger 6 des optischen Sensors 1 sind auf einer Leiterplatte 24 angeordnet, die im Innenraum des Gehäusekörpers 14 montiert ist. Wie in den 4a und 4b veranschaulicht, sind der Sender 4 und der Empfänger 6 so auf der Leiterplatte 24 platziert, dass diese jeweils hinter einer der Linsen 22 liegen. Auf der Oberseite der Leiterplatte 24 befinden sich zudem ein Einstellpotentiometer 25 zur Einstellung elektronischer Parameter sowie eine Statusanzeige 26 zur Anzeige von Parameterwerten. Bei geöffnetem Frontdeckel 15 liegen diese Elemente frei, so dass eine Bedienperson das Einstellpotentiometer 25 betätigen und die Statusanzeige 26 bedienen kann.The transmitter 4 and the receiver 6 of the optical sensor 1 are on a circuit board 24 arranged in the interior of the housing body 14 is mounted. As in the 4a and 4b illustrates are the transmitter 4 and the receiver 6 so on the circuit board 24 Place these behind each one of the lenses 22 lie. On top of the circuit board 24 There is also a setting potentiometer 25 for setting electronic parameters as well as a status display 26 for displaying parameter values. With the front cover open 15 lie free these elements, allowing an operator to adjust the potentiometer 25 press and the status display 26 can serve.

Die in 5 dargestellte Ausführungsform des Frontdeckels 15 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 4a dadurch, dass der Frontdeckel 15 im Bereich des Austrittsfensters 13 Auswölbungen aufweist, welche Optikelemente bilden. Diese im Frontdeckel 15 integrierten Optikelemente ersetzen die Linsen 22 gemäß der Ausführungsform in 4a. Die Polarisationsfilter 23 sind in diesem Fall unmittelbar vor dem Sender 4 bzw. vor dem Empfänger 6 angeordnet.In the 5 illustrated embodiment of the front cover 15 differs from the embodiment according to 4a in that the front cover 15 in the area of the exit window 13 Has bulges, which form optical elements. This in the front cover 15 integrated optical elements replace the lenses 22 according to the embodiment in 4a , The polarization filters 23 are in this case immediately in front of the transmitter 4 or in front of the recipient 6 arranged.

Die in 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 4a dadurch, dass der Frontdeckel 15 aus nicht transparentem Kunststoff besteht. In diesem Fall ist ein Austrittsfenster 13 als separates Bauteil in einen Durchbruch des Frontdeckels 15 eingesetzt. Hinter dem Austrittsfenster 13 sind die Linsen 22 angeordnet, welche die Sendeoptik und die Empfangoptik bilden. Die Polarisationsfilter 23 sind unmittelbar vor dem Sender 4 bzw. vor dem Empfänger 6 angeordnet.In the 6 illustrated embodiment differs from the embodiment according to 4a in that the front cover 15 made of non-transparent plastic. In this case, there is an exit window 13 as a separate component in a breakthrough of the front cover 15 used. Behind the exit window 13 are the lenses 22 arranged, which form the transmitting optics and the receiving optics. The polarization filters 23 are right in front of the transmitter 4 or in front of the recipient 6 arranged.

Die 7 zeigt einen optischen Sensor 1 in seiner Einbauposition, beispielsweise an einer Maschine oder Anlage, zur Durchführung von Überwachungsfunktionen. Der optische Sensor 1 ist im vorliegenden Fall in einer Aussparung einer Wand 27 eingebaut, wobei der optische Sensor 1 dort mit nicht dargestellten Befestigungsschrauben, die die Durchgangsbohrungen 21 im Sensorgehäuse 10 durchsetzen, fixiert ist.The 7 shows an optical sensor 1 in its installation position, for example on a machine or plant, for performing monitoring functions. The optical sensor 1 is in the present case in a recess of a wall 27 built-in, with the optical sensor 1 There with mounting screws, not shown, the through holes 21 in the sensor housing 10 enforce, is fixed.

Durch die Montage des optischen Sensors 1 in der Aussparung der Wand 27 ist nur die Frontseite des optischen Sensors 1 zugänglich, nicht jedoch dessen Seitenwände und Rückwand. Da der Frontdeckel 15 an der Vorderseite des optischen Sensors 1 angeordnet ist, kann dieser wie in 7 dargestellt auch in der Einbauposition des optischen Sensors 1 geöffnet werden. Durch die so freiliegende Öffnung kann eine Bedienperson die Adern des Kabels 12, an die Klemmen 9 des Klemmraumes anschließen. Weiterhin kann die Bedienperson das Einstellpotentiometer 25 auf der Leiterplatte 24 im Innenraum des Gehäu sekörpers 14 betätigen und eine dort gegebenenfalls angeordnete Statusanzeige 26 einsehen. Weiterhin liegen die optischen und elektronischen Komponenten wie Linsen 22, Polarisationsfilter 23, Relais 8 und dergleichen zur Durchführung von Installations- und Servicearbeiten frei.By mounting the optical sensor 1 in the recess of the wall 27 is only the front of the optical sensor 1 accessible, but not its side walls and back wall. Because the front cover 15 at the front of the optical sensor 1 arranged, this can be like in 7 also shown in the installation position of the optical sensor 1 be opened. Through the thus exposed opening, an operator can use the wires of the cable 12 , to the terminals 9 connect the terminal compartment. Furthermore, the operator can the adjustment potentiometer 25 on the circuit board 24 in the interior of Gehäu sekörpers 14 Press and there, if necessary, arranged status display 26 members. Furthermore, the optical and electronic components are like lenses 22 , Polarization filter 23 , Relay 8th and the like for performing installation and service work freely.

Die 8–10 zeigen eine Weiterbildung der Ausführungsform gemäß 4a. In diesem Fall ist als zusätzliche optische Komponente eine Blende 28 vorgesehen, die in Führungselementen 29 verschiebbar im Innenraum des Frontdeckels 15 gelagert ist.The 8th - 10 show a development of the embodiment according to 4a , In this case, an additional optical component is an aperture 28 provided in guide elements 29 movable in the interior of the front cover 15 is stored.

Die aus nicht transparentem Material bestehende Blende 28 kann in den Führungselementen 29 in vertikaler Richtung verschoben werden. Dabei kann die Blende 28 vor die Linsen 22, welche die Sende- und Empfangsoptik bilden, geschoben werden. Durch die Blende 28 können somit definierte Teile der Sende- und Empfangsoptik zur Einstellung der Sensorempfindlichkeit abgedeckt werden. Die Blendeneinstellung kann bei geöffnetem Frontdeckel 15 vorgenommen werden.The non-transparent material panel 28 can in the guide elements 29 be moved in the vertical direction. This can be the aperture 28 in front of the lenses 22 , which form the transmitting and receiving optics, are pushed. Through the aperture 28 Thus, defined parts of the transmitting and receiving optics for adjusting the sensor sensitivity can be covered. The iris adjustment can be done with the front cover open 15 be made.

11: optischer Sensoroptical sensor
22: Objektobject
33: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
44: Sendertransmitter
55: EmpfangslichtstrahlenReceiving light rays
66: Empfängerreceiver
77: Auswerteeinheitevaluation
88th: Relaisrelay
99: Klemmenjam
1010: Sensorgehäusesensor housing
1111: KabelverschraubungCable gland
1212: Kabelelectric wire
1313: Austrittsfensterexit window
1414: Gehäusekörperhousing body
1515: Frontdeckelfront cover
1616: Zapfenspigot
1717: Gelenkarmarticulated arm
1818: Dichtringseal
1919: Führungguide
2020: Schraubescrew
2121: DurchgangsbohrungThrough Hole
2222: Linselens
2323: Polarisationsfilterpolarizing filter
2424: Leiterplattecircuit board
2525: EinstellpotentiometerSetting potentiometer
2626: Statusanzeigestatus display
2727: Wandwall
2828: Blendecover
2929: Führungselementguide element

Claims

Optical sensor for detecting objects in a surveillance area with a transmitting light beam emitting transmitter, a receive light beam receiving receiver, an evaluation in which an object detection signal is generated in response to the received signals, at least one sensor housing in the front wall of an exit window is arranged, through which the transmitted light beams and / or the received light beams are guided, wherein the at least one sensor housing ( 10 ) from a housing body ( 14 ) and a front-mounted on this lid ( 15 ), which at least a part of the front wall of the at least one sensor housing ( 10 ) and in which the exit window ( 13 ), characterized in that the front cover ( 15 ) by means of a hinge connection with the housing body ( 14 ), by means of which the front cover ( 15 ) on the housing body ( 14 ) is pivotally mounted.

Optical sensor according to claim 1, characterized in that it is designed as a light barrier, which a first sensor housing ( 10 ) for recording the transmitter ( 4 ) and a second sensor housing ( 10 ) for receiving the recipient ( 6 ) and the evaluation unit ( 7 ) having.

Optical sensor according to claim 1, characterized in that it is designed as a light sensor, reflection light barrier or distance sensor, wherein the transmitter ( 4 ), the recipient ( 6 ) and the evaluation unit ( 7 ) in a common sensor housing ( 10 ) are integrated.

Optical sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the entire front wall of the or each sensor housing ( 10 ) from the front cover ( 15 ) is formed.

Optical sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the front cover ( 15 ) on the housing body ( 14 ) is pivotally mounted between two end positions, wherein in a first end position of the edge of the front cover ( 15 ) close to the edge of the housing body ( 14 ) rests, and wherein in the second end position, the interiors of the front cover ( 15 ) and the housing body ( 14 ).

Optical sensor according to claim 5, characterized in that the front cover ( 15 ) in the first end position by means of a screw connection on the housing body ( 14 ) is fixed in position.

Optical sensor according to one of claims 5 or 6, characterized in that at the edge of the front cover ( 15 ) and / or the housing body ( 14 ) Sealing means are provided by means of which the seams between the front cover ( 15 ) and housing body ( 14 ) are sealed in the first end position.

Optical sensor according to claim 7, characterized in that the sealing means each of a sealing ring ( 18 ) formed in one at the edge of the housing body ( 14 ) or front covers ( 15 ) circumferential groove is injected.

Optical sensor according to one of claims 7 or 8, characterized in that the hinge connection outside the sealing area bounded by the sealing means lies.

Optical sensor according to one of claims 5 to 9, characterized in that in the second end position, the edges of the front cover ( 15 ) and the housing body ( 14 ) form a mounting opening, via which optical and / or electronic sensor components in the front cover ( 15 ) and / or the housing body ( 14 ) and / or in the front cover ( 15 ) or the housing body ( 14 ) are horizontally adjustable.

Optical sensor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sensor housing ( 10 ) of through holes ( 21 ) is penetrated, which for fixing the sensor housing ( 10 ) on a base.

Optical sensor according to claim 11, characterized in that one of the through-holes ( 21 ) passes through the joint connection.

Optical sensor according to one of claims 1 to 12, characterized in that a portion of the front cover ( 15 ) the exit window ( 13 ).

Optical sensor according to one of claims 1 to 13, characterized in that the front cover ( 15 ) is formed as a plastic injection molded part, consisting of transparent plastic.

Optical sensor according to one of claims 1 to 14, characterized in that the portion of the front cover ( 15 ), which the exit window ( 13 ), an optical element for beam shaping through the exit window ( 13 ) guided transmitted light beams ( 3 ) and / or received light beams ( 5 ).

Optical sensor according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the front cover ( 15 ) at least one aperture ( 28 ) for masking a part of the transmitted light beams ( 3 ) and / or received light beams ( 5 ) is arranged.

Optical sensor according to claim 16, characterized in that the diaphragm ( 28 ) in the front cover ( 15 ) is slidably mounted.