DE1239962B - Aus Lichtsender und Lichtempfaenger bestehende lichtelektrische Schranke verhaeltnismaessig grosser Breite - Google Patents

Description

• Aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehende lichtelektrische Schranke verhältnismäßig großer Breite Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehende lichtelektrische Schranke verhältnismäßig großer Breite (Lichtvorhang) für Pressen, Stanzen usw., deren Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich bewegt wird.
• Gefährliche Maschinen, wie Pressen u. dgl., müssen dauernd oder wenigstens während des gefäehrlichen Teils eines Arbeitsganges mit einer Schutzeinrichtung versehen sein, die jedes Einbringen eines Körpers in den Gefahrenraum der Maschine entweder verhindert oder die Maschine wenigstens stillsetzt. Lichtelektrische Schutzeinrichtungen arbeiten nach der zuletzt genannten Methode. Um einen größeren Bereich überwachen zu können, verwendet man sogenannte Lichtvorhänge, die entweder statisch arbeiten (im einfachsten Fall wird ein Lichtstrahl immer wieder umgelenkt und so mehrfach über die zu überwachende Strecke geführt) oder bei denen ein Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich geworfen wird. Die Erfindung betrifft einen Lichtvorhang des zuletzt genannten Typs.
• Lichtelektrische Schutzeinrichtungen der vorstehenden Art sind bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform wird durch einen Schwingungsspiegel eine pendelnde Bewegung eines Lichtstrahls erzeugt; dieser wird auf einen Dachkantspiegel und von dort auf einen aus Tripelrückstrahlern gebildeten Spiegel geworfen. Durch eine geringe Streuung auf seinem Weg fällt das Licht nicht mehr gebündelt auf seinen Ausgangspunkt zurück, sondern etwas darum herum, wo es von einem Ringspiegel aufgefangen und auf ein lichtempfindliches Element geworfen wird. Solange der Lichtvorhang nicht unterbrochen wird, erhält das lichtempfindliche Element Dauerlicht, und die zu schützende Vorrichtung bleibt einsatzbereit.
• Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird zur Bewegung des Lichtstrahlenbündels ein umlaufendes polygones Spiegelprisma verwendet, dessen Umlaufachse parallel zur Brennlinie eines Zylinderspiegels angeordnet ist und das so bemessen ist, daß die Spiegelprismakanten während des Umlaufs mit der Brennlinie des Zylinderspiegels annähernd zur Deckung kommen. Die von dem Vielspiegel ausgesandten Lichtstrahlen werden auf den Zylinderspiegel geworfen, gelangen von dort über eine Zylinderlinse auf einen Tripelspiegel, werden zurückgeworfen und von einem halbdurchlässigen Spiegel auf ein Photoelement gelenkt.
• Bei beiden Anordnungen ist die Anwendung von Schwing- bzw. Vielkantspiegeln sowie von TripelrefLektoren hoher Genauigkeit und Gleichmäßigkeit nötig, bei der zweiten noch ein zusätzlicher halbdurchlässiger Spiegel.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Lichtsenders einer aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehenden lichtelektrischen Schranke verhältnismäßig großer Breite (Lichtvorhang) für Pressen, Stanzen usw., deren Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich bewegt wird, zu vereinfachen, um dadurch ein zuverlässiges Arbeiten der Schutzeinrichtung zu erreichen und Fehler- oder Störungsquellen von vornherein möglichst auszuschließen. Erfindungsgemäß erreicht man dies dadurch, daß auf einer Seite des zu überwachenden Bereiches eine langgestreckte Lichtquelle (Glühwendel-Soffitte, Leuchtstoffröhre od. ä.) vorgesehen ist, von der Licht durch den Kreuzungspunkt mindestens eines wendelförmigen, schlitzartigen Lichtdurchlasses am Mantel eines die Lichtquelle umgebenden, an sich bekannten Rotationszylinders und einer Spaltblende, deren Länge der Breite der Schranke entspricht, über eine Spaltoptik in an sich bekannter Weise auf einen auf der anderen Seite des zu überwachenden Bereiches angeordneten Kollimatorspiegel fällt, in dessen Brennpunkt ein lichtemplindliches Element angeordnet ist.
• Der die Lichtquelle umgebende Rotationszylinder ist an seinem Umfang mit mindestens einem wendelförmigen Lichtspalt versehen. Ein sehr dichter Lichtvorhang erfordert mehrere wendelförmige Lichtspalte am Umfang des Rotationszylinders.
• Anstatt eines Zylinders, aus dessen Mantel selbst ein oder mehrere Lichtspalte herausgearbeitet werden, kann ein Zylinder mit einem aus durchsichtigem Material bestehenden Mantel vorgesehen werden, um den eine Folie mit wendelförmigen lichtdurchlässigen Stellen gelegt wird. Zur Übertragung des Antriebelementes ist ein am Zylinder angebrachter Zahnkranz vorteilhaft. Es ist zweckmäßig, als Spaltoptik eine Zylinderlinse vorzusetzen. Die durch den rotierenden Zylinder und die Spaltblende hindurchtretenden Lichtstrahlen werden mittels eines Kollimatorspiegels auf ein lichtempfindliches Element geworfen.
• Als ein derartiges Element kann beispielsweise ein Photoelement vorgesehen werden. Bei Verwendung einer Photodiode als lichtempfindliches Element kann diese in Abhängigkeit von dem auffallenden Licht sowohl als Spannungserzeuger als auch steuerbarer Widerstand verwendet werden. Bei Verwendung von Phototransistoren kann deren Verstärkerwirkung ausgenutzt werden, was insbesondere für empfindliche Schaltungen von Vorteil ist.
• Es ist zur Erzeugung von Lichtblitzen eine Lichtmühle bekannt, bei der eine Lichtquelle von einem Rotationszylinder umgeben ist, dessen Mantel eine Lichtöffnung hat, der zur Lichtmodulation dient. Im Gegensatz zu der Erfindung ist dieser Lichtdurchlaß jedoch weder wendelförmig noch schlitzartig, da das Verhältnis seiner Breite zu seiner Höhe 1,4: 3 ist. Da er nicht wendelförmig ist, kann auch nicht von einem Kreuzungspunkt mit der äußeren Lichtöffnung wie bei dem Erfindungsgegenstand gesprochen werden, der eine Spaltblende enthält, deren Länge gleich ist der Breite der Schranke. Schließlich wird der Lichtstrahl auch nicht auf einen Kollimatorspiegel geworfen, in dessen Brennpunkt sich ein lichtempfindliches Element befindet.
• Aus der unterschiedlichen Ausbildung der einzelnen Bauteile ergibt sich eine völlig unterschiedliche Wirkungsweise beider Lichtsender. Bei der bekannten Lichtmühle wird der Lichtstrahl nur moduliert, d. h., seine Intensität schwankt periodisch. Die Richtung des Lichtstrahles im Raum ist hingegen nicht veränderbar. Demgegenüber wird die Intensität des Lichtstrahles bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht geändert, der Lichtpunkt an der Kreuzungsstelle von wendelförmigem Schlitz des Rotationszylinders und Spaltblende wandert bei Drehung des Rotationszylinders bei konstanter Helligkeit über den zu schützenden Bereich hinweg. Bei entsprechend hohen Drehzahlen des Rotationszylinders oder Mehrgängigkeit des wendelförmigen Schlitzes kann die Geschwindigkeit des Lichtstrahles so hoch gewählt werden, daß das lichtempfindliche Element auch bei Eindringen schnell bewegter Gegenstände in den Gefahrenraum schnell genug anspricht.
• In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Lichtschranke in der Seitenansicht, in F i g. 2 in der Draufsicht dargestellt.
• Der Lichtsender besteht aus dem die langgestreckte Lichtquelle 1 umgebenden, an seinem Umfang mit wendelförmigen Lichtspalten 8 versehenen Rotationszylinder 2, der von dem Motor 3 über das Getriebe 4 angetrieben wird und mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. In dem den Zylinder 2 mit Lichtquelle 1 und Antriebsmotor 3 aufnehmenden Gehäuse 5 ist eine Schlitzblende 6 vorgesehen, durch die die den Zylinder 2 passierenden Lichtstrahlen austreten können. Vor der Schlitzblende 6 ist als Spaltoptik eine Zylinderlinse 7 vorgesehen, die das aus-der Spaltblende austretende Licht sammelt und bündelt. Bei stehendem -Zylinder bildet sich an der Kreuzungsstelle von Spaltblende und Zylinderlichtspalt ein Lichtpunkt, der sich bei drehendem Zylinder entlang der Spaltblende bewegt und den Lichtvorhang bildet. Enthält der Umfang des Zylinders mehrere wendelförmige Lichtspalte, so entstehen an der Spaltblende mehrere Lichtpunkte.
• Die vom Sender ausgehenden Strahlen werden von dem Kollimatorspiegel 11 im Lichtempfänger, dessen Gehäuse 13 ebenfalls eine die Strahlen sammelnde und bündelnde Zylinderlinse 9 und Spaltblende 10 abschließt, auf das im Brennpunkt des Kollimatorspiegels befindliche lichtempfindliche Element 12 geworfen.
• Wird ein Gegenstand in den Lichtvorhang gebracht, so wird die auf das lichtempfindliche Element fallende Lichtmenge geändert und über nachgeschaltete Elemente, beispielsweise Verstärker, ein Schaltbefehl ausgelöst, der eine Schalt- oder Warnvorrichtung steuern kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehende lichtelektrische Schranke verhältnismäßig großer Breite (Lichtvorhang) für Pressen, Stanzen usw., deren Lichtstrahl in schneller Folge über den zu überwachenden Bereich bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite des zu überwachenden Bereiches eine langgestreckte Lichtquelle (Glühwendel-Soffitte, Leuchtstoffröhre od. ä.) vorgesehen ist, von der Licht durch den Kreuzungspunkt mindestens eines wendelförmigen, schlitzartigen Lichtdurchlasses am Mantel eines die Lichtquelle umgebenden, an sich bekannten Rotationszylinders und einer Spaltblende, deren Länge der Breite der Schranke entspricht, über eine Spaltoptik in an sich bekannter Weise auf einen auf der anderen Seite deS zu überwachenden Bereiches angeordneten Kollimatorspiegel fällt, in dessen Brennpunkt ein lichtempfindliches Element angeordnet ist.
2. 2. Schranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spaltoptik eine Zylinderlinse (7, 9) vorgesehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 693 940, 886708; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 057 681.

   1062794; USA.-Patentschrift Nr. 2486029; ATM-Blatt J034-3/1932-T56: »Optik 10«, Heft 11, November 1953, S. 567 bis 570.