DE2812952B2

DE2812952B2 - Photoelektrischer Schalter

Info

Publication number: DE2812952B2
Application number: DE2812952A
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Fukuyama; Norio Onji
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1977-03-26
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1979-06-28
Also published as: FR2385268A1; IT1108846B; US4207464A; IT7821447A0; DE2812952A1; DE2812952C3; GB1583851A; FR2385268B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen photoelektrischen Schalter.

Es ist eine Reihe von photoelektrischen Schaltern, bzw. von photoelektrischen Detektoren, bekannt, die ein Leuchtelement, wie etwa eine Leuchtdiode, und ein lichtempfindliches Element, wie etwa einen Phototransistor, zum Nachweis des Vorhandenseins oder der A.bwesenheit eines Gegenstands im Lichtweg zwischen den beiden Elementen verwenden. Diese beiden Elemente sind geschützt bzw. fest in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, oder aber jedes von ihnen sitzt in einem eigenen Gehäuse, wobei in jedem ir'all das oder die Gehäuse im allgemeinen aus Metall oder lichtundurchlässigem Kunststoff bestehen und ein Fenster aus Glas oder lichtdurchlässigem Kunststoff aufweisen.

Diese bekannten Schalter sind jedoch im Aufbau komplex und daher teuer herzustellen.

Der Ausdruck »Photoelektrischer Schalter« wird hier so verwendet, daß er sich nicht nur auf eine Vorrichtung bezieht, die sowohl ein Leuchtelement als auch ein lichtempfindliches Element in einem gemeinsamen Gehäuse enthält, sondern auch auf eine Vorrichtung, die entweder ein Leuch'.clement oder ein lichtempfindliches Element in einem Gehäuse enthält. In ähnlicher Weise bezieht sich der Ausdruck »Licht«, so wie er hier verwendet wird, auf jedwede elektromagnetische Strahlung zwischen dem Infraroten und dem Ultravioletten unter Einschluß des sichtbaren Lichts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen photoelektrischen Schalter zu schaffen, der kompakt, einfach im Aufbau und bei niedrigen Kosten leicht herzustellen ist und bei welchev/i die Schaltkreiselemente gegenüber der Umgebung flüssigkeits- und gasdicht untergebracht werden können.

Diese Aufgabe wird durch einen Schalter gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorzugsweise soll eine Einstellein-

*ϊ richtung zur Einstellung der Arbeitscharakteristik des Schalters vorgesehen sein. Dieses und weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters wird im folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf diesen ist folgendes dargestellt

Fig. 1 ein Längsschnitt, welcher eine Ausführungsforiii des photoelektrischen Schalters nach der Erfindung zeigt,

Fig.2 eine teilgeschnittene Vorderansicht des in F i g. 1 gezeigten photoelektrischen Schalters,

Fi g. 3 und 4 teilgeschnittene schematische Ansichten dieses Schalters, und

Fig.¹» eine schematische perspektivische Ansicht einer in diesem Schalter verwendeten Einstelleinrichtung.

In den F i g. 1 und 2 ist ein vollständiger Schalter gemäß der Erfindung gezeigt. In einer Umhüllung, die aus einem kastenartigen oder zylindrischen Gehäuse 10 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium oder lichtundurchlässigem Kunststoff und einem Deckelelement 40 besteht, ist ein Schaltungsblock 20, welcher eine Leiterplatte 21 und Schaltkreiselemente umfaßt, an-

geordnet Die Leiterplatte 21 ist an dem Deckelelement 40 befestigt, welches seinerseits abnehmbar an dem einen Ende des Gehäuses 10 befestigt ist Eine Leitung 70 ist am anderen Ende des Gehäuses 10 mittels eines Befestigungselements 80 befestigt und aus dem Gehäuse 10 ausgeleitet Die Leitung 70 ist mit der Leiterplatte 21 elektrisch verbunden. Auf der Leiterplatte 21 sind ein Anzeigeelement 31, wie etwa eine Leuchtdiode, zur Anzeige, daß der Schalter in Betrieb ist und ein veränderbarer Widerstand 32 zur Einstellung des Arbeitspegels des Schalters angebracht Andere Schaltkreiselemente, nämlich das Element zur Erzeugung von Treibenmpulsen, die auf ein Leuchtelement 51, wie etwa eine Leuchtdiode zur Abstrahlung von Infrarotlicht zu geben sind, und das Element zur Erzeugung von Ausgangssignalen auf den Empfang von Licht durch ein lichtempfindliches Element 52 wie etwa einen Phototransistor, hin, sind in der Zeichnung weggelassen.

Das Leuchtelement 51 und das lichtempfindliche Element 52 sind in dem Deckelelement 40 angeordnet. Das Deckelelement 40 ist mit einer Fenstereinrichtung versehen, weiche aus zwei Linsen 43 und 44, beide aus Glas oder lichtdurchlässigem Kunststoff, besteirt, wobei die Linsen auf das Leuchtelement 51 bzw. das lichtempfindliche Element 52 ausgerichtet sind. Zwischen Linse 44 und lichtempfindlichem Element 52 ist ein optisches Filter 46 angeordnet Wenn die I ^e 44 aus einem Material mit dem erforderlichen optischen Eigenschaften besteht kann das Filter 46 weggelassen sein.

Wenn das Leuchtelement 51 und/oder das lichtempfindliche Element 52 sein eigenes Linsensystem hat, kann die Fenstereinrichtung eine ebene lichtdurchlässige Platte sein. Sowohl das Leuchtelement 51 als auch das lichtempfindliche Element 52 ist mit der Leiterplatte 21 elektrisch verbunden.

Eine Einstelleinrichtung 60 wird durch eine Seitenwand des Gehäuses 10 drehbar gehalten. Ein Ende der Einstelleinrichtung 60 steht mit einem veränderbaren Widerstand 32 derart in Eingriff, daß der veränderbare Widerstand Λ mittels der Einstelleinrichtung 60 gedreht werden kann. Eine Befestigungseinrichtung 91 zur Befestigung des Schalters an einer gewünschten Oberfläche ist am Gehäuse 10 mittels zweier Schrauben 92 angebracht, die in Gewindebohrungen 104, 105 geschraubt sind.

Spezifische Merkmale und Vorteile des oben beschriebenen Aufbaus des erfindungsgemäßen Schalters werden aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit F i g. 3 bis 5 deutlicher, die ein Herstellungsverfahren wiedergeben. Das Leuchtelement 51 und das lichtempfindliche Element 52 werden auf einer Trägerplatte 47 angebracht. Die Trägerplatte, beispielsweise aus Kunstharz, wird an einem Kunststoffrahmen 42, beispielsweise durch Festsitzpassung, angebracht. Der Kunststoffrahmen 42 wird in einen Metallrahmen 41 eingesetzt und daran, wiederum durch Festsitzpassung, starr befestigt. Das optische Filter 46 und die Linsen 43 bzw. 44 werden vor dem Kunststoffrahmen mit Hilfe eines Befestigungsrahmens 45 in Stellung gehalten, wonach Kleber auf dig Verbindungsstelle zur Erzielung einer flüssigkeits- bzw. gasdichten Abdichtung aufgebracht wird. Falls gewünscht, können die Rahmen 41 und 42 als ein Stück aus Kunststoff formhergestellt werden und Fenstereinrichtungen aus Kunststoffmaterial an sie durch Ultraschallschweißung angeschweißt werden. Schaltkreiselemente, zu denen das Anzeigeelement 31, der veränderbare Widerstand 32 und andere (nicht gezeigte) Elemente gehören, werden auf der Leiterplatte 21 angebracht und ergeben den Schaltungsblock 20. Die Leiterplatte 21 des Schaltungsblocks 20 wird an dem Metallrahmen 41 des Deckelelements 40 befestigt indem Vorsprünge der Leiterplatte 21, wie in den Fig.3 und 4 durch gestrichelte Linien gezeigt in Löcher des Metallrahmens 41 eingesetzt werden. Mit der Leiterplatte 21 sind das Leuchtelement 51, das lichtempfindliche Element 52

ίο und die Leitung 70 elektrisch verbunden. Die Leitung 70 wird aus dem Gehäuse 10 ausgeleitet Das Gehäuse 10 ist zusätzlich zu einer durchgehenden Bohrung 16, mit einer Bohrung 17 in der Seitenwand versehen. Der obige halbvollständige Zusammenbau, welcher das

!5 Deckelelement 40 und den Schaltungsblock 20 umfaßt wird dann in das Gehäuse 10 eingepaßt, wobei der Schaltungsblock 20 in einem Hohlraum 14 des Gehäuses 10 aufgenommen wird. Ein Ende der Leiterplatte 21 wird durch auf der Innenseite des Gehäuses 10 ausgebildete Führungselemente 102 und 103 in Stellung gebracht und dort festgelegt Eine "Uattfedsr 22 aus 'vieiäii, wie etwa rhüsphörbronze, ist an dfr Leiterplatte 21 angebracht und elektrisch mit einem Masseanschluß (nicht gezeigt) der Leiterplatte 21 verbunden. Die Feder 22 hält im Zusammenwirken mit den Führungselementen 101 end 102 die Leiterplatte 21 stabil an ihrem Platz und verbindet den Masseanschluß mit dem Metallgehäuse 10 zur elektrostatischen Abschirmung. Das Deckelelement 40 ist durch Festsitzpassung eng in eine

jo erste öffnung 12 an einem Ende dev Gehäuses 10 eingepaßt, wodurch diese öffnung 12 verschlossen wird. Vorsprünge 411 und 412 dienen als Führungselemente für die Passung. Zur Sicherstellung einer flüssigkeits- bzw. gasdichten Passung zwischen Gehäuse 10 und

J5 Deckelelement 40 ist ein Gummiring 48 vorgesehen. Das Befestigungselement 80, bestehend aus einem Gummiring 81 und einem Metallring 82, wird danach am Gehäuse 10 befestigt. Durch Einsetzen des Befestigungselements 80 in eine Ausnehmung, die durch einen vorspringenden angrenzenden Wandteil des Gehäuses 10 in der Umgebung einer zweiten öffnung 13 des Gehäuses 10 für die Leitung 70 definiert ist, wird so der Metallring 82 stramm in die Ausnehmung eingepaßt, wobei der Gummiring 81 mithilft, die zweke öffnung wirkungsvoll abzuschließen. Nachdem der Schaltungsblock 20 im Gehäuse 10 angeordnet ist, wird die ein drehbares Element 61 und ein Eingreifelement 62 umfassende Einstelleinrichtung 60 am Gehäuse 10 befestigt. Das drehbare Element 65 zusammen mit dem Eingreifelement 62 wird also nach unten, senkrecht zur Leiterplatte 21 durch die Bohrung 16 in das Gehäuse 10 eingesetzt und an diesem drehbar angebracht. Ein in Fig. 1 gezeigter Gummiring 613 wird zur Erzielung einer f'üssigkeits- bzw. gasdichten Abdichtung in einer Nut 612 angeordnet. Das Eingreifelement 62, im wesentlichen in For η eines Y, dessen unterer Endabschnitt mit 621 bezeichnet ist, wird in einen im drehbaren Element 61 vorgesehenen Schlitz 611 eingesetzt. Dann wird das das Eingreifelement 62 tragende drehbare dement 61 durch Bohrung 16 in das Gehäuse 10 eingesetzt, wobei der Endabschnitt 621 in eine Nut 321 des veränderbaren Widerstandes 32 eingreift. Der Schlitz 611 des drehbaren Elements 61 ist nach unten erweitert, d. h. am oberen Ende schmaler als am unteren Ende, und beim Hinunterdrücken des drehbaren Elementes 61 wird der gabelförmige Abschnitt angegeben durch die Bezugszeichen 622 und 623, des Y-förmigen Eingreifelements 62 deformiert so

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daß sich eine feste Verbindung ergibt. Der obige Aufbau bar an einem drehbaren Llement angebracht ist, kann

ist deshalb wünschenswert, weil er liberale Montage- ebenfalls benutzt werden. Der veränderbare Wider

tolernnzen erlaubt. Die montierte liinstelleinrichttuig 60 stand J2 kann auf diese Weise durch Drehen ties

übt keinen Druck auf die Leiterplatte 21 oder das drehbaren Elements 61 mit einem in eine Nut hl)¹

Gehäuse 10 aus. )cde andere Form einer fiinstellcinrich- > eingesetzten Werkzeug eingestellt werden,
lung 60, die ein Hingrcifclcmcnt umfaßt, das verschieb

Hierzu 2 Matt Zeii-hminucn

Claims

Patentansprüche;

1. Photoelektrischer Schalter, gekennzeichnetdurch ein Gehäuse (10) aus lichtundurchlässigem Material mit einer ersten öffnung (12) an seinem einen Ende und einer zweiten öffnung (13) an seinem anderen Ende; eine Leitung (70) aufweisende Leiterplatte (21), die so geformt ist, daß sie durch die erste öffnung (12) in das Gehäuse entfernbar einsetzbar ist; ein hohles Deckelement (40), welches an der Leiterplatte befestigt und an dem Gehäuse (10) die erste öffnung (12) verschließend abnehmbar befestigt ist, wobei das Deckelelement (40) eine Fenstereinrichtung aus transparentem Material für den Durchgang von Licht aufweist; eine Anzahl von auf der Leiterplatte (21) befestigten und mit ihr elektrisch verbundenen Schaltkreiselementen; wenigstens ein Leuchtelement (51) oder ein lichtempfindliches Element (52), angeordnet in dem. Deekelelement und elektrisch mit der Leiterplatte (21) verbunden; und eine Befestigungseinrichtung (80) zur Befestigung der Leitung in bestimmter Stellung bezüglich des Gehäuses, wobei die Leitung aus dem Gehäuse austritt, und zum Verschließen der zweiten öffnung (13).

2. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die- erste Öffnung (12) größer als die zweite öffnung (13) ist.

3. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deekelelement (40) am Gehäuse (10) durch Festsitzpassung angebracht ist.

4. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus Metall besteht

5. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem Masseanschluß der Leiterplatte (21) elektrisch verbunden ist.

6. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte durch im Inneren des Gehäuses (10) ausgebildete Führungselemente (101,102) in Stellung gehalten ist.

7. Photoelektrischer Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Durchgangsbohrung (16) in einer Seitenwand, ein auf der Leiterplatte angebrachtes und mit ihr elektrisch verbundenes elektrisches Element veränderbarer Funktion und eine in die Durchgangsbohrung (16) senkrecht zur Leiterplatte eingesetzte und drehbar durch das Gehäuse (10) gehalterte Einstelleinrichtung (60) wobei ein Ende der Einstelleinrichtung mit dem elektrischen Element veränderbarer Funktion im Eingriff steht.

8. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Element veränderbarer Funktion ein veränderbarer Widerstand (32) ist.

9. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (60) ein drehbares Element (61) und ein Eingreifelement (62) umfaßt, wobei das drehbare Element drehbar am Gehäuse angebracht ist und das Eingreifelement mit dem drehbaren Element in gleitendem Eingriff steht.

10. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element (62) einen vom unteren zum oberen Ende allmählich enger werdenden Schlitz (611) aufweist und daß das Eingreifelement (62) einen im wesentlichen Y-förmigen Aufbau hat