DE3008309C2 - Gabellichtschranke zur Erfassung mechanischer Bewegungen - Google Patents
Gabellichtschranke zur Erfassung mechanischer BewegungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gabellichtschranke zur Erfassung mechanischer Bewegungen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs.
Lichtschranken bestehen im allgemeinen aus einer Lichtquelle und einem Fotodetektor, die in einigem Abstand
voneinander derart angebracht sind, daß im wesentlichen nur das Licht der Lichtquelle auf den Detektor
fällt. Gelangt ein Gegenstand in den Strahlengang, so wird das den Detektor erreichende Licht abgeschwächt
und ruft ein Signal am Ausgang des Detektors hervor, welches in der benötigten Weise verstärkt und
weiterverarbeitet wird.
Zur Erfassung mechanischer Bewegungen von insbesondere kleineren Teilen, beispielsweise beweglichen
Maschinenteilen, kann man Lichtschranken benutzen, die aus einem die Lichtquelle enthaltenden Sendergehäuse
und einem eine lichtempfindliche Zelle enthaltenden Empfängergehäuse bestehen und bei denen Senderund
Empfängergehäuse an einer vom Strahlengang entfernten Stelle mechanisch miteinander verbunden sind.
Entsprechende Lichtschranken werden auch als Gabellichtschranken bezeichnet.
Eine Gabellichtschranke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus der DE-AS 11 46 200 bekannt.
In dieser Veröffentlichung ist eine lichtelektrische Schalt- oder Steuereinrichtung beschrieben, mit der gegebenenfalls
mechanische Bewegungen erfaßt werden können, wenn Unterbrechungen des Lichtstroms zwischen
einer Lichtquelle und einem Wandler registriert werden (Fig.4). Bei dieser bekannten lichtelektrischen
Schalt- oder Steuereinrichtung werden gleichartige, sowohl für den Sender als auch für den Empfänger geeignete
Baukörper verwendet. Als Baukörper ist dabei ein vorzugsweise quaderförmig ausgebildetes Gehäuse
vorgesehen. Objektiv und Spiegel sind auswechselbar und Lichtquelle und lichtempfindliches Element sind
miteinander vertauschbar. Ein Justieren ist aufgrund der lichtsammelnden Wirkung der bei dieser bekannten Anordnung
eingesetzten Objektive nicht notwendig und daher auch nicht angesprochen.
Aus der US-Patentschrift 40 51 365 ist ein fetoelektrischer
Detektor bekannt, bei dem die fotoelektrisch wirksamen Bauteile, nämlich Sender und Empfänger, in
Bohrungen sitzen, weiche Richtungsblenden bilden (F i g. 2). Ein Filter dient dabei einem wellenlängenselektiven
Empfang. Bei dieser bekannten Anordnung sitzen
!0 Sender und Empfänger zwar in Vertiefungen, jedoch deshalb, daß eine Richtwirkung erzielt wird, und nicht
deshalb, daß eine einfache Montage möglich sei. Dieser bekannte fotoelektrische Detektor stellt keine Gabellichtschranke
dar. Bei diesem bekannten fotoelektrisehen Detektor wird die Anwesenheit eines Objekts
aufgrund der vom Objekt reflektierten Lichtstrahlen ermittelt. Das Problem des Justierens von Sender und
Empfänger zueinander in der Weise, daß das Licht von der Lichtquelle direkt auf die lichtempfindliche Zelle
trifft, stellt sich daher auch bei dieser US-Patentschrift nicht.
Aus »Feinwerktechnik und Meßtechnik« 84 (1976) 6, Seite 287, ist eine Gabellichtschranke bekannt, deren
Gehäuseaufbau dieser Veröffentlichung nicht im einzelnen entnehmbar ist Vertiefungen von oben und von
einer Innenseite sind bei diesem Gehäuseaufbau erkennbar. Daher kann vermutet werden, daß sowohl
Sender als auch Empfänger in Vertiefungen angeordnet sind. Diese Gabellichtschranke weist vermutlich ein einteiliges
Gehäuse auf. Diese Gabellichtschranke ist aufwendig herzustellen, besitzt zusätzliche Verschlüsse von
oben und besitzt an der Innenseite keine selektiv wirkenden Schichten. Die Fotoempfänger sind mit Glaslinsen
abgeschlossen. Das Problem des Justierens zweier Gehäuseteile zueinander stellt sich daher auch bei dieser
Veröffentlichung nicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gabellichtschranke
vorzusehen, die rationell und damit wirtschaftlich zu fertigen ist, die geringe und engtolerierte
Abmessungen aufweist, einfach zu prüfen ist und die gegen Streulichteinflüsse weitgehend unempfindlich
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gabellichtschranke nach dem Patentanspruch gelöst.
Durch die Kuriststoffschutzschicht werden einerseits die Lichtquelle und die lichtempfindliche Zelle, also die
Leuchtdiode und der Fototransistor, wirksam geschützt. Andererseits wird gleichzeitig eine zweckmäßige Filterwirkung
für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht erreicht.
Eine Gabellichtschranke nach dem Patentanspruch ist kostengünstig herzustellen, da Sender und Empfänger
in identisch geformten und daher im gleichen Herstellungsgang anfertigbaren Gehäusen untergebracht
sind und da die Mittel zur Justierung bereits an den Gehäusen selber angebracht sind. Ohne die Verwendung
von Zwischenstücken ist der Aufbau der Gabellichtschranke besonders einfach. Bei Verwendung von
Zwischenstücken kann der Abstand zwischen Sender und Empfänger den jeweiligen Erfordernissen angepaßt
werden.
Vorzugsweise werden Sender- und Empfängergehäuse unterschiedlich gefärbt, da dann die von ihrer Formgebung
her identischen Sender- und Empfängergehäusc aufgrund ihrer unterschiedlichen Farbgebung leicht zu
unterscheiden sind.
Zur einfachen Prüfung der Gabellichtschranke ist es von Vorteil, daß an den Einzelteilen federnde Elemente
angebracht sind, daß die Einzelteile so ausgeführt sind, daß sie mittels federnder Elemente, insbesondere federnder
Klemmen lösbar zusammenhaltbar sind und daß — nach erfolgter Prüfung — die Einzelteile durch
Verkleben oder durch Schweißen starr miteinander verbunden
sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Die
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes
Sender- bzw. Empfängergehäuse, die
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein zwischen Sender- und Empfängergehäuse anbringbares Zwischenstück
und die
Fig. 3 zeigt eine aus dauerhaft miteinander verbundenen
Sender- und Smpfängergehäuse bestehende Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gabellichtschranke.
Das in der F i g. 1 gezeigte Sender- bzw. Empfängergehäusc
10 besteht aus einem Leiterband 1. das so mit einer Plastikmasse 2 beispielsweise in Spinnentechnolo-'gie
umspritzt ist, daß sich eine Vertiefung 7 bildet, in der eine Montage- und Kontaktierfläche 3 frei bleibt. Auf
der Montage- und Kontaktierfläche 3 wird ein Halbleitersystem 4, bei einem Sendergehäuse beispielsweise
eine Leuchtdiode bzw. bei einem Empfängergehäuse beispielsweise eine Fotodiode, montiert. Die Gehäuse
10 sind so gestaltet, daß sie an der Stelle, an der sie miteinander verbunden werden sollen, einen stegartigen
Vorsprung aufweisen und mit Paßstiften 5 sowie in ihrer Form den Paßstiften 5 entsprechenden Löchern 6 versehen
sind. Paßstifte 5 und Löcher 6 sind so anzuordnen, daß beim Zusammenfügen zweier Gehäuse 10 zu einer
Gabellichtschranke beide Gehäuse 10 eine Einheit bilden und beide den Strahlengang definierenden Halbleitersysteme
4 möglichst exakt zueinander ausgerichtet sind.
Sender- und Empfängergehäuse sind in einfacher Weise dadurch zu unterscheiden, daß trotz völliger
identischer Ausformung beider Gehäuse Plastikmassen verschiedener Einfärbung verwendet werden.
Da die Montage- und Kontaktierfläche 3 vertieft in der Plasiikmasse 2 liegt, ist das Empfangssystem vor
Streulicht geschützt. Darüber hinaus erlaubt die Vertiefung 7 ein einfaches Aufbringen einer schützenden
Kunststoffschicht. Dieser Kunststoff kann durch passende Einfärbung selektiv durchlässig für das vom Sender
ausgestrahlte Licht gemacht werden. Dadurch werden Streueinflüsse weiter verringert.
Durch ein in der F i g. 2 gezeigtes, beidseitig mit Paßstiften 6 und bezüglich ihrer Form zu den Paßstiften 6
passenden Löchern 5 versehenes Zwischenstück 14 zwischen Sender- und Empfängergehäuse kann der Abstand
zwischen Sender und Empfänger den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Dies erlaubt eine Erweiterung
der Einsatzmöglichkeiten ohne Änderungen am Gehäuse 10 vornehmen zu müssen. Die Dicke des
Zwischenstücks kann vorteilhaft 'ΛοΖοΙΙ oder ein Vielfaches
davon betragen. Nach Art eines Baukastensystems können auch mehrere Zwischenstücke 14 zur Anwendung
kommen.
Zu Prüf- und Meßzwecken können am Gehäuse 10 bzw. am Zwischenstück 14 gleichzeitig mit der Herstellung
der Plastikmasse 2 federnde Elemente angebracht sein, die Sender- bzw. Empfangsteil zusammenhalten
können. Zu diesem Zweck ist es aber auch möglich, federnde Klammern vorzusehen, die vorübergehend auf
die zusammengefügten Teile aufgeschoben werden und in den in der Plastikmasse 2 angeordneten Vertiefungen
11 oder Aussparungen 12 Hak finden können. Mittels dieser lösbaren Verbindungen kö<nnen nach einem Meßvorgang
defekte Teile in einfacher Weise ausgewechselt werden.
Im aneinandergeklammerten Zus-tand können die Gehäusteile
von den Leiterbändern 1 getrennt werden. Geprüfte Gabellichtschranken werden durch Einbringen
von Kleber oder durch Schweißen dauerhaft miteinander verbunden. Ein Ausführungsbeispiel für eine aus
Sendergehäuse 10a und EmpfängergehäuEe 10i> zusammengesetzte Gabellichtschranke, deren Strahlengang
mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist, zeigt die F i g. 3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Gabellichtschranke zur Erfassung mechanischer Bewegungen, bei der ein Sendergehäuse, in dem eine Lichtquelle angeordnet ist, und ein Empfängergehäuse, in dem eine lichtempfindliche Zelle angeordnet ist, vorgesehen sind, bei der Sender- und Empfängergehäuse identisch geformt und mechanisch miteinander verbunden sind und bei der Sender- und Empfängergehäuse ohne oder mit Zwischenstück miteinander starr verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der aus Kunststoff bestehenden Einzelteile, nämlich Sendergehäuse (iOa), Empfängergehäuse (106,) und gegebenenfalls Zwischenstück (14), an denen diese Einzelteile miteinander verbunden sind, mit konisch geformten Paßstiften (5} und mit bezüglich ihrer Form zu den Paßstiften (5) passenden Löchern (6) versehen sind, daß die Lichtquelle bzw. die lichtempfindliche Zelle in einer Vertiefung des Sender- bzw. Empfängergehäuses (10a, 10b) angeordnet ist, daß auf die Lichtquelle bzw. auf die lichtempfindliche Zelle eine Kunststoffschutzschicht aufgebracht ist, und daß die Kunststoffschutzschicht in einer Farbe eingefärbt ist, die selektiv für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht transparent ist.
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