DE3008309C2

DE3008309C2 - Gabellichtschranke zur Erfassung mechanischer Bewegungen

Info

Publication number: DE3008309C2
Application number: DE19803008309
Authority: DE
Inventors: Hans-H. Dr. 8411 Waldetzenberg Cuno; Heinz Ing.(Grad.) Haas; Albert Ing.(grad.) 8400 Regensburg Heider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1986-08-28
Also published as: DE3008309A1; JPS56137224A; JPH0128916B2

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

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.