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Dokumentenidentifikation DE202007001933U1 31.05.2007
Titel Optoelektronische Sensoranordnung
Anmelder SICK AG, 79183 Waldkirch, DE
DE-Aktenzeichen 202007001933
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 31.05.2007
Registration date 26.04.2007
Application date from patent application 09.02.2007
IPC-Hauptklasse G01V 8/10(2006.01)A, F, I, 20070209, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01D 11/24(2006.01)A, L, I, 20070209, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Bekannte optoelektronische Sensoranordnungen wie beispielsweise Lichtschranken, Lichttaster, Lichtvorhänge und Lichtgitter weisen ein Gehäuse auf, in welchem wenigstens ein Lichtsender und/oder ein Lichtempfänger angeordnet ist, wobei das Gehäuse in einer Seitenwand wenigstens eine Frontscheibe aufweist, welche für das von dem Lichtsender ausgesandte Licht oder das von dem Lichtempfänger detektierte Licht durchlässig ist. Dabei bezieht sich der Begriff „Licht" nicht nur auf sichtbares Licht, sondern auf elektromagnetische Wellen unterschiedlichster Frequenzen, die für den Aufbau einer optoelektronischen Sensoreinrichtung geeignet sind. Je nach Ausgestaltung der optoelektronischen Sensoranordnung können sich in dem Gehäuse entweder nur ein oder mehrere Lichtsender oder nur ein oder mehrere Lichtempfänger befinden, wie beispielsweise bei Einweglichtschranken oder Einweglichtgittern. Es ist jedoch auch möglich, in einem Gehäuse der optoelektronischen Sensoranordnung sowohl wenigstens einen Lichtsender als auch wenigstens einen Lichtempfänger anzuordnen, wie beispielsweise bei Lichttastern, Reflexionslichtschranken oder Reflexionslichtgittern.

Derartige optoelektronische Sensoranordnungen werden üblicherweise für den Einsatz und Betrieb in geschlossenen und beheizten Räumen wie beispielsweise Industriehallen konzipiert und entwickelt. Allerdings müssen mit der zunehmenden Automatisierung gefährliche Bewegungen an Maschinen oder Transportsystemen in immer unterschiedlicheren Industriezweigen mit Hilfe von Unfallschutzsensoren auch in Bereichen, in welchen Temperaturen herrschen, welche stark von der Raumtemperatur abweichen, abgesichert werden. Beispielsweise finden in der Lebensmittelindustrie zahlreiche Materialtransporte in gekühlter Umgebung oder in Tiefkühlbereichen statt. Ein entsprechender Überwachungssensor muss dann in diesem Tiefkühlbereich ebenfalls dauerhaft stabil betrieben werden können. In Zugangsbereichen wie beispielsweise Toren oder Schleusen zu derartigen Tiefkühlumgebungen treten durch die Temperaturunterschiede als weiteres Problem oft Betauungen an der optischen Grenzfläche der optoelektronischen Sensoranordnungen auf, die im ungünstigsten Fall dazu führen können, dass die optoelektronische Sensoranordnung einen ungewollten Schaltvorgang auslöst. Eine derartige Betauung kann durch gezielte Erwärmung des Gerätes weitgehend verhindert werden. Auch um optelektronische Sensoranordnungen bei niedrigen Umgebungstemperaturen betreiben zu können, können Heizungen vorgesehen werden.

Bekannt ist es beispielsweise aus der DE 102 32 028 A1, im Innenraum des optischen Sensors ein Heizelement vorzusehen. Nachteilig dabei ist jedoch, dass eine derartige optoelektronische Sensoranordnung durch das zusätzliche Heizelement in den Herstellungskosten steigt und für viele Anwendungen ein derartiges Heizelement nicht nötig ist. Daher müssen für verschiedene Anwendungszwecke unterschiedliche optoelektronische Sensoranordnungen vorgesehen werden, was die Herstellungskosten weiter erhöht.

Die DE 20 2005 016 606 U1 offenbart ein Einfassprofil für eine optoelektronische Sensoranordnung, mit welcher die optoelektronische Sensoranordnung gegen mechanische Beschädigungen geschützt werden soll. Dazu ist das Einfassprofil aus einem elastischen Material gefertigt und umfasst das Gehäuse der optoelektronischen Sensoranordnung fast vollständig formschlüssig. Ein derartiges Einfassprofil schützt die optoelektronische Sensoranordnung zwar gegen mechanische Belastungen, jedoch nicht vor Temperatureinflüssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine optoelektronische Sensoranordnung bereitzustellen, welche vielseitig einsetzbar ist und insbesondere für den Betrieb in niedrigen Umgebungstemperaturen ausgebildet sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine optoelektronische Sensoranordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist an der Außenseite des Gehäuses eine Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses angeordnet. Auf diese Weise kann das Gehäuse der optoelektronischen Sensoranordnung nachträglich für den Betrieb in niedrigen Umgebungstemperaturen mit einer Vorrichtung zum Erwärmen ausgestattet werden, ohne dass das Gehäuse der optoelektronischen Sensoranordnung selbst geöffnet, in sonst einer Art und Weise verändert oder komplett ausgetauscht werden muss. Es ist somit möglich, die optoelektronische Sensoranordnung nachträglich mit einer Heizung auszustatten und das entsprechende Gerät nachzurüsten, wenn es in einem Bereich mit niedriger Umgebungstemperatur verwendet werden soll. Findet ein derartiger Betrieb in niedrigen Umgebungstemperaturen nicht statt, kann die optoelektronische Sensoranordnung ohne zusätzliche Änderungen verwendet werden. Es ist somit möglich, lediglich einen Typ von optoelektronischen Sensoranordnungen bereitzustellen, welcher bei Bedarf nachträglich nachgerüstet werden kann.

Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses als ein elektrisch betriebenes Heizband ausgebildet. Derartige Heizbänder können in besonders einfacher Art und Weise an dem Gehäuse angeordnet werden, beispielsweise in eine am Gehäuse vorhandene Befestigungsnut eingeschoben werden, falls der entsprechende Bedarf besteht.

Vorzugsweise ist das Heizband als selbstregelndes Heizband ausgebildet, um ohne zusätzlichen Personalaufwand die optoelektronische Sensoranordnung stabil in einem Bereich bestimmter Umgebungstemperatur betreiben zu können.

Damit die Erwärmung des Gehäuses durch die Vorrichtung zum Erwärmen effektiver gestaltet werden kann, ist vorzugsweise die Vorrichtung zum Erwärmen in einem um das Gehäuse angeordneten Schutzmantel angeordnet. Dabei kann die Vorrichtung zum Erwärmen sowohl auf der Innenseite des Schutzmantels und somit direkt auf der Außenseite des Gehäuses oder auch innerhalb des Schutzmantels in diesen integriert angeordnet sein. Um den Wirkungsgrad weiter zu erhöhen, ist der Schutzmantel vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt.

Der Schutzmantel ist vorzugsweise als Hohlprofil ausgebildet, welches das Gehäuse mit Ausnahme einer spaltförmigen Öffnung im Bereich der Frontscheibe vollständig schließt. Ein derartiger Schutzmantel kann besonders kostengünstig hergestellt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Hohlprofil als an die Außenkontur des Gehäuses angepasstes Hohlprofil ausgebildet, so dass das Gehäuse mit Ausnahme einer spaltförmigen Öffnung im Bereich der Frontscheibe vollständig formschlüssig geschlossen wird, wodurch einerseits ein sicherer Sitz des Schutzmantels an dem Gehäuse der optoelektronischen Sensoranordnung und andererseits eine besonders effektive Wärmeisolierung gewährleistet ist.

Eine besonders kostengünstige Herstellungsweise liegt darin, den Schutzmantel als Kunststoffextrusionsprofil auszubilden. Insbesondere ist dabei vorzugsweise der Schutzmantel als Endlosprofil hergestellt und an die Länge des Gehäuses der optoelektronischen Sensoranordnung anpassbar, so dass möglichst wenig Abfallmaterial entsteht und die Herstellungskosten weiter gesenkt werden. Diese nachrüstbare an der Außenseite des Gehäuses angeordnete Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses wird vorzugsweise für optoelektronische Sensoranordnungen verwendet, deren Gehäuse mehrere Lichtsender und/oder mehrere Lichtempfänger aufweisen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur ausführlich erläutert. Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensoranordnung.

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer optoelektronischen Sensoranordnung 10, welche ein Gehäuse 12 aufweist, welches als im Wesentlichen langgestrecktes Hohlprofil ausgebildet ist. Ein derartiges Gehäuse 12 kommt beispielsweise in Lichtgittern zur Anwendung, bei welchem in diesem Gehäuse 12 entweder mehrere Lichtsender oder mehrere Lichtempfänger, falls es sich um ein Einweglichtgitter handelt, oder sowohl mehrere Lichtsender als auch mehrere Lichtempfänger, falls es sich um ein Reflexionslichtgitter handelt, angeordnet sind. Damit das von den Lichtsendern emittierte Licht aus dem Gehäuse 12 austreten bzw. das von den Lichtempfängern zu detektierende Licht in das Gehäuse 12 eintreten kann, weist das Gehäuse 12 an wenigstens einer Seitenfläche eine Frontscheibe 14 auf, welche für das Licht durchlässig ist.

An der Außenseite des Gehäuses 12 entlang zweier der Längsseiten ist jeweils ein elektrisch betriebenes Heizband 20 angeordnet, welches jeweils elektrische Anschlüsse 22 zum Betrieb des Heizbandes 20 aufweist. Die Heizbänder 20 liegen direkt auf der Außenseite des Gehäuses 12 auf, so dass die Wärme möglichst effektiv auf das Gehäuse 12 übertragen werden kann.

Um den Wirkungsgrad der Heizbänder 20 zu erhöhen, ist das Gehäuse 12 mit einem Schutzmantel 30 umgeben, welcher im Wesentlichen formschlüssig um das Gehäuse 12 und die auf der Außenseite des Gehäuses 12 angeordneten Heizbänder 20 anliegt und im Bereich der Frontscheibe 14 des Gehäuses 12 eine spaltförmige Öffnung 32 aufweist, so dass das Licht weiterhin in das Gehäuse 12 eintreten oder aus dem Gehäuse 12 austreten kann. Bei Integration der Heizbänder oder einer anderen Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses 12 ins Innere des Schutzmantels 30 liegt der Schutzmantel 30 vorzugsweise formschlüssig auf der Außenseite des Gehäuses 12 an, ausgenommen eines Bereichs vor der Frontscheibe 14 des Gehäuses 12.

Der Schutzmantel 30 ist insbesondere aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt, welches zusätzlich vorzugsweise ein Elastomer ist, so dass der Schutzmantel 30 kostengünstig aus einem extrudierten Elastomer hergestellt werden kann. Insbesondere ist dabei der Schutzmantel 30 als Endlosprofil hergestellt, um die Länge des Schutzmantels 30 auf die Länge des Gehäuses 12 abstimmen zu können.

Durch die Heizbänder 20, welche beispielsweise als selbstregelnde Heizbänder 20 ausgestaltet sein können, kann die Temperatur des Gehäuses 20 geregelt werden und insbesondere auf eine Temperatur deutlich oberhalb des Gefrierpunkts, beispielsweise auf Raumtemperatur, erwärmt werden. Damit ist es möglich, das Gehäuse 12 ohne Probleme auch in Bereichen mit niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere mit Temperaturen deutlich unterhalb des Gefrierpunkts, zu verwenden, wobei insbesondere das ansonsten auftretende Problem der Betauung der Frontscheibe 14 durch die Erwärmung des Gehäuses 12 vermieden wird.

Das Gehäuse 12 kann entweder in Längsrichtung des Schutzmantels 30 von der Stirnseite her in den Schutzmantel 30 eingeschoben werden oder bei entsprechender Elastizität des Schutzmantels 30 auch durch die spaltförmige Öffnung 32 in den Schutzmantel 30 eingeführt werden. Das Einführen in den Schutzmantel 30 durch die spaltförmige Öffnung 32 ist insbesondere bei sehr langen Gehäuse 12 von Vorteil gegenüber dem Einschieben durch die Stirnflächen des Schutzmantels 30.

Soll somit die optoelektronische Sensoranordnung 10 in einem Bereich mit niedrigen Umgebungstemperaturen verwendet werden, kann das Gehäuse 12 ohne besondere Werkzeuge und ohne großen Aufwand mit den Heizbändern 20 und dem Schutzmantel 30 nachgerüstet werden, ohne das Gehäuse 12 der Sensoranordnung 10 öffnen zu müssen oder eine vollständig andere optoelektronische Sensoranordnung 10 verwenden zu müssen.

10
Sensoranordnung
12
Gehäuse
14
Frontscheibe
20
Heizband
22
elektrische Anschlüsse
30
Schutzmantel
32
spaltförmige Öffnung


Anspruch[de]
Optoelektronische Sensoranordnung (10) mit einem Gehäuse (12), in welchem wenigstens ein Lichtsender und/oder ein Lichtempfänger angeordnet ist, wobei das Gehäuse (12) in einer Seitenwand wenigstens eine für das Licht des Lichtsenders oder des Lichtempfängers durchlässige Frontscheibe (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Gehäuses (12) eine Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses (12) angeordnet ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erwärmen des Gehäuses (12) als ein elektrisch betriebenes Heizband (20) ausgebildet ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizband (20) als selbstregelndes Heizband ausgebildet ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erwärmen in einem um das Gehäuse (12) angeordneten Schutzmantel (30) angeordnet ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (20) aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (20) als Hohlprofil ausgebildet ist, welches das Gehäuse (12) mit Ausnahme einer spaltförmigen Öffnung (32) im Bereich der Frontscheibe (14) vollständig umschließt. Optoelektronische Sensoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil als an die Außenkontur des Gehäuses (12) angepasstes Hohlprofil ausgebildet ist, welches das Gehäuse (12) mit Ausnahme einer spaltförmigen Öffnung (32) im Bereich der Frontscheibe (14) vollständig formschlüssig umschließt. Optoelektronische Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (20) als Kunststoffextrusionsprofil ausgebildet ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel (20) als Endlosprofil hergestellt ist und an die Länge des Gehäuses (12) der optoelektronischen Sensoranordnung (10) anpassbar ist. Optoelektronische Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (12) mehrere Lichtsender und/oder mehrere Lichtempfänger angeordnet sind.






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