LIGHT BARRIER APPARATUS

Abstract: 1. Light barrier apparatus comprising a housing (15) and a reflector (21), said housing containing a light emitter (11) for generating a light beam, and a light sensor (13) for sensing the light beam reflected by the reflector (21), said reflector (21) reflecting the light opposite to the direction of incidence, characterised in that the axis (25) of the light beam is inclined by a predetermined amount to a line (27) passing through the light emitter (11) and being located vertically to the surface (17) of the base of the housing (15), and in that the axis of the light beam is not directed vertically to the reflector.

Description: Reflexlichtschranke Die Erfindung betrifft eine Reflexlichtschranke mit einem Gehäuse, das einen Lichtsender zur Erzeugung eines praktisch senkrecht zur Gehäusegrundflächeverlaufenden Lichtstrahls und einen Lichtempfänger zum Feststellen des zu ruckgeworfenen Lichtstrahls enthält, sowie einen Reflektor, der den auftreffenden Lichtstrahl in Einfallsrichtung zurückwirft. Reflexlichtschranken erfreuen sich grosser Beliebtheit, weil sich Lichtsender und Lichtempfänger in einem Gehäuse befinden. Dadurch wird die Montage stark vereinfacht, da nur noch eine Seite der Anlage eines elektrischen Anschlusses bedarf. Die andere Seite der Anlage wird durch den Reflektor gebildet, der so ausgestaltet ist, dass der auffallende Lichtstrahl in Einfallsrichtung zurückgeworfen wird. Die Anbringung des Reflektors ist daher nicht besonders kritisch. Je nach der Art des Reflektors sind Winkel abweichungen zur optischen Achse von bis zu 400 möglich, nämlich bis zu 150 bei Tripelreflektoren, bis zu 300 für Reflexfolien und bis zu 400 für die Reflexfolie Typ 7610 der Firma 3M. Wird der Reflektor durch ein undurchsichtiges Objekt abgedeckt, so wird dies von der Reflexlichtschranke festgestellt, weil kein Senderlicht mehr zum Empfänger reflektiert wird. Damit dies der Fall ist, sollte natürlich auch möglichst kein Senderlicht vom Objekt zum Empfänger reflektiert werden. Es hat sich nun gezeigt, dass Probleme entstehen können, wenn die Reflexfolie durch eine Plexiglasscheibe geschützt wird, oder wenn die Reflexlichtschranke auf Gegenstände ansprechen soll, die reflektieren, z.B. wenn der Lichtstrahl durch Glanzpapier unterbrochen werden soll. Bei den handelsüblichen Lichtschranken ist die optische Achse praktisch senkrecht zur Grundfläche des Gehäuses angeordnet. Dasselbe gilt auch für die Reflektoren bei ihrer üblichen Befestigung in einer Maschine. Dies hat zur Folge, dass ein Anteil des auf die Plexiglasabdeckung des Reflektors auf treffenden Lichts durch Oberflächenreflektion wieder in Richtung der optischen Achse zurückgeworfen wird und auf den Lichtempfänger auftrifft. Dieses infolge Oberflächenreflektion an der Plexiglasabdeckung beim Lichtempfänger eintreffende Licht kann einen wesentlichen oder sogar den ganzen Anteil der vermeintlichen Lichtreserve der Reflexlichtschranke ausmachen. In einem solchen Fall genügt bereits eine geringe Dejustierung der Reflexlichtschranke oder des Reflektors, dass das durch Oberflächenref lektion verursachte Licht nicht oder nicht mehr im gleichen Ausmasse auf den Lichtempfänger fällt,Sãss die Lichtschranke nicht mehr funktioniert. Es genügt bereits eine Aenderung des Auftreffwinkels um 20 bis 30, um Störungen zu verursachen. Bei Druckmaschinen und dergleichen sind die Befestigungsflächen für Lichtschranken in der Regel parallel zur Materialbahn. Infolgedessen trifft das Licht senkrecht auf das Material auf, auf das die Lichtschranke ansprechen soll. Ist nun aber dieses Material ein Glanzpapier, so entsteht ebenfalls eine Oberflächenreflektion in Richtung der optischen Achse, was zur Folge haben kann, dass die Lichtschranke fälschlicherweise keine Unterbrechung durch das Papier feststellt, da anstelle des vom Reflektor der Reflexlichtschranke kommenden, nun unterbrochenen Lichtstrahls, also dem Nutzlicht, das durch den Glanz verursachte Störlicht des Papiers tritt und bei genügender Stärke ein"Dunkelschalten" der Lichtschranke verhindert. Beiden Arten von Störlicht, nämlich durch Oberflächenreflektion der Abdeckung des Reflektors oder durch Glanz eines Gegenstandes, ist im Gegensatz zur Reflektion von Tripel- oder Folienreflektoren gemeinsam, dass das reflektierte Licht nur bei praktisch senkrechtem Auftreffen des Lichts auf die Oberfläche der Reflektorabdeckung oder des Gegenstandes zum Lichtempfänger zurückgeworfen wird, bei geringer Schrägstellung hingegen bereits nicht mehr auf den Lichtempfänger auffällt. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reflexlichtschranke zu schaffen, welche die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist. Gemäss der Erfindung wird dies bei einer Reflexlichtschranke der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, dass die Achse des Lichtsenders um einen vorbestimmten Betrag zu einer Linie geneigt ist, die durch den Lichtsender geht und senkrecht zur Gehäusegrundfläche gerichtet ist. Durch diese verblüffend einfache Massnahme wird die Reflexlichtschranke wesentlich betriebssicherer. Da das auf die Abdeckung, z.B. eine Plexi glasscheibe, des Reflektors auftreffende Licht in einem Winkel # 900 auftrifft, wirkt die Reflektion der Glasabdeckung nicht störend, weil sie nicht entlang der optischen Achse erfolgt und somit kein Licht zum Lichtempfänger zurückwirft. Dasselbe gilt für die Oberflächenref lektion an flachen Gegenständen, z.B. Glanzpapier. Vorteilhaft beträgt die Neigung des Lichtsenders praktisch 50. Diese Abweichung ist derart gering, dass der aktive Teil einer bestehenden Lichtschranke ohne weiteres durch den aktiven Teil einer erfindungsgemässen Lichtschranke ersetzt werden kann. Nur wenn der Reflektor zu knapp bemessen war, muss er verschoben werden, damit der Lichtstrahl noch voll auf ihn auftrifft. Dies ist in der Regel ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen. Es ist auch möglich, die Reflexlichtschranke so auszugestalten, dass die Neigung verstellbar ist. Dies bietet dem Anwender die Möglichkeit, die Neigung zu justieren. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 den Strahlengang bei der erfindungsgemässen Licht schranke, wenn das Licht vom Reflektor zurückgeworfen wird. Ebenfalls ersichtlich ist der von dem Abdeckglas des Reflektors reflektierte Lichtanteil, Fig. 2 den Strahlengang beim Durchgang eines reflektierenden Gegenstandes, z.B. Glanzpapier. Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt befinden sich der Lichtsender 11 und der Lichtempfänger 13 in einem Gehäuse 15, dessen Grundfläche 17 an der Montagefläche 19, z.B. einer Maschine aufliegt. Der Reflektor 21 ist auf einer der Montagefläche 19 gegenüberliegenden Montagefläche 23 befestigt. Der Reflektor 21 ist beispielsweise ein sogenannter Tripelreflektor oder eine Reflexfolie, wie sie im Handel erhältlich sind. Mit 27 ist eine Senkrechte zur Gehäusegrundfläche 17 dargestellt. Diese Senkrechte 27, welche durch den Lichtsender 11 geht, stellt bei bekannten Lichtschranken die Richtung der optischen Achse dar. Bei der erfindungsgemässen Lichtschranke ist jedoch die optische Achse 25 um einen Winkel oc zu dieser Senkrechten 27 geneigt. Wegen dieser Neigung trifft das vom Lichtsender 11 ausgehende und von der Linse 29 gebündelte Licht 31 nicht senkrecht auf den Reflektor 21 auf, so dass der vom Abdeckglas 33 reflektierte Lichtanteil 35 nicht zur Lichtquelle zurückgeworfen wird. Der vom Reflektor in Richtung der Achse des Lichtsenders zurückgeworfene Lichtanteil 37 wird vom Spiegel 39 zum Lichtempfänger 13 geworfen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Ausführungsform begrenzt, bei welcher die gleiche Linse 29 für Lichtsender und Lichtempfänger dient. Lichtsender und Lichtempfänger können vielmehr in bekannter Weise getrennte optische Systeme besitzen, denn der vom Reflektor 21 zurückgeworfene Strahl divergiert in der Regel. In Figur 2 wird der Strahlengang dargestellt, wie er bei einer Reflektion durch einen stark reflektierenden Gegenstand, z.B. Glanzpapier, verursacht wird. Dank der Neigung der optischen Achse 25 wird der auf das Papier auffallende Lichtstrahl 31 nicht in der gleichen Richtung zurückgeworfen. Der zurückgeworfene Strahl 36 trifft daher nicht auf den Lichtempfänger 13 auf. Die Lichtschranke stellt daher den Unterbruch durch das Glanzpapier sicher fest.

Claims: Patentansprüche 1. Reflexlichtschranke mit einem Gehäuse, das einen Lichtsender zur Erzeugung eines praktisch senkrecht zur Gehäusegrundfläche verlaufenden Lichtstrahls und einen Lichtempfänger zum Feststellen des zurückgeworfenen Lichtstrahls enthält, sowie einen Reflektor, der den auftreffenden Lichtstrahl in Einfallsrichtung zurückwirft, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (25) des Lichtsenders (11) um einen vorbestimmten Betrag zu einer Linie (27) geneigt ist, die durch den Lichtsender (11) geht und senkrecht zur Gehäusegrundfläche (17) gerichtet ist. 2. Reflexlichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung etwa 50 bis 100 beträgt. 3. Reflexlichtschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung verstellbar ist.

Inventors: REINER, EUGEN
Applicants: ELESTA AG ELEKTRONIK
Application year: 1981
Main classification: G01V9
IPC codes: G01V8