Title:
Lichtschrankenanordnung
Kind Code:
U1


Abstract:

Lichtschrankenanordnung (41, 41', 41") mit einem Lichtsender (13) zum Aussenden eines Primärlichtstrahls (15) in einen Überwachungsbereich (17), einer Strahlumlenkeinheit (49), die dazu ausgebildet ist, den durch den Überwachungsbereich (17) getretenen Primärlichtstrahl (15) derart umzulenken, dass er als Sekundärlichtstrahl (25) in Beabstandung zum Primärlichtstrahl (15) und gegenläufig zu diesem durch den Überwachungsbereich (17) tritt, und einem Lichtempfänger (27) zum Empfangen des Sekundärlichtstrahls (25), wobei die Strahlumlenkeinheit (49) eine Tripelspiegel-Anordnung (35) mit drei gegeneinander abgewinkelten Reflexionsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) der Tripelspiegel-Anordnung (35) durch Flächen eines Umlenkbauteils (50, 50') aus einem transparenten Material gebildet sind, innerhalb dessen die Umlenkung erfolgt. embedded image




Application Number:
DE202017100509U
Publication Date:
05/03/2018
Filing Date:
01/31/2017
Assignee:
SICK AG, 79183 (DE)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Manitz Finsterwald Patentanwälte PartmbB, 80336, München, DE
Claims:
Lichtschrankenanordnung (41, 41', 41") mit einem Lichtsender (13) zum Aussenden eines Primärlichtstrahls (15) in einen Überwachungsbereich (17), einer Strahlumlenkeinheit (49), die dazu ausgebildet ist, den durch den Überwachungsbereich (17) getretenen Primärlichtstrahl (15) derart umzulenken, dass er als Sekundärlichtstrahl (25) in Beabstandung zum Primärlichtstrahl (15) und gegenläufig zu diesem durch den Überwachungsbereich (17) tritt, und einem Lichtempfänger (27) zum Empfangen des Sekundärlichtstrahls (25), wobei die Strahlumlenkeinheit (49) eine Tripelspiegel-Anordnung (35) mit drei gegeneinander abgewinkelten Reflexionsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) der Tripelspiegel-Anordnung (35) durch Flächen eines Umlenkbauteils (50, 50') aus einem transparenten Material gebildet sind, innerhalb dessen die Umlenkung erfolgt.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) der Tripelspiegel-Anordnung (35) durch totalreflektierende Flächen des Umlenkbauteils (50, 50') gebildet sind.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) der Tripelspiegel-Anordnung (35) eben sind und jeweils in einem Winkel von 90° zueinander verlaufen.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') ein erstes Ende (55) mit einer, insbesondere ebenen, Lichteintrittsfläche (60) und ein zweites Ende (56) mit einer, insbesondere ebenen, Lichtaustrittsfläche (61) aufweist, wobei die Lichteintrittsfläche (60) und die Lichtaustrittsfläche (61) parallel zueinander verlaufen, wobei zwei der drei Reflexionsflächen (51, 52) an dem ersten Ende (55) zur Bildung eines Dachkantspiegels (57) aneinander angrenzend in einem Winkel von 90° zueinander derart angeordnet sind, dass die Grenzlinie (59) in einem Winkel von 45° zu der Lichteintrittsfläche (60) verläuft, und wobei die dritte Reflexionsfläche (53) an dem zweiten Ende (56) in einem Winkel von 45° zu der Lichtaustrittsfläche (61) angeordnet ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') ein einstückiges Bauteil ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') ein gegossenes Bauteil ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') aus einem Kunststoff gebildet ist.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') aus Polymethylmethacrylat gebildet ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') ein länglicher Stab ist.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Stabs wenigstens 100 mm und vorzugsweise wenigstens 200 mm beträgt.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab einen runden Querschnitt aufweist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkbauteil (50, 50') durch einen zentralen Basisabschnitt mit einheitlichem Querschnitt und zwei an dessen Enden (55, 56) angegossene, die Reflexionsflächen (51, 52, 53) umfassende Funktionsabschnitte gebildet ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) durch Fräsen, insbesondere Diamantfräsen, bearbeitet sind.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) unpoliert sind.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) eine Spiegelbeschichtung auf das Umlenkbauteil (50, 50') aufgebracht ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (49) ausschließlich durch das Umlenkbauteil (50, 50') gebildet ist.

Lichtschrankenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (49) wenigstens zwei Umlenkbauteile (50, 50') umfasst, die jeweils aus einem transparenten Material bestehen und jeweils drei Reflexionsflächen (51, 52, 53) einer Tripelspiegel-Anordnung (35) ausbilden, wobei jedem der Umlenkbauteile (50, 50') ein Lichtsender (13) und ein Lichtempfänger (27) der Lichtschrankenanordnung (41', 41") zugeordnet ist.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkbauteile (50, 50') unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkbauteile (50, 50') in einem vorgegebenen Abstand (L) voneinander angeordnet sind, wobei, vorzugsweise, die Umlenkbauteile (50, 50') die gleiche Länge (L) aufweisen und der Abstand zumindest im Wesentlichen der Länge der Umlenkbauteile (50, 50') entspricht.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtschrankenanordnung mit einem Lichtsender zum Aussenden eines Primärlichtstrahls in einen Überwachungsbereich, einer Strahlumlenkeinheit, die dazu ausgebildet ist, den durch den Überwachungsbereich getretenen Primärlichtstrahl derart umzulenken, dass er als Sekundärlichtstrahl in Beabstandung zum Primärlichtstrahl und gegenläufig zu diesem durch den Überwachungsbereich tritt, und einem Lichtempfänger zum Empfangen des Sekundärlichtstrahls, wobei die Strahlumlenkeinheit eine Tripelspiegel-Anordnung mit drei gegeneinander abgewinkelten Reflexionsflächen aufweist.

Derartige Lichtschrankenanordnungen dienen beispielsweise dazu, den Zugang zu einem Gefahrenbereich wie zum Beispiel dem Arbeitsbereich eines Roboters zu überwachen. Üblicherweise sorgt eine elektronische Steuereinrichtung der Lichtschrankenanordnung dafür, dass bei einer Unterbrechung des Primärlichtstrahls oder des Sekundärlichtstrahls ein Warnsignal ausgelöst wird. Dadurch, dass zwei räumlich zueinander versetzte Lichtstrahlen vorhanden sind, kann eine besonders gründliche Absicherung gewährleistet werden. Derartige Lichtschrankenanordnungen können als Lichtgitter mit einer aktiven und einer passiven Komponente ausgeführt sein. Die aktive Komponente umfasst den Lichtsender, den Lichtempfänger sowie gegebenenfalls die Steuereinrichtung und die Stromversorgung, während die Strahlumlenkeinheit die passive Komponente bildet.

Auf dem Gebiet der Lichtschranken ist unter einem Lichtstrahl ein Lichtbündel zu verstehen, das vorzugsweise kollimiert und vergleichsweise schmal ist. Grundsätzlich können Lichtschrankenanordnungen jedoch auch mit Lichtstrahlen in Form von ausgedehnten, konvergenten oder divergenten Lichtbündeln arbeiten.

Die Tripelspiegel-Anordnung bildet einen Reflektor, der das Sendelicht axial versetzt zur aktiven Komponente zurückschickt. Die Rückreflexion erfolgt bei einem Tripelspiegel in gewissen Grenzen unabhängig von der Ausrichtung des strahlumlenkenden Passivelements. Tripelspiegel können beispielsweise durch drei separate Planspiegel gebildet sein. Diese müssen exakt zueinander ausgerichtet sein, was mit einem unerwünscht hohen Arbeitsaufwand verbunden ist. Außerdem ist zur Fertigung von Planspiegeln im Allgemeinen eine kostenintensive Metallbedampfung von Bauteilen notwendig. Ein weiteres Problem besteht darin, dass aus Einzelspiegeln zusammengesetzte Tripelspiegel-Anordnungen einen relativ hohen Bauraum erfordern.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, bei einer Lichtschrankenanordnung der eingangs genannten Art die Herstellungskosten zu senken und den Fertigungs- und Montageaufwand zu verringern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Lichtschrankenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß sind die drei Reflexionsflächen der Tripelspiegel-Anordnung durch Flächen eines Umlenkbauteils aus einem transparenten Material gebildet, innerhalb dessen die Umlenkung erfolgt. Ein solches Umlenkbauteil ist relativ einfach zu fertigen, beispielsweise mittels eines handelsüblichen 5-achsigen Dreh-Fräs-Bearbeitungszentrums. Dadurch, dass die Reflexionsflächen direkt an einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet sind, muss ihre Ausrichtung gegeneinander bei der Montage nicht justiert oder angepasst werden. Sie sind vielmehr von vornherein korrekt ausgerichtet.

Die drei Reflexionsflächen der Tripelspiegel-Anordnung können aufgrund von auf das Umlenkbauteil aufgebrachten Spiegelschichten reflektierend wirken. Vorzugsweise sind die drei Reflexionsflächen der Tripelspiegel-Anordnung jedoch durch totalreflektierende Flächen des Umlenkbauteils gebildet. Ein Vorteil der Totalreflexion gegenüber einer Reflexion an einer Spiegelschicht besteht darin, dass im Idealfall keinerlei Energieverluste auftreten. Außerdem sind bei der Herstellung keine aufwändigen Beschichtungsprozesse erforderlich.

Als transparentes Material kommen Materialien in Frage, die weitgehend durchlässig für das vom Lichtsender ausgesendete Licht sind. Insbesondere kann es sich um einen gängigen optischen Werkstoff wie Glas oder Kunststoff handeln. Der Begriff „transparent“ ist jedoch nicht auf den sichtbaren Bereich beschränkt. Der Lichtsender kann beispielsweise auch zum Aussenden von Infrarotlicht ausgebildet sein, wobei das transparente Material ein Infrarot-Material (IR-Material) ist. Um Totalreflexion zu ermöglichen, sollte das transparente Material eine höhere Brechzahl als Luft aufweisen.

Bevorzugt sind die drei Reflexionsflächen der Tripelspiegel-Anordnung eben und verlaufen jeweils in einem Winkel von 90° zueinander. Diese Ausgestaltung sorgt für eine exakt parallele Ausrichtung von Primärlichtstrahl und Sekundärlichtstrahl, also einer Retroreflexion, was bei Lichtgittern in besonderer Weise erwünscht ist. Neben einer ebenen Ausgestaltung der Reflexionsflächen sind auch gekrümmte Reflexionsflächen mit sehr großem Krümmungsradius denkbar. Dadurch können gegebenenfalls herstellungsbedingte Winkelfehler ausgeglichen werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Umlenkbauteil ein erstes Ende mit einer, insbesondere ebenen, Lichteintrittsfläche und ein zweites Ende mit einer, insbesondere ebenen, Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche parallel zueinander verlaufen, wobei zwei der drei Reflexionsflächen an dem ersten Ende zur Bildung eines Dachkantspiegels aneinander angrenzend in einem Winkel von 90° zueinander derart angeordnet sind, dass die Grenzlinie in einem Winkel von 45° zu der Lichteintrittsfläche verläuft, und wobei die dritte Reflexionsfläche an einem zweiten Ende in einem Winkel von 45° zu der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist. An dem Dachkantspiegel findet eine zweifache Reflexion statt, die das Licht zum anderen Ende des Umlenkbauteils schickt. An diesem Ende findet dann die dritte Reflexion statt und das Licht tritt wieder aus dem Umlenkbauteil aus. Prinzipiell ist auch ein umgekehrter Lichtweg möglich. Der Abstand zwischen den Lichteintritts-/Lichtaustrittsflächen entspricht dem räumlichen Versatz von Primärlichtstrahl und Sekundärlichtstrahl.

Das Umlenkbauteil kann ein einstückiges Bauteil sein. Dies ist insofern vorteilhaft, als eine Dejustierung der Reflexionsflächen ausgeschlossen ist. Zudem ist die Herstellung vereinfacht, wenn nur wenige Bauteile benötigt werden.

Um die Fertigungskosten gering zu halten, kann das Umlenkbauteil ein gegossenes Bauteil sein. Gegossenes Material weist außerdem eine bessere optische Qualität auf als z. B. extrudiertes Material.

Es ist bevorzugt, dass das Umlenkbauteil aus einem Kunststoff gebildet ist. Kunststoffe sind leicht zu formen und leicht zu bearbeiten. Besonders bevorzugt sind amorphe Kunststoffe.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Umlenkbauteil aus Polymethylmethacrylat (PMMA) gebildet ist. Dies hat sich hinsichtlich der Herstellbarkeit als besonders günstig erwiesen. Insbesondere lässt sich Polymethylmethacrylat besonders gut zerspanen. Alternativ kann das Umlenkbauteil auch aus Polycarbonat oder einem anderen Polymer gebildet sein.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist das Umlenkbauteil ein länglicher Stab. Dadurch kann bei vorgegebenem räumlichem Versatz zwischen Primärlichtstrahl und Sekundärlichtstrahl der Bauraum besonders gering gehalten werden.

Die Länge des Stabs kann wenigstens 100 mm und vorzugsweise wenigstens 200 mm betragen. Dies sorgt für praxistaugliche Strahlabstände. Um den Bauraum gering zu halten, ist eine vergleichsweise schmale Ausführung des Stabs bevorzugt. Insbesondere kann das Verhältnis der Länge des Stabs zum maximalen Durchmesser des Stabs wenigstens 7:1 betragen.

Der Stab kann einen runden Querschnitt aufweisen. Solche Rundstäbe sind vergleichsweise einfach zu fertigen und als Standardmaterial in der gewünschten Qualität erhältlich.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Umlenkbauteil durch einen zentralen Basisabschnitt mit einheitlichem Querschnitt und zwei an dessen Enden angegossene, die Reflexionsflächen umfassende Funktionsabschnitte gebildet ist. Der Gießprozess wird bei dieser Ausgestaltung auf diejenigen Bereiche beschränkt, die eine komplexe Oberflächengestaltung erfordern.

Die drei Reflexionsflächen können durch Fräsen, insbesondere Diamantfräsen, bearbeitet sein. Es hat sich herausgestellt, dass die Winkelgenauigkeit gängiger Fräsmaschinen ausreichend ist, um die Reflexionsflächen des Umlenkbauteils in der gewünschten Ausrichtung und Ebenheit zu fertigen. Vorzugsweise werden die drei Reflexionsflächen in einer Aufspannung gefräst. Auch die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche können durch Fräsen, insbesondere Diamantfräsen, bearbeitet sein, vorzugsweise ebenfalls in der einheitlichen Aufspannung.

Vorzugsweise sind die drei Reflexionsflächen unpoliert. Das heißt die Reflexionsflächen werden bevorzugt nach dem Zerspanungsprozess nicht nachträglich poliert, damit die Ebenheit und die Winkelgenauigkeit nicht beeinträchtigt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zumindest im Bereich der drei Reflexionsflächen eine Spiegelbeschichtung auf das Umlenkbauteil aufgebracht. Dadurch kann der Wirkungsgrad erhöht werden.

Die Umlenkeinheit kann ausschließlich durch das Umlenkbauteil gebildet sein. Das heißt, es ist nicht notwendig, ein Gehäuse oder weitere Komponenten der Umlenkeinheit bereitzustellen, wodurch Bauraum und Kosten gespart werden. Die Außenmaße des Umlenkbauteils können an eine Reflektor-Halterung angepasst sein, so dass das Umlenkbauteil ohne Adapter wie ein standardmäßiger Lichtschranken-Reflektor verwendet werden kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Umlenkeinheit wenigstens zwei Umlenkbauteile umfasst, die jeweils aus einem transparenten Material bestehen und jeweils drei Reflexionsflächen einer Tripelspiegel-Anordnung ausbilden, wobei jedem der Umlenkbauteile ein Lichtsender und ein Lichtempfänger der Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist. Dadurch kann die Zahl der nutzbaren Lichtstrahlen erhöht werden.

Insbesondere können die Umlenkbauteile unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sein, so dass der Sekundärlichtstrahl des ersten Umlenkbauteils in geringem Abstand zum Primärlichtstrahl des zweiten Umlenkbauteils verläuft. Die beiden benachbarten Lichtstrahlen bilden dann in funktioneller Hinsicht einen einzelnen Lichtstrahl, so dass ein quasi-dreistrahliges Lichtgitter resultiert.

Alternativ können die Umlenkbauteile in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sein, wobei, vorzugsweise, die Umlenkbauteile die gleiche Länge aufweisen und der Abstand zumindest im Wesentlichen der Länge der Umlenkbauteile entspricht. Diese Ausführungsform bildet ein vierstrahliges Lichtgitter. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer wie vorstehend beschriebenen Lichtschrankenanordnung, bei dem das Umlenkbauteil in einem Stück gegossen wird.

Vorzugsweise werden bei einem solchen Verfahren die Reflexionsflächen gefräst, insbesondere mittels eines Diamantfräsers.

Alternativ können die Reflexionsflächen umfassende Funktionsabschnitte an einen zentralen Basisabschnitt mit einheitlichem Querschnitt angegossen werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen entnehmbar.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Lichtschrankenanordnung gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Umlenkeinheit einer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gestalteten Lichtschrankenanordnung.
  • 4 ist eine perspektivische Darstellung einer Umlenkeinheit einer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gestalteten Lichtschrankenanordnung.
  • 5 ist eine Seitenansicht einer als dreistrahliges Lichtgitter ausgeführten erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung.
  • 6 ist eine Seitenansicht einer als vierstrahliges Lichtgitter ausgeführten erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung.

Die in 1 dargestellte Lichtschrankenanordnung 11 ist als zweistrahliges Lichtgitter ausgeführt und umfasst einen Lichtsender 13, der während des Betriebs der Lichtschrankenanordnung 11 einen Primärlichtstrahl 15 in einen Überwachungsbereich 17 aussendet. Eine als passiver Reflektor ausgeführte Strahlumlenkeinheit 19 dient dazu, den durch den Überwachungsbereich 17 getretenen Primärlichtstrahl 15 derart umzulenken, dass er als Sekundärlichtstrahl 15 in Beabstandung zum Primärlichtstrahl 15 und gegenläufig zu diesem durch den Überwachungsbereich 17 tritt. Der Sekundärlichtstrahl 25 trifft auf einen Lichtempfänger 27 der Lichtschrankenanordnung 11, der mit einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung der Lichtschrankenanordnung 11 in Verbindung steht. Eine Unterbrechung des Primärlichtstrahls 15 oder des Sekundärlichtstrahls 25 wird vom Lichtempfänger 27 detektiert und von der elektronischen Steuereinrichtung in grundsätzlich bekannter Weise in ein Warnsignal umgesetzt. Bei dem Überwachungsbereich 17 kann es sich insbesondere um den Durchgang zu einer Gefahrenzone wie zum Beispiel dem Arbeitsbereich eines Roboters oder einer Maschine handeln.

Die in 1 dargestellte Strahlumlenkeinheit 19 weist drei Planspiegel 30, 31, 32 auf, deren Reflexionsflächen eben sind und jeweils in einem Winkel von 90° zueinander verlaufen. Zwei eingangsseitige Planspiegel 30, 31 bilden hierbei einen Dachkantspiegel 33, während der ausgangsseitige Planspiegel 32 ein einfacher Umlenkspiegel ist. Insgesamt bilden die drei Planspiegel 30, 31, 32 eine retroreflektierende Tripelspiegel-Anordnung 35.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung 41, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind wie bei der in 1 gezeigten Lichtschrankenanordnung 11. Insbesondere weist die in 2 dargestellte erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung 41 ebenfalls einen Lichtsender 13 und einen Lichtempfänger 27 auf. Die Strahlumlenkeinheit 49 ist hier jedoch durch ein einzelnes Umlenkbauteil 50 aus einem transparenten Material gebildet, welches drei totalreflektierende Reflexionsflächen 51, 52, 53 aufweist. Grundsätzlich könnten die Reflexionsflächen 51, 52, 53 auch aufgrund einer Spiegelbeschichtung reflektieren, ohne dass Totalreflexion vorliegt.

Das Umlenkbauteil 50 ist als länglicher Stab ausgeführt und weist ein eingangsseitiges Ende 55 sowie ein ausgangsseitiges Ende 56 auf. An dem eingangsseitigen Ende 55 sind zwei der Reflexionsflächen 51, 52 zur Bildung eines Dachkantspiegels 57 aneinander angrenzend in einem Winkel von 90° zueinander derart angeordnet, dass die Grenzlinie 59 in einem Winkel von 45° zu der Lichteintrittsfläche 60 verläuft. Die dritte Reflexionsfläche 53 ist am ausgangsseitigen Ende 56 in einem Winkel von 45° zur Lichtaustrittsfläche 61 angeordnet. In der Einzeldarstellung des Umlenkbauteils 50 gemäß 3 ist die relative Ausrichtung der Reflexionsflächen 51, 52, 53 genauer erkennbar.

Das Umlenkbauteil 50 ist vorzugsweise als einstückiges Bauteil aus Polymethylmethacrylat gefertigt. Sofern der Lichtsender 13 zum Aussenden von Infrarotlicht ausgebildet ist, kann ein IR-Material als Werkstoff zur Herstellung des Umlenkbauteils 50 verwendet werden. Die Reflexionsflächen 51, 52, 53 sowie die Lichteintrittsfläche 60 und die Lichtaustrittsfläche 61 sind vorzugsweise durch Diamantfräsen ohne Nachpolieren erzeugt, besonders bevorzugt in einer einzelnen Aufspannung.

Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist das Umlenkbauteil 50 aus einem Vierkantstab gefertigt. Alternativ kann das Umlenkbauteil 50 wie in 4 gezeigt aus einem Rundstab gefertigt sein.

Das Umlenkbauteil 50, 50' muss nicht zwingend als ursächlich einstückiges Bauteil ausgeführt sein. Grundsätzlich könnten zum Beispiel zwei die Reflexionsflächen 51, 52, 53 sowie die Lichteintrittsfläche 60 und die Lichtaustrittsfläche 61 umfassende Funktionsabschnitte an einen zentralen Basisabschnitt mit einheitlichem Querschnitt angefügt sein, was in den Figuren jedoch nicht dargestellt ist. Zur Erhöhung des Wirkungsgrads können die drei Reflexionsflächen 51, 52, 53 mit einer spiegelnden Beschichtung versehen sein.

Eine erfindungsgemäß gestaltete Strahlumlenkeinheit 49 kann außer dem Umlenkbauteil 50, 50' ein Gehäuse sowie weitere Komponenten wie Dichtungen und Befestigungsmittel umfassen. Grundsätzlich kann die Strahlumlenkeinheit 49 einer erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung 41 jedoch auch ausschließlich durch das Umlenkbauteil 50, 50' gebildet sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Außenmaße des Umlenkbauteils 50, 50' an eine vorbestimmte, beispielsweise standardmäßige, Reflektor-Halterung angepasst sind.

Eine erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung 41 kann auch mehrere Umlenkbauteile 50, 50' aus transparentem Material umfassen. Ein Beispiel für eine zwei Umlenkbauteile 50 umfassende Lichtschrankenanordnung 41' ist in 5 dargestellt. Die beiden Umlenkbauteile 50 sind hier unmittelbar aufeinanderfolgend und gleich ausgerichtet angeordnet. Weiterhin ist jedem der beiden Umlenkbauteile 50 ein eigener Lichtsender 13 und ein eigener Lichtempfänger 27 zugeordnet. Da sich der Sekundärlichtstrahl 25 des ersten, im Bild oberen Umlenkbauteils 50 relativ nahe beim Primärlichtstrahl 15 des zweiten, im Bild unteren Umlenkbauteils 50 liegt, ist durch die gezeigte Lichtschrankenanordnung 41' ein pseudo-dreistrahliges Lichtgitter gebildet.

Eine alternative, ebenfalls zwei Umlenkbauteile 50 umfassende Ausführungsform der Erfindung ist in 6 dargestellt. Bei dieser erfindungsgemäßen Lichtschrankenanordnung 41" sind die beiden Umlenkbauteile 50 in einem vorgegebenen Abstand L voneinander angeordnet, welcher der Länge L der Umlenkbauteile 50 entspricht. Hierdurch ist ein vierstrahliges Lichtgitter gebildet.

Dadurch, dass die Tripelspiegel-Anordnung 35 durch ein einzelnes, prismenähnliches Bauteil gebildet ist, sind keinerlei Justierarbeiten zum Ausrichten der Reflexionsflächen 51, 52, 53 relativ zueinander erforderlich. Zudem sind auch keine Spiegelhalterungen oder dergleichen notwendig. Eine erfindungsgemäße Lichtschrankenanordnung 41, 41', 41" ist daher besonders einfach und kostengünstig herstellbar, benötigt wenig Bauraum und erfordert nur einen geringen Montageaufwand.

Bezugszeichenliste

11
Lichtschrankenanordnung
13
Lichtsender
15
Primärlichtstrahl
17
Überwachungsbereich
19
Strahlumlenkeinheit
25
Sekundärlichtstrahl
27
Lichtempfänger
30, 31, 32
Planspiegel
33
Dachkantspiegel
35
Tripelspiegel-Anordnung
41, 41', 41"
Lichtschrankenanordnung
49
Strahlumlenkeinheit
50, 50'
Umlenkbauteil
51, 52, 53
Reflexionsfläche
55
eingangsseitiges Ende
56
ausgangsseitiges Ende
57
Dachkantspiegel
59
Grenzlinie
60
Lichteintrittsfläche
61
Lichtaustrittsfläche
L
Länge