DE2236482A1

DE2236482A1 - Unfallschutzlichtvorhang

Info

Publication number: DE2236482A1
Application number: DE2236482A
Authority: DE
Inventors: Arthur Dipl Ing Dr Walter
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1972-07-25
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR2194289A5; US3841766A; DE2236482C3; GB1387083A; IT989156B; DE2236482B2

Description

DR. MOLLER-BORe DiHL-PHYS. OR. WANlTZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. FINSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW

25. JUU

München, den

M/jo - S 2370

Erwin Sick, Optik ~'Elektronik 7808 'Waldkirch

Unfallschutzlichtvorhang

Die Erfindung betrifft einen Unfallschutzlichtvorhang mit wenigstens einem einen vorbestimmten Flächenbereich mit einem Lichtstrahl abtastenden Abtastgörät, einem diesem gegenüberliegenden Reflektor, der den Lichtstrahl unabhängig von der Auftreffrichtung in sich zurückwirft, und einem im Abtastgerät eingebauten, photoelektrischen Wandler, der das vom Reflektor zurückgeworfene Licht bei Abwesenheit eines Hindernisses im Strahlengang empfängt und in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei eine Unterbrechung des elektrischen Signals als Anzeige eines im Strahlengang befindlichen Hindernisses verwendet wird·

Bei bekannten Unfallschutzlichtvorhängen dieser Art wird der Abtastlichtstrahl mittels eines Spiegelrades und eines sich über die gesamte Höhe des Abtastbereiches erstrecken- ' den Hohlspiegels ständig in einem im wesentlichen rechteckförmigen Abtastbereich auf- und abbewegt. Die Abtastung des rechteckigen Bereiches erfolgt periodisch, z.B. einige Hundert Mal je Sekunde.

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Der Vorteil des bekannten Unfallschutzlichtvorhanges besteht darin, daß ein im allgemeinen länglicher rechteckförmlger Bereich vollständig, d,h, bis in die letzte Ecke abgetastet und überstrichen wird, so daß eine gute Sicherheit beim Eingreifen eines Hindernisses in den Vorhang gewährleistet ist. Nachteilig an dem bekannten Vorhang ist jedoch, daß das Abtastgerät sich über die gesamte Höhe des Abtastbereiches erstrecken mußt

Ziel der Erfindung ist somit ein Unfallschutzlichtvorhang der eingangs genannten Gattung, bei dem das Abtastgerät in sehr kompakter Bauweise ausgeführt sein kann und insbesondere eine geringe Bauhöhe aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß einander gegenüberliegend zwei Abtastgeräte und zwei Reflektoren angeordnet sind, wobei jedes Gerät einen um eine im Gerät liegende Achse abtastenden Lichtstrahl liefert und die beiden kreissektorförmigen Abtastbereiche aneinandergrenzen» Erfindungsgemäß werden also Abtastgeräte verwendet, bei denen die Drehachse des Lichtstrahles im Gerät selbst liegt, so daß zur Erzeugung des Abtastlichtstrahles ein kompakter Aufbau möglich ist. Durch die Verwendung zweier gegenüberliegender gleichartiger Abtastgeräte wird gleichwohl in der erwünschten Weise ein im wesentlichen rechteckförmiger Abtastbereich erzielt.

Der erf'indungsgemäße Lichtvorhang ist sehr wirtschaftlich herstellbar, läßt sehr große Reichweiten zu und zeichnet sich durch hohe Betriebssicherheit aus. Der Vorhang eignet sich auch zur Überwachung größter Flächen in der Größenordnung von ζ,B, 20 m χ 100 m, Eine besonders vorteilhafte Anwendung liegt hier bei Hochregallagern vor, welche mittels des erfindungsgemäßen LichtVorhanges auf herausstehende Teile überwacht werden,

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Wach einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist vorgesehen, daß die Reflektoren parallel zueinander liegen und die Abtast·« geräte versetzt zueinander am Ende des dem jeweils anderen Abtastgerät zugeordneten Reflektors angeordnet sind«

Die Abtastbewegungen der beiden Geräte sind zweckmäßigerweise so aufeinander abgestimmt,' daß das eine Gerät, die Abtastung an der Grenzlinie zwischen den beiden Bereichen beginnt' und nach außen fortsetzt und das andere Gerät die Abtastung außen beginnt und nach innen fortsetzt. Dabei schließt die Drehbewegung des vom zweiten Gerät kommenden Lichtstrahls zweckmäßigerweise unmittelbar an die Drehbewegung des vom ersten Gerät kommenden Lichtstrahls an» Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, mit einer gemeinsamen elektronischen Auswerteeinheit für beide Geräte, d.h, für den gesamten ünfallschutzlichtvorhang, auszukommen. Hierzu ist es zweckmäßig, in jedem Gerät intern ein Anfangsund Endsignal zu bilden· Zum "Empfang ist z.B. in jedem Afetastgerät g ein weiterer photoelektrischer Wandler angeordnet, welcher so ausgelegt und ausgerichtet ist, daß er jeweils den Drehstrahl des gegenüberliegenden Geräts in dessen Anfangs- bzw· Endlage empfängt. Erfindungsgemäß erfolgt also eine Markierung von Anfang und Ende des Lichteinfalls an den die überwachung vornehmenden photoelektrischen Wandlern. Die zusätzlichen photoelektrischen Wandler überwachen dabei zusätzlich die Lichtintensität des Drehstrahles, was für die Betriebssicherheit der Anlage sehr vorteilhaft ist. Die elektronische Schaltung ist dabei so ausgelegt, daß die Auswerteschaltung auch dann das Signal Gefahr abgibt, wenn im Gerät selbst ein Defekt auftritt.

Zweckmäßigerweise hat jeder Abtastbereich die Foripfeines rechtwinkligen Dreiecks, so daß insgesamt ein rechteckförmiges Abtastfeld erzfeit wird· .....·-

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Die erfindungsgemäße Anordnung läßt aber in vorteilhafter V/eise auch Abweichungen von der reinen Rechteckform zu, was bei den bekannten Unfalls&ufczlichtvorhängen nicht möglich ist.

Um große Flachen mit einem sehr feinen Lichtstrahl zu überwachen, werden als Lichtquellen in den Abtastgeräten mit Vorteil Laser verwendet.

Hach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform arbeiten die Abtastgeräte mit zerhacktem Licht, wobei die einzelnen Lichtimpulse mit einem gleichzeitig abgetasteten Taktmaßstab verglichen werden können. Hierdurch ist eine Lokalisierung eines in den Vorhang eingebrachten Hindernisses möglich.

Die photoelektrischen Wandler für die Bildung der ■ Anfang found Endmarkierung sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie für alle vorkommenden Abstand-Höhen-Verhältnisse nicht justiert zu werden brauchen.

Als Reflektoren werden zweckmäßigerweise Tripelreflektoren verwendet, welciie bei rechteckigem Abtastfeld vorzugsweise Abtastwinkel bis 22 zulassen, si
hältnis von 10 : 4- erzielt wird.

Abtastwinkel bis 22° zulassen, so daß ein Abstandsseitenver-

Um nocu hctere Abtastfelder mit einem Seitenverhältnis bis 1 ; 1 zu erhalten, können die Reflektoren aus Einzelteilen besteaen, die entsprechend dem sich ändernden Auffallwinkel des Drehstrahles zunehmend geneigt sind.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

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Pig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Unfallschutzlichtvorhanges,

I¹Xg. 2 vier Impulsdiagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Gegenstandes der Fig.1 und

Fig. 3 eine bevorzugte Reflektoranordnung zur Erzielung hoher Abtastfelder.

Nach Fig. 1 sind an den Enden der Diagonale 19 eines Rechtecks 13-24-14—25 Abtastgeräte 11, 12 angeordnet, welche jeweils einen um eine senkrecht auf der Zeichnungsebene stehende Achse 15 bzw. 16 schwenkbaren Lichtstrahl aussenden. Der vom Abtastgerät 11 ausgesandte Lichtstrahl überstreicht einen Winkelbereichoc, der-vom Gerät 12 ausgesandte Drehstrahl einen WinkeTbereich⁰^,.

Gegenüber jedem Abtastgerät sind Tripelreflektoren 13, zueinander parallel angeordnet. Die Lichtstrahlen der Abtastgeräte 11, 12 bestimmen zusammen mit den Reflektoren 13,14 Abtastbereiche 17 bzw. 18 in Form rechtwinkliger Dreiecke, die erfindungsgemäß so gelegt sind, daß ihre Hypothenusen bei 19 zusammenfallen und ein rechteckiges Abtastfeld gebildet wird, dessen lange Seiten mit 24 bzw. 25 bezeichnet sind und dessen Schmalseiten von den Reflektoren 13, 14 hingenommen werden.

In den Abtastgeräten 11, 12 sind erste und zweite photoelektrische Wandler 20, 21 angeordnet, die das nach dem Autokollimationsprinzip zurückgeworfene Licht in ein elektrisches Signal umwandeln. Außerdem sind in den Abtastgeräten

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11, 12 dritte und vierte photoelektrische Wandler 22, 23 angeordnet, welche Licht von dem gegenüberliegenden Gerät nur dann empfangen, wenn es entlang der Diagonale 19 ausgesandt wird.

Die Wirkungsweise des Lichtvorhanges nach Fig. 1 wird im folgenden anhand von Fig. 2 erläutert:

Zunächst beginnt der Drehstrahl des Abtastgerätes 11 seine Abtastbewegung entlang der Diagonale 19· In diesem Augenblick empfängt der photoelektrische Wandler 23 im Gerät einen Lichtimpuls, der den Anfang der Abtastung markiert. Zusätzlich wird im Innern des Gerätes 11 ein weiterer Impuls als Anfangsmarkierung intern ausgelöst·

Im weiteren Verlauf der Abtastung über den Winkel vt>. von der Diagonalen 19 zur Seite 24 empfängt der Wandler 21 Licht, wie das durch das erste Diagramm in Fig, 2 angedeutet ist. Sobald die Linie 2.1\ erreicht 1st, beendet das Gerät 11 die Abtastung, während das Abtastgerät ι die Abtastung entlang der Linie 25 fortsetzt, um die Abtastung schließlich nach Erreichen der Diagonale 19 zu beenden» In diesem Augenblick empfängt gemäß dem vierten Diagramm in Fig. 2 der Wandler 22 einen Lichtimpuls, der das Ende eines Abtastzyklus markiert.

Der Anfangsimpuls ist im dritten Diagramm in Fig, 2 angedeutet.

Der Einbruch der Impulsspannung des zweiten Diagrammes, der durch die gestrichelte Linie 26 angedeutet ist, bedeutet, daß entlang des betreffenden Drehwinkels ein Hindernis im Abtastbereich vorgelegen hat. Bei Kenntnis der Lage des

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Einbruches 26 läßt sich auch der Ort des Hindernisses innerhalb des Lichtvorhanges winkelmäßig angeben·

Fig. 3 zeigt einen Reflektor aus Einzelteilen 14a, b, c, d, e, welche von unten nach oben zunehmend geneigt sind, um auch bei großen Auftreffwinkeln noch eine einwandfreie Reflexion des ^a=ärbreffenden Lichtstrahles in sich selbst zu gewährleisten. Die Einzelteile liegen jedoch alle in der gleichen Ebene. Die Breite des Abtastfeldes 17, 18 kann durch diese Maßnahme wesentlich gesteigert werden.

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Claims

Patentansprüche

V 1·)Unfallschutzlichtvorhang mit wenigstens einem einen vor-

bestimmten Flächenbereich mit einem Lichtstrahl abtastenden Abtastgerät, einem diesem gegenüberliegenden Reflektor, der den Lichtstrahl unabhängig von der Auftreffrichtung in sich zurückwirft, und einem im Abtastgerät eingebauten photoelektrischen Wandler, der das vom Reflektor zurückgeworfene Licht bei Abwesenheit eines Hindernisses im Strahlengang empfängt und in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei eine Unterbrechung des elektrischen Signals als Anzeige eines im Strahlengang befindlichen Hindernisses verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegend zwei Abtastgeräte (11, 12) und zwei Reflektoren (13, 1Zf) angeordnet sind, wobei jedes Gerät (11, 12) einen um eine im Gerät liegende Achse (15f 16) abtastenden Lichtstrahl liefert und die beiden kreissektorförmigen Abtastbereiche (17, 18) aneinandergrenzen.

2· Unfallschutzlichtvorhang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Reflektoren {\J>i \k) parallel zueinander und die Abtastgeräte (11, 12) versetzt zueinander am Ende des dem jeweils anderen Abtastgerät zugeordneten Reflektors angeordnet sind.

3· Unfallschutzlichtvorhang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtastbewegungen der beiden Geräte so aufeinander abgestimmt sind, daß das eine Gerät (11) die Abtastung an der Grenzlinie (19) zwischen den beiden Bereichen beginnt und nach außen fortsetzt und das andere Gerät (12) die Abtastung außen beginnt und nach innen fortsetzt.

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if. Unfallschutzlichtvorhang nach Anspruch 3» dadurch g θ kennzeichnet , daß sich die Drehbewegung dea vom zweiten Gerät (12) kommenden Lichtstrahls unmittelbar an die Drehbewegung des vom ersten Gerät (11) kommenden Lichtstrahls anschließt«

5. Unfallschutzlichtvorhang nach Anspruch if, dadurch gekennzeichnet , daß in jedem Abtastgerät (11, 12) ein weiterer photoelektrischer Wandler (22, 23) angeordnet ist, welcher so ausgelegt Und ausgerichtet ist, daß er jeweils den Drehstrahl des gegenüberliegenden Gerätes (11, 12) in dessen Anfangs- bzw.· Endlage (19) empfängt.

6. Unfallschutzlichtvorhang nach Anspruch ^ oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß in jedem Gerät (11, 12) auch intern ein Anfangs- und Endsignal gebildet wird·

7. Unfallschutzlichtvorhang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Abtastberich C\7_t 18) die Form eines rechtwinkligen. Dreiecks hat*

8. Unfallschutzlichtvorhang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß als Lichtquellen in den Abtastgeräten (11, 12) Laser verwendet werden·

9. Unfallschutzlichtvorhang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Geräte (11, 12) mit zerhacktem Licht arbeiten·

10. Unfallschutzlichtvorhang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß als Reflektoren Tripelreflektoren (13> H) verwendet werden!

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11. Unfallschutzlichtvorhang nach Anspruch 10, dadurch g β kennzeichnet , daß die Tripelreflektoren (13, 1*f) bei rechteckigem Abtastfeld (17, 1υ) Abtastwinkel bis 22° zulassen, so daß ein Abstandsseitenverhältnis von 10 ι /f erzielt wird.

12. Unfallschutzlichtvorhang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Heflektoren aus Einzelteilen (1ifa - e) bestehen, die entsprechend dem sich ändernden Auffallwinkel dea Brehstrahles zunehmend geneigt Bind.

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