DE10002762B4

DE10002762B4 - Stoßdämpfung einer Anzeigeeinrichtung in einem Gehäuse, insbesondere eines Flüssigkristallbildschirms

Info

Publication number: DE10002762B4
Application number: DE2000102762
Authority: DE
Inventors: Andreas Maurer
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 2000-01-22
Filing date: 2000-01-22
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2020-01-23
Also published as: DE10002762A1

Abstract

Eine Vorrichtung (150, 160) zur Stoßdämpfung einer Anzeigeeinrichtung in einem Gehäuse (120), aufweisend:
– ein Federelement (150) mit einer elastischen Federwirkung durch eine Rückstellkraft gegenüber einem Zusammendrücken des Federelementes,
– ein Feder-Dämpfungselement (160) mit einer Dämpfungswirkung durch Energieabsorption und einer, gegenüber dem Federelement deutlich geringeren, elastischen Federwirkung bei einem Zusammendrücken,
dadurch gekennzeichnet, dass:
– das Federelement (150) und das Feder-Dämpfungselement (160) zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Gehäuse (120) in einer Stoßrichtung derart angeordnet sind, dass bei einem Stoß auf die Anzeigeeinrichtung bzw. auf das Gehäuse in dieser Stoßrichtung das Feder-Dämpfungselement einen Teil der Stoßenergie absorbiert und das Federelement die Anzeigeeinrichtung relativ in dem Gehäuse im wesentlichen wieder zurück positioniert,
– das Federelement entgegen der Stoßrichtung durch Begrenzung des Federwegs durch einen Anschlag vorgespannt ist, vorzugsweise mit zumindest der in der dieser Stoßrichtung wirkenden Gewichtskraft G bzw. mit G/n bei n Federelementen, und
– in...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Stoßdämpfung einer Anzeigeeinrichtung in einem Gehäuse.
In vielen Bereichen werden zunehmend Flüssigkristallbildschirme (LCD-Displays) statt Bildröhren eingesetzt, so z. B. als Monitore für PCs oder als Bildschirmeinheit für Geräte zu Patientenüberwachung im Medizin-elektronischen Bereich. Aufgrund des im Vergleich zur Bildröhre geringen Gewichtes eignen sich Monitore mit LCD-Displays insbesondere für Anwendungen, in denen der Monitor transportiert werden soll.
Gerade aber bei solchen nicht-stationären Anwendungen sind die Monitore – und damit die LCD-Displays – besonderer Stoßbelastung ausgesetzt. Es besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass diese Monitore während des Transports anstoßen oder auch herunterfallen können. Dies kann zu einer Stoßbelastung führen, die höher ist als vom Hersteller spezifiziert, und die damit das LCD-Display zerstören kann. Dieses ist aber oft eines der teuersten Komponenten im Monitor.
Üblicherweise werden die LCD-Displays ohne besonderen Schutz in die Monitore eingeschraubt oder geklebt, und man geht davon aus, dass ein großer Teil der Stoßbelastung durch das Monitorgehäuse absorbiert wird. Nur für besonders rauen Einsatz werden die Gehäuse außen mit Gummipolstern oder anderen Elastomerpolstern versehen.

In der Patentschrift JP09026753 ist ein Anzeigemodul mit einem LED-Display und einem Schutzgehäuse offenbart, bei dem das Spiel des LCD-Displays in dem Schutzgehäuse kontrolliert wird. Dazu befindet sich an dem LCD-Display ein Vorsprung mit einem an dessen Außenseite integrativ angebrachten und aus dem selben Material hergestellten federnden Abstandshalter, sodass das LCD-Display in dem Schutzgehäuse elastisch gelagert, fixiert und stabilisiert ist.

In der Offenlegungsschrift DE 196 15 458 ist eine Aufnahmevorrichtung mit einem Einsatz und einem Gehäuse zur Befestigung eines Kontaktflächen aufweisenden LCD-Bildschirms beschrieben. An dem Einsatz sind Kunststofffedern angespritzt, welche den LCD-Bildschirm gegen das Gehäuse vorspannen und diesen damit in der Aufnahmevorrichtung befestigen. Hierbei wird gleichzeitig eine Heißklebefolie gegen die Kontaktflächen des LCD-Bildschirms und gegen die Kontaktflächen einer Platine vorgespannt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu finden, die zu einer Reduktion der Stoßbelastung insbesondere im nicht-stationären Anwendungsbereich führt und so insbesondere einen Einsatz von LCD-Displays fördert.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen angeführt.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht einen Stoßschutz derart, dass z.B. ein LCD-Display bei seitlichem Anstoßen oder beim Herunterfallen nicht zerstört wird. Dieser Stoßschutz befindet sich innerhalb des (Monitor-)Gehäuses und ist von außen nicht zugänglich.

Erfindungsgemäß wird bei einem Stoß auf das Gehäuse, definiert durch Verzögerung, Dauer und Kurvenform (z.B. halbsinusförmig), die Energie so absorbiert und in Wärme umgewandelt, dass nur noch (z.B. vom Hersteller des LCD-Displays) erlaubte Werte an dem stoßzuschützenden Gerät (wie dem Display) selbst ankommen.

Als Stoss-Absorber bieten sich aufgrund ihrer kompakten Bauform z.B. Elemente aus Schaumstoff an, wie sie auch in der Verpackungsindustrie verwendet wird. Diese ermöglichen es mit geringem Aufwand, die geforderte Stoßdämpfung zu erreichen. Aufgrund ihrer Materialeigenschaften gehen die Stoss-Absorber nach einem verformenden Stoß nicht vollständig in ihre Ausgangsform zurück, so dass beispielsweise ein in Schaumstoff eingebettetes LCD-Display nach einem Stoß nicht mehr an derselben Stelle im Monitorgehäuse, sondern z.B. um 1 bis 3 mm in Stoßrichtung versetzt sitzen würde.

Um das stoßzuschützende Gerät (wie das Display) in dem Gehäuse nach einem Stoß wieder in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, wird erfindungsgemäß der Stoss-Absorber durch ein elastisches Federsystem unterstützt. Als Federelemente eignen sich insbesondere Blattfedern, Schraubenfedern oder Drahtfedern, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff.

Der erfindungsgemäße Stoßschutz befindet sich somit innerhalb des Gehäuses, und erlaubt unter Verwendung einfacher Komponenten einen Stoßschutz in den wichtigsten Achsen, wobei das stoßzuschützende Gerät vor und nach einem Stoß im Wesentlichen in der gleichen Position gehalten wird. Die Spezifikation der Stoßbelastung für das Gehäuse (oder bzw. einem Gesamtsystem wie dem Gesamtmonitor) und dem stoßzuschützenden Gerät (wie dem LCD-Display) können somit auch unabhängig voneinander festgelegt werden.

Durch Vorspannen der elastischen Elemente kann das Gerät besonders zuverlässig wieder in seine Ausgangsposition zurückgeführt werden. Vorzugsweise wird die (gesamte) Vorspannkraft in einer Stoßrichtung so dimensioniert, dass sie größer oder gleich der (maximalen) Gewichtskraft in dieser Richtung ist. Bei n gleichartigen Federelementen in einer Stoßrichtung und einer maximalen Gewichtskraft G in dieser Richtung wäre bevorzugt jedes Federelement mit G/n vorzuspannen. Der Begriff „maximale Gewichtskraft" soll hier die maximal auftretenden Gewichtskraft bedeuten, also z.B. bei unterschiedlichen anwendbaren Geräten oder bei unterschiedlichen Anwendungspositionen (beispielsweise, wenn das Gerät gekippt werden kann, gewollt oder auch ungewollt).

Wenn gewünscht und Platz vorhanden ist, können (vorzugsweise gleichartige) Federn und Dämpfungselemente auch in mehreren Achsen angebracht werden, um einen vollständigen Stoßschutz zu ermöglichen.

Es ist zu verstehen, dass die hierin verwendeten Begriffe wie „im Wesentlichen in der gleichen Position gehalten" oder „weitgehend in ihre Ausgangslage zurückkehren" von der genauen Konfiguration und des jeweiligen Aufbaus der Feder- und Dämpfungselemente abhängt. So kann durch entsprechend symmetrische Gestaltung (in Stoßrichtung) und Auslegung der Feder- und Dämpfungselemente eine nahezu 100%-ige Rückführung in die Ausgangsposition erreicht werden. Bei nur einseitiger Anordnung (in Stoßrichtung) der Feder- und Dämpfungselemente ist jedoch überwiegend mit einer vollständigen Rückführung in die Ausgangsposition zu rechnen.

Die Erfindung wird im Folgenden weiter unter Heranziehung der Zeichnungen erläutert, wobei sich gleiche Referenzzeichen auf funktional gleiche oder ähnliche Merkmale beziehen.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines LCD-Monitors 100 gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt in Draufsicht die erfindungsgemäße Stoßsicherung des Monitors 100, und
3 zeigt in größerem Detail die erfindungsgemäße Stoßsicherung des Monitors 100.
DETAILLIERTERE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines LCD-Monitors 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein LCD-Display 110 mit Frontscheibe wird an vorgegebenen (in den Figuren nicht dargestellten) Befestigungsstellen, meist Schraubstellen, auf ein stoßgeschütztes Halterungschassis 120 montiert. Dieses wird dann von hinten auf einen Frontrahmen 130 montiert. Die gesamte Baugruppe, bestehend aus dem Display 110, dem Halterungschassis 120 und dem Frontrahmen 130, kann dann an ein (in den Figuren nicht dargestelltes) rückwärtiges Gehäuse montiert werden.
2 zeigt in Draufsicht die erfindungsgemäße Stoßsicherung des Monitors 100. Das LCD-Display 110 ist an einer Displayhalterung 140 befestigt. Die Displayhalterung 140 kann sich auf bzw. in dem Halterungschassis 120 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung bewegen. Im Normalfall ohne Stoßeinwirkung wird diese Bewegung jedoch durch Blattfedern 150 und Schaumstoffpolster 160 unterbunden, die rund um die Displayhalterung 140 zwischen dieser und dem Halterungschassis 120 angeordnet sind. Trifft jedoch ein Stoß auf diese gesamte Baugruppe, so wird dieser durch die Schaumstoffpolster 160 abgefangen, die entsprechend komprimiert werden. Nach Beendigung des Stoßes gehen die Schaumstoffpolster 160 wieder weitgehend in ihre Ausgangslage zurück, jedoch nicht vollständig. Um dies zu erreichen, dienen die Blattfedern 150.
Trifft beispielsweise ein Stoß in Pfeilrichtung (2, rechte Seite) auf das Halterungschassis 120, so drückt die Displayhalterung 140 auf das Schaumstoffpolster 160A und die Blattfedern 150A und 150B (linke Seite). Während die Blattfedern 150A und 150B dem Stoß elastisch nachgeben und in Pfeilrichtung zusammengedrückt werden, absorbiert das Schaumstoffpolster 160A einen Teil der Stoßenergie durch plastische Verformung und wird hierdurch entsprechend komprimiert. Während nach Beendigung des Stoßes die Blattfedern 150A und 150B wieder weitgehend in ihre Ausgangslage zu rückgehen, verbleibt das Schaumstoffpolster 160A zumindest noch teilweise in komprimierter Form, dehnt sich also zunächst nicht wieder vollständig aus. Ob und inwieweit das Schaumstoffpolster 160A in seine Ausgangsform zurückfindet, hängt von der Materialauswahl ab und kann den Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepasst werden. Durch die Bewegung der Blattfedern 150A und 150B allerdings, wird die Displayhalterung 140 wieder weitgehend in ihre Ausgangslage in dem Halterungschassis 120 zurückgeführt.
Je nach Intensität des Stoßes, Dimensionierung und Materialauswahl des Schaumstoffpolsters 160A und der Blattfedern 150A und 150B, kann nach Wegnahme des Stoßes (in Pfeilrichtung) ein Zurückfedern der Displayhalterung 140 (entgegen der Pfeilrichtung) auftreten. Hierdurch drückt die Displayhalterung 140 nun auf das Schaumstoffpolster 160B und die Blattfedern 150C und 150D (rechte Seite). Während auch die Blattfedern 150C und 150D dem Stoß elastisch nachgeben und entgegen der Pfeilrichtung zusammengedrückt werden, absorbiert das Schaumstoffpolster 160B einen Teil der Stoßenergie durch plastische Verformung und wird hierdurch entsprechend komprimiert. Während die Blattfedern 150C und 150D danach wieder weitgehend in ihre Ausgangslage zurückgehen und damit die Displayhalterung 140 wieder weitgehend in ihre Ausgangslage in dem Halterungschassis 120 zurückführen, verbleibt auch das Schaumstoffpolster 160B zumindest noch teilweise in komprimierter Form.
Aus dem oben gezeigten Zusammenwirken der auf entgegengesetzten Seiten der Displayhalterung 140 angeordneten Blattfedern 150 und Schaumstoffpolster 160 wird ersichtlich, dass zwar grundsätzlich das Anbringen der erfindungsgemäßen Stoßdämpfung nur an einer Seite (nämlich auf der der Stoßangriffsseite gegenüberliegenden Seite) in einer Stoßachse erforderlich ist, allerdings ein beiderseitiger Stoßschutz nicht nur einem Stoß in beiden Richtungen in der Stoßachse entgegenwirkt, sondern eben auch ein eventuelles Überschwingen durch Zurückfedern auffangen kann.
Entsprechend ist auch ersichtlich, dass für jede Stoßachse getrennt eine erfindungsgemäße Stoßdämpfung anzubringen ist. So könnte beispielsweise neben den in 2 dargestellten Stoßachsen in x- und y-Richtung (in der Blattebene) auch eine Stoßdämpfung in z-Richtung (senkrecht zur Blattebene) vorgesehen werden, um den Monitor auch in dieser Sichtrichtung gegen Stoß zu schützen.
Schließlich ist auch klar, dass lediglich eine Blattfeder 150 und ein Schaumstoffpolster 160 auf einer Stoßseite erforderlich sind, um die erfindungsgemäße Stoßdämpfung darzustellen. Die Anordnung dieser Elemente bzw. auch die Vervielfachung in der Anzahl von Blattfeder 150 und/oder Schaumstoffpolster 160 hängen von den entsprechenden Verhältnissen, Anforderungen, Bedürfnissen und Ausführungsformen ab.
3 zeigt in größerem Detail die erfindungsgemäße Stoßsicherung des Monitors 100. Die Blattfedern 150 sind an einem Ende mit dem Halterungschassis 120 befestigt, vorzugsweise angenietet (in 3 durch ein Loch gekennzeichnet). An dem anderen Ende ragen die Blattfedern 150 in je eine Aussparung 200 (vorzugsweise eine Ausstanzung oder Bohrung) im Halterungschassis 120. Diese Aussparungen 200 enden vorzugsweise jeweils auf gleicher Linie wie die Displayhalterung 140.
Durch die Wirkung der Aussparungen 200 als Anschlag für die jeweils darin eingreifende Feder 150 können die Federn 150 vorgespannt werden, um wirkungsvoll das LCD-Display 110 samt Halterung 140 nach jedem Stoß wieder in ihre Ausgangs position zurückzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Federn 150 mit jeweils mindestens der Kraft vorgespannt, die dem halben Gewicht des LCD-Displays 110 plus der Displayhalterung 140 entspricht.

Claims

Eine Vorrichtung (150, 160) zur Stoßdämpfung einer Anzeigeeinrichtung in einem Gehäuse (120), aufweisend: – ein Federelement (150) mit einer elastischen Federwirkung durch eine Rückstellkraft gegenüber einem Zusammendrücken des Federelementes, – ein Feder-Dämpfungselement (160) mit einer Dämpfungswirkung durch Energieabsorption und einer, gegenüber dem Federelement deutlich geringeren, elastischen Federwirkung bei einem Zusammendrücken, dadurch gekennzeichnet, dass: – das Federelement (150) und das Feder-Dämpfungselement (160) zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Gehäuse (120) in einer Stoßrichtung derart angeordnet sind, dass bei einem Stoß auf die Anzeigeeinrichtung bzw. auf das Gehäuse in dieser Stoßrichtung das Feder-Dämpfungselement einen Teil der Stoßenergie absorbiert und das Federelement die Anzeigeeinrichtung relativ in dem Gehäuse im wesentlichen wieder zurück positioniert, – das Federelement entgegen der Stoßrichtung durch Begrenzung des Federwegs durch einen Anschlag vorgespannt ist, vorzugsweise mit zumindest der in der dieser Stoßrichtung wirkenden Gewichtskraft G bzw. mit G/n bei n Federelementen, und – in jeder Stoßrichtung mindestens ein Federelement und mindestens ein Feder-Dämpfungselement angeordnet sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Feder, vorzugsweise eine Blatt-, Schrauben-, Draht- und/oder Spiralfeder aufweist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feder-Dämpfungselement einen Schaumstoff aufweist.
Die Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Gehäuse in der Stoßrichtung zwei Federelemente (150A, 150B) und ein Feder-Dämpfungselement (160A) angeordnet sind.
Die Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Gehäuse in der Stoßrichtung zwei Feder-Dämpfungselemente und ein Federelement angeordnet sind.
Die Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung ein LCD-Display ist.
Die Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Stoßrichtung auf entgegengesetzten Seiten der Anzeigeeinrichtung jeweils mindestens ein Federelement und mindestens ein Feder-Dämpfungselement angeordnet sind.
Ein Monitor (100) mit einer Anzeigeeinrichtung (110), wie einem LCD-Display, in einem Gehäuse (120), dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Stoßrichtung eine Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche zwischen dem Gehäuse und der Anzeigeeinrichtung zur Stoßdämpfung der Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist.