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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeigeeinrichtung.
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Bei
Kochfeldern oder anderen Elektrogeräten werden Leuchtanzeigen unter
Abdeckungen angeordnet, beispielsweise bei einem Kochfeld unter einer
Glaskeramik-Kochplatte. Ein von diesen Leuchtanzeigen dargestelltes
Symbol kann durch die Abdeckung hindurch erkannt werden und Informationen
oder dergleichen anzeigen.
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Aus
der
DE 198 02 571 ist
es bekannt, ein Leuchtelement in Form einer LED zu verwenden. Um mit
der im wesentlichen punktförmigen
oder einen sehr kleinen Abstrahlbereich bildenden Lichtquelle ein
Symbol darzustellen, wird eine Anzeigesymbolmaske über die
LED gestülpt
bzw. darauf befestigt. Die Maske deckt bis auf Aussparungen, welche
der Form der darzustellenden Symbols entsprechen, die Lichtquelle
ab.
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Somit
werden nur die Aussparungen durchleuchtet und es entsteht eine Lichterscheinung,
welche dem gewünschten
Symbol entspricht. So kann es vermieden werden, zur Darstellung
eines Symbols eine Vielzahl von im wesentlichen punktförmigen Lichtquellen
oder LED der Kontur des Symbols entsprechend anzuordnen. Es fällt jedoch
beim Zusammenbau einer entsprechenden Anzeige der zusätzliche
Schritt an, dass die Maske auf der LED befestigt werden muss.
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Aufgabe und
Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Anzeigeeinrichtung
sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, mit denen
die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und
insbesondere der zusätzliche
Montageschritt entfallen kann.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Anzeigeeinrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung mit den Merkmalen
des Anspruchs 13. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden
näher erläutert. Der
Wortlaut der Ansprüche
wird durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Merkmale, die für die Anzeigeeinrichtung
und das Verfahren gleichermaßen
gelten, werden im folgenden zum Teil nur einmal beschrieben, treffen
jedoch unabhängig
voneinander für
beide zu. Neben der Anzeigeeinrichtung soll unabhängiger Schutz
auch für
die Anzeigeeinheit selber beansprucht werden und bestehen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Anzeigeeinrichtung eine leuchtende Anzeigeeinheit aufweist
mit einem Gehäuse.
Diese Anzeigeeinheit ist vorteilhaft sozusagen nur mit einer einzigen Leuchteinheit
versehen bzw. kann nicht verschieden, sondern nur gemeinsam schaltbare Bereiche
beleuchten oder zum Leuchten bringen. Vorteilhaft ist die Leuchteinheit
eine LED. Die Anzeigeeinheit ist in das Gehäuse eingebaut bzw. darin integriert
oder eingespritzt entsprechend einer üblichen LED oder dergleichen,
wie sie entweder in normaler Bauweise oder als SMD-Bauteil bekannt
ist. Das Gehäuse
ist im wesentlichen lichtundurchlässig, wobei es in einer Abstrahlrichtung,
von der aus auf die Anzeigeeinrichtung geblickt wird, eine lichtdurchlässige Aussparung aufweist
bzw. in einer lichtundurchlässigen
Schicht, Beschichtung oder dergleichen eine Aussparung. Diese Aussparung
wiederum weist die Form des Symbols auf, das mit der Anzeigeeinrichtung
durch Leuchtanzeige dargestellt werden soll.
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Somit
wird im Gegensatz zu einer normalen LED mit Gehäuse und einer darauf zu montierenden Maske,
welche den zusätzlichen
Montageschritt bedingt, das Gehäuse
der LED direkt lichtundurchlässig gemacht
bis auf die Aussparung. Durch diese hindurch leuchtet die LED mit
einem Ergebnis, das demjenigen mit aufgesetzter Maske entspricht.
Der dadurch unter Umständen
anfallende erhöhte
Fertigungsaufwand kann durch Automatisierung zum größten Teil
aufgefangen werden. Insgesamt ist es durch dieses Verfahren aber
günstiger
und vor allem auch bei der Herstellung sicherer, da die aus dem Stand
der Technik bekannte Montage von Masken oder dergleichen fast nur
von Hand durchgeführt
werden kann. Bei nicht korrekter Montage können Fehlfunktionen oder zumindest
ein unerwünschtes
optisches Erscheinungsbild hervorgerufen werden.
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Die
Lichtundurchlässigkeit
des Gehäuses kann
beispielsweise durch eine Beschichtung auf dem Gehäuse erreicht
werden, welche bei Fertigung der Anzeigeeinheit aufgebracht werden
kann. Dabei kann es vorgesehen sein, wie es bei normalen LED üblich ist,
dass das Gehäuse
im wesentlichen durchsichtig ist bzw. aus durchsichtigem Kunststoff
hergestellt ist. Bei einer ersten Version wird es bis auf die Aussparung
an schließend
mit der Beschichtung versehen und so bis auf die Aussparung lichtundurchlässig gemacht.
Bei dieser Version wird also im Bereich der Aussparung bzw. für die Aussparung
kein Beschichtungsmaterial aufgetragen.
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Alternativ
kann bei einer zweiten Version durch bereichsweises Entfernen des
Beschichtungsmaterials die Aussparung bzw. die Lichtdurchlässigkeit
nachträglich
hergestellt werden. Dazu kann beispielsweise die Oberseite des Gehäuses in
Abstrahlrichtung kontinuierlich oder plan bzw. flach ausgebildet
sein mit darauf aufgebrachtem Beschichtungsmaterial. Dieses kann
gemäß einer
Ausbildung der Erfindung mechanisch entfernt werden, beispielsweise
durch Gravieren, Ritzen, Schneiden, Ausbohren oder Fräsen oder
dergleichen. Bei einer zweiten Ausbildung der Erfindung kann die
Aussparung mit einem Laserstrahl aus der Beschichtung herausgearbeitet
werden bzw. dort die Beschichtung entfernt werden, also im wesentlichen
thermisch.
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Bei
einer weiteren Version der Erfindung kann das Gehäuse an der
Seite, die in Abstrahlrichtung weist, einen Überstand aufweisen, der die
Form der Aussparung aufweist. Auch dieser Überstand besteht aus dem durchsichtigen
Material des Gehäuses bzw.
ist integraler Bestandteil dessen. Die Beschichtung kann dann großflächig auf
das gesamte Gehäuse
aufgebracht werden und somit auch den Überstand überdecken. Durch Abschleifen
der Seite in Abstrahlrichtung wird dann sozusagen die Beschichtung
bis auf den Überstand
abgetragen. Dabei wird zwar unter Umständen auch etwas Schichtdicke
des Überstandes
entfernt, was jedoch zumindest so lange unbedenklich ist, wie noch
ein gewisser Teil des Überstandes
stehen bleibt. Um den Überstand
herum befindet sich dann noch die Beschichtung, so dass das Gehäuse nur
mit der Form des Überstandes
Licht abstrahlen kann. Bei dieser Art der Herstellung ist zwar für jedes
unterschiedliche Symbol ein unterschiedliches Gehäuse zu fertigen.
Allerdings ist dafür
das nachträgliche
Entfernen der Beschichtung bis auf die Aussparung einfacher.
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Bei
einer Abwandlung der Erfindung kann auch ein vorgenannter Überstand
verwendet werden. Die Beschichtung wird dann nachträglich aufgebracht,
wobei durch eine Abdeckung der Oberseite des Überstandes dieser in Abstrahlrichtung
gar nicht erst beschichtet wird. Somit ist keine nachträgliche Entfernung
der Beschichtung notwendig. Auf ähnliche
Art und Weise kann grundsätzlich
eine Beschichtung auf das Gehäuse
zumindest an der in Abstrahlrichtung weisenden Seite gleich zu Beginn
an mit freibleibender Aussparung aufgebracht werden.
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Eine
weitere Möglichkeit
kann darin bestehen, dass als Beschichtung ein Material verwendet wird,
welches bei Licht bestimmter Wellenlänge und/oder Intensität abgelöst wird.
Dann braucht auf die Abstrahlseite des vollständig damit beschichteten Gehäuses lediglich
das darzustellende Symbol projiziert zu werden, beispielsweise mit
einer entsprechenden Maske an der Lichtquelle. Dort wird die Beschichtung
entfernt und man erhält
die gewünschte Aussparung.
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Als
Beschichtung kann einerseits ein undurchsichtiger Kunststoff verwendet
werden als dicke Schicht. Dazu kann das Gehäuse der Anzeigeeinheit beispielsweise
in einem Arbeitsschritt umspritzt werden. So kann auf alle Fälle eine
Lichtundurchlässigkeit
der Beschichtung erreicht werden.
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Alternativ
kann die Beschichtung ein Lack oder dergleichen sein, in welchen
das Gehäuse
beispielsweise eingetaucht wird. Auch er kann gewünschte Eigenschaften
aufweisen, wie sie hier aufgezählt
werden.
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Vorteilhaft
weist die Anzeigeeinheit eine einzige LED auf und kann, wie zuvor
ausgeführt
worden ist, nur ein einziges Symbol darstellen. Dieses Symbol wird
durch die Form der Aussparung bedingt.
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Unter
dem Begriff "Aussparung" ist nicht lediglich
eine einzige zusammenhängende
Fläche
zu verstehen. Darunter sollen im Sinne der Anmeldung auch mehrere
einzelne Flächen
oder Segmente fallen, welche zusammen jedoch das Symbol und auch nur
ein einziges Symbol bilden. Sie werden von der Anzeigeeinrichtung
auch immer nur gemeinsam bzw. gleichzeitig zu einem einzigen Zweck
zum Leuchten gebracht.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne
Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Anordnung einer Anzeigeeinrichtung unter einer
Abdeckung,
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2 eine
Draufsicht auf mehrere Ausführungen
von Anzeigeeinheiten mit jeweils unterschiedlichen Symbolen bzw.
Aussparungen,
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3 ein
Gehäuse
einer Anzeigeeinheit im Grundzustand, welches aus durchsichtigem
Material besteht,
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4 das
Gehäuse
nach 3, welches gemäß einem
ersten Verfahren bis auf eine Aussparung lackiert ist,
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5 das
Gehäuse
gemäß 3,
welches nach einem zweiten Verfahren bis auf eine Aussparung mit
Kunststoff umspritzt ist,
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6 das
Gehäuse
aus 3, welches nach einem dritten Verfahren mit Kunststoff
umspritzt wird, wobei die Aussparung herausgearbeitet wird,
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7 eine
Abwandlung des Gehäuses ähnlich 3 mit
einem Überstand
in Form der Aussparung als Grundzustand,
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8 das
Gehäuse
nach 7, welches gemäß einem
ersten Verfahren bis auf den Überstand mit
Kunststoff umspritzt ist,
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9 das
Gehäuse
gemäß 7,
das vollständig
mit Kunststoff umspritzt wird über
den Überstand
hinaus und
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10 den
nächsten
Verarbeitungsschritt nach 9 mit abgeschliffener
Kunststoffschicht.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
in einer Seitenansicht dargestellt, wie eine Anzeigeeinrichtung 11,
bestehend aus einer Anzeigeeinheit 13 auf einem Träger 15,
wie beispielsweise einer Leiterplatte, unter einer durchsichtigen
Abdeckung 17, wie beispielsweise einer Glaskeramikplatte
eines Glaskeramik-Kochfeldes, angeordnet ist. Die Anzeigeeinheit 13 weist
dabei eine LED 19 auf, welche ein Gehäuse 21 hat bzw. von
diesem umgeben ist oder darin integriert ist. Nach unten stehen
symbolisch durch den Träger 15 Anschlüsse 20 der
LED. Diese können
bei einer normalen LED beispielsweise die bekannten Füßchen aus
Metalldraht sein. Bei SMD-Ausführungen
stehen elektrische Anschlüsse
seitlich von dem Gehäuse
ab.
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In 2 sind
drei beispielhafte Anzeigeeinheiten 13a – c dargestellt.
Diese weisen jeweils unterschiedliche Aussparungen 23a – c auf.
Diese dienen dazu, ihrer Form entsprechende Symbole durch Leuchten
anzuzeigen, was im folgenden näher
erläutert
wird. Somit zeigt die Anzeigeeinheit 13a im leuchtenden
Zustand ein großes
A 23a an, die Anzeigeeinheit 13b das Symbol 23b für eine eingeschaltete
Zusatzheizung bei einer Kochstelle eines Glaskeramik-Kochfeldes
und die Anzeigeeinheit 13c einen Balken 23c bzw.
ein Minus-Zeichen.
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In 3 ist
dargestellt, wie gemäß einer
ersten grundsätzlichen
Variante der Erfindung ein Grundgehäuse 25 vorliegt, das
die gepunktet dargestellte LED 19 enthält. Insbesondere ist dabei
das Grundgehäuse 25 dasjenige,
in welches der funktionale Aufbau der LED 19 integriert
ist bzw. in welches sie eingegossen ist. Dies bedeutet, dass in 3 sozusagen
eine normale LED aus durchsichtigem und unter Umständen eingefärbtem Kunststoff
dargestellt ist. Wie zu erkennen ist, ist das Grundgehäuse 25 in etwa
quaderförmig,
es könnte
aber auch abgerundet oder halbkugelförmig sein. Dabei ist vorgesehen, dass
die nach oben weisende Seite die Abstrahlseite 26 bildet.
Diese Abstrahlseite 26 ist in 1 zur Abdeckung 17 hin
gerichtet, so dass sie für
eine Bedienperson sichtbar ist. Sie könnte auch abgerundet sein.
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In 4 ist
dargestellt, wie gemäß einer
ersten Version das Grundgehäuse 25 gemäß 3 mit einer
lichtundurchlässigen
Lackschicht überzogen ist,
welche durch die Schraffierung der Oberfläche verdeutlicht ist. Diese
Lackschicht 28 kann beispielsweise durch ein Tauchlackverfahren
aufgebracht sein. Alternativ kann sie aufgesprüht sein. Die Lackschicht 28 dient
dazu, Licht von der in dem Grundgehäuse 25 befindlichen
LED 19 bzw. Leuchteinheit nicht nach außen zu lassen. An der der Abstrahlseite 26 gegenüberliegenden
Unterseite kann unter Umständen
auf die Lackschicht 28 verzichtet werden, was jedoch auch
vom beabsichtigten Verwendungszweck abhängt. Auf alle Fälle sollte
es vermieden werden, dass an der Unterseite Licht austritt und so seitlich
zu sehen ist.
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An
der Abstrahlseite 26 ist eine Aussparung 23 ähnlich der
Aussparung 23c nach 2 vorgesehen.
In diesem Bereich ist keine Lackschicht 28 vorhanden, so
dass bei Leuchten der LED 19 ein Symbol entsprechend der
Form der Aussparung 23 aufleuchtet und von oben erkennbar
ist. Um die Aussparung 23 zu erzeugen, kann beispielsweise
eine Art Abdeckung vor dem Lackieren aufgebracht werden in Form
der Aussparung, welche anschließend
entfernt wird.
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In 5 ist
dargestellt, wie das Grundgehäuse 25,
welches durch die Strichlierung dargestellt ist, mit einer relativ
dicken und lichtundurchlässigen Kunststoffschicht 130 umgeben
bzw. umspritzt ist. Im wesentlichen entspricht diese Kunststoffschicht 130 der
Lackschicht 28 nach 4, lediglich
das Aufbringverfahren und das Material ist anders.
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Auch
hier ist an der Abstrahlseite 126 eine Aussparung 123 ähnlich derjenigen
aus 3 vorgesehen. An dieser Aussparung 23 ist
keine Kunststoffschicht 130 vorhanden, so dass Licht aus
dem Grundgehäuse 25 bzw.
dem entstandenen Gehäuse 121 austreten
kann. Die Aussparung 123 kann beispielsweise bei einem
entsprechenden Umspritzen durch einen Vorsprung in der Spritzgussform
erzeugt werden, welcher bis an die Oberfläche des beschichteten Gehäuses 25 heranreicht
und verhindert, dass hier die Kunststoffschicht aufgetragen wird.
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Eine
andere Möglichkeit,
um die Aussparungen 23 und 123 gemäß den 4 und 5 zu
erreichen, kann darin bestehen, gemäß 6 mit einem
Laser 32 oder einem Fräser 34 eine
an sich geschlossene Lackschicht 28 oder Kunststoffschicht gemäß der Aussparung 23 zu
bearbeiten bzw. zu entfernen bis auf das Grundgehäuse bzw.
dessen Abstrahlseite. Hier entsteht zwar nachträglicher Bearbeitungsaufwand.
Dafür ist
das Bede cken bzw. Beschichten des Grundgehäuses mit der lichtundurchlässigen Schicht 28 einfacher.
Bei einer solchen Bearbeitung sollte darauf geachtet werden, dass
weder der Laser 32 noch der Fräser 34, welche tatsächlich an
der Oberseite des Grundgehäuses 25 einwirken, diese
oder sogar die LED darin so weit zerstören, dass durch eine zerkratzte
Oberfläche
kein Licht mehr erzeugt werden kann oder nur noch zu schwach austreten
kann. Insbesondere bei der Verwendung von Lackschichten 28 ist
es jedoch vorteilhaft möglich
und prozesstechnisch beherrschbar zu erreichen, dass mit relativ
wenig Energie des Lasers 32 die Lackschicht abgelöst werden
kann, ohne das Grundgehäuse
bzw. das Material negativ zu beeinträchtigen.
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In 7 ist
eine Ausgangsalternative zu dem Grundgehäuse 25 nach 3 dargestellt.
Hier ist oben an dem Grundgehäuse 225 auf
der Abstrahlseite 226 ein Überstand 224 angeformt.
Vorteilhaft besteht er aus dem gleichen durchsichtigen Material wie
das Gehäuse 221 selbst
und ist einstückig
im selben Herstellungs- bzw. Spritzvorgang hergestellt.
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Gemäß 8 kann
einerseits das Gehäuse 221 in
etwa entsprechend der 5 mit einer Lack- oder Kunststoffschicht 230 umgeben
bzw. umspritzt werden derart, dass die Dicke der Schicht 230 in etwa
der Höhe
des Überstandes 224 über der
Abstrahlseite 226 entspricht, zumindest an der Abstrahlseite
selber. Dadurch wird bewirkt, dass das gesamte Gehäuse 221 ähnlich wie
bei den vorigen Figuren mit Kunststoff umspritzt ist und somit kein
Licht mehr durchlässt.
Lediglich die Oberseite des Überstandes 124 ist
noch frei und sozusagen von einer Aussparung 223 in der
Kunststoffschicht 230 umgeben. Somit kann nur am Überstand 224 Licht
austreten und das gewünschte
Symbol dargestellt werden. Dabei wird es als nicht störend angesehen,
wenn, wie dargestellt, der Überstand 224 sogar
noch ein Stück über die
Kunststoffschicht 230 übersteht.
Dadurch erfolgt immer noch eine Darstellung der Leuchtanzeige lediglich
in Form des Symbols 223 nach Form des Überstandes.
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Hier
ist der Vorteil gegeben, dass eine nachträgliche Bearbeitung entfallen
kann und insbesondere die Schichtdickentoleranzen nicht so genau
sein müssen.
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In 9 ist
ein alternatives Verfahren dazu dargestellt. Hier wird das Grundgehäuse 325 mit
einer Kunststoffschicht 330 derart überzogen, dass diese auch den
gesamten Überstand 324 und
insbesondere dessen Oberseite überdeckt.
Durch anschließendes
Abschleifen mit einer Schleifeinrichtung 334 wird so viel
von der Schicht 330 entfernt, dass gemäß 10 zumindest
die Oberseite des Überstandes 324 freigelegt
wird. Da das restliche Gehäuse 321 noch
von der Schicht 330 umgeben ist, kann erneut lediglich
an dem Überstand 324 Licht austreten
mit dem Umriss der Aussparung 323 für die gewünschte leuchtende Symbolanzeige.
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Somit
kann insgesamt gesagt werden, dass bei den 3 bis 6 entweder
eine lichtundurchlässige
Beschichtung auf das LED-Gehäuse
aufgebracht wird, welche die Aussparung bereits freilässt oder
aber diese nachträglich
durch Bearbeiten bzw. teilweises Entfernen der Beschichtung freilegt.
Alternativ wird gemäß der 7 bis 10 durch
Bereitstellen eines Überstandes
oder dergleichen als integraler Teil des Gehäuses bereits die Symbolform
vorgegeben und dafür
gesorgt, dass an dieser Stelle keine Beschichtung das Gehäuse bzw.
den Überstand abdeckt.
Die abdeckende Schicht legt sich in entsprechender Form der Aussparung
um den Überstand
herum.
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Gemäß der ersten
Methode gemäß 3 bis 6 ist
insbesondere beim nachträglichen
Entfernen der Beschichtung eine grenzenlose Flexibilität in der
Darstellung eines Symbols oder dergleichen gegeben, da lediglich
die Bearbeitungsmaschinen nach 6 umprogrammiert
werden müssen.
Es kann ein einziges und immer gleiches Gehäuses für die LED verwendet werden.
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Bei
der zweiten Methode gemäß 7 bis 10 wird
für jedes
unterschiedlich darzustellende Symbol eine LED mit jeweils unterschiedlichem
Gehäuse
und entsprechendem Überstand
hergestellt. Allerdings können
hier die Beschichtungsverfahren einfacher durchgeführt werden
bzw. eine nachträgliche
Bearbeitung durch das Abfräsen
einer Beschichtung über
dem Überstand
ist immer genau gleich und kann schneller durchgeführt werden.
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Bei
beiden Verfahren ist die Beschichtung unlösbar auf das Gehäuse aufgebracht,
und zwar bereits fertigungsseitig vor der Montage der Anzeigeeinheit
auf einer Leiterplatte odgl.. So entfällt der Schritt bei der Montage.
Des weiteren kann die Abdeckung nicht durch Unachtsamkeit herabfallen
oder abgestoßen
werden.