DE102009032360B4

DE102009032360B4 - Beleuchtungsring für Funktions- und Bedienelemente

Info

Publication number: DE102009032360B4
Application number: DE102009032360.0A
Authority: DE
Inventors: Hermann Korte; Angela Genovese
Original assignee: Grohedal Sanitaersysteme GmbH
Current assignee: Grohedal Sanitaersysteme GmbH
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: DE102009032360A1

Abstract

Beleuchtungseinrichtung (1) für ein Funktions- oder Bedienelement (2), – mit mehreren im Abstand zueinander angeordneten Halbleiter-Lichtquellen (4), – und einer Abdeckung (6), – die aus einem transparenten oder transluzenten Material vorgesehen ist, – die von ihrer Rückseite von den Lichtquellen (4) angestrahlt wird, wobei zwischen den Lichtquellen (4) und der Abdeckung (6) ein Abschirmelement (5) aus einem transluzenten Material vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (5) jeweils lokal zwischen einer Lichtquelle (4) und der Abdeckung (6) angeordnet ist, derart, dass ein Teil der von den Lichtquellen (4) ausgehenden Lichtstrahlen nur partiell durch das Abschirmelement transmittiert und ein anderer Teil direkt auf die Abdeckung (6) auftrifft, so dass die Abdeckung (6) an ihrer Vorderseite eine gleichmäßige Leuchtintensität aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für Funktions- und Bedienelemente an Sanitärarmaturen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Als Leuchtelemente für Beleuchtungszwecke werden in zunehmendem Maße Leuchtdioden eingesetzt. Gegenüber der konventionellen Lampe oder fluoreszierenden Lampe hat die lichtemittierende Diode viele Vorteile, wie kleine Größe, lange Lebensdauer und niedriger Energieverbrauch. Die lichtemittierende Diode ist jedoch eine Art Halbleiterelement, dessen Beleuchtungswinkel kleiner ist als der der konventionellen Lampenbirne. Daher ergeben sich vielfach Probleme mit der Gleichmäßigkeit der Beleuchtung. Ungleichmäßigkeiten resultieren dabei unter anderem dadurch, dass mehrere LEDs eingesetzt werden, die von Anfang an oder im Laufe der Zeit unterschiedliche Helligkeiten aufweisen oder Objekte nur punktförmig ausleuchten. Gerade wenn komplexe leuchtende Formen, wie etwa speziell gestaltete Bedien- oder Funktionselemente z. B. Schalter oder Bedientasten vorgesehen sein sollen, können sich entlang der beleuchteten Fläche unterschiedliche Helligkeiten ergeben.
Aus der DE 102 50 675 A1 ist eine Anzeigeneinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt, deren Ausleuchtelement eine Streuschicht aufweist, die mit einer Rauchglasschicht flächig verbunden ist.
Die DE 10 2005 001 306 A1 beschreibt eine Sanitärarmatur mit einer Anordnung lichtemittierender Elemente, die zumindest annähernd Licht in drei Primärfarben erzeugen. Die Anordnung enthält zudem mindestens ein lichtemittierendes Element, das Licht in einer von den Primärfarben verschiedenen Mischfarbe erzeugt.
Ferner ist in der DE 103 60 896 A1 eine Funktionsanzeigenbeleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer Lichtquelle sowie einer Mehrzahl von Lichtleitelementen beschrieben. Die Lichtleitelemente weisen jeweils einen Lichteintritt und einen Lichtaustritt auf und führen Licht der mindestens einen Lichtquelle mindestens einem von der Lichtquelle beabstandeten Funktionsanzeigeort zu, wobei die Lichtleitelemente mechanisch miteinander verbunden sind.
Schließlich offenbart die DE 10 2006 002 216 A1 ein beleuchtbares Schrift- und/oder Bildzeichenelement mit einem transparenten, mittels zumindest eines Leuchtelements lichtdurchflutbaren, aus einer transparenten Basisplatte und einer transparenten Deckplatte bestehenden Leuchtkörper, wobei auf der oder in der Deckplatte oder Basisplatte Schrift- und/oder Bildzeichen angeordnet sind.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Beleuchtungseinrichtung für Funktions- und Bedienelemente vorzusehen, die die genannten Nachteile beseitigt.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der Erfindung wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Funktions- oder Bedienelement bereitgestellt, das mindestens eine Halbleiter-Lichtquelle und eine Abdeckung, die aus einem transparenten (durchsichtigen) oder transluzenten (lichtdurchlässigen) Material vorgesehen ist und von ihrer Rückseite von der Lichtquelle angestrahlt wird, besitzt. Dabei ist zwischen Lichtquelle und Abdeckung ein Abschirmelement aus einem wenigstens partiell transluzenten Material vorgesehen ist, derart, dass eine gleichmäßige Ausleuchtung der Abdeckung erfolgt. Dadurch weist die Abdeckung an ihrer Vorderseite über die gesamte Oberfläche eine gleichmäßige Leuchtintensität auf. Das Funktions- oder Bedienelement kann dabei eine bewegliche Taste oder einen Schalter umfassen. Die Beleuchtungseinrichtung ist um diese Taste oder den Schalter herum auf einer Umfangslinie angeordnet. Je nach Form des Funktions- oder Bedienelements weisen daher auch die Beleuchtungseinrichtung und die hinterleuchtete Abdeckung eine Kreisform, Rechteckform oder polygonale Form auf. Die Abdeckung kann ein Kunststoffkörper oder ein Glaskörper sein.
Die Abdeckung und das Abschirmelement der Beleuchtungseinrichtung weisen ein unterschiedliches Lichtstreuvermögen auf, sie besitzen daher unterschiedliche Brechzahlen. Die Brechzahl kennzeichnet die Richtungsänderung und die Reflexion der elektromagnetischen Wellen beim Auftreffen auf eine Grenzfläche zweier Medien. Da das Abschirmelement zum Teil mit einem Abstand von der Abdeckung angeordnet ist, treffen die elektromagnetischen Wellen der Lichtquellen auf mehrere Grenzflächen.
Die Lichtquellen sind vorteilhafterweise in Form von Halbleiter-Lichtquellen, sogenannten Leuchtdioden (LEDs), vorgesehen. Eine besondere Ausführung sind programmierbare RGB-Baugruppen (Rot-Grün-Blau-Baugruppen), durch die sich alle Farben und „weiß” produzieren lassen.
Da Leuchtdioden eine kleinflächige beziehungsweise nahezu punktförmige Lichtaustrittsfläche aufweisen, ist das Abschirmelement lokal vor der jeweiligen Lichtquelle anzuordnen, so dass für einen konstruktiv einfachen Aufbau die Lichtquelle, das Abschirmelement und die Abdeckung in Reihe angeordnet sind. Das Licht aus der Lichtquelle wird kegelförmig von der Austrittsfläche in Richtung der Abdeckung gestreut. Das Abschirmelement bewirkt eine weitere Streuung des Lichtes.
Weiterhin wird ein Teil der von Lichtquellen ausgehenden Lichtstrahlen nur partiell durch das Abschirmelement transmittiert. Ein anderer Teil der Lichtstrahlen wird an einer Grenzfläche des Abschirmelements reflektiert.
Ein weiterer Teil der von den Lichtquellen ausgehenden Lichtstrahlen trifft direkt auf die Abdeckung auf. Auch an einer Grenzfläche der Abdeckung wird ein Teil der von den Lichtquellen ausgehenden Lichtstrahlen partiell oder total reflektiert. Durch Auswahl eines Kunststoffes oder von Glas mit inhomogener Zusammensetzung gibt es Molekülbereiche mit unterschiedlicher Brechzahl. Dies sorgt schon für eine Streuung der Lichtstrahlen im Körper. Weiterhin weist die Abdeckung eine zackenförmige Kontur auf. Durch die unterschiedlichen Neigungen der Grenzflächen der Abdeckung wird auch die Richtungsänderung der elektromagnetischen Strahlen beeinflusst.
Weiterhin weist auch das Abschirmelement Grenzflächen mit unterschiedlichen Neigungen zur Erzeugung unterschiedlicher Reflexionswinkel auf. Dazu besitzt das Abschirmelement eine im Wesentlichen trapezartige Form.
Zusätzlich zur Geometrie der Abdeckung und des Abschirmelements bzw. der Abschirmelemente sind die Materialien der Bauteile aufeinander abgestimmt. Während die Abdeckung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung aus Glas, Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) besteht, ist das Abschirmelement aus Polystyrol (PS), einem annähernd weißen, aber lichtdurchlässigem Material vorgesehen, welches sich durch ein gutes Streuvermögen bei allen Farben auszeichnet.
Insgesamt ist es dadurch möglich, den Kunststoffkörper der Beleuchtungseinrichtung vollkommen gleichmäßig auszuleuchten, so dass ein Betrachter die einzelnen Lichtquellen nicht wahrnehmen kann.
Im Folgenden wird die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.
Dabei zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines Funktions- und Bedienelements
2 eine Ansicht des Funktions- und Bedienelements ohne abdeckenden Kunststoffkörper
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 2
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 3
5 den Schnitt aus 4 mit einem schematischen Verlauf der Lichtstrahlen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Funktions- und Bedienelements 2. Hierbei handelt es sich um eine Betätigungsplatte für ein Ablaufventil einer Sanitärarmatur. Das Funktions- und Bedienelement 2 ist üblicherweise in einem Revisionsschacht eines Spülkastens (nicht dargestellt) angeordnet. Das Funktions- und Bedienelement 2 umfasst im dargestellten Beispiel zwei bewegliche Tasten 3, die insgesamt einen Kreis bilden. Die Tasten 3 sind von einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 umgeben, die wiederum zusammen mit den Tasten 3 in einer Platte 7 angeordnet ist. Dabei bildet ein ringförmiger Kunststoffkörper 6 den äußeren Abschluss der Beleuchtungseinrichtung 1.
2 zeigt eine Ansicht des Funktions- und Bedienelements 2 aus 1 ohne Abdeckung 6 und erfindungsgemäßes Abschirmelement 5, so dass die Anordnung der einzelnen Lichtquellen 4 deutlich wird. Die Lichtquellen 4 sind in Form von LEDs vorgesehen. Die Stromversorgung der Beleuchtungseinrichtung ist nicht dargestellt.
3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 2. Die ringförmige Abdeckung 6 schließt die Beleuchtungseinrichtung 1 zur Vorderseite des Funktions- und Bedienelements 2 ab. Die Abdeckung 6 weist insgesamt einen T-förmigen Querschnitt auf, so dass sie mit ihren überstehenden Flanken einerseits in einem Falz der Platte 7 und andererseits an einer Wand 8 des Funktion- und Bedienelements 2, entlang derer die beweglichen Tasten 3 geführt sind, anliegt.
Hinter der Abdeckung 6, deren hintere Kante 61 eine zackenförmige Kontur aufweist, ist ein Abschirmelement 5 angeordnet, das die Abdeckung 6 sowohl nach hinten zur Lichtquelle 4 hin als auch zur umgebenden Platte 7 hin abschirmt. Während die Dicke des Abschirmelements 5 in Richtung der Platte 7 konstant ist, ist die Dicke in Richtung der Lichtquelle 4 veränderlich. Aus 4 wird deutlich, dass das Abschirmelement 5 in Richtung der Lichtquelle 4 eine trapezförmige Form aufweist, so dass sich für die auftreffenden Lichtstrahlen Grenzflächen 51, 52 mit unterschiedlichen Neigungen ergeben. Die Lichtdurchlässigkeit des Abschirmelements 5 ist im Bereich 52 direkt über der Lichtquelle 4 aufgrund der größeren Wandstärke geringer.
Aus 5 wird schließlich der Verlauf der Lichtstrahlen deutlich. Die Lichtstrahlen werden kegelförmig von der Austrittsfläche der Lichtquelle 4 verteilt. Dabei trifft ein Teil der Lichtstrahlen auf das Abschirmelement 5 auf. Ein Teil der auftreffenden Lichtstrahlen wird an den Grenzflächen 51, 52 reflektiert, der andere Teil wird gebrochen und durch das Abschirmelement 5 transmittiert. Gleiches geschieht an der abschließenden Grenzfläche des Abschirmelements 5.
Ein weiterer Teil der Lichtstrahlen trifft direkt auf die Abdeckung 5 auf, ohne dass sie in den Bereich des Abschirmelements 5 gelangen. Auch an den Grenzflächen der Abdeckung 6 werden die auftreffenden Lichtstrahlen gebrochen und/oder reflektiert.
Durch die unterschiedlichen Reflektions- und Brecheigenschaften der Materialien wird somit erreicht, dass die Abdeckung 6 insgesamt über die gesamte Oberfläche eine gleichmäßige Helligkeit aufweist, so dass die einzelnen dahinter liegenden Lichtquellen 4 nicht mehr erkennbar sind.

Claims

Beleuchtungseinrichtung (1) für ein Funktions- oder Bedienelement (2), – mit mehreren im Abstand zueinander angeordneten Halbleiter-Lichtquellen (4), – und einer Abdeckung (6), – die aus einem transparenten oder transluzenten Material vorgesehen ist, – die von ihrer Rückseite von den Lichtquellen (4) angestrahlt wird, wobei zwischen den Lichtquellen (4) und der Abdeckung (6) ein Abschirmelement (5) aus einem transluzenten Material vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (5) jeweils lokal zwischen einer Lichtquelle (4) und der Abdeckung (6) angeordnet ist, derart, dass ein Teil der von den Lichtquellen (4) ausgehenden Lichtstrahlen nur partiell durch das Abschirmelement transmittiert und ein anderer Teil direkt auf die Abdeckung (6) auftrifft, so dass die Abdeckung (6) an ihrer Vorderseite eine gleichmäßige Leuchtintensität aufweist.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) als Kunststoffkörper oder Glaskörper vorgesehen ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) und das Abschirmelement (5) ein unterschiedliches Lichtstreuvermögen aufweisen.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (4) auf einer Umfangslinie um eine bewegliche Taste (3) angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (4) in Form von Leuchtdioden (LED) oder programmierbaren RGB-Baugruppen vorgesehen sind.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der von den Lichtquellen (4) ausgehenden Lichtstrahlen von dem Abschirmelement (5) oder der Abdeckung (6) partiell oder total reflektiert werden.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (5) Grenzflächen (51, 52) mit unterschiedlichen Neigungen zur Erzeugung unterschiedlicher Reflexionswinkel aufweist.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (5) eine im Wesentlichen trapezartige Form aufweist.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (6) aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) vorgesehen ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (5) aus Polystyrol vorgesehen ist.