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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse mit einem in dem Gehäuse aufgenommenen Displaymodul nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Das Gehäuse hat einen Träger mit Mitteln zur Aufnahme und/oder Befestigung des Displaymoduls. Das Displaymodul, welches insbesondere durch ein LED-Displaymodul gebildet sein kann, umfasst ein vorderseitiges Displaypanel und eine rückseitige Rückwand, wobei zwischen dem Displaypanel und der Rückwand weitere Elemente des Displaymoduls, insbesondere LEDs, Lichtleiter, optische Folien und/oder Reflektoren, aufgenommen sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die ein derartiges Gehäuse mit einem darin aufgenommenen Displaymodul umfasst.
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Stand der Technik
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Gehäuse mit Trägern dieser Art werden insbesondere für LED-Displaymodule verwendet, die beispielsweise als LED-Backlight-Display ausgeführt sein können. LEDs (LED = Light Emitting Diode) haben eine hohe Lebensdauer, eine geringere Baugröße sowie einen guten Wirkungsgrad bei der Umwandlung elektrischer Energie in Licht. Ferner zeichnen sich LEDs durch eine Unempfindlichkeit gegenüber Stößen und Erschütterungen aus, was insbesondere bei der Anwendung im Kraftfahrzeug-Bereich einen erheblichen Vorteil darstellt.
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Dennoch muss vor dem Hintergrund einer ständig fortschreitenden Leistungssteigerung und der hiermit einhergehenden hohen Leistungsaufnahme bei LEDs die als Verlust auftretende Abwärme abgeführt werden, um eine Überhitzung und damit eine Funktionsbeeinträchtigung oder sogar eine Zerstörung der LEDs zu verhindern. Auch die Panels der Displaymodule sind wärmeempfindlich. Durch die Einwirkung von Wärme kann sich ihre Anzeigecharakteristik ändern und die Lebensdauer verkürzt werden.
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Zur Ableitung der beim Betrieb von Displaymodulen entstehenden Verlustwärme werden üblicherweise metallische Kühlkörper eingesetzt. So ist es bei Displaymodulen bekannt, die an den LEDs entstehende Wärme direkt über die aus Stahl oder Aluminiumblech bestehende Rückwand des Displaymoduls abzuführen, welche so als Wärmesenke fungiert.
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Außerdem verleiht die Rückwand dem Display die notwendige Stabilität und sie dient als Element zur elektromagnetischen Schirmung des Displays.
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Das Displaymodul wird in das Gehäuse eingebaut, welches zumindest in seinem Träger oftmals auch aus Metall besteht. So erhöht das Gehäuse nochmals die Stabilität und es kann als Kühlkörpererweiterung sowie zur zusätzlichen elektromagnetischen Abschirmung des Displays (EMV-Eigenschaften) genutzt werden.
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Aus der
JP-2009198461 A ist Struktur zur Beleuchtung eines Kraftfahrzeug-Anzeigegerätes bekannt, bei der eine Displayeinheit und ein Zeiger eines Zeigerinstruments von Licht beleuchtet werden, das von der Rückseite der Frontabdeckung nach hinten reflektiert wird. Die Frontabdeckung ist dabei in den äußeren Endbereich eines Zeigeraufnahmegehäuses eingesetzt.
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Aus der
US 2001/0030878 A1 ist eine hinterleuchtete Display-Einheit bekannt, die zur Präsentation von Logos oder Werbung eingesetzt wird. Sie hat ein Hauptgehäuse, in dem eine beispielsweise LEDs umfassende Lichtquelle und eine Abdecklinse oder Glasscheibe als Panel zur Abdeckung einer oder mehrerer Schichten von anzuzeigenden Logos aufgenommen sind. Außerdem enthält das Gehäuse die Elektronik.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse mit darin aufgenommenen Displaymodul vorzuschlagen, das bei einfacher Konstruktion eine höhere Qualität und eine verbesserte Kühlung des Displaymoduls ermöglicht. Außerdem soll eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Gehäuse und Displaymodul geschaffen werden, die den Designern von Fahrzeugcockpits größere Freiheiten verschafft.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit darin aufgenommenen Displaymodul nach Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass die Rückwand des Displaymoduls durch den Träger des Gehäuses gebildet ist.
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Wesentlicher Grundgedanke der Erfindung ist es dabei, dass die Rückwand des Displays in das das Displaymodul aufnehmende Gehäuse integriert ist, so dass das Displaymodul vor dem Einsetzen in das Gehäuse ohne eigene Rückwand ausgeführt ist. Auf diese Weise werden die Funktionen der Display-Rückwand in das Gehäuse übertragen.
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Auf diese Weise wird die Anzahl der benötigten Teile reduziert, was zu einer Verringerung des Produktionsaufwands und somit zu geringeren Herstellungskosten führt. Insgesamt müssen weniger Teile hergestellt, transportiert, gelagert und verbaut werden.
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Auch wird das Gewicht der aus Gehäuse und Displaymodul gebildeten Vorrichtung reduziert, was insbesondere im Kraftfahrzeugbereich einen großen Vorteil darstellt und sich insbesondere positiv auf den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges auswirkt.
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Ein wesentlicher Vorteil liegt aber darin, dass durch die Integration der Rückwand des Displaymoduls in das Gehäuse die Anzahl der Toleranzen minimiert wird.
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Die Toleranzen, welche beim Zusammenbau von zwei Teilen stets zwangsweise entstehen, sind bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht mehr vorhanden, wodurch die Genauigkeit und die Qualität des Gerätes deutlich erhöht werden.
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Ein weiterer besonders großer Vorteil liegt darin, dass das Gehäuse auch als zusätzlicher Kühlkörper zur Abfuhrt der Wärme bzw. Verlustleistung aus dem Display-Lichtquelle genutzt werden kann. Dadurch, dass es keine physische Trennung zwischen der Displaymodul-Rückwand und dem Anzeigegeräte-Gehäuse mehr gibt, wird der Wärmeübergangswiderstand reduziert und die Wärmeabfuhr aus dem Displaymodul verbessert bzw. beschleunigt. Insgesamt wird so auf konstruktiv besonders einfache Weise eine hocheffiziente Kühlung des Displaymoduls erzielt, wodurch Funktionsbeeinträchtigungen oder Zerstörungen des Panels und der Lichtquellen, insbesondere der LEDs des Displaymoduls aufgrund von Überhitzungen vermieden oder zumindest verringert werden, so dass die Lebensdauer des Displaymoduls bzw. der damit ausgestatteten Anzeigevorrichtung erhöht wird.
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Auch andere Eigenschaften des Gerätes wie insbesondere die mechanische Stabilität oder die EMV-Eigenschaften werden durch die erfindungsgemäße Integration nicht negativ beeinflusst.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Gehäuse, vorzugsweise an dem Träger des Gehäuses, Mittel zur Aufnahme und/oder Befestigung der zwischen dem Displaypanel und der durch den Träger des Gehäuses gebildeten Rückwand aufgenommenen Elemente des Displaymoduls vorgesehen sind. So können die Elemente des Displaymoduls, zu denen insbesondere Lichtleiter und/oder Reflektoren und/oder optische Folien und/oder LEDs gehören, besonders leicht montiert werden.
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Ebenso ist eine besonders einfache Montage des Displaymoduls in dem Gehäuse dann möglich, wenn in dem Gehäuse, vorzugsweise an dem Träger des Gehäuses, Mittel zur Aufnahme und/oder Befestigung des Displaypanels vorgesehen sind.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn in dem Gehäuse, vorzugsweise an dem Träger des Gehäuses, Mittel zur Aufnahme und/oder Befestigung eines Displaypanelträgers und/oder einer vor dem Displaypanel angeordneten Frontblende vorgesehen sind. Die Frontblende kann dabei nicht nur die Sichtfläche des Displays, sondern zusätzlich auch weitere Anzeigeflächen, etwa weitere Displays und/oder ein Ziffernblatt und/oder Symbolleuchten umrahmen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Elemente des Displaymoduls eine der Rückwand zugewandte Reflektorfolie umfassen, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Reflektorfolie und der durch den Träger des Gehäuses gebildeten Rückwand Mittel zur Lichtabschottung vorgesehen sind. Auf diese Weise wird Lichtverlust bzw. störendes Streulicht aus dem Display vermieden.
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Vorzugsweise wird diese lichtdichte Gestaltung des Bereichs für die Aufnahme der optischen Bauteile erreicht, indem die Mittel zur Lichtabschottung durch eine lichtdichte Folie gebildet sind.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn der Träger des Gehäuses aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise aus einer Magnesiumlegierung besteht. Aufgrund der geringen spezifischen Masse kann so das Gesamtgewicht besonders klein gehalten werden. Außerdem besitzt Magnesium eine gute Wärmeleitfähigkeit sowie eine gute elektrische Leitfähigkeit, was sich positiv auf die Entwärmung und auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Eigenschaften) des Displaymoduls auswirkt.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Träger des Gehäuses versteifende Rippen ausgebildet sind, die vorzugsweise Luftkanäle ausbilden, welche zum Kühlen des Displaymoduls von Kühlluft durchströmbar sind. Hierdurch wird nicht nur eine stabilere Bauform des Trägers, die der Anzeigegüte des Displaymoduls zugute kommt, sondern auch eine hocheffiziente Kühlung des in den Träger eingesetzten Displaymoduls erzielt.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Träger des Gehäuses eine zentrale Lufteinlass-Öffnung aufweist, die über Luftkanäle mit mindestens zwei Luftauslass-Öffnungen verbunden ist, welche an verschiedenen Stellen des Trägers angeordnet sind. Hierdurch ist eine besonders gute Verteilung der Kühlluft über die Fläche des Displays erreichbar.
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Vorzugsweise befindet sich die einzige zentrale Lufteinlass-Öffnung mittig in einem unteren Bereich des Trägers, wobei sie vorteilhafterweise einen rechteckigen Öffnungsquerschnitt aufweist. Günstig ist es dabei, wenn die Lufteinlass-Öffnung derart am Träger angeordnet ist, dass sie von hinten senkrecht zur Ebene des aufgenommenen Displaymoduls von dem zugeführten Luftstrom durchströmt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die ein Gehäuse mit Displaymodul der vorangehend beschriebenen Art umfasst, wobei an der von dem Träger des Gehäuses gebildeten Rückwand des Displays Befestigungselemente zur direkten Anbindung an eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sind. Hierdurch wird ein besonders einfacher Einbau im Kraftfahrzeug ermöglicht.
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Von Vorteil ist dabei, dass der für die Anzeigevorrichtung benötige Bauraum reduziert ist, da die Displayrückwand an sich entfällt und zusätzliche Fixierelemente, etwa Schrauben oder Schraubdome zwischen den Bauteilen nicht mehr nötig sind. Außerdem ist die dünnere Bauweise des Displays auch insofern ein Vorteil, dass der Bauraum im Fahrzeugcockpit besser ausgenutzt werden kann, wodurch die Designer mehr Freiheiten bei der Gestaltung des Cockpits erhalten.
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Darüber hinaus können auch die Haltefunktionen für die Elektronik bzw. Leiterplatte in das Gehäuse mit integriert werden, so dass zusätzliche Aufnahmeelemente vermieden werden können. Das Gehäuse wird dadurch zu einem zentralen Aufnahmeelement bzw. zu einer Schnittstelle für die gesamte Anzeigevorrichtung.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine dreidimensionale Explosions-Darstellung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung schräg von vorne;
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2: dreidimensionale Explosions-Darstellung der Anzeigevorrichtung aus 1 schräg von hinten;
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3: eine dreidimensionale Explosions-Darstellung einer herkömmlichen Anzeigevorrichtung schräg von vorne;
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4: dreidimensionale Darstellung einer Anzeigevorrichtung im zusammengebauten Zustand von vorne; und
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5: dreidimensionale Darstellung des Gehäuses der Anzeigevorrichtung aus 4 von hinten.
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Die in den 1 und 2 dargestellte und für ein Kraftfahrzeug bestimmte Anzeigevorrichtung 1 hat ein Gehäuse 2, in welchem ein hier mit LED-Backlight ausgeführtes Displaymodul 3 aufgenommen ist. Das Gehäuse 2 umfasst dabei einen Träger 4, der mit Mitteln zur Aufnahme und/oder Befestigung des Displaymoduls 3 versehen ist, die hier durch nach vorne vorstehende Randeinfassungen 5 gebildet sind. Auf der Rückseite des Trägers 4 befindet sich eine Leiterplatte 6, die von einem rückseitigen Blechdeckel 7 abgedeckt ist.
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Das Displaymodul 3 hat an seiner Vorderseite ein Displaypanel 8, das von einem Panelträger 9 gehalten und von einer Frontblende 10 eingefasst ist. Hinter dem Displaypanel 8 befinden sich weitere Elemente des Displaymoduls 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier verschiedene optische Folien 11, einen dahinter angeordneten Lichtleiter 12 und dahinter eine Reflektorfolie 13 umfassen.
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Nach hinten wird das Displaymodul 3 durch eine Rückwand abgeschlossen, die hier erfindungsgemäß durch den Träger 4 des Gehäuses 2 gebildet ist. Der Träger 4 übernimmt dabei alle Funktionen einer herkömmlicherweise separat ausgeführten Rückwand 14 eines Displaymoduls 3, die bei der in 3 gezeigten vorbekannten Ausführungsform dargestellt ist.
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So sind am Gehäuse 2 durch die Randeinfassungen 5 entsprechende Aufnahmen für die optischen Bauteile 11, 12 und 13 des Displaymoduls 3 vorgesehen. Aufnahmen bzw. Klipsverbindungen für den Displaypanelträger 9 und die Frontblende 10 sind ebenfalls in das Gehäuse 2 integriert.
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Um den Bereich für die Aufnahme der optischen Bauteile 11, 12 und 13 des Displaymoduls 3 lichtdicht auszuführen, ist zwischen der Reflektorfolie 13 und dem Träger 4 des Gehäuses 2 eine lichtdichte Folie 15 als Lichtabschottungsmittel vorgesehen.
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Zur Versteifung sind an den Träger 4 des Gehäuses 2 rückseitig eine Vielzahl von Rippen 16 angeformt, die trotz der direkten Anbindung des Displaymoduls 3 an das Fahrzeugcockpit eine Übertragung der mechanischen Belastungen an das Display weitestgehend verhindern. Durch mechanische Verspannungen oder Torsionen des Displays könnte es sonst zur Beschädigung des Displaypanels 8 oder zur Beeinträchtigung der Darstellungsqualität auf dem Display kommen.
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Zwischen den Rippen 16 sind Luftkanäle 17 ausgebildet, welche zum Kühlen des Displaymoduls 3 von Kühlluft durchströmt werden können. Dazu ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Träger 4 mit einer einzigen zentralen Lufteinlass-Öffnung 18 versehen, die einen rechteckigen Öffnungs-Querschnitt hat. Hier eintretende Kühlluft strömt durch die Luftkanäle 17 zu Luftauslass-Öffnungen, die an der Oberseite sowie an der rechten und linken Seite des Trägers 4 jeweils am Ende eines Luftkanals 17 ausgebildet sind. Hier erstrecken sich die Kühlrippen 16 ausgehend von einem zentralen Punkt der Lufteinlass-Öffnung 18 radial nach außen, so dass die Luftkanäle 17 in fächerförmiger Anordnung die gesamte Fläche des Displaymoduls 3 abdecken, was eine besonders gleichmäßige und effektive Kühlung des Displaymoduls 3 bewirkt.
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In den 4 ist die Anzeigevorrichtung 1 im fertig zusammenbauten Zustand dargestellt. Das Displaymodul 3 ist hier im Träger 4 des Gehäuses 2 aufgenommen. Nur von außen betrachtet entspricht dabei die erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Rückwand des Displaymoduls 3 durch den Träger 4 gebildet bzw. in das Gehäuse 2 integriert ist, nahezu exakt der herkömmlichen Ausführungsform, bei der die Rückwand 14 des Displaymoduls 3 durch ein separates Teil gebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009198461 A [0007]
- US 2001/0030878 A1 [0008]
