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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Anzeigeelement für eine Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Anzeigeelements, eine Anzeigeeinrichtung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Anzeigeelements und die Verwendung einer Anzeigeeinrichtung.
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Ein Anzeigeelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 10 2010 042 775 A1 bekannt. Das bekannte Anzeigeelement wird im Rahmen einer Bedieneinheit eines Haushaltsgerätes verwendet und weist Durchgangsöffnungen auf, in denen Lichtleiter eingesetzt sind. Die Durchgangsöffnungen können je nach Form und Größe des oder der Lichtleiter unterschiedlich groß ausgebildet sein. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Anzeigeelement auf der dem wenigstens einen Lichtleiter zugewandten Seite durch Dichtelemente verschlossen ist, um beispielsweise den Eintritt von Feuchtigkeit bzw. Wasser in den Bereich der Rückseite des Anzeigeelements zu vermeiden. Der Lichtleiter ist in Wirkverbindung mit einem Leuchtmittel angeordnet und dient dazu, einem Bediener eine bestimmte Information bereitzustellen, beispielsweise den Betrieb einer bestimmte Funktion des Haushaltsgeräts. Hierzu ist es üblicherweise zusätzlich vorgesehen, dass im Bereich des Durchbruchs ein entsprechendes Symbol, beispielsweise in Form einer Beschriftung o.ä. vorgesehen ist. Das Symbol oder eine Beschriftung ist für den Bediener jedoch auch unabhängig davon, ob das Leuchtmittel eingeschaltet ist, stets erkennbar.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeelement für eine Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass für einen Benutzer eine durch die Lichtquelle symbolisierte Funktionalität erst erkennbar ist, wenn die Lichtquelle aktiviert ist. Gleichzeitig soll über die gesamte Lebensdauer des Anzeigeelements betrachtet die Wahrnehmung der Funktionalität durch die Lichtquelle, auch bei relativ starken Verschmutzungen im Bereich der Durchgangsöffnungen am Anzeigeelement, ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Anzeigeelement für eine Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass mehrere Durchgangsöffnungen derart zueinander angeordnet sind, dass diese jeweils ein Symbol, ein Buchstabe oder eine Zahl darstellen. Vorzugsweise sind die Durchgangsöffnungen zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, mit einem für Licht transparentem Kunststoff ausgefüllt, insbesondere derart, dass die Vorderseite des Anzeigeelements im Bereich der Durchgangsöffnungen eine ebene Oberfläche ausbildet. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass durch die Form und/oder Anordnung der Durchgangsöffnungen auf beispielsweise eine bestimmte Funktion eines elektrischen Gerätes o.ä. hingewiesen wird, und nicht durch eine Lichtquelle, die beispielsweise im Bereich eines auf dem Anzeigeelement aufgedruckten Symbols leuchtet. Darüber hinaus ist durch das Ausfüllen der Durchgangsöffnungen mit dem für Licht transparentem Kunststoff sichergestellt, dass die Durchgangsöffnungen nicht verschmutzen und somit die für einen Benutzer wahrnehmbare Lichtstärke reduzieren. Insbesondere wird durch eine derartige, mit der Vorderseite des Anzeigeelements im Bereich der Durchgangsöffnungen ebene Oberfläche auch eine relativ einfache und vollständige Reinigbarkeit der Durchgangsöffnungen im Bereich der Vorderseite des Anzeigeelements ermöglicht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Anzeigeelements für eine Anzeigeeinrichtung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Durchgangsöffnungen weisen diese im Bereich der Vorderseite des Anzeigeelements einen Durchmesser (bei Verwendung von einem runden Querschnitt aufweisenden Bohrungen) zwischen 0,1mm und 10mm, vorzugsweise zwischen 0,4mm und 3mm auf und/oder eine Querschnittsfläche (insbesondere bei im Querschnitt unrunden Bohrungen) zwischen 0,01mm2 und 80mm2, vorzugsweise zwischen 0,12mm2 und 7mm2. Eine derartige Dimensionierung der Durchgangsöffnungen schafft insbesondere die Möglichkeit, dass diese ohne Aktivierung einer Lichtquelle für einen Betrachter von außen her üblicherweise nicht erkennbar sind. Es wird somit ein (ohne Beleuchtung) Eindruck einer vollständig ebenen bzw. geschlossenen Oberfläche im Bereich der Vorderseite des Anzeigeelements ermöglicht.
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Zur Optimierung der Lichtleitung von der Lichtquelle in Richtung der Vorderseite des Anzeigeelements kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass sich der Durchmesser und/oder der Querschnitt der Durchgangsöffnungen in Richtung der Vorderseite verringert. Derartige, insbesondere konische Durchgangsöffnungen können gegenüber zylindrischen Durchgangsöffnungen hinsichtlich der transmittierenden Lichtleistung vorteilhaft sein. Insbesondere lassen sich derartige, konische Durchgangsöffnungen auch mittels einer Laserstrahleinrichtung relativ einfach erzeugen.
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In einer alternativen Ausgestaltung derartiger Durchgangsöffnungen kann es vorgesehen sein, dass das Anzeigeelement im Bereich der Rückseite eine sacklochartige Ausnehmung aufweist, in deren Bereich die Durchgangsöffnungen angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung des Anzeigeelements vereinfacht die Herstellung der Durchgangsöffnungen und trägt zur Reduzierung des Aspektverhältnisses der Durchgangsöffnungen bei. Dabei kann es entweder vorgesehen sein, dass jedem Durchbruch eine eigne, sacklochartige Ausnehmung zugeordnet ist, oder aber eine relativ großflächige Ausnehmung ausgebildet wird, von deren Grund aus mehrere Durchgangsöffnungen ausgehen.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines soweit beschriebenen, erfindungsgemäßen Anzeigeelements, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: In einem ersten Schritt werden Durchgangsöffnungen zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Anzeigeelements ausgebildet. Danach folgt ein zumindest teilweises, vorzugsweise vollständiges Ausfüllen der Durchgangsöffnungen mit einem für Licht transparentem Kunststoff.
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Zum Ausfüllen der Durchgangsöffnungen mit dem Kunststoff stehen mehrere Verfahren zur Verfügung. In einer ersten Variante wird vorgeschlagen, dass das zumindest teilweise Ausfüllen der Durchgangsöffnungen durch ein Spritzgussverfahren erfolgt. Hierbei wird das Anzeigeelement beispielsweise in ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug eingelegt, derart, dass die Vorderseite des Anzeigeelements eben bzw. abgedichtet in dem Spritzgusswerkzeug anliegt. Das Einspritzen des Kunststoffs in die Durchgangsöffnungen erfolgt dann von der Rückseite des Anzeigeelements her. Ein derartiges, durch Spritzgussverfahren ausgebildetes Ausfüllen der Durchgangsöffnungen bietet sich insbesondere bei relativ hohen Stückzahlen der Anzeigeelemente und/oder relativ kleinflächigen Anzeigeelementen an, da die Fertigungskosten relativ stark von der Größe des Spritzgusswerkzeugs abhängen.
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In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens, das sich insbesondere für relativ große Anzeigeelemente und/oder relativ geringe Stückzahlen anbietet, wird vorgeschlagen, dass das zumindest teilweise Ausfüllen der Durchgangsöffnungen durch einen Heißsiegelprozess erfolgt. Bei einem derartigen Prozess wird der Kunststoff, vorzugsweise als Folie, auf die Rückseite des Anzeigeelements angeordnet. Anschließend wird mit einem Stempel, der eine Temperatur aufweist, die über dem Schmelzpunkt des jeweiligen Kunststoffs liegt, der Kunststoff in die Durchgangsbohrungen gepresst. Der in die Durchgangsöffnungen eingepresste Kunststoff wirkt als Lichtleiter und transportiert das Licht der Lichtquelle in Richtung der Vorderseite des Anzeigeelements. Aufgrund der Streuwirkung des Kunststoffes wird die durch die Durchgangsöffnungen ausgebildete Beschriftung klar und deutlich sichtbar und lesbar.
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Grundsätzlich sind unterschiedliche Kunststoffe zum Ausfüllen der Durchgangsöffnungen geeignet. Vorzugsweise finden jedoch Materialien mit niedrigem Melt-Flow-Index (MFI-Index) Verwendung. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise PPS, LTPE, PS, PC o.ä. Insbesondere finden vorzugsweise amorphe Thermoplaste Verwendung, die für die verwendete Beleuchtungswellenlänge transparent sind.
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Ergänzend wird erwähnt, dass es je nach Prozess zum Einbringen des Kunststoffes in die Durchgangsöffnungen erforderlich sein kann, den Kunststoff bzw. Überreste von Kunststoff, insbesondere im Bereich der Vorderseite des Anzeigeelements, zu entfernen.
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Auch für das Herstellen der Durchgangsöffnungen in dem Anzeigeelement stehen verschiedene Verfahren bzw. Methoden zur Verfügung. In einer ersten, besonders bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Durchgangsöffnungen durch eine Strahlungsquelle, insbesondere durch einen Laserstrahl, erzeugt werden. Die Verwendung eines Laserstrahls hat eine Reihe von Vorteilen. Zum einen lassen sich mit einem Laserstrahl Durchgangsöffnungen nahezu beliebiger Größe und/oder Form ausbilden. Dies betrifft insbesondere auch die Ausbildung von beispielsweise konischen Durchgangsöffnungen. Weiterhin lassen sich durch entsprechende Parameter in den Durchgangsöffnungen Mikrostrukturen ausbilden, die zu einer innigen Verzahnung des Kunststoffes im Bereich der Durchgangsbohrungen führt.
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Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, insbesondere bei der Ausbildung von zylindrischen Durchgangsöffnungen, dass diese durch einen Stanzprozess erzeugt werden.
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Ergänzend wird erwähnt, dass das Material des Anzeigeelements nicht nur aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Edelstahl bestehen kann, sondern selbstverständlich auch aus Kunststoff.
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Weiterhin umfasst die Erfindung eine Anzeigeeinrichtung, die ein soweit beschriebenes Anzeigeelement aufweist, und zusätzlich wenigstens eine Lichtquelle, die an der Rückseite des Anzeigeelements angeordnet ist.
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In Weiterbildung der Anzeigeeinrichtung kann es vorgesehen sein, dass mehrere Lichtquellen mit unterschiedlichen Farben vorgesehen sind. Dadurch lassen sich beispielsweise für einen Bediener sehr schnell mögliche Funktionalitäten bzw. Hinweise wahrnehmen. So ist beispielsweise beim Auftreten normaler Funktionalitäten die Verwendung einer grünen Licht ausstrahlenden Lichtquelle denkbar, während bei dem Auftreten von Störungen beispielsweise eine rotes Licht ausstrahlende Lichtquelle verwendet wird.
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Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer derartigen Anzeigeeinrichtung für Haushaltsgeräte, insbesondere für Herde, Backöfen, Kochfelder, Geschirrspülmaschinen, Waschmaschinen oder Wäschetrockner.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 einen vereinfachten Querschnitt durch eine Anzeigeeinrichtung mit einem Anzeigeelement,
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2 eine Draufsicht auf einen Teilbereich des Anzeigeelements gemäß 1 im Bereich der Vorderseite,
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3 bis 5 jeweils Anzeigeelemente im Querschnitt mit unterschiedlich ausgebildeten Durchgangsbohrungen,
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6 eine gegenüber 1 modifizierte Anzeigeeinrichtung bei Verwendung unterschiedlicher Lichtquellen und
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7 bis 9 jeweils im Querschnitt die Herstellungsschritte eines Anzeigeelements während verschiedener Phasen.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine Anzeigeeinrichtung 100 dargestellt, wie sie insbesondere, jedoch nicht einschränkend, in Form einer Bedieneinheit in einem Haushaltsgerät verwendet wird. Die Anzeigeeinrichtung 100 weist ein Anzeigeelement 10 in Form einer Blende auf, wobei das Anzeigeelement 10 in dem dargestellten Bereich insbesondere plattenförmig ausgebildet ist und aus Metall, wie Aluminium, Edelstahl o.ä. besteht. Die Dicke d des Anzeigeelements 10 beträgt typischerweise zwischen 0,5mm und 5mm, je nach Größe bzw. gewünschter Steifigkeit sowie insbesondere von der Auswahl des Materials. Das Anzeigeelement 10 weist eine für einen Bediener sichtbare Vorderseite 11 sowie eine Rückseite 12 auf. Weiterhin umfasst die Anzeigeeinrichtung 100 wenigstens eine Lichtquelle 1, die im Bereich der Rückseite 12 des Anzeigeelements 10 auf nicht dargestellte Art und Weise angeordnet ist, entweder durch direkte Befestigung an dem Anzeigeelement 10 selbst, oder aber durch Befestigen innerhalb des Haushaltsgeräts.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in Überdeckung mit der Lichtquelle 1 Durchgangsöffnungen 15 ausgebildet, die in dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt jeweils zylindrisch mit einer Längsachse 16 ausgebildet sind, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Anzeigeelements 10 erstreckt. Entsprechend der Darstellung der 2 ist erkennbar, dass die Durchgangsöffnungen 15 eine derartige Anordnung bzw. Ausrichtung zueinander haben, dass bei aktivierter Lichtquelle 1 für einen Betrachter an der Vorderseite 11 an dem Anzeigeelement ein Symbol, Buchstabe oder eine Zahl erkennbar ist, im Ausführungsbeispiel der Buchstabe „B“. Die Durchgangsöffnungen 15 sind mit für Licht transparentem Kunststoff 5 ausgefüllt, vorzugsweise vollständig.
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Die wiederum lediglich beispielhaft einen runden Querschnitt aufweisenden Durchgangsöffnungen 15 weisen vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,1mm und 10mm, vorzugsweise zwischen 0,4mm und 3mm auf und/oder eine Querschnittsfläche (insbesondere bei im Querschnitt unrunden Bohrungen) zwischen 0,01mm2 und 80mm2, vorzugsweise zwischen 0,12mm2 und 7mm2. Sie sind ebenfalls lediglich vorzugsweise durch eine Strahlungsquelle, insbesondere durch eine Laserstrahlquelle, erzeugt. Wesentlich ist, dass die Größe bzw. der Querschnitt der Durchgangsöffnungen 15 derart gewählt ist, dass diese für einen Bediener lediglich bei aktivierter Lichtquelle 1 erkennbar sind. Dies kann ggf. durch eine entsprechende Oberflächengestaltung des Anzeigeelements 10 auf der Vorderseite 11 unterstützt werden, beispielsweise durch eine mechanische Bearbeitung, die eine unregelmäßige Struktur o.ä. erzeugt.
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Entsprechend der 1 ist erkennbar, dass die von der Lichtquelle 1 emittierten Lichtstrahlen 2 durch die Durchgangsöffnungen 15 hindurchtreten, wobei diese teilweise gestreut werden.
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In der 3 sind unterschiedliche Querschnitte von Durchgangsöffnungen 15a bis 15c an einem Anzeigeelement 10 dargestellt. Bei der Ausführungsform der Durchgangsöffnungen 15a weisen diese eine konische Form bzw. einen konischen Querschnitt auf, der sich in Richtung der Vorderseite 11 hin stetig verjüngt. Demgegenüber weisen die Durchgangsöffnungen 15b einen sich in Richtung der Vorderseite 11 des Anzeigeelements 10 konisch erweiterten Querschnitt auf. Der Querschnitt der Durchgangsöffnungen 15c ist kugelabschnittsförmig, derart, dass der Querschnitt der Durchgangsöffnung 15c im Bereich der Vorderseite 11 geringer ist als im Bereich der Rückseite 12.
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In der 4 sind Durchgangsöffnungen 15 mit jeweils konstantem Querschnitt dargestellt, die vom Grund 18 einer gemeinsamen Ausnehmung 19 ausgehen. Die Ausnehmung 19 ist dabei an der Rückseite 12 des Anzeigeelements 10 ausgebildet.
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Bei dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erkennt man, dass jeder der Durchgangsöffnungen 15 eine eigene, sacklochförmige Ausnehmung 19a zugeordnet ist, von deren Grund 18a die jeweilige Durchgangsöffnung 15 ausgeht.
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Zuletzt ist in der 6 der Fall einer Anzeigeeinrichtung 100 dargestellt, bei der mehrere Lichtquellen 1a, 1b und 1c vorgesehen sind. Insbesondere weisen die Lichtquellen 1a, 1b und 1c unterschiedliche Farben auf und sind jeweils mit Durchgangsöffnungen 15d, 15e und 15f ausgerichtet, derart, dass das Licht der jeweiligen Lichtquelle 1a, 1b bzw. 1c zumindest im Wesentlichen ausschließlich über die jeweiligen Durchgangsöffnungen 15d, 15e bzw. 15f nach außen geführt wird.
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In den 7 bis 9 ist der Herstellungsprozess eines Anzeigeelements 10 dargestellt. Zunächst werden entsprechend der 8 in das Anzeigeelement 10 entsprechend der gewünschten Anzeige (Symbol, Zahl oder Buchstabe) Durchgangsöffnungen 15 eingebracht. Anschließend erfolgt entsprechend der 8 das Ausfüllen der Durchgangsöffnungen 15 mit dem Kunststoff 5 von der Rückseite 12 des Anzeigeelements 10 her. Hierbei wird ein für die Lichtquelle 1 transparenter Kunststoff 5 verwendet. Dabei kann es entsprechend der Darstellung der 8 vorkommen, dass der Kunststoff 5 (je nach verwendetem Verfahren) über die Oberfläche der Vorderseite 11 hinaustritt. Zuletzt wird entsprechend der 9 der über die Vorderseite 11 des Anzeigeelements 10 überstehende Kunststoff 5 entfernt, wodurch an der Vorderseite 11 eine zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche 6 ausgebildet wird.
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Das soweit beschriebene Anzeigeelement 10 bzw. die Anzeigeeinrichtung 100 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010042775 A1 [0002]
