DE10230023C5

DE10230023C5 - Optischer Signalgeber, insbesondere für die Bedienblende eines Haushaltsgroßgerätes

Info

Publication number: DE10230023C5
Application number: DE10230023A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Brauchle (FH)
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: EP1378881A2; DE20306622U1; EP1378881B2; DE50312735D1; DE10230023A1; ES2346414T3; EP1378881A3; ES2346414T5; DE10230023B4; EP1378881B1

Abstract

Optischer Signalgeber (10) mit einem Lichtleiter (13), der sich von einem Abstrahlende (29) in Richtung auf eine Lichtquelle (18) erstreckt, die auf einer Leiterplatte (19) in Abstand zum Abstrahlende (29) angeordnet ist, wobei der Lichtleiter (13) mit seinem Abstrahlende (29) in eine Durchbrechung (27) in einem Boden (28) eingreift und gegenüberliegend in einen Hohlkörper mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper durch einen hohlen Sockel (20) gebildet ist, in welchem der Lichtleiter (13) vor der Lichtquelle (18) gehaltert ist,
dass die Durchbrechung (27) in einem Boden (28) einer Haube (26) gebildet ist, welche von dem Sockel (20) getragen ist,
und
dass je nach Längenvorgabe für den Signalgeber (10) für einen Lichtleiter (13) variabel ausgewählter Länge der Sockel (20) und die Haube (26) eine daran angepasste Länge haben oder der Sockel (20) und die Haube (26) eine daran angepasste Überdeckungslänge haben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Ein solcher optischer Signalgeber ist aus der JP 06043814 A bekannt. Dort ist ein Betätigungsknopf beschrieben, bei welchem ein Lichtleiter an auf der Innenseite einer Tastenkappe angeformten Führung gehaltert ist und sich in Richtung auf eine auf einer Leiterplatte befestigte Leuchtdiode (LED) erstreckt. Von dem Lichtleiter radial beabstandet ist ein Hohlkörper vorgesehen, um zu verhindern, dass von der LED ausgehendes Licht am Lichtleiter vorbei aus dem Betätigungsknopf austreten kann.
Aus der DE 296 13 798 U1 ist bekannt, das Licht einer LED in einen Lichtleiter einzukoppeln, wobei der Lichtleiter von der LED-Fassung gehaltert wird oder selbst die LED-Fassung bildet.
Von marktgängigen Haushaltsgroßgeräten ist es bekannt, in einer Bedienblende (wie sie etwa aus 1 der DE 31 04 662 A1 ersichtlich ist) neben einerseits Funktionsschaltern zur Auswahl von abzuarbeitenden Betriebsarten und andererseits alphanumerischen Siebensegment-Informationsanzeigen etwa über aktuelle Betriebszustände schließlich auch noch einfache optische Signalgeber anzuordnen, die jeweils nur entweder ausgeschaltet (dunkelgesteuert) oder aber eingeschaltet (hellgesteuert) und für besondere Signalgaben auch im Intervallbetrieb blinkend ansteuerbar sind. Ihr Querschnitt in der lichtabstrahlenden Sichtfläche ist in der Regel rund. Die Sichtfläche kann aber einen beliebig geometrisch geformten Querschnitt aufweisen, etwa um besondere Symbolinhalte oder unterschiedliche funktionale Zusammenhänge leichter voneinander unterscheidbar zu machen. So kann durch die Geometrie (wie rund oder oval) die aktuelle Ansteuerung einer Kochzone für Töpfe oder für Bräter leichter verdeutlicht werden. Auch kann mosaikartig aus mehreren Segmenten schrittweise eine bildhafte Gesamtinformation etwa über den Ablauf eines Waschprogramms aufgebaut werden, oder aus sieben einzelnen balkenförmigen Sichtflächen wird in entsprechend benachbarter Anordnung solcher Signalgeber die erwähnte Siebensegment-Anzeige gebildet.
Pro derartigem Signalgeber ist eine individuell ansteuerbare Lichtquelle mechanisch und elektrisch an eine hinter der Bedienblende gelegene Schaltungsplatine angeschlossen. Die Lichtabstrahlung wird von dort mittels eines Lichtleiters an denjenigen Ort in der Bedienblende geführt, an dem mittels der strahlenden Sichtfläche die Signalgabe erfolgen soll. Der Lichtleiter kann mit seiner abstrahlenden Sichtfläche hinter einem lichtdurchlässigen Bereich der Bedienblende enden oder durch ein Blendenloch bis zur sichtseitigen Blendenoberfläche vorragen. Solche Lichtleiter sind regelmäßig starre, säulenförmige Gebilde, wie etwa in der DE 37 04 574 C2 dargestellt. Die der abstrahlenden Sichtfläche des Lichtleiters gegenüberliegende, einstrahlseitige Lichtquelle kann eine Miniatur-Glühlampe sein. Bevorzugt wird aber pro Signalgeber, also pro Lichtleiter die entschieden kleiner bauende und hinsichtlich Wirkungsgrad und Lebensdauer günstigere lichtemittierende Diode (LED) eingesetzt, die dann vorzugsweise als ungehäuster Chip in SMD-Technik unmittelbar auf die Schaltungsplatine montiert ist.
Aufgabenstellung
In der Praxis besteht das Problem, dass je nach der Gehäuseausgestaltung mit der Ausbildung und Anordnung der Bedienblende und je nach den Einbaugegebenheiten für die Leiterplatte unterschiedliche Abstände von den Lichtquellen zur Bedienblende mittels der Signalgeber-Lichtleiter zu überbrücken sind. Das bedingt eine kostspielige Logistik hinsichtlich der vorzuhaltenden Signalgeber mit unterschiedlichen Einbaulängen in Produktion und Service. In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, bei einem Signalgeber der eingangs genannten Art Abhilfe zu schaffen durch einen standardisierbaren solchen Signalgeber auf Lichtleiterbasis.
Diese Problemstellung wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
Gemäß den im Hauptanspruch angegebenen wesentlichen Lösungsmerkmalen sind erfindungsgemäß zwischen der Leiterplatte für die Lichtquelle und der Bedienblende für die Signalgabe nun Signalgeber unterschiedlicher axialer Längen einsetzbar. Das lässt sich dadurch realisieren, dass lineare Lichtleiter bei ansonsten übereinstimmenden geometrischen Gegebenheiten in unterschiedlichen Längen durch einfache Axialverschiebung des koaxial zum Lichtleiter in die Spritzgrußform eingreifenden Auswerfers gefertigt werden. Jeder Lichtleiter wird über seiner Lichtquelle auf der Leiterplatte mittels eines z. B. hohlzylindrischen Sockels positioniert und gegenüberliegend, also abstrahlseitig, im durchbrochenen Boden einer topfförmig über den Sockel gestülpten Haube gehaltert, wobei unterschiedliche axiale Längen von Sockel und/oder Haube die Anpassung an die gegebene Länge des Lichtleiters im Signalgeber erbringen. Es muss der Lichtleiter selbst sich also nicht vom in der Abstrahlebene gelegenen Topfboden bis unmittelbar über die Lichtquelle erstrecken – je nach der momentanen Längenvorgabe für den Signalgeber einerseits und andererseits die entsprechende Eintauchlänge des Sockels in die Haube sowie des Lichtleiters in den Sockel besteht zwischen Lichtquelle und einstrahlseitigem Ende des Lichtleiters im Sockel ein mehr oder weniger langer Abstand. Dieser Übergangs-Hohlraum weist zweckmäßigerweise eine gut reflektierende Wandung auf, vorzugsweise durch entsprechend helle Materialwahl für den hohlzylindrischen Sockel.
Ausführungsbeispiel
Bezüglich zusätzlicher Merkmale, Weiterbildungen und Vorteile zur erfindungsgemäßen Lösung wird auf die weiteren Ansprüche und auf die nachstehende Beschreibung von beschränkt auf das Wesentliche aber angenähert maßstabsgerecht stark vergrößert in der Zeichnung skizzierten Realisierungsbeispielen verwiesen. In der Zeichnung zeigt
1 eine preisgünstige Herstellung variabler Lichtleiterlängen,
2 einen Einsatz variabler Lichtleiterlängen gemäß 1 bei variablen Haubenlängen,
3 einen Einsatz variabler Lichtleiterlängen gemäß 1 bei variablen Sockellängen,
4 einen Einsatz variabler Sockellängen bei Lichtleitern konstanter Länge,
5 variable Signalgeberlängen bei einen Einsatz konstanter Längen von Haube, Sockel und Lichtleiter sowie
6 eine Gruppierung mehrerer Lichtleiter für einen Einsatz etwa gemäß 4.
1 skizziert im Axial-Längsschnitt eine Spritzgrußform 11 mit ihrem Einspritzkanal 12 für den Kunststoffspritzguß eines Lichtleiters 13 mit in diesem Beispielsfalle kegelstumpfförmigem Kopfteil 14 vor einem zylindrischen Schaft 15, dessen variabel vorgebbare Länge durch einen koaxial hinter dem Schaft 15 unterschiedlich tief in die Spritzgußform 11 eintauchenden Auswerfer 16 bestimmt ist.
Gemäß 2 ff dient der Halterung eines vorzugsweise leicht konkaven Lichteintritts-Stirnendes 17 vor einer miniaturisierten Lichtquelle 18 (insbesondere in Form eines LED-Chip) auf einer Leiterplatte 19 der zentrale, nicht unbedingt zylindrische Kanal 30 in einem dickwandigen Hohl-Sockel 20, der mechanisch (etwa mittels Rastbeinen 33, vgl. 6 unten) über der Position der Lichtquelle 18 in der Leiterplatte 19 befestigt ist. Der Sockel 20 kann auf seiner Außenmantelfläche 21 mit radial vorspringenden, zur Leiterplatte 19 hin weisenden Rastnasen 22 ausgestattet sein. Diese werden über ihre Anlaufschrägen von Bügeln 23 radial überwunden und dann axial hintergriffen, die an Federarmen 24 vor der Wandung 25 einer schlanken topfförmigen Haube 26 achsparallel vorragen. Eine Durchbrechung 27 im Boden 28 der Haube 26 nimmt das Abstrahlende 29 des Kopfteiles 14 des Lichtleiters 13 radial möglichst spielfrei auf. Entgegen der Beispielsdarstellung muß dafür keine Durchmesserverringerung in Form einer umlaufenden Stufe als Sitz am Kopfteil 14 vorgesehen sein. Auch würde es genügen, die radiale Stützfunktion der Haube 26 in Richtung auf den Sockel 20 hin zu verlegen und an einer kragenförmig umlaufenden Halteplatte 35 zu realisieren, auf der sich eine stufenförmige Verjüngung in der Haubenwand 25 axial abstützen kann (wie in der Zeichnung ebenfalls berücksichtigt). Der durchbrochene Boden 28 kann wie dargestellt sowohl (als wenigstens radiale) Halterung wie auch als sichtseitige Symbolblende für ein beispielsweise kegelstumpfförmiges Kopfteil 14 dienen.
Der Schaft 15 des Lichtleiters 13 wird nach Maßgabe seiner Länge und der Länge der Haube 26 sowie der axialen Position der Rastnasen 22 koaxial in Richtung auf die Lichtquelle 18 in den Zentralkanal 30 hineingeschoben. Die Länge des Schaftes 15 ist in Bezug auf die anderen Axialabmessungen dafür so gewählt, daß sein konkaves Stirnende 17 nicht mechanisch in Anlage gegen die Lichtquelle 18 gerät, um hier Druckerscheinungen und daraus etwa resultierende mechanische Zerstörungen zu vermeiden.
3 stellt gegenüber 2 mit konstanter Sockellänge die entsprechenden Verhältnisse bei einer Haube 26 konstanter axialer Länge auf einem Sockel 20 dar, der gemäß den Einbauerfordernissen auf die passende axiale Abmessung abgelängt ist, bei angepaßter Länge des Lichtleiter-Schaftes 15.
Die Verhältnisse bei (wie in 3) abermals konstanter Haubenlänge 26 aber nun nicht-angepaßter Schaftlänge 15 des Lichtleiters 13 sind aus der Gegenüberstellung der Längsschnittdarstellung zu 4 ersichtlich. Der Lichtleiter 13 mit konstanter Länge seines Schaftes 15 wird entsprechend tief kraftschlüssig in den zentralen Kanal 30 des Sockels 20 hineingeschoben. Wegen des nun relativ langen verbleibenden Lichtweges zwischen der Lichtquelle 18 und dem Lichteintritts-Stirnende 17 in den Schaft 15 des Lichtleiters 13 weist der hohle Sockel 20 zur Vermeidung von Helligkeitsverlust zweckmäßigerweise gute Reflexionseigenschaften jedenfalls der Innenmantelfläche 31 seines Längs-Kanales 30 auf. Um dafür diese Fläche 31 nicht eigens beschichten oder sonstwie kostspielig bearbeiten zu müssen, ist es vorteilhaft, den Sockel 20 insgesamt aus einem gut reflektierenden Material wie etwa weißem PBT (vorzugsweise mit typisch 25% weißen Farbpigmenten) zu spritzen.
Diese Schlußfolgerung gilt entsprechend für die Variante nach 5. Unter Verzicht auf eine starre Längspositionierung der Haube 26 auf dem Sockel 20 über definiert gelegene Rastnasen und Rastkrallen gemäß 2 bis 4 ist nun für eine variable Längspositionierung eine (vgl. die vergrößerte Detaildarstellung X) sägezahn- oder ratschenartige Sperrverzahnung zwischen dem Innern der Haubenwandung 25 und der Außenwandung des Sockels 20 vorgesehen. Dadurch läßt sich jede Höheneinstellung der Haube 26 relativ zur Leiterplatte 19 mit ihrer Lichtquelle 18 in feinen Rastschritten einstellen. Eine völlig stufenlose Anpassung an die aktuell gegebenen Einbauerfordernisse wird bei Verzicht auf die Sägezahnkopplung durch einen rein reibschlüssigen Preßsitz der Haube 26 auf dem Sockel 20 erzielt.
Wenn wie im Beispielsfalle der 6 für eine mehrstellige Siebensegment-Darstellung der Information ein komplexer Signalgeber 10 aus der Geometrie mehrerer einander benachbart gruppierter Abstrahlenden 29 von Lichtleitern 13 zusammengesetzt werden soll, dann sind mehrere Lichtquellen 18 in entsprechendem Muster auf der Leiterplatte 19 ange ordnet. Um die Lage der über diesen Positionen sich erhebenden Sockel-Gruppe 20 mit ihren Kanälen 30 zu fixieren, sind die Kanäle 30 zweckmäßigerweise zusammen mit einer sie verbindenden Positionierplatte 34 einstückig gespritzt, um die Kanäle 30 parallel zur Leiterplatte 19 in der definierten Anordnung aneinander zu fesseln. Das gilt entsprechend für die beiderseits einer Halteplatte 35 gelegenen Lichtleiter-Schäfte 15, die einerseits in die geometrisch zugeordneten Kanäle 30 eintauchen und gegenüber nach achsparallelem durchqueren der Haube 26 mit ihren Abstrahlenden 29 in deren Bodenöffnungen 27 eingreifen.
Um unterschiedliche Abstände zwischen der miniaturisierten Lichtquelle 18 auf einer Leiterplatte 19 einerseits und andererseits der Blendenfront etwa eines Haushaltsgroßgerätes mit einem Lichtleiter-Signalgeber 10 einheitlicher Bauart überbrücken zu können, ist also erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen, daß sein Lichtleiter 13 über der Lichtquelle 18 unterschiedlich tief in den zentralen Kanal 30 eines auf der Leiterplatte 19 befestigten Sockels 20 eingreift, während das gegenüberliegende Abstrahlende 29 des Lichteleiters 13 von der Durchbrechung 27 des blendenförmigen Bodens 28 einer unterschiedlich tief auf den Sockel 20 aufsteckbaren Haube 26 eingefaßt ist.

Claims

Optischer Signalgeber (10) mit einem Lichtleiter (13), der sich von einem Abstrahlende (29) in Richtung auf eine Lichtquelle (18) erstreckt, die auf einer Leiterplatte (19) in Abstand zum Abstrahlende (29) angeordnet ist, wobei der Lichtleiter (13) mit seinem Abstrahlende (29) in eine Durchbrechung (27) in einem Boden (28) eingreift und gegenüberliegend in einen Hohlkörper mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper durch einen hohlen Sockel (20) gebildet ist, in welchem der Lichtleiter (13) vor der Lichtquelle (18) gehaltert ist, dass die Durchbrechung (27) in einem Boden (28) einer Haube (26) gebildet ist, welche von dem Sockel (20) getragen ist, und dass je nach Längenvorgabe für den Signalgeber (10) für einen Lichtleiter (13) variabel ausgewählter Länge der Sockel (20) und die Haube (26) eine daran angepasste Länge haben oder der Sockel (20) und die Haube (26) eine daran angepasste Überdeckungslänge haben.
Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nasen-Bügel-Verrastung (22–23) zwischen der Haube (26) und dem Sockel (20) vorgesehen ist.
Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine achsparallele Ratschenverbindung zwischen der Haube (26) und dem Sockel (20) vorgesehen ist.
Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Preßsitz zwischen der Haube (26) und dem Sockel (20) vorgesehen ist.
Signalgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (26) sich axial mit einer Durchbrechung (27) im Haubenboden (29) gegen eine stufenförmige Verjüngung hinter dem Abstrahlende (29) des Lichtleiters (13) oder mit einer stufenförmigen Verjüngung ihres Innenquerschnittes gegen eine am Lichtleiter (13) kragenförmig umlaufende Halteplatte (35) abstützt.
Signalgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (13) mehr oder weniger tief in einen axialen Kanal (30) des Sockels (20) eintaucht, dessen Innenmantelfläche (31) gute Reflexionseigenschaften aufweist.
Signalgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanäle (30) für eine Anordnung von Lichtleitern (13) in vorgegebener geometrischer Relation parallel zueinander an einer Positionierplatte (34) einstückig ausgebildet sind.
Signalgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtleiter (13) in vorgegebener geometrischer Relation parallel zueinander beiderseits einer Halteplatte (35) einstückig ausgebildet sind.