DE10242170A1

DE10242170A1 - Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes

Info

Publication number: DE10242170A1
Application number: DE2002142170
Authority: DE
Inventors: Manfred Rohde; Wolfgang Langenberg; Andreas Dipl.-Ing. Eder; Klaus Eckerl
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: DE10242170B4

Abstract

Es wird ein Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes vorgeschlagen, wobei der Lichtleiter (1) zumindest einen Seitenabschnittsraum (5, 6) und einen sich hieran anschließenden, keilförmig verjüngenden Hauptkörper (2) aufweist, mindestens eine Lichtquelle (12, 13) an der Unterseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) angeordnet ist und die Oberfläche des Lichtleiters mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche an der Rückseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) und der ein Lichtleiterfeld bildenden Lichtaustrittsfläche an der ebenen Oberseite (3) mit einer lichtreflektierenden Beschichtung (11) versehen ist. Die Rückseite (4) weist am Ort der Lichteinstrahlung eine unbeschichtete Streulinsenstruktur (15) und eine sich daran anschließende beschichtete Treppenstufungsstruktur (17) auf.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei Schaltern, Tastern oder Dimmern verwendet werden.
Aus der DE 41 22 118 C2 ist eine Schriftfeldbeleuchtung für elektrische Installationsgeräte bekannt, mit einer das auf einem Schriftträger angeordnete Schriftfeld von seiner Rückseite her beleuchtenden Lichtquelle sowie mit einem Lichtleiterelement, das zwischen der Lichtquelle und dem Schriftträger angeordnet ist und auf seiner dem Schriftträger abgewandten Rückseite eine Einformung zur Aufnahme der Lichtquelle aufweist. Das Lichtleiterelement kontaktiert den Schriftträger zu wenigstens zwei Drittel seiner Fläche und ist im Bereich der Einformung für die Lichtquelle aus der Schriftträgerebene zurückgesetzt. Das Lichtleiterelement besitzt Stege, welche einen trichterförmigen Hohlraum begrenzen und die als Lichtkanäle von der Lichtquelle zu den Seitenbereichen des Lichtleiterelementes dienen. Die zentrisch in der Flächenmitte des Lichtleiterelementes angeordnete Einformung weist eine Durchbruchsöffnung auf, durch welche Licht von der Lichtquelle direkt auf die Rückseite des Schriftträgers strahlt. Die dem Schriftträger abgewandte Rückseite des Lichtleiterelementes weist im Bereich der an die Stege anschließenden Seitenbereiche eine quer zur Lichtausbreitungsrichtung verlaufende Riffelung auf.
Aus der EP 0 899 760 A2 ist ein elektrischer Tastschalter bekannt, welcher eine Betätigungswippe mit Schriftfeld aufweist, das mit einer transparenten Abdeckung versehen ist. Bei einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Schriftfeldes ist ein Lichtleiterkeil in einen Einschnitt oder Schacht der Wippe eingelegt, in dessen Lichteintrittsfläche im Bereich seines dicken Keilendes Licht mittels einer Lichtquelle einspeisbar ist. Die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiterkeils ist der Abdeckung zugewandt und an deren Abmessungen angepaßt. Zwischen die Abdeckung und den Lichtleiterkeil ist eine beschriftete oder beschriftbare transparente Einlage einlegbar. Die Lichtleiterquelle ist eine lichtemittierende Diode LED. Die Oberfläche des Lichtleiterkeils ist mit Ausnahme der Lichtein- und -austrittsflächen mit lichtreflektierenden Beschichtungen versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes mit relativ großflächiger, homogener Lichtausleuchtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit Hilfe des vorgeschlagenen Lichtleiters auch bei relativ großflächigen Lichtleitern eine gewünschte gleichmäßig (homogene) helle Ausleuchtung des gesamten Lichtleiterfeldes realisiert werden kann. Die reflektierende Beschichtung ermöglicht in Verbindung mit der Streulinsenstrunktur (der Fresnellinsenstruktur) und der Treppenstufungsstruktur an der Rückseite des Lichtleiters die Totalrefexion der „zugeführten" Lichtstrahlen an die Oberseite, wobei gleichzeitig nachteilige Effekte durch divergierend austretende Lichtstrahlen verhindert werden. Wippen von Schaltern, Dimmern oder Tastern werden relativ intensiv beleuchtet, was das Auffinden und Betätigen wesentlich erleichtert. Da der gesamte Lichtleiter als einstöckiges Kunststoff-Spritzteil in einem Schritt herstellbar ist, sind die Produktionskosten relativ niedrig.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
1 einen seitlichen Schnitt durch einen Lichtleiter,
2 eine Sicht auf die Oberseite eines Lichtleiters,
3 eine Sicht auf die Unterseite (Rückseite) eines Lichtleiters,
4 eine Detailansicht des Lichtleiters.
In 1 ist ein seitlicher Schnitt durch einen Lichtleiter dargestellt. Es ist ein als Kunststoff-Spritzteil gefertigter und aus glasklarem Polycarbonat bestehender Lichtleiter 1 zu erkennen, welcher aus einem großflächigem Hauptkörper 2 und zwei einstöckig angeformten Seitenabschnittsräumen 5, 6 gebildet ist. Der Hauptkörper 2 besitzt eine planebene Oberseite 3 – vorzugsweise mit Erodierstruktur (aufgerauht) – sowie eine Rückseite 4 mit treppenartig abgestufter Struktur bzw. Treppenstufungsstruktur. Aufgrund dieser Treppenstufungsstruktur verjüngt sich der Querschnitt des Hauptkörpers 2 jeweils keilförmig (ausgehend) von den beiden Seitenabschnittsräumen 5, 6 zur Mitte bzw. zur Mittel-Längsachse hin.
Die beiden Seitenabschnittsräume 5 bzw. 6 weisen im Bereich der Rückseite 4 des Lichtleiters 1 jeweils Nuten 7 bzw. 8 auf, in welche jeweils mindestens eine Lichtquelle 12 bzw. 13 einstrahlt. Als Lichtquellen 12, 13 dienen vorzugsweise weiße, 120° „nach oben" abstrahlende Leuchtdioden. Die Lichtquellen 12, 13 können beispielsweise auf einer Leiterplatte 14 montiert sein. Die Anzahl der je Seite erforderlichen Lichtquellen richtet sich nach den Abmessungen (Breite) des Lichtleiters, d. h. bei einem relativ schmalen Lichtleiter mit rechteckförmiger Struktur genügen im allgemeinen ein bis zwei Leuchtdioden je Seite, während bei einem Lichtleiter mit quadratischer Ausbildung drei bis vier Leuchtdioden je Seite vorgesehen sind.
Mehrere an den Außenkanten der Seitenabschnitsräume 5, 6 einstöckig angeformte Befestigungslaschen 9 dienen zur Montage (Fixierung) des Lichtleiters, beispielsweise an einer Wippe eines Schalters, Dimmers oder Tasters.
Die Oberseite 3 des Lichtleiters 1 ist zweckmäßig mit einer glasklaren Glättungsfolie 10, vorzugsweise ebenfalls aus Polycarbonat versehen, welche diffus austretendes Licht glättet. Diese Glättungsfolie 10 kann vorteilhaft auch zur Beschriftung oder zur Darstellung von Symbolen verwendet werden. Die Rückseite 4 des Lichtleiters 1 sowie die Oberflächen der Seitenabschnittsräume 5, 6 sind mit einer gestrichelt dargestellten. lichtreflektierenden Beschichtung 11 versehen, wobei selbstverständlich die Nuten 7, 8 frei von derartigen Beschichtungen sind, um den Lichteintritt von den Lichtquellen 12, 13 zum Lichtleiter 1 zu ermöglichen. Als lichtreflektierende Beschichtung 11 kann eine Verspiegelung – vorzugsweise Aluminium-Bedampfung – oder alternativ ein weißes Beschichtungsmaterial dienen.
In 2 ist eine Sicht auf die Oberseite eines Lichtleiters dargestellt. Es sind die mit der Glättungsfolie 10 versehene Oberseite 3 des Lichtleiters 1 sowie die beiden Seitenabschnittsräume 5, 6 und die Befestigungslaschen 9 zu erkennen. Zusätzlich kann in der Oberseite 3 des Lichtleiters 1 ein Fenster für eine separate Statusanzeige (realisiert durch eine zusätzliche farbige Leuchtdiode) vorgesehen sein.
In 3 ist eine Sicht auf die Unterseite eines Lichtleiters dargestellt. Es sind die mit der Beschichtung 11 versehene Rückseite 4 des Lichtleiters 1 sowie die beiden Seitenabschnittsräume 5, 6 mit den Nuten 7, 8 und die Befestigungslaschen 9 zu erkennen.
In 4 ist eine Detailansicht des Lichtleiters 1 dargestellt. Es ist ein randseitiger Abschnitt des Hauptkörpers 2 mit Oberseite 3, Rückseite 4 und Seitenabschnittsraum 5 mit Nut 7 zu erkennen. Der Bodenbereich der Nut 7 ist in Form einer Streulinsenstruktur 15 ausgebildet. Der beschichtete Abschnitt der Rückseite 4 weist im Bereich des Seitenabschnitsraumes 5 abschnittsweise zunächst eine Fresnellinsenstruktur 16 (Struktur einer in mehreren Stufen aufgebauten insbesondere konvexen Linse zur gezielten Bündelung/Ablenkung des Lichts bzw. Erzeugung von Parallelbündeln) auf, welche in die vorstehend bereits erwähnte Treppenstufungsstruktur 17 übergeht. Selbstverständlich ist der Lichtleiter 1 auf der gegenüberliegenden Seite, d. h. beim Seitenabschnittsraum 6, in gleicher Art ausgebildet.
Es ist in einfacher Weise nachzuvollziehen, daß die über die Streulinsenstruktur 15 in den Lichtleiter 1 einstrahlenden Lichtstrahlen insbesondere in den mit SA und SB gekennzeichneten seitlichen und oberen Bereichen der Beschichtung 11 intensiv reflektiert und in den Bereich der Fresnellinsenstrunktur 1, in den Bereich der Treppenstufungsstruktur 17 und in den Bereich der Oberseite 3 gelenkt werden. Der genaue Winkel der Abwinkelung der Außenflächen der Seitenabschnittsräume (Schrägflächen) im Bereich SA ist von großer Wichtigkeit für die gewünschte, zielgerichtete Reflexion der Lichstrahlen. Je nach Einfallswinkel der Lichtstrahlen an der Oberseite 3 werden die Lichtstrahlen zurück in Richtung Treppenstufungsstruktur 17 reflektiert oder tragen zum gewünschten homogenen Lichtaustritt LA (siehe 1) an der Oberseite 3 des Lichtleiters 1 bei.
Selbstverständlich ist der Lichtleiter alternativ auch in einer im Vergleich zum vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels unsymmetrischer Art mit lediglich einem Seitenabschnittsraum mit angeformtem keilförmigem Hauptkörper ausführbar, wobei jedoch die Streulinsenstruktur, Fresnellinsenstruktur und Trepppenstufungsstruktur unverändert sind.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Lichtleiters zeichnet sich dadurch aus, daß sich die Treppenstufungsstruktur 17 (unter Verzicht auf die Fresnellinsenstruktur 16) unmittelbar an die Streulinsenstruktur 15 anschließt.

Claims

Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes, wobei der Lichtleiter (1) zumindest einen Seitenabschnittsraum (5, 6) und einen sich hieran anschließenden, keilförmig verjüngenden Hauptkörper (2) aufweist, mindestens eine Lichtquelle (12, 13) an der Unterseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) angeordnet ist und die Oberfläche des Lichtleiters mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche an der Rückseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) und der ein Lichtleiterfeld bildenden Lichtaustrittsfläche an der ebenen Oberseite (3) mit einer lichtreflektierenden Beschichtung(11) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite (4) am Ort der Lichteinstrahlung eine unbeschichtete Streulinsenstruktur (15) und eine sich daran anschließende beschichtete Treppenstufungsstruktur (17) aufweist.
Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Streulinsenstruktur (15) und Treppenstufungsstruktur (17) abschnittsweise eine Fresnellinsenstruktur (16) ausgebildet ist.
Lichtleiter nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch eine symmetrische Ausgestaltung mit zwei Seitenabschnittsräumen (5, 6) und einem Hauptkörper (2) mit sich keilförmig von den beiden Seitenabschnittsräumen (5, 6) zur Mittel-Längsachse hin verfüngendem Querschnitt.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Streulinsenstruktur (15) in einer Nut (7, 8) in der Rückseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) befindet.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der Breite des Lichtleiters zwei, drei, vier und mehr Lichtquellen (12, 13) nebeneinander angeordnet sind.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtreflektierende Beschichtung (11) als Verspiegelung ausgebildet ist.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weiße lichtreflektierende Beschichtung (11) vorgesehen ist.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (3) des Lichtleiters (1) eine Erodierstruktur aufweist.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (1) aus glasklarem Polycarbonat besteht.
Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (3) des Lichtleiters (1) mit einer glasklaren Glättungsfolie (10) bedeckt ist.