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Die Erfindung betrifft ein beleuchtbares Werkstück nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen Werkstücks
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
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In Kraftfahrzeugen werden Bedienschalter, vor
allem in Form von Bedienfeldern im Armaturenbrett, in der Mittelkonsole
oder in der Autotüre,
eingesetzt. Diese Schalter können
beleuchtbar ausgebildet sein, wobei das Betätigungsorgan für den elektrischen
Schalter dann ein Beispiel für
ein derartiges beleuchtbares Werkstück darstellt.
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Bekannt ist ein beleuchtbares Betätigungsorgan
für einen
elektrischen Schalter mit einer auf der Oberfläche angeordneten Sichtfläche, bei
der es sich um ein Funktionssymbol, eine Funktionsanzeige o. dgl.
handeln kann. Mit Hilfe des Funktionssymbols wird dem Benutzer die
jeweilige durch den Schalter zu bedienende Funktion dargestellt.
Gleichzeitig kann das Funktionssymbol als eine Art von Suchbeleuchtung
dienen, damit der Benutzer den elektrischen Schalter auch bei Dunkelheit
findet und bedienen kann. Die Funktionsanzeige dient dazu, dem Benutzer
den Zustand der zu bedienenden Funktion zu visualisieren. Das Betätigungsorgan
kann auch mehrere, einander benachbart angeordnete Bereiche mit jeweils
einer Sichtfläche
aufweisen, beispielsweise sowohl einen Bereich mit einem Funktionssymbol
als auch einen Bereich mit einer Funktionsanzeige, wobei diese Bereiche
unabhängig
voneinander beleuchtbar ausgestaltet sind. Der beleuchtbare Bereich
besteht zumindest an der Sichtfläche
aus einem für
sichtbares Licht wenigstens teilweise transparenten Werkstoff. Gegebenenfalls
kann die Oberfläche dieses
Bereichs mittels einer für
sichtbares Licht im wesentlichen nichttransparenten Beschichtung,
wie eines Lackes, derart versehen sein, daß lediglich die Sichtfläche freigelassen
ist.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß das Licht für die Beleuchtung
der jeweiligen Sichtfläche
aufgrund der Transmission innerhalb des Werkstoffes, selbst bei
einem geringen Transmissionsgrad von lediglich 2 bis 4%, von dem
einen beleuchtbaren Bereich in den anderen beleuchtbaren Bereich überstrahlen
kann. Diese Überstrahlung
von Licht macht sich vor allem dann negativ bemerkbar, wenn nur
die Beleuchtung für
den einen Bereich eingeschaltet und für den anderen Bereich ausgeschaltet
ist. Ebenso störend
ist eine Überstrahlung,
wenn die beleuchtbaren Bereiche mit unterschiedlichen Farben ausgeleuchtet
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das
beleuchtbare Werkstück,
bei dem es sich insbesondere um das Betätigungsorgan eines elektrischen Schalters
handelt, derart auszugestalten, daß die Überstrahlung von Licht in den
einander benachbarten beleuchtbaren Bereichen weitgehend gedämpft ist.
Insbesondere soll die Überstrahlung
für den
Benutzer nicht sichtbar sein.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen beleuchtbaren
Werkstück,
bei dem es sich insbesondere um das Betätigungsorgan eines elektrischen
Schalters handelt, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen beleuchtbaren Werkstücks ist
durch die Merkmale des Anspruchs 5 gegeben.
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Beim erfindungsgemäßen Betätigungsorgan beziehungsweise
einem sonstigen, entsprechend der Erfindung ausgebildeten Werkstück ist wenigstens
der eine beleuchtbare Bereich von einem für sichtbares Licht im wesentlichen
nichttransparenten Werkstoff umgeben. Dieser weitere Bereich aus
im wesentlichen nichttransparenten Werkstoff grenzt die beiden einander
benachbarten beleuchtbaren Bereiche weitgehend voneinander ab. Durch
diesen weiteren Bereich ist somit eine Überstrahlung von Licht zwischen
den beiden beleuchtbaren Bereichen wirksam verhindert. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Soll der eine beleuchtbare Bereich
als Funktionsanzeige für
die Funktionsbeleuchtung des Betätigungsorgans
dienen, so bietet sich eine Ausgestaltung des Bereichs in der Form
einer Linse an, womit dem Benutzer der jeweilige Zustand des Schalters besonders
deutlich visualisiert werden kann. Hierzu besteht dieser beleuchtbare
Bereich aus einem glasklaren Werkstoff. Beispielsweise kann es sich
um einen glasklaren Kunststoff handeln.
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Soll der andere beleuchtbare Bereich
ein Funktionssymbol zur Suchbeleuchtung für das Betätigungsorgan enthalten, so
bietet sich die Verwendung eines opaken Werkstoffes für das Funktionssymbol
an. Beispielsweise kann dieses aus einem milchigen Kunststoff bestehen.
Der Einfachheit halber kann der gesamte beleuchtbare Bereich aus
dem opaken Werkstoff hergestellt und mit einem undurchsichtigen
Lack beschichtet sein. Die Sichtfläche für das Funktionssymbol ist in
der Beschichtung entsprechend freigelassen oder ausgespart. Selbstverständlich kann
in einfacher Art und Weise die Oberfläche des beleuchtbaren Bereiches
vollflächig
mit Lack beschichtet sowie die Sichtfläche für das Funktionssymbol anschließend durch
thermische Bearbeitung des Lackes, beispielsweise mittels Laserstrahlen,
hergestellt werden.
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Um eine starke Dämpfung des überstrahlten Lichtes zu erzielen,
bietet es sich an, einen dunkel eingefärbten Werkstoff als im wesentlichen
nichttransparenten Werkstoff für
den weiteren Bereich zu verwenden. Beispielsweise kann es sich dabei
um einen dunklen Kunststoff handeln. Zur Vermeidung eines Verfließens des
dunklen Werkstoffs in den beleuchtbaren Bereich bei Herstellung
des weiteren Bereichs ist es zweckmäßig, die Abgrenzung von dem im
wesentlichen nichttransparenten Werkstoff des weiteren Bereichs
zum wenigstens teilweise transparenten Werkstoff des benachbarten
beleuchtbaren Bereiches in der Art einer Kante auszugestalten. Die Kante
wirkt dann bei der Herstellung des weiteren Bereichs als eine Sperrnaht,
die das Fließen
des dunklen Werkstoffs in den beleuchtbaren Bereich scharf begrenzt.
Durch diese Maßnahme
wird eine unbeabsichtigte Dämpfung
des im jeweiligen beleuchtbaren Bereich zur Ausleuchtung der Sichtfläche verwendeten
Lichts durch dunkle Werkstoffanteile vermieden.
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Die Herstellung eines aus Kunststoff
bestehenden erfindungsgemäßen Betätigungsorgans
beziehungsweise eines sonstigen Werkstücks erfolgt bevorzugterweise
mittels Spritzgießen des
Kunststoffs in ein entsprechendes Werkzeug. Zunächst wird dabei ein Kunststoff,
bei dem es sich insbesondere um einen glasklaren Kunststoff handelt,
für den einen
beleuchtbaren Bereich in das Werkzeug eingespritzt. Anschließend wird
in einer Art von Koinjektionsverfahren der dunkle Kunststoff zum
Umspritzen des einen beleuchtbaren Bereichs im wesentlichen gleichzeitig
mit dem Kunststoff, bei dem es sich insbesondere um einen milchigen
Kunststoff handelt, für den
anderen beleuchtbaren Bereich in das Werkzeug eingespritzt. Man
erzielt mit Hilfe dieser Vorgehensweise eine qualitativ hochwertige
stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem weiteren Bereich und den beleuchtbaren Bereichen.
Zur definierten Abgrenzung zwischen dem weiteren Bereich und dem
beleuchtbaren Bereich kann eine Fließbegrenzung für die beiden
im Koinjektionsverfahren eingespritzten Kunststoffe im Werkzeug
angeordnet sein, so daß ein
unerwünschtes
Verfließen
des dunklen Kunststoffs in den beleuchtbaren Bereich ausgeschlossen
ist.
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Als Werkzeug für die Herstellung des erfindungsgemäßen Betätigungsorgans
beziehungsweise eines sonstigen Werkstücks wird zweckmäßigerweise
eine Art von Drei-Komponenten-Naß-in-Naß-Werkzeug
verwendet. Bei einem solchen Werkzeug werden drei voneinander unterscheidbare
Kunststoffe derart nacheinander und/oder gleichzeitig in das Werkzeug
eingespritzt, daß die
Kunststoffe noch nicht vollständig
abgekühlt sind.
Dadurch verbinden sich die drei Kunststoffe in den einander jeweils
benachbarten Bereichen beim Einspritzen miteinander stoffschlüssig. Obwohl
das Betätigungsorgan
beziehungsweise das Werkstück aus
mehreren Komponenten besteht, ist dieses dann im wesentlichen einstückig und
besitzt für
den Benutzer ein homogenes Aussehen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile
bestehen insbesondere darin, daß eine
unerwünschte Überstrahlung
des Lichtes von dem einen beleuchtbaren Bereich in den anderen beleuchtbaren
Bereich vermieden wird. Zumindest wird eine derartige Überstrahlung
auf ein für
den Benutzer nicht mehr feststellbares Maß verringert. Insbesondere
kann bei einem Betätigungsorgan
für einen
elektrischen Schalter die Überstrahlung
zwischen der Such- und der Funktionsbeleuchtung ausgeschlossen werden.
Vor allem bei einem im Kraftfahrzeug eingesetzten erfindungsgemäßen Schalter
wird somit auch die Bediensicherheit für den Benutzer gesteigert.
Dennoch ist das erfindungsgemäße Betätigungsorgan
beziehungsweise Werkstück
in einfacher Art und Weise sowie kostengünstig herzustellen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 einen
Ausschnitt aus einem mehrere elektrische Schalter enthaltenden Bedienfeld
für ein Kraftfahrzeug,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie 2–2 in 1,
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3 einen
Schnitt entlang der Linie 3–3 in 1,
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4 das
Betätigungsorgan
im Schnitt entlang der Linie 4–4 in 1,
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5 das
Betätigungsorgan
von der Unterseite, gemäß Richtung
V in 4 gesehen,
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6 schematisch,
in perspektivischer Ansicht die Herstellung des Betätigungsorgans
und
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7 einen
elektrischen Schalter in perspektivischer Ansicht gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist
ein Bedienfeld 1 für
ein Kraftfahrzeug näher
zu sehen, das beispielsweise in der Armaturentafel, in der Mittelkonsole,
in der Autotüre
o. dgl. im Kraftfahrzeug angeordnet ist. Das Bedienfeld 1 besitzt
ein Gehäuse 2,
in dem sich mehrere beleuchtbare elektrische Schalter 3 befinden.
Die Schalter 3 dienen beispielsweise zum Ein- und Ausschalten
der Sitzheizung, -kühlung
sowie -Belüftung, der
Heckscheibenheizung, des Gebläses
o. dgl. Funktionen im Kraftfahrzeug. Exemplarisch soll der links
angeordnete Schalter 3 näher betrachtet werden.
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Wie in 2 zu
sehen ist, besitzt der Schalter 3 modulartige Schaltelemente 14,
die im Gehäuse 2 auf
einer Leiterplatte 15 befestigt sind. An der Oberseite
des Gehäuses 2 befindet
sich ein Betätigungsorgan 5 für den Schalter 3.
Das Betätigungsorgan 5 ist
vorliegend in der Art einer Wippe ausgebildet und mittels in 3 angedeuteter Lagerzapfen 4 bewegbar,
um die Schaltelemente 14 bei manueller Bewegung des Betätigungsorgans 5 durch
den Benutzer zu schalten. Weiter ist das Betätigungsorgan 5 mittels
im Gehäuse 2 angeordneter
Leuchtmittel 16 von innen beleuchtbar. Bei dem gemäß der Erfindung ausgebildeten
beleuchtbaren Werkstück
handelt es sich somit um das Betätigungsorgan 5 für den elektrischen
Schalter 3, das nachfolgend näher erläutert wird.
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An der benutzerseitigen Oberfläche 6 des Betätigungsorgans 5 befindet
sich ein in 1 gezeigtes
Funktionssymbol 7, 7', das die durch den Schalter 3 auszulösende Funktion
graphisch darstellt, also vorliegend die Sitzheizung sowie Sitzkühlung beziehungsweise
auch die Sitzbelüftung
symbolisiert. Das Funktionssysmbol 7, 7' dient
als Suchbeleuchtung für
den Benutzer. Weiter befindet sich auf der Oberfläche 6 des
Betätigungsorgans 5 noch
eine Funktionsanzeige 8, die als Funktionsbeleuchtung dem
Benutzer anzeigt, daß die
Sitzheizung und/oder die Sitzbelüftung
eingeschaltet ist. Das Funktionssymbol 7, 7' und
die Funktionsanzeige 8 befinden sich als Sichtflächen auf
zwei zueinander benachbart angeordneten Bereichen 10, 11 der
Oberfläche 6,
die unabhängig
voneinander und somit separat beleuchtbar sind.
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Der beleuchtbare Bereich 10, 11 besteht
zumindest an der Sichtfläche
aus einem für
sichtbares Licht wenigstens teilweise transparenten und damit durchsichtigen
Werkstoff. Die Oberfläche
des beleuchtbaren Bereichs 10 ist, wie anhand von 4 angedeutet ist, mittels
einer für
sichtbares Licht im wesentlichen nichttransparenten und damit undurchsichtigen
Beschichtung 9, bei der es sich beispielsweise um einen
Lack handeln kann, derart versehen, daß lediglich die Sichtfläche für das Funktionssymbol 7, 7' freigelassen
ist. Wenigstens der eine beleuchtbare Bereich, und zwar vorliegend
der Bereich 11, ist von einem in 5 sichtbaren weiteren Bereich 12, der
aus für
sichtbares Licht im wesentlichen nichttransparenten und somit undurchsichtigen
Werkstoff besteht, so umgeben, daß die beiden einander benachbarten
beleuchtbaren Bereiche 10, 11 durch den im wesentlichen
nichttransparenten Werkstoff voneinander abgegrenzt sind. Dadurch
wird wirksam eine gegenseitige Beeinflussung der Beleuchtung von
Funktionssymbol 7, 7' und Funktionsanzeige 8 vermieden.
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Weiterbildungen und verschiedene
Ausgestaltungen des Betätigungsorgans 5 sind
nachfolgend näher
erläutert.
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Der beleuchtbare Bereich 11 besteht
aus einem glasklaren Werkstoff, und zwar insbesondere aus glasklarem
Kunststoff. Beispielsweise kann es sich bei dem Kunststoff um glasklares
Makrolon handeln. Der beleuchtbare Bereich 11 ist in der
Form einer optischen Linse ausgestaltet. Wie der 4 oder 5 entnommen
werden kann, sind mehrere solcher Linsen, und zwar vorliegend vier
Linsen entsprechend dem Bereich 11 vom undurchsichtigen
weiteren Bereich 12 eingefaßt. Der gesamte Bereich 11 stellt
somit die beleuchtbare Sichtfläche
für die
Funktionsanzeige 8 dar, wobei aufgrund der Linsenform des
Bereichs 11 die Funktionsanzeige 8 besonders deutlich
für den
Benutzer sichtbar ist.
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Der andere beleuchtbare Bereich 10 besteht aus
einem opaken Werkstoff, und zwar insbesondere aus einem milchigen
Kunststoff. Beispielsweise kann es sich bei dem Kunststoff um weiß oder hellgau
eingefärbtes
Makrolon handeln. Der beleuchtbare Bereich 10 ist mit einem
undurchsichtigen Lack 9, beispielsweise in schwarzer, silberner
o. dgl. Farbe, beschichtet. Allerdings ist dabei die Sichtfläche entsprechend
dem Funktionssymbol 7, 7' freigelassen, um so
den Lichtdurchtritt für
die Ausleuchtung des Funktionssymbols 7, 7' durch
den opaken Werkstoff zu ermöglichen.
In an sich bekannter Weise kann hierzu zunächst die Oberfläche des
beleuchtbaren Bereiches 10 vollflächig mit Lack 9 beschichtet
werden. Anschließend
wird dann die Sichtfläche
für das
Funktionssymbol 7, 7' durch entsprechende thermische Bearbeitung
des Lackes 9 mittels Laserstrahlen hergestellt.
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Der im wesentlichen nichttransparente
Werkstoff im Bereich 12, der zur Abgrenzung der beiden Bereiche 10 und 11 dient,
besteht aus einem dunkel eingefärbten
Werkstoff, und zwar insbesondere aus einem dunklen Kunststoff. Beispielsweise
kann es sich bei dem Kunststoff um schwarz eingefärbtes Makrolon
handeln. Um eine definierte Abgrenzung zwischen dem benachbarten
beleuchtbaren Bereich 10 bzw. 11 sowie dem weiteren
Bereich 12, also zwischen dem wenigstens teilweise transparenten Werkstoff
und dem im wesentlichen nichttransparenten Werkstoff zu erhalten,
bietet es sich an, diese Abgrenzung in der Art einer Kante 13 auszugestalten, wie
anhand von 5 zu erkennen
ist. Die Kante 13 dient somit als Fließbegrenzung oder auch als Sperrnaht
für den
dunklen Kunststoff, um ein "Ausfransen" oder "Verfließen" des
dunklen Kunststoffs in den milchigen Kunststoff zu vermeiden. Die
Kante 13 gewährleistet
folglich klar definierte Bereiche 10 bzw. 11 und
12, so daß keine
für den
Benutzer sichtbaren Helligkeitsunterschiede in der Ausleuchtung
der Funktionssymbole 7, 7' auftreten.
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Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Betätigungsorgans 5 bietet
sich nun das nachfolgend beschriebene Verfahren an, das schematisch
in 6 gezeigt ist.
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Das Betätigungsorgan 5 besteht
aus Kunststoff, so daß dieses
mittels Spritzgießen
des Kunststoffs in ein nicht weiter gezeigtes Werkzeug hergestellt
wird. Hierzu wird zunächst
der insbesondere glasklare Kunststoff 17 für den einen
beleuchtbaren Bereich 11 in das Werkzeug eingespritzt.
Anschließend
wird in einer Art von Koinjektionsverfahren der insbesondere dunkle
Kunststoff 18 zum Umspritzen des einen beleuchtbaren Bereichs 11 durch
den weiteren Bereich 12 im wesentlichen gleichzeitig mit dem
insbesondere milchigen Kunststoff 19 für den anderen beleuchtbaren
Bereich 10 in das Werkzeug eingespritzt. Im wesentlichen
gleichzeitig beim Koinjektionsverfahren bedeutet dabei, daß der milchige Kunststoff 19 ca.
0,6 bis 0,7 sec nach dem dunklen Kunststoff 18 eingespritzt
wird, um eine gute stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem dunklen Kunststoff 18 und dem milchigen
Kunststoff 19 zu gewährleisten.
Wie bereits erwähnt,
ist dabei eine in 5 sichtbare
Fließbegrenzung 13 für diese
beiden im Koinjektionsverfahren eingespritzten Kunststoffe 18, 19 im
Werkzeug angeordnet.
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Bei dem Werkzeug für die Herstellung
des Betätigungsorgans 5 handelt
es sich um eine Art von Drei-Komponenten-Naß-in-Naß-Werkzeug. Bei einem solchen
Werkzeug werden die drei voneinander unterscheidbaren Kunststoffe 17, 18, 19 für die Bereiche 10, 11, 12 nacheinander
und/oder gleichzeitig in das Werkzeug eingespritzt. Das Einspritzen
erfolgt dabei so, daß die
Kunststoffe 17, 18, 19 noch nicht vollständig abgekühlt sind.
Dadurch verbinden sich die drei Kunststoffe 17, 18, 19 an
den einander jeweils benachbarten und angrenzenden Bereichen beim
Einspritzen miteinander stoffschlüssig.
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Entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
befindet sich das Betätigungsorgan 5 in
einem Kraftfahrzeug-Bedienfeld. Selbstverständlich kann ein solches Betätigungsorgan 5 auch
bei einem einzelnen elektrischen Schalter 20 eingesetzt werden,
wie in 7 zu sehen ist.
Der Schalter 20 besitzt ein Schaltergehäuse 21, an dessen
Unterseite elektrische Anschlüsse 22 herausragen.
Die elektrischen Anschlüsse 22 stellen
die elektrische Verbindung zu einem im Schaltergehäuse 21 befindlichen, nicht
weiter gezeigten Kontaktsystem her, das mittels des an Lagerzapfen 4 schwenkbaren
Betätigungsorgans 5 vom
Benutzer geschaltet wird.
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An der benutzerseitigen Oberfläche 6 des Betätigungsorgans 5 befindet
sich wiederum ein Funktionssymbol 7 sowie eine Funktionsanzeige 8. Das
Funktionssymbol 7 und die Funktionsanzeige 8, die
von einem Leuchtmittel 16 beleuchtbar sind, sind an zwei
benachbarten Bereichen 10, 11 angeordnet. Die
beiden Bereiche 10, 11 sind durch den gestrichelt angedeuteten
weiteren Bereich 12, der aus undurchsichtigem Werkstoff
besteht, in der erfindungsgemäßen Art
und Weise voneinander abgegrenzt, womit eine gegenseitige Beeinflussung
der jeweiligen Beleuchtung für
das Funktionssymbol 7 und für die Funktionsanzeige 8 vermieden
wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und
dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie
umfaßt
vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten
Erfindung. So läßt sich
die Erfindung nicht nur für
Betätigungsorgane
an elektrischen Schaltern einsetzen, sondern kann auch für sonstige beleuchtbare
Werkstücke,
wie für
Funktionsanzeigen an Steuergeräten,
Bedienelementen an Steuergeräten,
Gehäuseteilen
an Elektrogeräten
o. dgl., Verwendung finden.
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- 1:
- Bedienfeld
- 2:
- Gehäuse (für Bedienfeld)
- 3:
- elektrischer
Schalter (im Bedienfeld)
- 4:
- Lagerzapfen
- 5:
- Betätigungsorgan
- 6:
- (benutzerseitige)
Oberfläche
- 7,7':
- Funktionssymbol
- 8:
- Funktionsanzeige
- 9:
- Beschichtung
/ Lack
- 10,11:
- (beleuchtbarer)
Bereich (an Betätigungsorgan)
- 12:
- (weiterer)
Bereich (an Betätigungsorgan)
- 13:
- Kante
(Fließbegrenzung)
- 14:
- Schaltelement
- 15:
- Leiterplatte
- 16:
- Leuchtmittel
- 17:
- glasklarer
Kunststoff
- 18:
- dunkler
Kunststoff
- 19:
- milchiger
Kunststoff
- 20:
- (einzelner)
elektrischer Schalter
- 21:
- Schaltergehäuse
- 22:
- elektrischer
Anschluß