DE112009001567T5

DE112009001567T5 - Mit einer LED beleuchtete Anordnung

Info

Publication number: DE112009001567T5
Application number: DE112009001567T
Authority: DE
Inventors: Vyacheslav Birman; Christian Tanguy
Original assignee: Continental Automotive Systems US Inc; Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-11-17
Also published as: US20090316382A1; WO2010008820A2; CN102132134A; CN102132134B; US8016441B2; WO2010008820A3

Abstract

Bei einem beleuchteten Kombiinstrument kommt eine einzelne Licht emittierende Diode (LED) zum Einsatz, um die gesamte Oberfläche der Skalenscheibe von hinten zu beleuchten. Die LED ist auf einen Lichtleiter ausgerichtet, der Licht in einen Hohlraum eines Lichtgehäuses leitet. Der Hohlraum umfasst eine Oberfläche, die Licht nach oben auf eine rückwärtige Oberfläche der Skalenfläche reflektiert, um die gewünschte Beleuchtung zu erzielen.

Description

Diese Erfindung betrifft ganz allgemein die Beleuchtung eines Kombiinstruments. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Kombiinstrument, das von einer einzelnen Lichtquelle beleuchtet wird.
Ein Anzeige- oder Kombiinstrument für ein Kraftfahrzeug verfügt typischerweise über eine Skalenscheibe mit Markierungen für den jeweils überwachten Parameter. Es wird ein Zeiger unterstützt und gegenüber der Skalenscheibe gedreht, um auf diese Weise den aktuellen Parameterwert anzuzeigen. Die Beleuchtung der Skalenscheibe hat den Zweck, für das gewünschte ästhetische Erscheinungsbild zu sorgen und ein Sichten der Instrumente bei schwachen Lichtverhältnissen zu ermöglichen. Die Beleuchtung erfolgt mit Hilfe von Lichtquellen, die oberhalb der Skalenscheibe angebracht sind, um Licht auf die Skalenscheibe zu leiten, oder unterhalb der Skalenscheibe, um Licht nach oben in die Skalenscheibe zu reflektieren. Mehrere Lichtquellen werden verwendet, um die gewünschte einheitliche Lichtstärke über die gesamte Skalenfläche zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei einem beispielhaften erfindungsgemässen beleuchteten Kombiinstrument kommt eine einzelne Licht emittierende Diode (LED) zum Einsatz, um die gesamte Oberfläche der Skalenscheibe von hinten zu beleuchten. Die LED ist auf eine Öffnung in einem Lichtgehäuse ausgerichtet und emittiert Licht in einen Lichtleiter. Der Lichtleiter leitet Licht in einen Hohlraum des Lichtgehäuses, das wiederum Licht nach oben auf eine rückwärtige Oberfläche der Skalenfläche reflektiert, um die gewünschte Beleuchtung zu erzielen.
Der Hohlraum des Lichtgehäuses hat eine Form, die mit dem Teilbereich der Skalenfläche übereinstimmt, der beleuchtet werden soll. Die Wölbung der Hohlraumoberfläche entspricht in Größe und Form der Skalenfläche. Der beispielhaft angeführte Lichtleiter verfügt über einen Mittelteil mit Licht reflektierenden Oberflächen, die Licht in einen ersten und einen zweiten Flügel teilen. Die Flügel gehen radial vom Mittelteil ab, damit Licht in einer im Wesentlichen gleichförmigen Art und Weise in den Hohlraum des Lichtgehäuses geleitet wird.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind am besten zu verstehen, wenn man die nachstehenden Spezifikationen und Zeichnungen heranzieht, die im Folgenden kurz beschrieben werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
zeigt eine Vorderansicht einer beispielhaft angeführtem Instrumententafel.
zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaft angeführten beleuchteten Kombiinstruments.
zeigt eine Explosionszeichnung eines Teilbereichs des beispielhaft angeführten beleuchteten Kombiinstruments.
zeigt eine Vorderansicht eines beispielhaft angeführten Lichtgehäuses und Lichtleiters.
zeigt eine perspektivische Ansicht des beispielhaft angeführten Lichtleiters.
zeigt eine Vorderansicht des beispielhaft angeführten Lichtleiters.
zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren beispielhaft angeführten Lichtleiters
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Es wird Bezug genommen auf ; eine beispielhaft angeführte Instrumentenbaugrupe 10 umfasst die Skalenscheibenbaugruppen 12, 14 und 16. Die Skalenscheibenbaugruppe 12 verfügt über einen Zeiger 18, der sich gegenüber der Skalenfläche 24 dreht. Die Skalenfläche 24 verfügt über Markierungen, die einen gemessenen Betriebsparameter des Fahrzeugs anzeigen. Die beispielhaft angeführte Skalenscheibenbaugruppe 12 liefert Informationen zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs und verfügt über lichtdurchlässige Teilbereiche 20, die selektiv beleuchtbar sind. Die Skalenscheibenbaugruppe 14 zeigt den Kraftstoffstand an, und die Skalenscheibenbaugruppe 16 liefert einen Messwert für die Temperatur des Motorkühlmittels. Die beispielhaft angeführte Skalenscheibenbaugruppe 12 wird verwendet, um die Merkmale des offengelegten Beispiels zu beschreiben, wobei jedoch jede einzelne Skalenscheibenbaugruppe wie offengelegt und beschrieben beleuchtet werden kann.
Es wird Bezug genommen auf ; die Skalenfläche 24 kann von einer einzelnen Lichtquelle 34 beleuchtet werden. Bei der beispielhaft angeführten Lichtquelle 34 handelt es sich um eine Licht emittierende Diode (LED). Wie einzusehen ist, kommen auch andere bekannte Lichtquellen für die vorliegende Erfindung in Betracht. Die Licht emittierende Diode (LED) 34 ist auf einer Leiterplatte 32 montiert, die wiederum unterhalb eines Lichtgehäuses 26 montiert ist. Die Leiterplatte 32 kann auch einen Motor 36 zum Drehen des Zeigers 18 umfassen. Die Licht emittierende Diode (LED) 34 ist auf eine Öffnung 35 im Lichtgehäuse 26 ausgerichtet. Licht von der Licht emittierenden Diode (LED) 34 wird nach oben in einen Lichtleiter 38 ausgesendet. Der Lichtleiter 38 leitet das Licht in einen Hohlraum 28 des Lichtgehäuses 26. Der Hohlraum 28 verfügt über eine Oberfläche 30, die Licht nach oben auf eine rückwärtige Oberfläche der Skalenfläche 24 reflektiert.
Die Skalenfläche 24 umfasst beleuchtbare Teilbereiche 20, die halbdurchlässig sind, um das gewünschte Beleuchtungsbild zu erzielen. Das Lichtgehäuse 26 reflektiert das vom Lichtleiter 38 ausgesendete Licht, um die gesamte Skalenfläche 24 mit der einen Licht emittierenden Diode (LED) 34 zu beleuchten.
Es wird Bezug genommen auf die und , immer noch mit Bezug zu ; das Lichtgehäuse 26 umfasst einen Hohlraum 28 mit einer gekrümmten Oberfläche 30. Die gekrümmte Oberfläche 30 reflektiert das vom Lichtleiter 38 ausgesendete Licht nach oben zur Skalenfläche 24. Der Lichtleiter 38 ist am Lichtgehäuse 26 befestigt und umfasst einen Mittelteil 40 mit reflektierenden Oberflächen 42. Licht von der Licht emittierenden Diode (LED) 34 wird nach oben in den Mittelteil 40 des Lichtleiters 38 ausgesendet. Die reflektierenden Oberflächen 42 leiten das Licht schräg in den ersten und in den zweiten Flegel 44, 46. Die Flügel 44, 46 gehen radial vom Mittelteil 40 ab und streuen Licht radial nach außen in den Hohlraum 28.
Das beispielhaft angeführte Lichtgehäuse 26 besteht aus weißem Kunststoffmaterial, das für die Reflektion des Lichtes sorgt. Falls gewünscht, könnte auch eine reflektierende Beschichtung aufgebracht werden, um die Lichtreflexion zu unterstützen. Des Weiteren sorgt die Wölbung der gekrümmten Oberfläche 30 für die gewünschte Reflexionsrichtung zum Beleuchten der Skalenfläche 24. Der beispielhaft angeführte Hohlraum 28 ist um die Achse 15 herum angeordnet, um die sich der Zeiger 18 dreht. Der Hohlraum 28 geht nicht durch die Achse 15 hindurch, sondern umgibt stattdessen den Bereich einer Mittelnabe 25, durch die sich die Achse 15 erstreckt. Eine Welle des Motors 36 erstreckt sich nach oben durch die Mittelnabe 25 und sorgt auf diese Weise für die Drehung des Zeigers 18.
Der Hohlraum 28 entspricht in seiner Form dem Teilbereich der Skalenscheibe 24, der beleuchtet werden soll. Die Wölbung der gekrümmten Oberfläche 30 wird bestimmt, damit sie in Größe und Form der Skalenfläche 24 entspricht. Eine Skalenfläche 25 mit einer anderen Größe würde einen entsprechend dimensionierten Hohlraum mit einer entsprechenden Wölbung umfassen. Der beispielhaft angeführte Hohlraum 28 erstreckt sich radial nur teilweise um die Achse 15. Ein tiefer gelegener Teilbereich des Lichtgehäuses 26 umfasst nicht den Hohlraum 28 oder irgendeinen entsprechenden Teilbereich des Lichtleiters 38.
Es wird Bezug genommen auf , immer noch mit Bezug zu den und ; die Skalenscheibenbaugruppen 14 und 16 sind kleiner als die zentrale Skalenscheibenbaugruppe 12. Die verschieden großen Skalenscheibenbaugruppen umfassen ein entsprechend dimensioniertes Lichtgehäuse 26. Mit anderen Worten, das Lichtgehäuse 26 entspricht der Größe der Skalenscheibenbaugruppe und ist daher bei den Skalenscheibenbaugruppen 14 und 16 kleiner. Allerdings kann der Lichtleiter 38, der in jedem dieser verschieden großen Lichtgehäuse 26 montiert ist, eine identische Größe und Konfiguration aufweisen. Die Verwendung eines identisch konfigurierten Lichtleiters 38 für verschieden große Lichtgehäuse 26 sorgt für eine wünschenswerte Fertigungseffizienz.
Es wird Bezug genommen auf die und , immer noch mit Bezug zu den und ; die Flügel 44 und 46 des Lichtleiters 38 erstrecken sich radial vom Mittelteil ausgehend über eine radiale Distanz, welche dem Hohlraum 28 entspricht. Licht wird von dem Lichtleiter 38 in den Hohlraum 28 übertragen und von dort weiter nach oben an die rückwärtige Oberfläche der Skalenfläche 24 reflektiert.
Ein Reflektor 56 ist über den Mittelteil 40 des Lichtleiters 38 angeordnet und dämpft die Helligkeit des sichtbaren Lichts, das von den reflektierenden Oberflächen 42 ausgesendet wird. Der Reflektor 56 umfasst eine nach oben abgewinkelte Klappe 55, die Licht vom Lichtleiter 38 nach außen reflektiert. Der Reflektor 56 besteht aus einem flachen Element mit einer reflektierenden Beschichtung, oder einem flachen Element, das aus einem Material hergestellt ist, welches über die gewünschten reflektierenden Eigenschaften verfügt.
Es wird Bezug genommen auf die und ; der beispielhaft angeführte Lichtleiter 38 umfasst den Mittelteil 40 und die Licht reflektierenden Oberflächen 42. Licht gelangt in den Lichtleiter 38 durch eine untere Oberfläche 66 und wird im Innern von den entsprechenden reflektierenden Oberflächen 42 reflektiert. Die reflektierenden Oberflächen 42 teilen das Licht in einen ersten und einen zweiten Flügel 44, 46. Die Flügel 44, 46 gehen radial vom Mittelteil 40 ab, und zwar in einem Radius, der dem Radius des Hohlraums 28 des Lichtgehäuses 26 entspricht.
Jeder dieser Flügel 44, 46 umfasst eine äußere Oberfläche 50 und eine innere Oberfläche 48. Die äußere Oberfläche 50 ist in einem ersten Radius 60 gekrümmt; die innere Oberfläche ist in einem zweiten Radius 58 gekrümmt, der kleiner ist als der erste Radius 60. Die Differenz zwischen dem ersten Radius 60 und dem zweiten Radius 58 sorgt dafür, dass von der äußeren Oberfläche 50 ein größerer Lichtanteil ausgesendet wird als von der inneren Oberfläche 48. Die unterschiedlichen Radien der inneren Oberfläche 48 und der äußeren Oberfläche 50 sorgen für eine Verjüngung der Breite, die von der breitesten Stelle 53 am Mittelteil 40 bis hin zur schmalsten Stelle 57 an der Endfläche 51 jedes Flügels nach und nach abnimmt. Jeder der Flügel 44, 46 umfasst eine obere Oberfläche 52, die im Wesentlichen parallel zu einer unteren Oberfläche 54 verläuft. Die Differenz zwischen dem ersten Radius 60 und dem zweiten Radius 58 sorgt für die gewünschte Lichtemission, schematisch angedeutet durch die Pfeile 72.
Von der Licht emittierenden Diode (LED) 34 ausgesendetes Licht dringt durch die Oberfläche 66 ein; angedeutet wird dies durch die Pfeile 70. Das Licht wird reflektiert und in die beiden Flügel 44 und 46 geteilt. Licht reflektiert im Inneren und wird durch die beiden Flügel 44 und 46 geleitet und wird letztendlich, wie durch die Pfeile 72 angedeutet, von der äußeren Oberfläche 50 ausgesendet. Ein Teil des Lichts wird, wie unter 74 angegeben, auch von jeder Endfläche 51 ausgesendet. Das ausgesendete Licht 72 wird dann nach oben auf die rückwärtige Oberfläche der Skalenfläche 24 reflektiert und beleuchtet auf diese Weise die beleuchtbaren Teilbereiche 24 ( ).
Es wird Bezug genommen auf ; ein weiterer beispielhafter Lichtleiter 76 umfasst zusätzlich Kerben 78, die eine weitere Reflexion von Licht ermöglichen, um dieses Licht nach außen in das Lichtgehäuse zu leiten. Der beispielhaft angeführte Lichtleiter 76 umfasst V-förmige Kerben, die in gleichmäßigem Abstand radial vom Mittelteil 40 ausgehen. Die V-förmigen Kerben 78 bieten eine zusätzliche Kontrolle der Richtung, in die das Licht ausgesendet wird. In dem dargestellten Beispiel sind die Kerben 78 so ausgeführt, dass die Beleuchtung in einem Bereich oberhalb des Lichtleiters verbessert wird. Verschieden viele und unterschiedlich geformte Kerben kommen für diese Erfindung in Betracht, um die Beleuchtung an anwendungsspezifische Parameter anzupassen.
Es wurde zwar eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart, aber ein Durchschnittsfachmann würde erkennen, dass bestimmte Abänderungen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Aus diesem Grund sollten die folgenden Patentansprüche geprüft werden, um den tatsächlichen Umfang und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung festzustellen.

Claims

Instrumentenbaugruppe bestehend aus: einer Skalenfläche; einem Lichtleiter, angeordnet unterhalb der Skalenfläche, wobei dieser Lichtleiter einen Mittelteil umfasst, der Licht in einen ersten und einen zweiten Flügel leitet, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils nach außen erstrecken; und einer einzelnen Lichtquelle, die unterhalb des Lichtleiters angeordnet ist und Licht an den Mittelteil leitet.
Baugruppe wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei der erste und der zweite Flügel über eine innere Oberfläche verfügen, die einen ersten Radius hat, sowie eine äußere Oberfläche, die einen zweiten Radius hat, der vom ersten Radius abweicht.
Baugruppe wie in Anspruch 2 vorgetragen, wobei der zweite Radius größer ist als der erste Radius.
Baugruppe wie in Anspruch 2 vorgetragen, wobei entweder die innere Oberfläche oder die äußere Oberfläche mindestens eine Kerbe umfasst, um das vom Lichtleiter ausgesendete Licht zu streuen.
Baugruppe wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei der erste und der zweite Flügel parallele obere und untere Oberflächen aufweisen.
Baugruppe wie in Anspruch 1 vorgetragen, mit einem Reflektor, der über dem Mitteilteil des Lichtleiters angeordnet ist und Licht schräg zur Richtung des eingehenden Lichtes weiterleitet.
Baugruppe wie in Anspruch 1 vorgetragen, mit einem Lichtgehäuse, das einen Hohlraum umfasst, in dem der Lichtleiter montiert ist.
Baugruppe wie in Anspruch 6 vorgetragen, wobei der Hohlraum eine gekrümmte Oberfläche aufweist, um das vom Lichtleiter ausgesendete Licht zu reflektieren.
Baugruppe wie in Anspruch 6 vorgetragen, wobei der Hohlraum um einen Teil der zentralen Achse der Instrumentenbaugruppe herum angeordnet ist.
Baugruppe wie in Anspruch 8 vorgetragen, wobei die Instrumentenbaugruppe mindestens zwei getrennte Anzeigeinstrumente umfasst, mit unterschiedlicher Größe und einem unterschiedlichen Lichtgehäuse für jedes der beiden getrennten Anzeigeinstrumente, wobei ferner jedes dieser unterschiedlichen Lichtgehäuse eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die der Größe des entsprechenden Anzeigeinstruments entspricht, und wobei identisch ausgeführte Lichtleiter im Inneren der unterschiedlichen Lichtgehäuse montiert sind.
Beleuchtetes Kombiinstrument bestehend aus: einer Skalenfläche mit Teilbereichen, die von der Rückseite der Skalenfläche aus beleuchtet werden können; einem Lichtgehäuse mit einem Hohlraum, der den beleuchtbaren Teilbereichen der Skalenfläche entspricht; einem Lichtleiter, der in dem Hohlraum des Lichtgehäuses montiert ist, wobei der Lichtleiter einen Mittelreflektor sowie einen ersten und einen zweiten Flügel umfasst, die sich vom Mittelreflektor aus nach außen erstrecken; und einer Lichtquelle, die Licht in den Mittelreflektor leitet, wobei Licht von der Lichtquelle nach außen in den ersten und den zweiten Flügel reflektiert wird, um die Skalenfläche von hinten zu beleuchten.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 11 vorgetragen, wobei der Hohlraum des Lichtgehäuses halbkreisförmig ausgeführt ist und im Querschnitt eine gekrümmte Oberfläche aufweist.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 11 vorgetragen, wobei sowohl der erste als auch der zweite Flügel des Lichtgehäuses eine innere Oberfläche mit einem ersten Radius und eine äußere Oberfläche mit einem zweiten Radius umfasst.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 13 vorgetragen, wobei der Hohlraum einen Radius aufweist, der identisch ist mit dem zweiten Radius des Lichtleiters.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 13 vorgetragen, wobei der erste Radius kleiner ist als der zweite Radius.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 13 vorgetragen, wobei mindestens die äußere Oberfläche oder die innere Oberfläche eine Mehrzahl von Kerben umfasst, um Licht in den Hohlraum des Lichtgehäuses zu streuen.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 11 vorgetragen, mit einem Reflektor, der über dem Mittelreflektor angeordnet ist, um Licht in den Hohlraum zu leiten.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 11 vorgetragen, wobei die Lichtquelle auf einer Leiterplatte montiert ist, die hinter dem Lichtgehäuse angeordnet ist.
Beleuchtetes Kombiinstrument wie in Anspruch 11 vorgetragen, mit mindestens zwei getrennten Anzeigeinstrumenten unterschiedlicher Größe und mit einem unterschiedlichen Lichtgehäuse für jedes dieser beiden getrennten Anzeigeinstrumente, wobei jedes dieser unterschiedlichen Lichtgehäuse eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die der Größe des entsprechenden Anzeigeinstruments entspricht, und wobei ferner identisch ausgeführte Lichtleiter im Inneren der unterschiedlichen Lichtgehäuse montiert sind.