DE19504996A1 - Verfahren zur Herstellung einer Leuchtanzeige-Vorrichtung und danach hergestellte Leuchtanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtan­ zeige-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Leuchtanzeige-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 13.

Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstel­ lung von Leuchtanzeige-Vorrichtungen bekannt. Früher wurden derarti­ ge Vorrichtungen üblicherweise dadurch hergestellt, daß eine Be­ leuchtungsquelle entweder direkt in eine Anzeigefläche der Leuchtan­ zeige-Vorrichtung integriert oder die Anzeigefläche aus einem im we­ sentlichen transparenten Material gebildet war, wobei die Lichtquelle hinter der Anzeigefläche angeordnet war. Neuere beleuchtungstechni­ sche Produkte, wie z. B. Lichtleitfasern (dieses Beispiel wird nach­ stehend stellvertretend für alle weiteren Möglichkeiten lichtleiten­ der Materialien verwendet), eröffnen im Bereich von Leuchtanzeige-Vor­ richtungen völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten.

Allerdings konnten sich Leuchtanzeige-Vorrichtungen insbesondere für Werbe- und Hinweiszwecke bislang nicht durchsetzen.

Die Gründe hierfür sind vor allem darin zu suchen, daß als Lichtleit­ faser bislang in erster Linie Glasfasermaterial verwendet wurde, das aber von seiner Verarbeitung, d. h. im Hinblick auf eine Befestigung der Glasfaser im Bereich einer Anzeigefläche, umständlich und teuer war. So mußte, wie aus der DE 39 11 543 bekannt ist, die Lichtaus­ tritts- bzw. Endfläche der Glasfaser in einer entsprechenden Fassung gefaßt werden, die dann ihrerseits in ein relativ kompliziert aufge­ bautes Anzeigeelement integriert wurde. Die Notwendigkeit der Verwen­ dung derartiger Fassungen ergab sich insbesondere auch daraus, daß Lichtleitfasern aus Glas an ihrer Endfläche mit einer linsenartigen Optik ausgestattet sind, die gegenüber mechanischen und chemischen Einwirkungen empfindlich ist.

Nach dem Stand der Technik (DE 41 31 340) ist es insbesondere auch bekannt, als Lichtleiter Kunststoffmaterialien zu verwenden, wobei die Lichtleitfasern in der Nähe einer Anzeigefläche eines Anzeigeele­ ments im wesentlichen senkrecht zur Anzeigefläche orientiert sind. Al­ lerdings sind die Lichtleitfasern auch in diesem Fall hinterstrahlend angeordnet, d. h. sie beleuchten ein in der Anzeigefläche vorgesehenes transparentes Material. Es liegt auf der Hand, daß ein Anzeigeelement, welches eine aus mehreren verschiedenen transparenten und nichttrans­ parenten Materialien bestehende Anzeigefläche aufweist, umständlich herzustellen und daher teuer ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstel­ lung einer Leuchtanzeige-Vorrichtung anzugeben, das einfach durch­ führbar und kostengünstig ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine möglichst einfach aufgebaute und kosten­ günstig herstellbare Leuchtanzeige-Vorrichtung zur Verfügung zu stel­ len.

Die vorgenannten Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 13 gelöst, wobei sich zweckmäßige Weiter­ bildungen der Erfindung aus den in den Unteransprüchen wiedergegebe­ nen Merkmalen ergeben.

Nach Maßgabe der Erfindung ist bei einem Verfahren zur Herstellung einer Leuchtanzeige-Vorrichtung, umfassend wenigstens ein Anzeige­ element mit einer oder mehreren Lichtleitfasern, deren Endfläche/n im Bereich einer Anzeigefläche angeordnet ist/sind, vorgesehen, daß die Lichtleitfaser/n in direktem Kontakt mit einer das Anzeigeelement bil­ denden Matrix in einer vorgegebenen Anordnung hierin angeordnet wird/ werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zur Herstellung einer Leuchtanzeige-Vorrichtung zunächst eine Form bereitgestellt. Sodann werden eine oder mehrere Lichtleitfasern in einer vorgegebenen Anordnung in die Form eingebracht. Die vorgege­ bene Anordnung entspricht hierbei im wesentlichen dem die spätere An­ zeige repräsentierenden Muster. Sodann wird ein fließfähiges aushärt­ bares Material in die Form eingegossen, so daß die Lichtleitfasern in ihrer vorgegebenen Anordnung wenigstens abschnittsweise umflossen und nach dem Aushärten des Materials fixiert werden. Anschließend wird das die Lichtleitfasern umfassende Anzeigeelement aus der Form ent­ nommen.

Vorteilhafterweise kann die der späteren Anzeigefläche gegenüberlie­ gende Wand der Form aus einer lösbaren Platte bestehen, die ein Fi­ xiermaterial wie beispielsweise eine plastische Modelliermasse oder einen Kunststoffschaum wie Styropor umfaßt. Somit ist es möglich, beispielsweise manuell Lichtleitfasern in einer vorgegebenen Anord­ nung in die Form einzubringen, indem diese einfach in das Fixiermate­ rial eingesteckt werden, wobei die Lichtleitfasern in bezug auf den Boden der Form rechtwinklig oder auch geneigt orientiert sein können. Im Anschluß daran kann der Vergußvorgang stattfinden. - Die besagte Formplatte kann auch aus einer mit der Form verbindbaren Schablonen­ platte bestehen, in welcher die Lichtleitfasern in hierin vorgesehe­ nen Einsteckbohrungen in einer vorgegebenen Anordnung aufnehmbar sind. Dies ermöglicht es insbesondere, schnell verschiedene Anzeigeelemente herzustellen, indem bereits mit Lichtleitfasern bestückte Schablonen­ platten in die Form eingesetzt werden.

Insbesondere bei der vorgenannten Herstellungstechnik ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Verfahrensausgestaltung sinnvoll, die nach dem Entformen noch unebene Anzeigefläche durch nachgeschaltete Verfahrensschritte wie Sägen, Schleifen, Läppen oder Polieren nachzu­ bearbeiten.

Schließlich kann eine solchermaßen hergestellte Anzeigefläche mit ei­ nem transparenten Schutzüberzug, der insbesondere aus Kunststoff ge­ bildet sein kann, versehen werden.

Um insbesondere die teilweise komplizierten Anordnungen einer Viel­ zahl von Lichtleitfasern innerhalb der Form schnell und rationell durchführen zu können, ist es in einer weiteren vorteilhaften Ver­ fahrensausgestaltung vorgesehen, daß die Anordnung der Lichtleitfa­ sern programmgesteuert durch Roboter erfolgt. Der Roboter bzw. eine geeignete Vorrichtung zum Anordnen der Lichtleitfasern wird von ei­ nem Computer derart gesteuert, daß eine vorher am Bildschirm entwor­ fene Anordnung vom Roboter in eine korrespondierende Anordnung von Lichtleitfasern in der Formplatte umgesetzt wird.

Das die Matrix bildende aushärtbare Material kann nach der oben be­ schriebenen Verfahrensvariante insbesondere aus einem Kunststoffharz, Asphalt oder anorganischen Bindemitteln wie Beton, Zement oder Gips gebildet sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante besteht die Ma­ trix aus einem festen Material, beispielsweise Holz, Kunststoff oder ähnlichem. Hierin werden sodann Durchgänge eingebracht, in welche die Lichtleitfasern in eine Tiefe eingesteckt werden, bei der deren Lichtaustrittsfläche im wesentlichen flächenparallel mit der Anzeige­ fläche ist. Entsprechend der vorangegangenen Verfahrensvariante kann hierbei die Herstellung der Durchgänge insbesondere unter Verwendung sogenannter CAD-CAM-Methoden erfolgen, d. h. die mittels eines Compu­ ters am Bildschirm entworfene Anordnung (CAM) wird sodann computerge­ steuert, beispielsweise durch entsprechende Bohreinrichtungen in eine korrespondierende Anordnung von Durchgangsbohrungen im Matrixmaterial umgesetzt. Auch das Einführen der Lichtleitfasern in die Durchgänge kann selbstverständlich durch entsprechende Roboter erfolgen. Vor­ teilhafterweise werden die Lichtleitfasern in der Matrix mittels ei­ nes Bindemittels, z. B. einem Klebstoff, fixiert.

Nach einer weiteren Verfahrensvariante ist vorgesehen, mittels CAD- CAM-Methoden eine Schablone herzustellen, welche als Negativform die späteren Durchgänge bildet. Diese Form kann vorteilhafterweise als verlorene Form ausgebildet sein. Zur Durchführung eines solchen Ver­ fahrens wird die hergestellte Schablone vor dem Eingießen einer ver­ gußfähigen Matrix in die Form eingesetzt. Sodann wird ein fließfähi­ ges aushärtbares Material in die Matrix eingegossen und die Schablone entfernt, so daß die für die Lichtleitfasern vorgesehenen Durchgänge zurückbleiben. Nachfolgend werden entsprechend der obigen Verfahrens­ variante die Lichtleitfasern in die vorgesehenen Durchgänge einge­ bracht und fixiert.

Zur Herstellung einer Leuchtanzeige-Vorrichtung werden die Lichtleit­ fasern nach entsprechenden Vorgaben mit ihren Lichteintrittsflächen derart gebündelt, daß diese im wesentlichen in einer Ebene zueinander liegen. Sodann werden diese Lichteintrittsflächen mit den hierfür vorgesehenen Lichtquellen in Verbindung gebracht.

Die vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrensvarianten weisen den ge­ meinsamen Vorteil auf, daß aufgrund der direkten Einbindung der Lichtleitfaser in eine ein Anzeigeelement bildende Matrix eine einfa­ che und kostengünstige Herstellung von Leuchtanzeige-Vorrichtung mög­ lich ist. Insbesondere der Einsatz nach dem Stand der Technik an sich bekannter computergestützter Fertigungsmethoden ermöglicht in Kombi­ nation mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine besonders rasche, ra­ tionelle und kostengünstige Herstellung von insbesondere an Kunden­ wünsche angepaßten Leuchtanzeige-Vorrichtungen.

Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Leuchtanzeige-Vorrichtung, umfas­ send wenigstens ein Anzeigeelement mit einer oder mehreren Lichtleit­ fasern, deren Endfläche/n im Bereich einer Anzeigefläche angeordnet ist/sind und deren Lichteintrittsfläche mit einer Lichtquelle in Ver­ bindung ist, vorgesehen, wobei die Lichtleitfasern in einer vorgegebe­ nen Anordnung direkt in eine das Anzeigeelement bildende Matrix einge­ bettet sind.

Vorteilhafterweise ist die Matrix aus einem aushärtbaren Material wie Kunststoffharz, Asphalt oder anorganischen Bindemitteln wie Beton, Zement oder Gips gebildet. Die Matrix kann aber auch aus festen Ma­ terialien wie beispielsweise Kunststoff, Holz oder Metall gebildet sein. Vorteilhafterweise sind die hierin angeordneten Lichtleitfasern mit ihren Lichtaustritts- bzw. Endflächen im wesentlichen in der Ebe­ ne der Anzeigefläche angeordnet. Eine solchermaßen hergestellte An­ zeigefläche kann mit einem transparenten Schutzanstrich versehen sein.

Zur Erzielung ansprechender Leuchteffekte können die Lichteintritts­ flächen der Lichtleitfasern mit einer oder mehreren verschiedenen Lichtquellen in Verbindung stehen. Die Lichtquellen können insbeson­ dere so ausgelegt sein, daß sie Licht unterschiedlicher Wellenlänge, d. h. verschiedenfarbiges Licht gemäß einem vorgegebenen Programm lie­ fern. Hier lassen sich auch Farbscheiben verwenden.

Die vorgenannte Leuchtanzeige-Vorrichtung eignet sich beispielsweise auch für die Herstellung von Hausnummern, wobei die Vorrichtung dann unmittelbarer Bestandteil eines Gebäudes oder auch eines Gartenzauns sein kann. Auch Straßenbeläge, Lande- oder Startbahnen von Flughäfen können die beschriebene Leuchtanzeige-Vorrichtung umfassen.

Daneben ist aber auch insbesondere eine Verwendung der beschriebenen Leuchtanzeige-Vorrichtung für Anzeigetafeln, die im Bereich von Ge­ bäuden beispielsweise Notausgänge, Fluchtwege und ähnliches bezeich­ nen, vorgesehen. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Leuchtanzei­ ge-Vorrichtung kann die Information eines solchermaßen gebildeten Reklame- oder Hinweisschildes gleichermaßen, jedoch mit wesentlich ge­ ringerem Energieaufwand übermittelt werden, da die beleuchteten Flä­ chen im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Leuchtanzeige-Vorrich­ tungen nur noch einen Bruchteil betragen. Die Verwendung von Licht­ leitfasern ermöglicht eine räumliche Trennung von Lichtquelle und Lichtaustrittsort, so daß die Wartung derartiger Leuchtanzeige-Vor­ richtungen vereinfacht und die Wartungskosten entschieden verringert werden können.

Bei sehr hoch angebrachten Leuchtanzeige-Vorrichtungen empfiehlt es sich, die Lichtleitfasern in bezug auf die Anzeigefläche winklig, und zwar schräg nach unten gerichtet, verlaufen zu lassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nunmehr anhand der beigefügten Darstellungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A-1D eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungs­ beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in vier Verfahrensschrit­ ten und

Fig. 2A-2F ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in sechs Verfahrensschritten.

In den Fig. 1A bis 1D ist ein erstes Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Verfahrens in aufeinanderfolgenden Verfahrensschrit­ ten schematisch dargestellt. Fig. 1A zeigt hierbei eine nach oben of­ fene Form 6, in welcher Lichtleitfasern 2 in einer vorgegebenen An­ ordnung plaziert sind. In die solchermaßen vorbereitete Form 6 wird sodann, wie in Fig. 1B dargestellt, ein fließfähiges aushärtbares Ma­ terial eingegossen. Nach dem Aushärten bildet dieses Material, wie aus Fig. 1C ersichtlich ist, die Matrix 5 eines Anzeigeelements 3, das im wesentlichen aus Matrix und hierin fest eingebundenen Licht­ leitfasern 2 besteht. Zur Herstellung der Leuchtanzeige-Vorrichtung wird sodann, wie in Fig. 1D gezeigt ist, das Anzeigeelement 3 in Ver­ bindung mit einer Lichtquelle 9 gebracht. Zu diesem Zweck werden die Lichteintrittsenden der Lichtleitfasern 2 gebündelt und in unmittel­ barer Nähe der Lichtquelle 9 angeordnet. Wie weiter aus Fig. 1D er­ sichtlich ist, bilden die Lichtaustritts- oder Endflächen 12 der Lichtleitfasern 2 zusammen mit der die Zwischenräume zwischen den Lichtleitfasern füllenden Matrix 5 die Anzeigefläche 4 des Anzeige­ elements 3.

Die Fig. 2A bis 2F zeigen eine weitere verfahrensmäßige Variante, wobei hier zunächst, wie in Fig. 2A gezeigt ist, eine Schablone 11 in die Form 6 eingesetzt wird. In einem zweiten Verfahrensschritt, der schematisch in Fig. 2B gezeigt ist, wird fließfähiges aushärtbares Material in die Form 6 eingegossen.

Fig. 2C zeigt die aus der Form 6 entnommene ausgehärtete Matrix 5, welche zu diesem Zeitpunkt noch die Schablone 11 umfaßt. Nachfolgend wird die Schablone 11, beispielsweise durch Ausheizen, sofern bei­ spielsweise eine Wachsschablone verwendet wurde, entfernt. Zurück bleibt die in Fig. 2D dargestellte Matrix 5, welche nunmehr anstelle der Schablone 11 entsprechend die Durchgänge 8 aufweist.

Zur Bildung eines Anzeigeelements 3 werden nunmehr, wie in Fig. 2E gezeigt ist, die Lichtleitfasern 2 in die Durchgänge 8 der Matrix 5 eingesteckt. Nachdem diese beispielsweise mittels eines Klebstoffs an der der Anzeigefläche 4 gegenüberliegenden Fläche fixiert wurden, werden die Lichtleitfasern 2 derart gebündelt, daß deren Lichtein­ trittsflächen 10 im wesentlichen in einer Ebene liegen. Sodann werden die gebündelten Lichteintrittsflächen 10 in Verbindung mit einer Lichtquelle 9 gebracht, was die Leuchtanzeige-Vorrichtung vervoll­ ständigt.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtanzeige-Vorrichtung (1), umfassend wenigstens ein Anzeigeelement (3) mit einer oder mehre­ ren Lichtleitfasern (2), deren Endfläche/n (12) im Bereich einer Anzeigefläche (4) angeordnet ist/sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser/n (2) in direktem Kontakt mit einer das Anzeigeelement (3) bildenden Matrix (5) in einer vorgegebenen An­ ordnung hierin angeordnet wird/werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form (6) bereitgestellt wird, ein fließfähiges aushärtbares Material in die Form eingebracht wird, so daß die Lichtleitfasern (2) we­ nigstens abschnittsweise umschlossen sind, das aushärtbare Ma­ terial nach dem Aushärten aus der Form (6) entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser/n (2) in einem wenigstens eine der Formwände (7) umfassenden Fixiermaterial angeordnet wird/werden, bevor das aus­ härtbare Material in die Form (6) eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anordnung der Lichtleitfasern (2) programm­ gesteuert durch Roboter erfolgt derart, daß eine vorher am Compu­ ter entworfene Anordnung in eine korrespondierende Anordnung aus Lichtleitfasern (2) umgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aushärtbare Material aus einem Kunststoff­ harz, Asphalt oder anorganischen Bindemitteln wie Beton, Zement oder Gips gebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Durchgänge (8) in der aus einem im wesentlichen festen Material gebildeten Matrix (5) hergestellt werden und daß nachfolgend Lichtleitfasern (2) in die Durchgänge (8) in eine Tiefe eingebracht werden, bis sie im wesentlichen bündig mit der Anzeigefläche (4) abschließen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch­ gänge (8) entsprechend einer vorher am Computer entworfenen An­ ordnung (CAD) mittels computergesteuerter Maschinen in der Matrix (5) hergestellt werden (CAM).

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (2) durch ein Bindemittel fixiert werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeigefläche (4) nach dem Entformen bis zu einer gewünschten Oberflächengüte durch Schleifen, Läppen oder Polieren nachbearbeitet und/oder mit einem im wesentlichen transparenten Schutzüberzug versehen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtleitfasern (2) am Lichteintrittsende (10) mit wenigstens einer Lichtquelle (9) in Verbindung gebracht wer­ den.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß entsprechend einer vorher am Computer entworfenen Anord­ nung (CAD) mittels numerisch gesteuerter Maschinen eine korres­ pondierende Schablone hergestellt wird (CAM), die vorzugsweise als verlorene Form ausgebildet und vor dem Einbringen des aus­ härtbaren Materials zur Herstellung von zum Einführen von Licht­ leitfasern (2) geeigneten Durchgängen (8) in die Form (6) einge­ bracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (11) nach dem Aushärten des aushärtbaren Materials ent­ fernt wird.

13. Leuchtanzeige-Vorrichtung, umfassend wenigstens ein Anzeigeele­ ment (3) mit einer oder mehreren Lichtleitfasern (2), deren End­ flächen/n (12) im Bereich einer Anzeigefläche (4) angeordnet ist/ sind und deren Lichteintrittsfläche (10) mit einer Lichtquelle (9) in Verbindung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfa­ ser/n (2) in einer vorgegebenen Anordnung in direktem Kontakt in eine das Anzeigeelement (3) bildende Matrix (5) eingebettet ist/ sind.

14. Leuchtanzeige-Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Matrix (5) aus einem aushärtbaren Material, vorzugs­ weise aus Kunststoffharz, Asphalt, Teer oder anorganischen Binde­ mitteln wie Beton, Zement oder Gips gebildet ist.

15. Leuchtanzeige-Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Endfläche/n (12) der Lichtleitfaser/n (2) in der Ebene der Anzeigefläche (4) ist/sind.

16. Leuchtanzeige-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigefläche (4) einen im wesent­ lichen transparenten Schutzüberzug umfaßt.

17. Leuchtanzeige-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Endfläche/n (12) der Lichtleitfa­ ser/n (2) innerhalb der transparenten bzw. teiltransparenten Ma­ trix (5) angeordnet ist/sind.

18. Leuchtanzeige-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (9) gemäß einer vorge­ gebenen Abfolge Licht unterschiedlicher Wellenlänge zur Verfügung stellt.

19. Straßenbelag, umfassend eine Leuchtanzeige-Vorrichtung nach An­ spruch 13.

20. Gebäude, umfassend eine Leuchtanzeige-Vorrichtung nach Anspruch 13.