DE19907553A1

DE19907553A1 - Lichtleiter

Info

Publication number: DE19907553A1
Application number: DE19907553A
Authority: DE
Inventors: Herbert Mayer; Albert Gerngros
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH; AEG Hausgeraete GmbH
Current assignee: Electrolux Rothenburg GmbH Factory and Development; BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: FR2790104B1; ITMI20000270A1; DE19907553B4; ITMI20000270A0; FR2790104A1

Abstract

Ein Lichtleiter (1), der insbesondere zum Einkoppeln von Licht in ein Anzeigeelement eines Dateneingabegeräts dient, ist in einem Gehäuse aus Kunststoff befestigt. Zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Lichtleiter (1) und einer Innenwand einer Gehäuseöffnung dienen Einstemmkeile (13 bis 16), die sich zur Lichtaustrittsfläche (3) des Lichtleiters (1) hin verbreitern. Führungsflächen (9, 10) erleichtern das Einschieben des Lichtleiters (1) in die Öffnung des Gehäuses.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen in einem Gehäuse aus Kunststoff befestigten Lichtleiter.

Aus der DE 36 21 438 A1 ist eine Bedien- und Anzeigevorrichtung für Hausgeräte bekannt, in der Lichtleiter zur Zuleitung von Lichtstrahlen zu Anzeigeelementen dienen. Die Lichtleiter sind entsprechend der reihenförmigen Anordnung der Anzeigeelemente reihenförmig zu einer konstruktiven Baueinheit zusammengefaßt, untereinander durch Stege verbunden und mit dem Gehäuse aus Kunststoff durch Befestigungselemente verbunden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Lichtleiter der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er einfach in dem Gehäuse aus Kunststoff befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er eine freiliegende Lichtdurchtrittsfläche und mindestens eine sich im wesentlichen senkrecht zu dieser erstreckende, in eine Gehäuseöffnung einbringbare Seitenfläche und mindestens einen auf der Seitenfläche aufgesetzten, zur kraftschlüssigen Verbindung mit einer Innenwand der Gehäuseöffnung dienenden und sich zur Lichtdurchtrittsfläche hin verbreiternden Einstemmkeil aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird ein auf einfache Weise befestigbarer Lichtleiter geschaffen, dessen im Bereich der Seitenwand aufgebrachter Einstemmkeil eine kraftschlüssige Verbindung mit der Innenwand der Gehäuseöffnung herstellt, wobei sich der Kunststoff des Gehäuses im Bereich des Einstemmkeils plastisch und/oder elastisch verformt. Vorzugsweise weist der mindestens eine Einstemmkeil eine senkrecht zu der Lichtdurchtrittsfläche verlaufende Außenkante auf, um ein allmähliches Herausschieben des Lichtleiters aus der Öffnung zu verhindern. Das Einpressen des Lichtleiters in die Gehäuseöffnung wird erleichtert, wenn der Lichtleiter eine zur Innenwand der Gehäuseöffnung weisende spitze Einstemmkante aufweist.

Vorteilhaft ist es, wenn die - im Falle eines runden oder elliptischen Querschnitts des Lichtleiters - mindestens eine Seitenfläche des Lichtleiters wenigstens teilweise als Führungsfläche zum Einführen des Lichtleiters in die Öffnung ausgebildet ist. Dieser hat eine entsprechende Führungsfläche. Beide Führungsflächen sind in Übergangspassung zueinander ausgeführt, d. h., die Führungsfläche des Lichtleiters hat Nennmaß oder ein kleineres Maß, die Führungsfläche der Gehäuseöffnung hat Nennmaß oder ein größeres Maß in einem engen Toleranzbereich, so daß das Einführen des Lichtleiters in die Öffnung erleichtert wird.

Vorzugsweise erstreckt sich die Führungsfläche in Einschubrichtung über einen größeren Bereich als der mindestens eine Einstemmkeil, dergestalt, daß der Lichtleiter beim Einbringen in die Öffnung des Gehäuses zunächst durch seine Führungsfläche in der Führungsfläche der Öffnung geführt wird und anschließend erst durch den näher zur Lichtdurchtrittsfläche hin angesetzten Einstemmkeil in der Öffnung eingeklemmt wird. Vorteilhaft umschließt die Führungsfläche den Einstemmkeil, wobei sie gegenüber der Lichtdurchtrittsfläche unter einem rechten Winkel angesetzt ist. Dadurch wird der schräge Einfall von Lichtstrahlen, die durch die der Lichtdurchtrittsfläche gegenüberliegende und von der Öffnung aufgenommene Fläche in den Lichtleiter einfallen, vermieden, wodurch unerwünschte Rückreflexionen unterdrückt werden. Zur Vermeidung von unerwünschten Rückreflexionen dient auch, daß die Lichteintrittsfläche und die Lichtdurchtrittsfläche eine rauhe Oberfläche aufweisen. Vorteilhaft ist beispielsweise eine Rauhigkeit R_a von 9 bis 12 µm, was einer Rauhtiefe von R_t von 40 bis 60 µm entspricht. Der Lichtleiter besteht beispielsweise aus Polymethylmetacrylat. Die Härte des Dichtleiterwerkstoffs ist härter als die des Gehäusewerkstoffs, beispielsweise um das Anderthalbfache. Der Gehäusekunststoff ist beispielsweise eine Mischung aus Polycarbonat und dem Kunststoff ABS. Ein gleichmäßiges Einschieben des Lichtleiters in die Öffnung wird ermöglicht, wenn dieser zwei einander symmetrisch gegenüberliegende Führungsflächen aufweist. Ein gleichmäßiges Einklemmen des Lichtleiters wird durch symmetrisch bezüglich der Führungsflächen angeordnete Einstemmteile erreicht.

Zur besseren Lichteinkopplung dient eine konkave Vertiefung in der Lichteintrittsfläche. Anstelle der konkaven Vertiefung kann auch eine Bohrung in der Lichteintrittsfläche vorgesehen werden, in die eine das einzukoppelnde Licht abstrahlende Leuchtdiode hineinragt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiters,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht,

Fig. 3 eine Ansicht der Lichteintrittsfläche,

Fig. 4 eine Seitenansicht,

Fig. 5 ein vergrößertes Detail aus Fig. 4 und

Fig. 6 eine Vorderansicht.

Ein Lichtleiter 1, (Fig. 1 bis 3) weist eine Lichteintrittsfläche 2 und eine Lichtdurchtrittsfläche 3 auf. Die Lichteintrittsfläche 2 ist zur Mitte des Lichtleiters hin konkav gekrümmt, um eine guten Einkopplung von Lichtstrahlen zu erreichen. Der Lichtleiter 1 weist einen zentralen, kegelstumpfförmigen Körper 4 auf, der sich von der Lichteintrittsfläche 2 zu der Lichtdurchtrittsfläche 3 hin ein wenig verbreitert, wobei eine Kegelfläche 5 des Körpers 4 gegenüber der Längsachse des Lichtleiters 1 beispielsweise eine Neigung von einem Grad hat. Die Neigung der Seitenfläche 5 ergibt sich aus fertigungstechnischen Gründen. Erst aufgrund der Neigung der Seitenfläche 5 ist die Entnahme des aus einem Kunststoff gespritzten Lichtleiters 1 aus einem Spritzwerkzeug möglich. Die Seite 5 bildet somit eine Entformungsschräge.

An den zentralen Körper 4 schließen sich einander symmetrisch gegenüberliegende pyramidenstumpfförmige Körper 6 und 7 an. Der Körper 7 trägt einen Bereich 8, in den bei der Fertigung eine Düse den Kunststoff zur Formung des Lichtleiters 1 spritzt.

Der Körper 4 weist in seinem, an die Lichtdurchtrittsfläche 3 angrenzenden Bereich zwei einander symmetrisch gegenüberliegende Führungsflächen 9 und 10 auf, die sich unter einem rechten Winkel an die Lichtdurchtrittsfläche anschließen. Die Führungsflächen 9 und 10 sind im wesentlichen brückenförmig ausgebildet und weisen überall denselben radialen Abstand zur Längsachse des Lichtleiters 1 auf, das heißt, sie sind als zylindrische Mantelflächen ausgebildet. Die Brückenform ermöglicht es, die die engtolerierte Übergangspassung über die volle Höhe der Einstemmkeile 13 bis 16 ausbilden zu können. Die Führungsflächen 9 und 10 vergrößern gleichzeitig die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters 1 auf den vollen Durchmesser der Gehäuseöffnung. Da die Führungsflächen 9 und 10 zylindrische Mantelflächen bezüglich der Längsachse des Lichtleiters 1 sind, weisen sie nicht die für in einem Kunststoff-Spritzwerkzeug herzustellenden Teile notwendige Entformungsschräge. Die Führungsflächen 9 und 10 sind jedoch durch die Brückenform und die Teilflächen 90 und 91 auf die funktionell notwendige Größe reduziert, so daß der Lichtleiter 1 auch in einem Werkzeug mit vielen Hohlräumen ausgeformt werden kann.

Die beiden, nach unten herausragenden Teilflächen 90, 91 (Fig. 2) der Führungsflächen 9, 10 bilden gegenüber der Kegelfläche 5 jeweils einen stufenförmigen Absatz aus, der durch eine im wesentlichen koplanar zu der Lichtdurchtrittsfläche 3 verlaufende Fläche 11 (Fig. 5) sowie eine gegenüber der durch die Lichtdurchtrittsfläche 3 gebildeten Horizontalen um einen spitzen Winkel geneigte Fläche 12 gebildet ist. Der spitze Winkel beträgt beispielsweise 45° oder weniger. Durch den Ansatz der Flächen 12 gegenüber der Kegelfläche 5 wird das Eindringen von gestreutem Licht aus dem Körper 4 oder den Körpern 6 und 7 in den die Teilflächen 90 und 91 tragenden Ansatz an dem Lichtleiter 1 wesentlich reduziert. Die Flächen 11 dienen als Führungsflächen beim Einsetzen des Lichtleiters 1 in das Gehäuse und erleichtern die Zentrierung des Lichtleiters 1. Die Führungsflächen 9, 10 beeinträchtigen allerdings die für eine Totalreflexion des sich in dem Lichtleiter 1 ausbreitenden Lichts an der Seitenfläche 5 notwendige glatte Fläche und sind aus diesem Grund sehr klein gehalten.

Die Teilflächen 90, 91 tragen sich in Längsrichtung des Lichtleiters 1 erstreckende Einstemmkeile 13 bis 16. Diese haben jeweils einen unteren, beim Einschieben des Lichtleiters 1 in eine Gehäuseöffnung des Kunststoffgehäuses zunächst in diese eindringenden, sich kegel- oder pyramidenförmig zu der Lichtdurchtrittsfläche 3 hin verbreiternden Bereich 17 (Fig. 2, 4, 5) sowie einen sich daran anschließenden, im wesentlichen zylindrischen Bereich 18 mit dreieckigem Querschnitt. Durch eine zur Innenwand der Öffnung weisende Stemmkante 19 wird das Einbringen des Lichtleiters 1 in die Öffnung erleichtert.

Die Bereiche 17 ermöglichen ein kraftschlüssiges Verformen des Kunststoffs des Gehäuses im Bereich der Innenwand der Öffnung, während die Bereiche 18 für einen festen, kraftschlüssigen Sitz des Lichtleiters 1 in der Öffnung garantieren.

Die Einstemmkeile 13 bis 16 können auch außerhalb der Führungsflächen 9, 10 angeordnet sein, beispielsweise auch im Bereich der Körper 6, 7. Die Einstemmkeile 13 bis 16 können sich ebenfalls über die Länge der Führungsflächen 9, 10 in Richtung der Längsachse des Lichtleiters 1 hinaus erstrecken. Die Lichtdurchtrittsfläche 3 sowie die Lichteintrittsfläche 2 haben vorzugsweise eine erodierte Struktur, das heißt, eine mittlere Rauhigkeit R_a von 9 bis 12 µm, was beispielsweise einer Rauhtiefe R_t von 40 bis 60 µm entspricht. Durch die sehr rauhe Oberflächenstruktur wird eine Diffusorfläche erzeugt, die störende Lichtreflexionen besser streut. Die Oberflächenrauhigkeit der konkav geformten Lichteintrittsfläche 2 streut das einfallende Licht ebenfalls, so daß der Lichtleiter 1 in der Zusammenwirkung mit einer punktförmigen Lichtquelle eine diffus ausgeleuchtete Lichtdurchtrittsfläche 3 aufweist. Durch eine entsprechende Ausformung der Designblende lassen sich in dieser entweder eine kreisförmige Beleuchtung mit einem Durchmesser von beispielsweise fünf Millimetern oder eine schlitzförmige Beleuchtung mit einer Länge von beispielsweise neun Millimetern und einer Breite von zwei Millimetern realisieren. Es versteht sich, daß das Licht auch umgekehrt durch die Lichtdurchtrittsfläche 3 eintreten und aus der Fläche 2 austreten kann.

Durch den Einsatz der Einstemmkeile 13 bis 16 lassen sich Lichtleiter, die eine zylindrische, quader-, pyramiden- oder kegelförmige Struktur haben oder aufgebaut sind, wie der in Fig. 1 bis 6 dargestellte Lichtleiter 1 in Öffnungen eines Kunststoffgehäuses einpressen. Voraussetzung dafür ist, daß der Kunststoff weicher als das Material des Lichtleiters ist. Geeignet ist insbesondere ein Gehäusekunststoff, dessen Härte um ein Drittel niedriger ist als die des Lichtleiters.

Claims

1. In einem Gehäuse aus Kunststoff befestigter Lichtleiter (1), dadurch gekennzeichnet, daß er eine freiliegende Lichtdurchtrittsfläche (3) und mindestens eine sich im wesentlichen senkrecht zu dieser erstreckende, in eine Gehäuseöffnung einbringbare Seitenfläche (5) und mindestens einen auf der Seitenfläche (5) aufgesetzten, zur kraftschlüssigen Verbindung mit einer Innenwand der Gehäuseöffnung dienenden und sich zur Lichtdurchtrittsfläche (3) hin verbreiternden Einstemmkeil (13 bis 16) aufweist.

2. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstemmkeil (13 bis 16) eine sich im wesentlichen in Einschubrichtung erstreckende, zur Innenwand weisende Spitze eine Stemmkante (19) hat.

3. Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Seitenfläche (5) des Lichtleiters (1) wenigstens teilweise, insbesondere in dem an die Lichtdurchtrittsfläche (3) angrenzenden Bereich, als Führungsfläche (9, 10) zum Einschieben des Lichtleiters (1) in eine entsprechende Führungsfläche der Innenwand der Gehäuseöffnung ausgebildet ist.

4. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstemmkeile (13 bis 16) auf der mindestens einen Seitenfläche (5) einander symmetrisch gegenüberliegen.

5. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstemmkeile (13 bis 16) aus den Führungsflächen (9, 10) seitlich herausragen.

6. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (9, 10) sich unter einem rechten Winkel an die Lichtdurchtrittsfläche (3) anschließen.

7. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchtrittsfläche (3) und die Lichteintrittsfläche eine rauhe Oberfläche, insbesondere mit einer Rauhigkeit R_a von 9 bis 10 µm, haben.

8. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteintrittsfläche (2) eine konkave Vertiefung in ihrer Mitte für den Lichteintritt aufweist.