DE20306622U1 - Optical signal transmitter, in particular for the control panel of a large household appliance - Google Patents
Optical signal transmitter, in particular for the control panel of a large household applianceInfo
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Description
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AGm 39 DEAGm 39 DE
Optischer Signalgeber, insbesondere für die Bedienblende eines HaushaltsgroßgerätesOptical signal generator, especially for the control panel of a large household appliance
Die Erfindung betrifft einen Signalgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a signal generator according to the preamble of claim 1.
Von marktgängigen Haushaltsgroßgeräten ist es bekannt, in einer Bedienblende (wie sie etwa aus Fig. 1 der DE 31 04 662 Al ersichtlich ist) neben Funktionsschaltern zur Auswahl von abzuarbeitenden Betriebsarten alphanumerischen Siebensegment-Informationsanzeigen etwa über aktuelle Betriebszustände und gegebenenfalls auch noch einfache optische Signalgeber anzuordnen, die jeweils nur entweder ausgeschaltet (dunkelgesteuert) oder aber eingeschaltet (hellgesteuert) und für besondere Signalgaben auch im Intervallbetrieb blinkend ansteuerbar sind.It is known from commercially available large household appliances to arrange in a control panel (as can be seen in Fig. 1 of DE 31 04 662 A1) in addition to function switches for selecting operating modes to be processed, alphanumeric seven-segment information displays, for example about current operating states, and possibly also simple optical signal transmitters, which can only be switched off (dark-controlled) or switched on (light-controlled) and can also be controlled to flash in interval mode for special signaling.
Pro Signalgeber ist eine individuell ansteuerbare Lichtquelle mechanisch und elektrisch an eine hinter der Bedienblende gelegene Schaltungsplatine angeschlossen. Die Lichtabstrahlung wird von dort mittels eines Lichtleiters an denjenigen Ort in der Bedienblende geführt, an dem mittels der strahlenden Sichtfläche die Signalgabe erfolgen soll, etwa als variable 7-Segment-Anzeige mit ihren sieben Signalgebern. Der Lichtleiter kann mit seiner abstrahlenden Sichtfläche hinter einem lichtdurchlässigen Bereich der Bedienblende enden oder durch ein Blendenloch bis zur sichtseitigen Blendenoberfläche vorragen. Die der abstrahlenden Sichtfläche des Lichtleiters gegenüberliegende, einstrahlseitige Lichtquelle kann eine Miniatur-Glühlampe sein. Bevorzugt wird aber pro Signalgeber, also pro Lichtleiter die entschieden kleiner bauende und hinsichtlich Wirkungsgrad und Lebensdauer günstigere lichtemittierende Diode (LED)For each signal generator, an individually controllable light source is mechanically and electrically connected to a circuit board located behind the control panel. The light emission is then guided by means of a light guide to the location in the control panel where the signal is to be given using the radiating visible surface, for example as a variable 7-segment display with its seven signal generators. The light guide can end with its radiating visible surface behind a translucent area of the control panel or protrude through a panel hole to the visible surface of the panel. The light source on the single beam side opposite the radiating visible surface of the light guide can be a miniature light bulb. However, the light-emitting diode (LED) is preferred for each signal generator, i.e. each light guide, as it is considerably smaller and has a better efficiency and service life.
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eingesetzt, die dann vorzugsweise als ungehäuster Chip in SMD-Technik unmittelbar auf die Schaltungsplatine montiert ist.which is then preferably mounted directly on the circuit board as an unpackaged chip using SMD technology.
In der Praxis besteht das Problem, dass je nach der Gehäuseausgestaltung mit der Ausbildung und Anordnung der Bedienblende und je nach den Einbaugegebenheiten für die Leiterplatte unterschiedliche Abstände von den Lichtquellen zur Bedienblende mittels der Signalgeber-Lichtleiter zu überbrücken sind. Das bedingt eine kostspielige Logistik hinsichtlich der vorzuhaltenden Signalgeber mit unterschiedlichen Einbaulängen in Produktion und Service. In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen durch einen standardisierbaren solchen Signalgeber auf Lichtleiterbasis.In practice, the problem is that, depending on the housing design, the design and arrangement of the control panel and the installation conditions for the circuit board, different distances from the light sources to the control panel must be bridged using the signal generator light guides. This requires costly logistics with regard to the signal generators with different installation lengths that must be kept in stock in production and service. In recognition of these circumstances, the present invention is based on the technical problem of finding a remedy for this by means of a standardizable signal generator based on light guides.
Gemäß den im Hauptanspruch angegebenen wesentlichen Lösungsmerkmalen sind erfindungsgemäß zwischen der Leiterplatte für die Lichtquelle und der Bedienblende für die Signalgabe nun Signalgeber unterschiedlicher axialer Längen einsetzbar. Das läßt sich dadurch realisieren, dass lineare Lichtleiter passend abgehängt oder bei ansonsten übereinstimmenden geometrischen Gegebenheiten schon in unterschiedlichen Längen durch einfache Axialverschiebung des koaxial zum Lichtleiter in die Spritzgrußform eingreifenden Auswerfers gefertigt werden. Die Gruppe der Lichtleiter einer Anzeige wird über seiner Lichtquelle auf der Leiterplatte mittels eines mehrkanaligen Sockels positioniert und gegenüberliegend, also abstrahlseitig, in einem entsprechend der Anzeigegeometrie durchbrochenen Boden gehaltert.According to the essential solution features specified in the main claim, signal generators of different axial lengths can now be used between the circuit board for the light source and the control panel for signaling. This can be achieved by suitably suspending linear light guides or, if the geometric conditions are otherwise the same, by manufacturing them in different lengths by simply axially shifting the ejector that engages in the injection mold coaxially with the light guide. The group of light guides of a display is positioned above its light source on the circuit board using a multi-channel base and is held opposite, i.e. on the emission side, in a base that is perforated according to the display geometry.
Es muss dabei der Lichtleiter selbst sich nicht vom nahe der Abstrahlebene gelegenen Boden bis unmittelbar über die Lichtquelle erstrecken - je nach der momentanen Längenvorgabe für den einzelnen Signalgeber und seiner Eintauchlänge in den Sockel kann zwischen Lichtquelle und einstrahlseitigem Ende des Lichtleiters im Sockel ein mehr oder weniger langer Abstand bestehen.The light guide itself does not have to extend from the floor near the emission plane to directly above the light source - depending on the current length specification for the individual signal generator and its immersion length in the base, there can be a more or less long distance between the light source and the single-beam end of the light guide in the base.
Dieser Übergangs-Hohlraum weist zweckmäßigerweise eine gut reflektierende Kanal-Wandung im Sockel auf, vorzugsweise durch entsprechend helle Materialwahl für den mehrkanaligen Sockel.This transition cavity expediently has a well-reflective channel wall in the base, preferably by choosing a correspondingly bright material for the multi-channel base.
Bezüglich zusätzlicher Merkmale, Weiterbildungen und Vorteile zur erfindungsgemäßen Lösung wird auf die weiteren Ansprüche und auf die nachstehende Beschreibung von beschränkt auf das Wesentliche aber angenähert maßstabsgerecht stark vergrößert in der Zeichnung skizzierten Realisierungsbeispielen verwiesen. In der Zeichnung zeigtWith regard to additional features, developments and advantages of the solution according to the invention, reference is made to the further claims and to the following description of implementation examples outlined in the drawing, which are limited to the essentials but are approximately scaled up and greatly enlarged. The drawing shows
Fig. 1 eine preisgünstige Herstellung variabler Lichtleiterlängen,Fig. 1 a cost-effective production of variable light guide lengths,
Fig. 2 einen Einsatz variabler Lichtleiterlängen gemäß Fig. 1 bei variablen Haubenlängen,Fig. 2 shows the use of variable light guide lengths according to Fig. 1 with variable hood lengths,
Fig. 3 einen Einsatz variabler Lichtleiterlängen gemäß Fig. 1 bei variablen Sockellängen,
Fig. 4 einen Einsatz variabler Sockellängen bei Lichtleitern konstanter Länge,Fig. 3 shows the use of variable light guide lengths according to Fig. 1 with variable base lengths,
Fig. 4 shows the use of variable base lengths for light guides of constant length,
Fig. 5 variable Signalgeberlängen bei einen Einsatz konstanter Längen vonFig. 5 variable signal transmitter lengths when using constant lengths of
Haube, Sockel und Lichtleiter sowieHood, base and light guide as well as
Fig. 6 eine Gruppierung mehrerer Lichtleiter für einen Einsatz etwa gemäß Fig. 4.Fig. 6 shows a grouping of several light guides for use as shown in Fig. 4.
Fig. 1 skizziert im Axial-Längsschnitt eine Spritzgrußform 11 mit ihrem Einspritzkanal 12 für den Kunststoffspritzguß eines Lichtleiters 13 mit in diesem Beispielsfalle kegelstumpfförmigem Kopfteil 14 vor einem zylindrischen Schaft 15, dessen variabel vorgebbare Länge durch einen koaxial hinter dem Schaft 15 unterschiedlich tief in die Spritzgußform 11 eintauchenden Auswerfer 16 bestimmt ist.Fig. 1 shows an axial longitudinal section of an injection mold 11 with its injection channel 12 for the plastic injection molding of a light guide 13 with, in this example, a frustoconical head part 14 in front of a cylindrical shaft 15, the variably predeterminable length of which is determined by an ejector 16 which dips coaxially behind the shaft 15 to varying depths into the injection mold 11.
Gemäß Fig. 2 ff dient der Halterung eines vorzugsweise leicht konkaven Lichteintritts-Stirnendes 17 vor einer miniaturisierten Lichtquelle 18 (insbesondere in Form eines LED-Chip) auf einer Leiterplatte 19 der zentrale, nicht unbedingt zylindrische Kanal 30 in einem dickwandigen mehrkanaligen Sockel 20 (vgl. Fig. 6), der mechanisch (etwa mittels Rastbeinen 33, vgl. Fig. 6 unten) einer strahlseitig über der Position der Lichtquelle 18 in der Leiterplatte 19 oder abstrahlseitig befestigt sein kann. Der Sockel 20 kann auf seiner Außenmantelfläche 21 mit radial vorspringenden, zur Leiterplatte 19 hinAccording to Fig. 2 ff, the central, not necessarily cylindrical channel 30 in a thick-walled multi-channel base 20 (see Fig. 6) serves to hold a preferably slightly concave light entry end 17 in front of a miniaturized light source 18 (in particular in the form of an LED chip) on a circuit board 19. The base 20 can be mechanically attached (for example by means of locking legs 33, see Fig. 6 below) to a beam side above the position of the light source 18 in the circuit board 19 or to the beam side. The base 20 can be provided on its outer surface 21 with radially projecting,
weisenden Rastnasen 22 ausgestattet sein. Diese werden dann über ihre Anlaufschrägen von Bügeln 23 radial überwunden und dann axial hintergriffen, die an Federarmen 24 vor der Wandung 25 einer schlanken topfförmigen Haube 26 achsparallel vorragen. Der Boden 28, in dessen Durchbrechungen die Lichtleiter 13 abstrahlseitig enden, kann aber auch unmittelbar auf dem oberen Ende eines entsprechend lang ausgeführten Sockels 20 enden. Jede Durchbrechung 27 im Boden 28 nimmt das Abstrahlende 29 eines Lichtleiters 13 radial möglichst spielfrei auf. Entgegen der Beispielsdarstellung muß dafür keine Durchmesserverringerung in Form einer umlaufenden Stufe als Sitz am Kopfteil 14 vorgesehen sein. Auch würde es genügen, die radiale Stützfunktion des Bodens 28 zum Sockel 20 hin zu verlegen oder an einer kragenförmig umlaufenden Halteplatte 35 zu realisieren. Der durchbrochene Boden 28 kann also wie dargestellt sowohl (als wenigstens radiale) Halterung wie auch als sichtseitige Symbolblende für das abstrahlseitige Ende des Lichtleiters 13 dienen.pointing locking lugs 22. These are then overcome radially via their run-on slopes by brackets 23 and then axially engaged behind, which protrude axially parallel on spring arms 24 in front of the wall 25 of a slim pot-shaped hood 26. The base 28, in whose openings the light guides 13 end on the emission side, can also end directly on the upper end of a correspondingly long base 20. Each opening 27 in the base 28 receives the emission end 29 of a light guide 13 radially with as little play as possible. Contrary to the example representation, no diameter reduction in the form of a circumferential step as a seat on the head part 14 must be provided for this. It would also be sufficient to move the radial support function of the base 28 towards the base 20 or to implement it on a collar-shaped circumferential holding plate 35. The perforated base 28 can thus serve, as shown, both as (at least a radial) holder and as a visible symbol cover for the emission-side end of the light guide 13.
Der Schaft 15 eines jeden Lichtleiters 13 wird in Richtung auf die Lichtquelle 18 in seinem Kanal 30 im Sockel 20 hineingeschoben. Die Länge des Schaftes 15 ist in Bezug auf die anderen Axialabmessungen dafür so gewählt, dass sein konkaves Stirnende 17 nicht mechanisch in Anlage gegen die Lichtquelle 18 gerät, um hier Druckerscheinungen und daraus etwa resultierende mechanische Zerstörungen zu vermeiden.The shaft 15 of each light guide 13 is pushed into its channel 30 in the base 20 in the direction of the light source 18. The length of the shaft 15 is selected in relation to the other axial dimensions so that its concave front end 17 does not come into mechanical contact with the light source 18 in order to avoid pressure phenomena and any resulting mechanical damage.
Fig. 3 stellt gegenüber Fig. 2 mit konstanter Sockellänge die entsprechenden Verhältnisse bei einer distanzüberbrückenden Haube 26 konstanter axialer Länge auf einem hier zur Vereinfachung einkanalig dargestellten Sockel 20 dar, der gemäß den Einbauerfordernissen auf die passende axiale Abmessung abgelängt ist, bei angepaßter Länge des Lichtleiter-Schaftes 15.Compared to Fig. 2 with a constant base length, Fig. 3 shows the corresponding conditions for a distance-bridging hood 26 of constant axial length on a base 20, which is shown here as a single-channel for the sake of simplicity, which is cut to the appropriate axial dimension in accordance with the installation requirements, with an adapted length of the light guide shaft 15.
Die Verhältnisse bei (wie in Fig. 3) konstanter Haubenlänge 26 unter dem Boden 28 aber nun nicht-angepaßter Schaftlänge 15 des Lichtleiters 13 sind aus der Gegenüberstellung der Längsschnittdarstellung zu Fig. 4 ersichtlich. Der Lichtleiter 13 mit konstanter Länge seines Schaftes 15 wird wieder entsprechend tief in den zugeordneten Kanal 30 des Sockels 20 hineingeschoben. Wegen des nun relativ langen verbleibenden Lichtweges zwischen der Lichtquelle 18 undThe conditions with (as in Fig. 3) constant hood length 26 under the base 28 but now non-adjusted shaft length 15 of the light guide 13 can be seen from the comparison of the longitudinal section with Fig. 4. The light guide 13 with constant length of its shaft 15 is again pushed correspondingly deep into the associated channel 30 of the base 20. Due to the now relatively long remaining light path between the light source 18 and
dem Lichteintritts-Stirnende 17 in den Schaft 15 des Lichtleiters 13 weist der hohle Sockel 20 zur Vermeidung von Helligkeitsverlust zweckmäßigerweise gute Reflexionseigenschaften jedenfalls der Innenmantelfläche 31 seines Längs-Kanales 30 auf. Um dafür diese Fläche 31 nicht eigens beschichten oder sonstwie kostspielig bearbeiten zu müssen, ist es vorteilhaft, den Sockel 20 insgesamt aus einem gut reflektierenden Material wie etwa weißem PBT (vorzugsweise mit typisch 25 % weißen Farbpigmenten) zu spritzen.the light entry end 17 in the shaft 15 of the light guide 13, the hollow base 20 expediently has good reflection properties in order to avoid loss of brightness, at least of the inner surface 31 of its longitudinal channel 30. In order not to have to coat this surface 31 specifically or otherwise process it at great expense, it is advantageous to injection mold the base 20 as a whole from a highly reflective material such as white PBT (preferably with typically 25% white color pigments).
Diese Schlußfolgerung gilt entsprechend für die Variante nach Fig. 5. Unter Verzicht auf eine starre Längspositionierung der Haube 26 auf dem Sockel 20 über definiert gelegene Rastnasen und Rastkrallen gemäß Fig. 2 bis Fig. 4 ist nun für eine variable Längspositionierung eine (vgl. die vergrößerte Detaildarstellung X) sägezahn- oder ratschenartige Sperrverzahnung zwischen dem Innern der Haubenwandung 25 und der Außenwandung des Sockels 20 vorgesehen. Dadurch läßt sich jede Höheneinstellung der Haube 26 relativ zur Leiterplatte 19 mit ihrer Lichtquelle 18 in feinen Rastschritten einstellen. Eine völlig stufenlose Anpassung an die aktuell gegebenen Einbauerfordernisse wird bei Verzicht auf die Sägezahnkopplung durch einen rein reibschlüssigen Preßsitz der Haube 26 auf dem Sockel 20 erzielt.This conclusion applies accordingly to the variant according to Fig. 5. By dispensing with a rigid longitudinal positioning of the hood 26 on the base 20 via defined locking lugs and locking claws according to Fig. 2 to Fig. 4, a sawtooth or ratchet-like locking toothing (see the enlarged detailed illustration X) is now provided between the inside of the hood wall 25 and the outer wall of the base 20 for variable longitudinal positioning. This allows any height setting of the hood 26 relative to the circuit board 19 with its light source 18 to be set in fine locking steps. A completely continuous adaptation to the current installation requirements is achieved by dispensing with the sawtooth coupling by a purely frictional press fit of the hood 26 on the base 20.
Wenn also wie im Beispielsfalle einer bevorzugten Realisierung gemäß Fig. 6 für eine mehrstellige Siebensegment-Darstellung der Information ein komplexer Signalgeber 10 aus der Geometrie mehrerer einander benachbart gruppierter Abstrahlenden 29 von Lichtleitern 13 zusammengesetzt ist, sind mehrere Lichtquellen 18 in entsprechendem Muster auf der Leiterplatte 19 angeordnet. Um die Lage des über diesen Positionen aufragenden Lichtleiter 13 entsprechend zu positionieren, sind sie in die Kanäle 30 des Sockels 20 gesteckt.If, as in the example of a preferred implementation according to Fig. 6 for a multi-digit seven-segment representation of the information, a complex signal generator 10 is composed of the geometry of several emitters 29 of light guides 13 grouped adjacent to one another, several light sources 18 are arranged in a corresponding pattern on the circuit board 19. In order to position the position of the light guide 13 protruding above these positions accordingly, they are inserted into the channels 30 of the base 20.
Um die Abstände zwischen der miniaturisierten Lichtquelle 18 auf einer Leiterplatte 19 einerseits und andererseits der Blendenfront etwa eines Haushaltsgroßgerätes mit einem Lichtleiter-Signalgeber 10 einheitlicher Bauart überbrücken zu können, ist also erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen, dass sein Lichtleiter 13 über der Lichtquelle 18 in den zugeordneten Kanal 30 vorzugsweise eines auf der Leiterplatte 19 befestigten Sockels 20 eingreift,In order to be able to bridge the distances between the miniaturized light source 18 on a circuit board 19 on the one hand and the front panel of a large household appliance with a light guide signal generator 10 of uniform design on the other hand, it is therefore preferably provided according to the invention that its light guide 13 engages above the light source 18 in the associated channel 30, preferably of a base 20 fastened to the circuit board 19,
während das gegenüberliegende Abstrahlende 29 des Lichteleiters 13 von der Durchbrechung 27 eines blendenförmigen Bodens 28 eingefasst ist, der am Sockel 20 gehaltert ist.while the opposite radiating end 29 of the light guide 13 is enclosed by the opening 27 of a diaphragm-shaped base 28 which is held on the base 20.
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