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Vorrichtung zur Beleuchtung eines Armaturenbrettes o. dgl.
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Die Erfindung betrifft eil-le Vorrichtung für Armaturenbretter o.
dgl. von Fahrzeugen bzw. fiir entsprechende Anwendungsfälle, bei denen es erforderlich
ist, Symbole oder Instrumente zu beleuchten, und bei denen Signalkontrollampen o.
dgl. vorgesehen sind. Üblicherweise umfassen derartige Armaturenbretter mehr oder
weniger zusammengefaßte Instrumente, die in mehrfacher Ausführung auf dem Armaturenbrett
vorhanden sind, Höhenanzeigevorrichtungen, Wasserthermometer, Alarmkontrollampen
für die Wassertemperatur und gegebenenfalls die Öltemperatur, Anzeigeleuchten für
den Strahlenbereich von Scheinwerfern (sofern Abblendlicht, Fernlicht oder Standlicht
vorhanden ist) und dgl.
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Üblicherweise sieht man gesondert gespeiste Leuchten vor, die die
einzelnen Signale erstrahlen lassen. Bei Armaturenbrettern
für durchschnittliche
Fahrzeuge kommt man immer auf mindestens zehn bis fünfzehn Leuchtquellen, die meistens
als Glühfadenbirnen ausgebildet und mit chromatischen Filtern kombiniert sind. Der
Aufbau derartiger Armaturenbretter geht langsam und kostenaufwendig vor sich, und
zwar im Hinblick auf den hohen Arbeitsaufwand. Abgesehen davon verbraucht ein derartiges
-Armaturenbrett relativ viel Energie, wenn die Lampen in Betrieb sind. Auch ist
beim Einsatz des Fahrzeugs ein erheblicher Wartungsaufwand erforderlich, um die
Lampen zu ersetzen und die Kontakte zu überholen, wobei es ausgesprochen gefährlich
sein kann, wenn einige der Lampen nicht funktionieren.
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Andererseits ist es nicht möglich, insbesondere Instrumentenbretter
entsprechend den Erfordernissen ausreichend gleichmäßig zu leuchten, da im wesentlichen
lediglich einzelne Punkte beleuchtet werden. Ein weiterer Nachteil einer Beleuchtung
unter Verwendung von Fadenglühbirnen o. dgl. liegt darin, daß unter bestimmten Umständen
zu viel Licht erzeugt wird, welches den Fahrer stören kann. Die erforderlichen Beleuchtungsverhältnisse
sollen so sein, daß sie zum Ablesen einer Anzeige auf dem Armaturenbrett ausreichen
und außerdem eine Warnung beim Aufleuchten einer Kontrollampe o. dgl. abgeben. Es
sollen sich jedoch keine Lichtstrahlen ausbilden, die denjenigen stören können,
der die Umgeburrg des Fahrzeugs beobachten muß.
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Die Erfindung beseitigt nicht nur die oben angedeuteten Nachteile
und Schwierigkeiten, sondern auch andere auf dem vorliegenden Fachgebiet bekannte
Probleme, und zwar durch eine Anordnung, die wirtschaftlich in der Herstellung und
zuverlässig im Betrieb ist, und zwar bei einer Lebensdauer, die die Lebensdauer
des Fahrzeugs Ubersteigt. Weiterhin ist die erfindungsgemöße Anordnung wartungsfrei
und liefert zufriedenstellende Ergebnisse im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit und
Stärke der Beleuchtung.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Armaturenplatte o. dgl. einen transparenten Träger aufweist, der mit einer durch
Elektrolumineszenz lichtaussendenden Phosphorschicht versehen ist, die zwischen
zwei als Leiter arbeitenden
Metallschichten liegt, von denen mindestens
eine transparent ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Anzeigen in
abhängigkeit von den graphischen Symbolen, die gesondert sichtbar werden sollen,
und in Abhängigkeit von dem angestrebten Zweck auszuwählen.
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Vorzugsweise wird auf einem transparenten Trager, wie etwa einer Platte,
auf der Rückseite eine kontinuierliche, transparente Metallschicht, sodann eine
Phosphorablagerung entsprechend den wiederzugebenden graphischen Symbolen, weiterhin
hinter dieser eine reflektierende Ablagerung und sodann eine rückwärtige Metallschicht
aufgebracht, welche wahlweise den Phospborablagerungen und den wahlweise mit Energie
zu versorgenden Bereichen entsprechen kann, die für die jeweiligen, zu versorgenden
Indices erforderlich sind. Dabei kann die rückwärtige Metallablagerung in ähnlicher
Weise auch als gedruckte Schaltung ausgebildet sein.
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Wenn die Indices sowohl bei beleuchtetem Armaturenbrett, als auch
bei unbeleuchtetem Armaturenbrett sichtbar sein sollen, wird auf dem Transparentträger
eine kontinuierliche weiße oder durchsichtige Schicht und sodann eine dunkle Schicht,
insbesondere eine schwarze Schicht, aufgebracht, um die Indices (etwa in Form einer
Schrift) durchsichtig oder vorzugsweise weiß auf dem dunklen bzw. noch besser schwarzen
Hintergrund erscheinen zu lassen bzw. umgekehrt. Durch Energiebeaufschlagung der
darunter liegenden gleichmäßigen Phosphorschicht erscheinen die genannten Anzeigen
oder ähnliche Anzeigen leuchtend oder sichtbar auf leuchtendem Hintergrund, da das
Licht von der klaren oder weißen Farbe leicht gedämpft wird. Die dunkle Farbe oder
vorzugsweise die schwarze oder lichtundurchlässige Farbe führt zu einer vollständigen
Lichtabsorption.
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Um die Instrumente und insbesondere, wie es meistens erforderlich
ist, mindestens deren Umfangsbereiche zu erleuchten, wird eine Öffnung in der Platte
vorgesehen, in der die Instrumente derart angeordnet werden, daß sie mit ihrem Anzeigenfeld
leicht nach
hinten gegenüber der transparenten Platte versetzt sind.
Durch eine Ablagerung von Phosphor rund um die Öffnung sowie durch eine zugehörige
Metallbeschichtung zur Energieversorgung erhält man eine Beleuchtung durch Reflektion
und Diffusion des Lichtes, das seitlich aus der Platte austritt. Die transparente
Platte bildet vorzugsweise an der Kante der Öffnung ein geneigtes Profil, das die
Emission der durch Elektrolumineszenz erzeugten Lichtenergie durch den Rand der
Öffnung erleichtert. Dieser Rand der transparenten Platte divergiert vorzugsweise
in Richtung auf das Anzeigefeld des Instrumentes.
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Die Beleuchtung kann vorzugsweise verschiedene Farben aufweisen, wobei
unterschidliche Phosphorarten verwendet werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung vonobevorzugten AusfUhrungsformen im Zusammenhang mit der beiliegenden
Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines
elektrolumineszenten Bauteils; Fig. 2 ein allgemeines Schema eines elektrolumineszenten
Armaturenbrettes, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit einige Vereinfachungen
vorgenommen wurden; Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Platte am Orte einer Signalkontrollampe;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Platte zur Veranschaulichung der Beleuchtung
eines Anzeigen feldes eines Instrumentes.
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In Figur 1 ist mit dem Pfeil f 1 diejenige Richtung angegeben, in
der das Licht von einer Platte abgegeben werden muß, um ein Armaturenbrett sichtbar
zu machen. Dementsprechend ist ein transparenter Träger 1 vorgesehen, der aus einer
Platte aus Kunstharz bestehen kann. Dahinter liegt eine transparente, elektrisch
leitfähige Schicht 3, die insgesamt als transparente
Metallablagerung
oder Metallbeschichtung bezeichnet wird. Daran schließt sich eine Phosphorschicht
5 an, die beim Ausführungsbeispiel als durchgehend dargestellt ist. Weiterhin ist
eine Ablagerung vorgesehen, die eine reflektierende Schicht 7 bildet, sowie eine
rückwärtige leitende Schicht 9, d. h., eine rückwärtige Metallablagerung. Die Schichten
3, 5, 7 und 9 sind in ihrer Dicke übertrieben dargestellt, In der Praxis sind sie
sehr dünn, etwa in der Größenordnung von einigen Mikron.
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Zwischen den Schichten 3 und 9 wird eine Wechselstrom-Potentialdifferenz
angelegt, und zwar unter Verwendung einer Schaltung, die insgesamt das Bezugszeichen(10
trägt. Dies:führt zu einer Energiebeaufschlagung der zwischenliegenden Phosphorschicht
5, so daß über einen Elektrolumineszenzeffekt Licht ausgestrahlt wird.
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Das erfindungsgemäße -Armaturenbrett basiert auf diesem Elektrolumineszenzeffekt
und auf der Anordnung,wie sie oben im wesentlichen beschrieben wurde. Die schematische
Darstellung in Figur 2 zeigt einen transparenten Träger 11, der die Platte des Armaturenbrettes
darstellt. Diese Platte trägt die einzelnen Metallablagerungen entsprechend der
Schicht 9 gemäß Figur 1, die die wahlweise anzuordnenden Energieversorgungsmittel
für die verschiedenen Zeichen oder Markierungen bilden. Im einzelnen sind Zonen
13, 15 und 17 vorgesehen, die wahlweise beleuchtet werden können, um beispielsweise
Signallampen, gegebenenfalls unter Verwendung von Aufschriften, zu bilden. Jede
dieser Zonen, die aufgrund einer entsprechenden rückwärtigen Metallablagerung entsteht,
ist mit einer in geeigneter Weise plazierten und angeordneten Energieversorgungseinrichtung
versehen. Die vordere Metallablagerung ist durchgehend ausgebildet und steht ständig
mit der Spannungsquelle in Verbindung. Weiterhin ist ein Leiter vorhanden, der sich
direkt an die jeweilige Zone anschließt.
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Vorzugsweise handelt es sich dabei um metallbeschichtete Bereiche,
wie sie etwa mit den Bezugszeichen 13 A, 15 A und 47 A versehen sind. Diese Bereiche
erstrecken sich bis zur Kante des Trägers 11, um Verbindungsstellen oder Anschlüsse
für außen liegende Leitungen zu bilden, welche die jeweils gewählte Energieversorgung
vornehmen.
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Weiterhin zeigt Figur 2 zwei Öffnungen 19 und 19 A im Träger 1Ss die
zur Aufnahme von Instrumenten mit entsprechenden Anzeigefeldern dienen. Diese Öffnungen
19 und 19 A werden von rückwärtigen, metallbeschichteten Zonen 21 und 21 A umgebene
die zugehörigen phosphorbeschichteten Zonen entsprechen. Über verlängere Bereiche
23 und 23 A der metallbeschichteten Zonen 21 und 21 A kann man einen Anschluß an
außen liegende Leitungen und dementsprechend eine elektrische Spannungsquelle erzielen.
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In diesem Falle besteht auch die Möglichkeit, einen gemeinsamen Leiter
zu verwenden, sofern beide Instrumente oder Instrumentenanordnungen, die in den
Öffnungen 19 und 19 A sitzen, gleichzeitig beleuchtet werden sollen.
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Figur 3, die ihren Bezugszeichen nach mit Figur 1 Ubereinstimmt, zeigt
den Aufbau einer Kontrollampe. Die Phosphorbeschichtung beschränkt sich auf einzelne
Zonen 5 AX 5 B und 5 C o. dgl. und wird unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens
abgelagert, beispielsweise unter Verwendung eines serigraphischen Prozesses oder
Verfahrens. Ihrer Form nach entsprechen die Bereiche den gewünschten Buchstaben
oder Ziffern der Kontrollampenanzeige.
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Es sei darauf hingewiesen, daß Phosphorarten verwendbar sind, die
Licht von unterschiedlicher Farbe aussenden. Tatsächlich kennt man zur Zeit elektrolumineszente
Phosphorarten mit den Farben Grün, Blau, Orange, Gelb, Weiß und Rot. Dementsprechend
besteht die Möglichkeit, über serigraphische Verfahren o. dgl. die gewünschten graphischen
Indices mit den gewunschten Farben zu erzeugen. Die Phosphorablagerungen liegen
auf der transparenten Metallschicht und werden von der reflektierenden Schicht 7
überlagert, die die Lichtausbeute der Anordnung erhöhen kann. Die reflektierende
Schicht kann auch aus einer Serigraphie bestehen die mehr oder weniger abgegrenzt
auf der Rückseite der Phosphorablagerungen angeordnet ist. Weiterhin kann die rlickwärtiga
Metallbeschichtung 9, ebenso wie es in Figur 2 ge2eigt ist, in abgegrenzten Zonen
hinter den Phosphorabierungen verteilt liegen, wobei sie sich über ausreichende
Fläoenabschnitte erstreckt, um
die Cnergieversoryung der Phosphorablagerurgei
sichervustellen.
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Weiterhin soll die Möglichkeit bestehen, die abgegrenztell Zonen durch
yesonderte Einrichtungen von außen her mit Energie zu versorgen. Solange die elektrische
Potentialdifferenz nicht angelf39t ist, treten die einzelnen Kontrollampen für den
Fahrer oder Uedienenden nicht in Erscheinung. Sobald es jedoch zu einer Fnergieversorgung
kommt, wird die zugehörige Kontrollampe sichtbar, und zwar einschließlich der gegebenenfalls
vorhandenen graphischen Symbole und der jeweils gewählten Farbe, um die vorgesenene
Anzeige zu liefern.
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ooferil es erwünscht ist, eine Schrift zu beleuchten2 die sowohl in
unbeleuchtetem als auch in beleuchtetem Zustand lesbar sein soll, so wird auf einer
Tragplatte eine Zone vorgesehen, die über einen Elektrolumineszenzeffekt zur Lichtabgabe
angeret werden kara ;4uf dem transparenten Träger, beispielsweise auf der Platte
aus Kunstharz, wird auf der Vorderfläche, d. h., auf derjenigen Fläche, die der
transparenten und leitenden vorderen Metallbeschichtung gegenüberliegt, eine Ablagerung
aufgebracht, beispielsweise eine kontinuierliche weiße Schicht.
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Diese Schicht tragt die lesbaren Schriftzeichen, und zwar entweder
ohne rückwärtige Beleuchtung, oder aber vorzugsweise mit rückwärtiger 3eleuchtung.
Die rückwärtige Beleuchtung wird von weißer Farbe leicht und von schwarzer oder
lichtundurchlässiger Farbe vollständig gedämpft.
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Nach Figur 4 ist ein transparenter Träger 31 vorgesehen, dessen Vorderseite
eine lichtundurchlässige Farbe 33 trägt. Die Farbe kann in Zonen 35 unterbrochen
sein, welche eine Durchgangsöffnung 37 entsprechend den Öffnungen 19 oder 19 A umgeben.
In den Zonen 35 können nach Wunsch geeignete Ziffern oder Schriftzeichen angeordnet
werden. Die Grenzfläche zwischen dem Träger 31 und der lichtundurchlässigen Farbe
33 kann in geeigneter Weise reflektierend sein oder so ausgebildet werden, daß sie
das einfallende Licht mehr oder weniger diffus und mehr oder weniger gerichtet durchläßt.
Die Anordnung umfaßt weiterhin eine transparerte Metallbeschichtung 39, eine Phosphorschicht
41, eine
rückwärtige reflektierende Schicht 43 und eine rückwärtige
Metallschicht 45. Ein Instrument 47 liegt mit seinem Anzeige feld geringfügig versetzt
hinter dem Transparenttrager 31, und zwar derart, daß das seitlich aus dem Träger
reflektierte und emittierte Licht sowie das aus der Fläche der Durchtrittsöffnung
37 kommende Licht auf die Fläche 47 A des Anzeigefeldes fällt. Die Kante des Trägers
31 kann in Übereinstimmung mit der Durchgangsöffnung 37 konturiert sein, und zwar
mit einer nach rückwärts divergierenden Neigung, um den Effekt der Lichtemission
zu steigern.
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Die einzelnen Schichten können mit bekannten Verfahren aufgebracht
werden. Insbesondere wird die transparente und leitende Schicht unter Vacuum auf
den Träger aufgedampft, der aus Acrylharz besteht und als einstückiges Bauteil den
Träger für das gesamte Armaturenbrett darstellen= kann. Die Phosphorschichten, d.
h., die rückwärtigen Phosphorschichten, können aus reflektierenden Substanzen (Bariumtitanat
o. dgl.) und aus leitenden Substanzen bestehen, um die rückwärtige Metallablagerung
zu ersetzen. Man kann diese Phosphorschichten in Form von geeigneten Farben aufbringen.
Sämtliche Schichten können eine Dicke in der Größenordnung eines Mikrons oder einiger
zehn Mikrons aufweisen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die im Zusammenhang mit der Zeichnung
beschriebenen Ausführungsformen lediglich ein Beispiel für die praktische Durchführung
der Erfindung geben sollen und daß im Rahmen der Erfindung Abwandlungen nach Form
und Anordnung möglich sind.