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Leuchtanzeigefeld, insbesondere für fernmeldetechni-
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sche Geräte.
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Die Erfindung betrifft ein Leuchtanzeigefeld, insbesondere für fernmeldetechnische
Geräte, mit einem Haltekörper für eine Vielzahl von einer durchscheinenden Abdecktafel
zugeordneten elektrischen Leuchtelementen, welcher Haltekörper mit schachtartigen
Hohlräumen für die Aufnahme von Jeweils einem der Leuchtelemente versehen ist, wobei
die Hohlräume mit parallelen Achsen und im wesentlichen gleichmäßigem Querschnitt
senkrecht in eine ebene Begrenzungsfläche des Haltekörpers münden.
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Bei derartigen Leuchtanzeigefeldern wird mit den einzelnen elektrischen
Leuchtelementen eine punktuelle Beleuchtbarkeit der Abdecktafel angestrebt, die
in den einzelnen Leuchtelementen räumlich zugeordneten Abschnitten mit Symbolen
versehen ist. Die Symbole werden durch das Beleuchten auf der den Leuchtelementen
abgewandten Seite der Abdecktafel einzelen sichtbar gemacht.
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Bei einem bekannten derartigen Anzeigefeld sind die Leuchtelemente
in den flohlräumen oder Aufnahmekammern des Halteköpers durch die sie umgebenden
Begrenzungswände weitgehend nach der Seite abgeschirmt, um beim punktuellen Beleuchten
der Abdecktafel,zum Zwecke der Eindeutigkeit der Leuchtanzeige, eine möglichst kleine
Lichtstreuung zu erzeugen.
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Beim Aufbau des bekannten Anzeigefeldes unter Verwendung von Glühlampen
wurde konstruktiv besonders die Wärmeentwicklung dieser Lampen berücksichtigt. Die
die Lampen aufnehmenden Kammern des Haltekörpers wurden ausreichend groß dimensioniert,
und zwischen der ebenen Begrenzungsfläche des Haltekörpers, die die Mündungen der
Kammern enthält, und der durchscheinenden Abdecktafel, die als Symbolträger dient,
wurde besonders weil es sich bei der Abdecktafel um ein Thermoplastteil handelt,
ein ausreichender Abstand für ein zirkulierbares Luftpolster vorgesehen.
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Der das Luftpolster bildende Abstand ermöglicht jedoch seinerseits
wieder Lichtstreuung und damit seitliche Überstrahlung auf benachbarte Anzeigeabschnitte
der Abdecktafel.
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Die als Kunststoff-Spritzteil gestaltete Abdecktafel wurde aus diesem
Grund auf ihrer den Lampen zugekehrten Seite zusätzlich mit die einzelnen Anzeigeabschnitte
abgrenzenden, einstückig mitgeformten Rippen versehen.
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Eine weitere Forderung, nämlich nach bequemer Auswechselbarkeit der
Leuchtelemente, ist in der verhältnismäßig kurzen Lebensdauer von Glühlampen begründet.
Der Querschnitt der schachtartigen Kammern muß deshalb, zum Auswechseln der Lampen,
auch groß genug für das Eingreifen mit einem Werkzeug zum Herausziehen der Lampen
dimensioniert sein.
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Der Haltekörper in dem bekannten Anzeigefeld ist mit Rücksicht auf
die Wärmestrahlung der Glühlampen als Metall-Druckgußteil gestaltet. Er enthält
in den einzelnen Auf-
nahmekammern auf einem Träger aus Isoliermaterial
Jeweils die Kontakt- und Halteelemente für die einsetzbaren Lampen.
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An der Bodenfläche des Haltekörpers sind die Anschlußfahnen der Kontaktelemente
aus den einzelnen Kammern herausgeführt und mittels flexibler Leitungen an die Geräteschaltung
angeschlossen.
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Die Glühlampe wird als Anzeigeelement in der Fernsprechtechnik mehr
und mehr durch die Leuchtdiode verdrängt, die der Glühlampe in allem als nachteilig
ansehbaren, im vorstehenden aufgeführten Eigenschaften überlegen ist und außerdem
noch den Vorteil des geringeren Stromverbrauchs für sich hat. Leuchtdioden in einer
handelsüblichen Bauform haben einen lichtdurchlässigen, zylinderförmigen, nach einer
Seite eine kugelige Kuppel bildenden Glaskörper mit einer rechtwinkelig zu seiner
Achse verlaufenden, ebenen Bodenfläche, aus der für den elektrischen Anschluß und
die mechanische Befestigung zwei parallele Anschlußdrähte senkrecht austreten. Im
Bereich der Bodenfläche bildet der zylindrische Glaskörper einen umlaufenden Flansch,
der an einer auf die Anschlußdrähte orientierten Seite tangential bis an die zylindrische
Mantelfläche des Glaskörpers abgeflacht ist.
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Derartige Leuchtdioden sind vorgesehen für das unmittelbare Einlöten
in Leiterplatten. Es sind auch Halteelemente aus Isolierstoff bekannt, die eine
solche Leuchtdiode mechanisch in bestimmtem Abstand und bestimmter Lage über der
Leiterplatte halten, während die Anschlußdrähte durch das Halteelement hindurch
in die Leiterplatte geführt und dort festgelegt sind. In diesem Fall ist Halteelement
und Leuchtdiode gemeinsam durch die an der Leiterplatte festgelöteten Anschlußdrähte
mit der Leiterplatte verbunden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine lageorientierte mechanische Halterung
mit seitlichem Überblendschutz für eine vorgegebene Vielzahl von Leuchtdioden in
einem Leuchtanzeige-
feld mit Abdecktafel anzugeben, bei der die
Vorteile der Leuchtdiode als Anzeige-Bauelementgegenüber der Glühlampe voll genutzt
sind.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem
Haltekörper aus Kunststoff mit schachtartigen Hohlräumen zur platzsparenden Aufnahme
je einer Leuchtdiode der Querschnitt der Hohlräume wenigstens im Bereich ihrer Bodenfläche
der Umfangslinie der Leuchtdioden im Bereich des asymmetrisch abgeflachten Flansches
entspricht, und daß der Boden jedes Hohlraums wenigstens mit einem einem Bruchteil
der Querschnittsfläche entsprechenden Durchbruch versehen ist, durch den hindurch
die Anschlußdrähte der betreffenden Leuchtdiode in Anschlußbohrungen einer Leiterplatte
eingreifen, auf welcher Leiterplatte der Haltekörper aufgesetzt ist.
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Die in Bezug auf Wärmeentstehung und Auswechselbarkeit der Leuchtelemente
bei Glühlampen erforderlichen Maßnahmen können bei der Verwendung von Leuchtdioden
für ein Anzeigefeld vernachläßigt werden. Es ergibt sich deshalb, insbesondere für
die Halteeienrichtung, bei Leuchtdioden ein wesentlich einfacherer konstruktiver
Aufbau. Durch die Anpassung des Querschnitts der Aufnahmekammern an den asymmetrisch
abgeflachten Grundriß der Leuchtdiode ist ein lagerichtiges Einsetzen der Leuchtdioden
in die Kammern mit Rücksicht auf diese elektrische Polung erzwungen. Die Leuchtdioden
können von oben in die Kammern des Haltekörpers eingesetzt und gemeinsam mittels
Schwalllötung in der Leiterplatte verlötet werden.
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Durch das unmittelbare Festlöten der Anschlußdrähte der Leuchtdioden
in der Leiterplatte ist jede Leuchtdiode für sich auch mechanisch mit der Leiterplatte
verbunden.
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Alle Leuchtdioden gemeinsam halten gleichzeitig den Haltekörper, dessen
Haltefunktion sich für die Leuchtdioden
in der Hauptsache auf ein
Positionieren und ein paralleles Ausrichten der Achsen beschränkt Der Haltekörper
kann wenigstens im zur Mündung gewandten Bereich der schachtartigen Hohlräume eine
verspiegelte Oberfläche aufweisen, die z.B. durch Aufdampfen oder galvanisches Aufbringen
eines Metallüberzugs erzeugt sein kann. Die Seitenwände der Hohlräume dienen in
erster Linie dem seitlichen Uberblendschutz beim punktuellen Ausleuchten einer Anzeigetafel,
auf der durch jedes Leuchtelement das jeweils in deren Leuchtbereich befindliche
Symbol sichtbar werden soll. Durch die Verspiegelung der die Leuchtdioden aufnehmenden
Hohlräume des Haltekörpers wird je Leuchtelement eine Lichtbündelung bezweckt, um
damit die für die Anzeige wirksame Lichtausbeute zu erhöhen.
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Um die Wirksamkeit des seitlichen Überblendschutzes durch die die
Leuchtdioden umgebenden zylindrischen Wände beim punktuellen Ausleuchten von den
Leuchtdioden zugeordneten lichtdurchlässigen Abschnitten eines Symbolträgers, z.B.
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einer durchscheinenden Abdecktafel, voll zu nutzen, ist es wichtig,
diesen Symbolträger möglichst nahe an derjenigen Begrenzungsfläche des Haltekörpers,
in der die Öffnungen der Aufnahmekammern liegen, anzuordnen; Nur dadurch kann vermieden
werden, daß beim Ausleuchten eines angesteuerten Abschnittes des Symbol trägers
benachbarte Abschnitte ebenfalls von der Seite her Licht erhalten.
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Ein für Teile aus Thermoplast schädlicher Wärmestau, wie er bei Anzeigefeldern
mit Glühlampen zu berücksichtigen ist, braucht bei Leuchtdioden nicht befürchtet
zu werden.
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Die entsprechende Begrenzungsfläche des Haltekörpers mit den die Leuchtdioden
enthaltenden Öffnungen und die als Symbolträger dienende Abdecktafel dürfen sich
für optimalen Überblendschutz bei der Verwendung von Leuchtdioden sogar unmittelbar
berühren.
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Es ist auch bekannt, als Symbolträger einen Planfilm-Streifen vorzusehen,
und diesem mit der den Leuchtdioden zugewandten Fläche der Abdecktafel zu verbinden.
Das unmittelbare Anlegen der Abdecktafel, ggf. mit zugeordnetem Filmstreifen als
Symbolträger, am Haltekörper ist konstruktiv u.U. schon im Hinblick auf maßliche
Toleranzen nicht ohne weiteres realisierbar, da die Abdecktafel meist unmittelbar
dem Gehäuse des betreffenden Gerätes, die Halteeinrichtung für die Leuchtdioden
dagegen dem inneren Aufbau des Gerätes zugeordnet sind.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann aber ein Planfilm-Streifen
als Symbolträger auch unmittelbar dem Haltekörper zugeordnet , nämlich auf die Mündungen
der Hohlräume gelegt und an der betreffenden Begrenzungsfläche des Haltekörpers
befestigt sein. Die Abdecktafel kann in diesem Fall ohne Nachteil für die so erzielte
Sicherheit gegen seitliches Überblenden, in variablem, geringem Abstand über dem
mit dem Symbolträger verbundenen Haltekörper verlaufen.
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In der die Mündungen der Hohlräume für die Leuchtdioden enthaltenden
Begrenzungsfläche des Haltekörpers können zwischen diesen Mündungen weitere kleinere
Öffnungen vorgesehen sein, in die z.B. Halteelemente zur Festlegung des Symbolträgers
eingreifen.
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Die äußere Bodenfläche des Haltekörpers, aus der die Anschlußdrähte
der eingesetzten Leuchtdioden austreten, kann unmittelbar auf eine Leiterplatte
aufgesetzt sein.
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Zur Lageorientierung auf der Leiterplatte, deren Rasterbohrungen für
die Anschlußdrähte der Leuchtdiode den Durchbrüchen im Boden der Aufnahmekammern
des Haltekörpers zugeordnet. sein müssen, kann der Haltekörper mit aus seiner äußeren
Bodenfläche senkrecht hervortretenden Zentrieransätzen versehen sein, die in Zentrierbohrungen
der Lei-
terplatte eingreifen. Zentrieransätze und Bohrungen können
in ihrer Anordnung und Dimensionierung so aufeinander abgestimmt sein, daß sie unabhängig
von ihrer Positionierungsaufgabe beim Ineinanderfügen auch eine vorläufige, lagefeste
Verbindung zwischen Haltekörper und Leiterplatte herstellen.
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Die äußere Bodenfläche des Haltekörpers braucht nicht unmittelbar
selbst an der Leiterplatte anzuliegen. Es können für die Anlage an der Leiterplatte
auch Rippen an der Bodenfläche des Haltekörpers vorgesehen sein, die einen Luftraum
zwischen Leiterplatte und Haltekörper, und damit eine Temperaturisolierung für die
Leuchtdioden beim Löten erzeugen und Unebenheiten ausgleichen können.
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Nach einer Weiterbildung kann der Haltekörper aus zwei Einzelteilen
zusammengesetzt sein, wobei die Trennfuge im Wesentlichen in einer zwischen der
der Leiterplatte zugewandten und der die Mündungen der Hohlräume enthaltenden Begrenzungsfläche
des Haltekörpers gelegenen, parallelen Ebene verlaufen kann. Die die Leuchtdioden
enthaltenden-Hohlräume können dadurch jeweils zum Teil in einem ersten, flachen,
an der Leiterplatte anliegenden Abschnitt des Haltekörpers als Aufnahmemulden für
den Fußbereich der Leuchtdioden, und zum anderen Teil in einem zweiten Abschnitt
des Haltekörpers als Durchgangsbohrungen mit parallel orientierten Achsen enthalten
sein.
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Der erste, flache Abschnitt des Haltekörpers, als Unterteil der Leuchtdioden-Halterungtkanndurch
die in die Leiterplatte eingelöteten Leuchtdioden auch als mechanisch mit der Leiterplatte
verbunden gelten. Der zweite Abschnitt, der mit den Zylinderflächen seiner Durchgangsbohrungen
die die Leuchtdioden umgebenden Wände für den seitlichen Blendschutz bildet, kann
- nach der Montage des ersten Teils mit den Leuchtdioden auf der Leiterplatte -
auf diesem ersten, die Leuchtdioden enthaltenden Abschnitt
aufgesetzt
und mit beliebigen, bekannten Verbindungselementen damit verbunden sein. Es ist
z.B. möglich, Unterteil und Oberteil des Haltekörpers sowie die Leiterplatte mit
fluchtenden Durchgangsbohrungen zu versehen, und diese Teile mittels von der dem
Haltekörper abgewandten Seite der Leiterplatte aus eingreifender Schrauben zu verbinden.
An beiden Abschnitten des Haltekörpers können auch an den einander zugewandten Flächen
vorstehende bzw. zurückgesetzte, miteinander korrespondierende Führungselemente
vorgesehen sein, durch die die beiden Abschnitte des Haltekörpers vorab in ihrer
Lage zueinander orientierbar sind.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Draufsicht auf einen
Haltekörper für Leuchtdioden, in etwa natürlicher Größe, Fig.2 einen Aufriß eines
Abschnittes der Halteeinerichtung mit auseinandergezogenen Einzelteilen des Haltekörpers
und der Leiterplatte, in vergröBerter, nach dem in Fig. 4 angegebenen Schnittverlauf
geschnittener Darstellung, Fig. 3 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 2,
in zusammengesetztem, teilweise geschnittenem Zustand, und Fig. 4 eine Draufsicht
auf einen Abschnitt eines Haltekörpers in vergrößerter Darstellung.
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Der Haltekörper 1 für die Leuchtdioden 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
ein quaderförmiger Körper aus zwei, ein Oberteil 2 und ein Unterteil 3 bildenden,
zusammengesetzten Kunststoffspritzteilen. Das Oberteil weist durchgehende Hohlräume
4 mit parallelen Achsen und
gleichförmigem, zylindrischem Querschnitt
auf, die senkrecht nach beiden Seiten in parallele, einander gegenüberliegende Begrenzungsflächen
des Oberteils münden.
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Die zylindrischen Wände 8 dieser, den wesnetlichen Teil der Glaskörper
der Leuchtdioden 5 aufnehmenden Hohlräume bewirken die Abschirmung gegen seitwärts
austretendes Licht. Die Öffnungen der zylindrischen Schächte sind nach einer Seite
unmittelbar einem Symbolträger 9 zugewandt, auf dem in entsprechenden Abschnitten
durchleuchtbare Symbole abgebildet sind. Der Symbolträger ist als Planfilm-Streifen
ausgebildet und am Haltekörper festgelegt mittels in den Haltekörper eingreifender
Halteelemente 10 (Fig. 2). Zur besseren Lichtausbeuteutung sind die zylindrischen
Wände der Hohlräume verspiegelt.
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Das Oberteil des Haltekörpers ist zwischen den die Leuchtdioden aufnehmenden,
zylindrischen Durchgangsöffnungen mit weiteren, kleineren, parallel dazu orientierten,
ebenfalls durchgehende Kanäle 11 bildenden Bohrungen versehen, die bei der Herstellung
des Haltekörpers als Kunststoffspritzteil der Vermeidung von Materialanhäufungen
dienen.
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In einige dieser Kanäle 11 greifen die Halteelemente 10 zur Befestigung
des Symbolträgers ein. Das Oberteil des Haltekörpers mit dem aufgelegten Symbolträger
ist bei der kompletten, zusammengebauten Leuchtanzeigeeinrichtung von einer durchscheinenden,
im Gerätegehäuse festgelegten Abdecktafel überdeckt. (Nicht dargestellt.) Das Unterteil
3 des Haltekörpers ist auf seiner dem Oberteil zugewandten Seite mit den zylindrischen
Hohlräumen 4 des Oberteils zugeordneten Mulden 12 versehen. An der ebenen Bodenfläche
der Mulden liegen die Leuchtdioden 5 mit der ebenen Begrenzungsfläche ihres Glaskörpers
an. Der Grundriß der Mulden entspricht annähernd der Zylinderform der die Glaskörper
der Leuchtdioden umgebenden Wände 8 im Oberteil des Haltekörpers. Er weist je-
doch
an einer Stelle der im wesentlichen kreisförmigen Umfangslinie eine geradlinige,
dem Verlauf einer in den Kreisbogen gespannten Sehne entsprechende, symmetrische
Abflachung 13 auf, die einer entsprechenden, am Flansch 6 des Glaskörpers bei der
hier benutzten Bauform von Leuchtdioden in geometrischer Beziehung zu den Anschlußdrähten
vorgesehenen Abflachung angepaßt ist, und damit die polrichtige Einbaulage der Leuchtdiode
in der Mulde bestimmt. Die ebenen Bodenflächen der Mulde sind jeweils mit einem
schlitzartigen Durchbruch 14 versehen, durch den die Anschlußdrähte 7 der Leuchtdioden
aus der Bodenfläche des Haltekörpers herausgeführt sind.
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Das Unterteil des Haltekörpers ist mit seiner vom Oberteil abgekehrten
Bodenfläche auf eine Leiterplatte 15 aufgesetzt. Die Leiterplatte ist auf übliche
Art vorzugsweise einseitig mit Leiterbahnen versehen und besitzt Rasterbohrungen,
die insbesondere für die Aufnahme der Anschlußdrähte der im Haltekörper aufgenommenen
Leuchtdiode positioniert sind.
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Um Haltekörper und Leiterplatte in der richtigen Lage zusammenzubringen,
sind beide Teile mit korrespondierenden Postitionierelementen versehen. Die Leiterplatte
weist im Ausführungsbeispiel für diesen Zweck spezielle Bohrungen auf, in die an
der Bodenfläche des Haltekörpers senkrecht vorstehende, zapfenartige Ansätze 16
lagefest einsetzbar sind. Diese Positionierelemente können in ihrer Anordnung und
Dimensionierung so aufeinander abgestimmt sein, daß sie eine vorläufige, für die
Montagearbeit ausreichend feste Verbindung des Unterteils des Haltekörpers mit der
Leiterplatte bewirken.
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Das Unterteil des Haltekörpers liegt im Ausführungsbeispiel nicht
unmittelbar mit seiner Bodenfläche an der Leiterplatte an, sondern ist mit aus der
Bodenfläche heraus-
tretenden Rippen 17 zur distanzierten Anlage
versehen.
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Auf diese Weise wird ein Luftraum zwischen der Bodenfläche des Haltekörpers
und der Leiterplatte zur besseren Abschirmung der Leuchtdioden gegen die Lötwärme
gebildet.
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Gleichzeitig ist durch die Rippen die ebene, verzugsfreie Anlage von
Haltekörper und Leiterplatte begünstigt.
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Zur Befestigung des vollbestückten Haltekörperunterteils an der Leiterplatte
kann selbstverständlich die vielfache Lötverbindung der Anschlußdrähte der Leuchtdioden
mit der Leiterplatte als ausreichend angesehen werden, vor allem, da bis zum Löten
die vorläufige Befestigung durch die Positionierelemente hinzukommt. Für das Haltekörperoberteil
ist aber zumindest eine eigene, zusätzliche Befestigung erforderlich.
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Man kann den Haltekörper selbstverständlich auch einteilig gestalten.
Bei der in diesem Fall vergrößerten Masse des einstückigen Kunststoffteils wäre
jedoch auch eine zusätzliche, mechanische Halterung an der Leiterplatte zweckmäßig.
Für die zusätzliche Halterung wären Halteelemente denkbar, die z.B. als elastische
Arme vom Haltekörperoberteil aus in Durchbrüche der Leiterplatte eingreifen und
dort verrasten können. Es ist aber auch, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, eine
Schraubverbindung denkbar. Die Leiterplatte 15 und das Haltekörperunterteil 3 sind
dazu mit fluchtenden, auf Kanäle 11 im Oberteil 2 orientierten Durchgangsbohrungen
19 versehen. Die Schraube 18 durchsetzt von der dem Haltekörper abgewandten Seite
aus die Leiterplatte und das Unterteil und formt sich im betreffenden Kanal 11 des
Oberteils ihr Befestigungsgewinde.
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Um das Unter- und das Oberteil des Haltekörpers vor dem Verbinden
in die richtige Lage zueinander bringen zu können, sind auch hier wieder korrespondierende
Positionierelemente vorgesehen. Am Unterteil sind es zapfenartige
Ausformungen
20, die wiederum in bestimmte der im Oberteil ohnehin vorhandenen Kanäle 11 eingreifen.
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8 Patentansprüche 4 Figuren