DE4336624A1 - Anzeigeelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigeelement gemäß dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein derartiges aus dem US-Patent 4 727 289 bekanntes Anzeigeelement enthält ein Leuchtelement mit Licht emittierenden Dioden (LED). Diese LEDs sind auf einer gedruckten Schaltung angeordnet und befinden sich innerhalb einer licht­ durchlässigen Kappe, welche mit einem Sockel aus Metall verbunden ist. Der Sockel enthält nach außen geführte Kontakte, welche über innerhalb des Sockels liegende Leitungen mit der gedruckten Schaltung oder Platine verbunden sind. Ferner ist im Inneren des Sockels ein Vorschaltwiderstand angeordnet, um bei­ spielsweise den direkten Anschluß an eine Netzspannung von 100 Volt zu er­ möglichen. Die Herstellung der Verbindung zwischen den Kontakten und dem Leuchtelement erfordert einen erheblichen Fertigungs- und Montageaufwand. Die Kontaktierung der im Inneren des Sockels vorhandenen Leitungen und des Vorschaltwiderstandes mit der Platine und den nach außen führenden Kontakten erfordert eine hohe Präzision bei der Montage. Es sind aufwendige und kosten­ intensive Maßnahmen zur Qualitätskontrolle erforderlich.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das genannte Anzeigeelement dahingehend weiterzubilden, daß eine funktionssichere Kon­ struktion bei vereinfachter Fertigung gewährleistet ist. Problematische Löt- oder Kontaktverbindungen sollen vermieden werden und die Montage des Anzeigeele­ ments soll in einfacher Weise durchgeführt werden können. Das Anzeigeelement soll in einzelne Baugruppen unterteilt sein, welche schnell und funktionssicher miteinander verbunden werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Das vorgeschlagene Anzeigeelement enthält im Inneren des Sockels Federn, welche die elektrische Verbindung zwischen den nach außen führenden Kon­ takten, insbesondere Flachsteckern, und der Platine mit den Leuchtelemente herstellen. In zweckmäßiger Weise ist ein mit dem Sockel verbindbares Halte­ element vorgesehen, welches sowohl die nach außen führenden Kontakte als auch die genannten Federn trägt. Das insbesondere als Hülse ausgebildete Halte­ element enthält im Inneren wenigstens zwei Kammern zur Aufnahme jeweils einer Feder, welche durch wenigstens eine Zwischenwand der Hülse voneinander elektrisch isoliert sind. Das Halteelement zusammen mit den Kontakten und Federn bildet eine erste vorgefertigte Baugruppe, welche nachfolgend auch als Kontaktteil bezeichnet wird. Es ist ferner eine zweite Baugruppe vorgesehen, welche nachfolgend auch als Leuchtteil bezeichnet wird und die Platine mit dem oder den Leuchtelementen, insbesondere LEDs sowie Kontakte enthält, an wel­ chen die genannten Federn der ersten Baugruppe unter Vorspannung anliegen. Die Kontakte der Platine sind bevorzugt ringförmig ausgebildet, so daß durch Vorgabe unterschiedlicher Radien bzw. Abstände der Kontakte von der Längs­ achse des Anzeigeelements und entsprechende Zuordnung und Anordnung der Federn der ersten Baugruppe bedarfsweise die Anpassung an unterschiedliche Verschaltungen und Kontaktierungen ermöglicht wird. Es können auf der jeweils zum Einsatz gelangenden Platine eine Anzahl von Leuchtelementen, insbesonde­ re LEDs, als Ziffern oder Buchstaben angeordnet sein, wobei durch Auswahl der gewünschten Platine bzw. Baugruppe und Zusammenbau mit dem zugeordneten Kontaktteil das gewünschte Anzeigeelement zusammengebaut werden kann. Durch die standardisierten Baugruppen wird eine nicht unerhebliche Verein­ fachung der Fertigung und der Montage gewährleistet. Es wird ein flexibler Platinenaufbau und somit die Anpassung an die jeweiligen Anforderungen und Einsatzgebiete ermöglicht, wobei im übrigen die anderen Bauteile des Anzeige­ elements praktisch unverändert bleiben können und ferner die Montage unabhän­ gig von dem jeweiligen Platinenaufbau jeweils übereinstimmend durchgeführt wird.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch das Anzeigeelement,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das als Hülse ausgebildete Halteelement für die Federn und Kontaktstifte,

Fig. 3 eine Ansicht auf ein Halteelement ähnlich Fig. 2 in Blickrich­ tung III.

Das in Fig. 1 dargestellte Anzeigeelement ist als Meldegerät ausgebildet und enthält einen Sockel 2, welcher mit einem Flansch 4 verbunden ist. Der Flansch 4 besitzt eine zur Längsachse 6 orthogonale Anlagefläche 8, welche beispiels­ weise an einer Frontplatte eines elektronischen Gerätes oder dergleichen zur Anlage gebracht werden kann. Zwischen dem Sockel 2 und dem Flansch 4 ist ein Verbindungsbereich 10 vorhanden, welcher insbesondere als eine Rastverbindung bekannter Art ausgebildet sein kann. Des weiteren können Sockel 2 und Flansch 4 einteilig ausgebildet sein. Am vorderen für einen Betrachter sichtbaren Ende besitzt das Anzeigeelement eine lichtdurchlässige bzw. transparente Kappe 12, welche ggf. den Erfordernissen entsprechend gefärbt sein kann. Die Kappe 12 ist über hier nicht weiter dargestellte Verbindungsteile, insbesondere Rastverbindun­ gen, mit dem Flansch 4 verbunden.

Der Sockel 2 ist rohrförmig ausgebildet und an seinem der Kappe 12 abge­ wandten hinteren Ende 14 offen ausgebildet. Der Sockel 2 umgibt ein Halte­ element 16, welches als Hülse mit einem Boden 18 ausgebildet ist. Durch den Boden 18, welcher dem hinteren Ende 14 des Sockels 2 zugewandt liegt, ist ein Kontaktstift 20 durchgeführt, welcher als Flachstecker ausgebildet ist. Der Kon­ taktstift 20 ist in hier nicht weiter dargestellter Weise mit dem Halteelement 16 bzw. dessen Boden 18 derart verbunden, daß nach der Montage eine Bewegung in Richtung der Längsachse 6 nicht möglich ist. Im Inneren der Hülse 16 ist ferner eine Feder 22 vorgesehen, welche als Druckfeder ausgebildet ist und im montierten Zustand am hinteren Ende des Kontaktes 20, ggf. über ein Elektro­ nikbauteil 24 unter Vorspannung anliegt. Das Elektronikbauteil 24 ist hier bei­ spielshaft als Vorschaltwiderstand ausgebildet, doch kann bedarfsweise auch eine Diode oder dergleichen vorgesehen sein. Die Feder 22 ragt am vorderen Ende 26 der Hülse 16 teilweise aus dieser heraus.

Um vor der Montage ein unerwünschtes Herausfallen der Feder 22 zu unter­ binden, enthält die Hülse 16 im Bereich des vorderen Endes 26 eine Arretierung 28, welche in zweckmäßiger Weise als eine Abdeckplatte ausgebildet ist. Die Arretierung 28 weist eine doppelkonische Öffnung 30 auf, durch welche die Feder 22 durchgeführt ist. Infolge der doppelkonischen Ausbildung der Öffnung 30 wird ein Festhaken der Feder 22 verhindert. Die Feder 22 enthält zwei Teile mit unterschiedlichen Durchmessern, wobei der Teil mit dem kleineren Durch­ messer die Öffnung 30 durchdringt. Die Längen und Durchmesser der Feder sowie Konus und Durchmesser der Öffnung 30 sind derart aufeinander abge­ stimmt, daß vor der Montage das innere Federteil mit dem größeren Durchmes­ ser an der Abdeckplatte 28 anliegt und somit ein Herauslösen der Feder unter­ bunden ist. Im hier dargestellten montierten Zustand liegt die Feder 22 an der Abdeckplatte 28 nicht mehr an, so daß die Federkraft im vollen Umfang einer­ seits auf den nach außen geführten Kontakt oder Flachstecker 20 und anderer­ seits auf den nachfolgend noch zu erläuternden Kontakt 32 einer Platine 34 wirksam ist.

Die Abdeckplatte 28 ist mittels einer Rastverbindung mit der Hülse 16 verbun­ den, welche hierfür eine hinterschnittene Ringnut 36 am vorderen Ende 26 ent­ hält. Die Abdeckplatte 28 besitzt an ihrem Außenrand zwei winklig einander zugeordnete Flächen 38, 40, welche auf die Abmessungen der Ringnut 36 abge­ stimmt sind, um sowohl das Einsetzen als auch das nachfolgende Arretieren zu ermöglichen. Zur weiteren Kontaktierung der Platine 34 sind in entsprechender Weise in dem Halteelement 16 ein zusätzlicher Kontakt und eine zweite Feder angeordnet. Wie ersichtlich, ist das elektronische Bauteil 25 ebenso wie die Feder 22 in einer Kammer 42 angeordnet, wobei im Inneren des Halteelements 16 eine Trennwand 46 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist funktionssicher eine elektrische Isolierung zwischen den verschiedenen Federn der einzelnen Stromzu­ führungen sichergestellt.

Der Sockel 2 besitzt insbesondere im Bereich seines hinteren Endes 4 ein innen­ liegendes Rastelement 48, welches in einer Ringnut 50 an der Außenseite des Halteelements 16 eingreift. Das Halteelement 16 und zweckmäßig auch der Sockel 2 bestehen aus Kunststoff, und aufgrund der somit vorgegebenen federela­ stischen Verformbarkeit ist das Einsetzen der vorgefertigen ersten Baugruppe mit dem Halteelement 16, den Kontakten 20 und Federn 22 in den Sockel 2 problem­ los möglich. Bei der Montage wird das Kontaktteil bzw. die vorgefertigte erste Baugruppe einfach von hinten in den Sockel 2 eingeschoben, wobei das Einschie­ ben durch eine an der Außenseite des Halteelements 16 vorgesehenen Schräg­ fläche 52 erleichtert wird.

Die Platine 34 weist auf ihrer Vorderseite Leuchtelemente 54 auf, welche hier als LED ausgebildet sind und in geeigneter Weise über hier nicht weiter dargestellte Leiterbahnen oder dergleichen mit den bereits genannten Kontakten 32 an der Rückseite verbunden sind. Die Platine 34 befindet sich innerhalb eines Tragkör­ pers 56 und einer Abdeckung 58, welch letztere durch eine Ultraschall-Ver­ schweißung 60 miteinander dicht und/oder fest verbunden sind. Der Tragkörper 56, die Abdeckung 58 und die darin eingeschlossenen Platine 34 bilden ein Leuchtteil bzw. eine zweite vorgefertige Baugruppe, welche in der dargestellten Weise von vorn in den Sockel 2 und/oder den Flansch 4 eingeschoben und mit diesem in hier nicht weiter dargestellter Weise mittels Rastverbindung oder dergleichen verbunden ist. Die Abdeckung 58 besteht aus transparentem und/oder lichtdurchlässigem Material und besitzt an ihrer Vorderseite Streu­ elemente 62, wie Streuprismen oder dergleichen. Vor die Streuelemente 62 ist in die Abdeckung 58 eine transparente Scheibe 65 mit weiteren Streuelementen 63 eingesetzt, welche mit einer gestrichelten Linie angedeutet sind. Sind die Streu­ elemente 62 sowie 63 als Rillen ausgebildet, so verlaufen diese quer zueinander, um eine gute Auffächerung des ausgesandten Lichtes zu ermöglichen. In einer alternativen Ausgestaltung weist die Abdeckung 58 selbst keine Streuelemente auf, während allein die Scheibe 65 die Streuelemente 63 in Form von Streu­ prismen, Rillen oder dergleichen aufweist.

Wie ersichtlich, erfolgt die Kontaktierung der Platine durch die unter Vorspan­ nung an dem Kontakt 32 anliegende Druck-Feder 22, deren hinteres Ende in der oben erläuterten Weise gleichfalls unter Vorspannung über das Elektronikbauteil 25 mit dem hinteren Kontakt bzw. Kontaktstift 20 gleichfalls unter Vorspannung anliegt. Des weiteren ist ein elastischer Dichtring 64 zwischen dem Tragkörper 56 und der Innenwand des Sockels 2 vorhanden, um das Eindringen von Feuchtig­ keit oder Schmutz in das Innere möglichst zu unterbinden.

In einer besonderen alternativen Ausgestaltung können die beiden vorgenannten Baugruppen, nämlich Kontaktteil und Leuchtteil, miteinander verbunden sein und gemeinsam in den Sockel 2 eingesetzt werden. Bei einer derartigen Ausführungs­ form, ähnlich Fig. 1, ist das vordere Ende 26 des Halteelements 16 mit der Innenfläche des Tragkörpers 56 des Leuchtteils durch Schweißen oder Kleben verbunden. Die beiden vereinigten Baugruppen können von vorn in den Sockel 2 gemeinsam eingesetzt werden, wobei die Rastverbindung mit dem Rastelement 48 entsprechend geändert oder durch eine andere Verbindung, insbesondere eine Klebe- oder Schweißverbindung ersetzt ist. Des weiteren kann im Rahmen dieser Erfindung das Leuchtteil der ersten Baugruppe einen kleineren Durchmesser als gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform derart aufweisen, daß das Leuchtteil gemeinsam mit dem verbundenen Kontaktteil vom hinteren Ende 14 her in den Sockel 2 eingesetzt werden kann. Auch bei dieser einteiligen Ausge­ staltung der Erfindung erfolgt die Kontaktierung in zweckmäßiger Weise über die Federn 22 bis 24, welche in dem Halteelement 16 zusammen mit den Kontakt­ elementen 19 bis 21 verankert und gehalten sind und unter Vorspannung an den zugeordneten Kontakten des Leuchtelements bzw. dessen Platine 34 anliegen.

Fig. 2 zeigt etwas vergrößert das komplette hülsenförmige Halteelement 16, welches in dieser Ausführungsform im Inneren drei Kammern 42, 43, 44 enthält.

Diese Kammern 42, 43, 44 sind mittels Trennwänden 46, 47 voneinander elek­ trisch getrennt und isoliert und enthalten drei Druck-Federn 22, 23, 24, welche mittels der Abdeckplatte 28 in der bereits erläuterten Weise arretiert sind. Des weiteren sind die drei als Flachstecker ausgebildeten Kontakte 19, 20, 21 darge­ stellt, welche durch den Boden 18 der Hülse 16 nach außen hindurchgeführt sind.

Fig. 3 zeigt schematisch in einem verkleinerten Maßstab eine Ansicht einer modifizierten Ausgestaltung der Hülse 16 auf ihrem Boden 18 entsprechend Blickrichtung III gemäß Fig. 2. Die drei als Flachstecker ausgebildeten Kontakte 19, 20, 21 sind über den Umfang verteilt angeordnet. Im Inneren der Hülse 16, also hinter der Zeichenebene, sind wiederum drei Kammern vorhanden, deren Mittelpunkte durch Kreuze 66, 67, 68 angedeutet sind. Die eine Kammer mit dem Mittelpunkt 66 liegt im Zentrum der Hülse 16, während die Mittelpunkte 67, 68 der beiden anderen Kammern auf unterschiedlichen Radien angeordnet sind, welche durch strichpunktierte Linien 70, 71 angedeutet sind. Mittels gestrichelten Linien 72, 73 und Kontaktstücke dargestellt, über welche in besonders zweckmä­ ßiger Weise die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 19, 20 und den zugeordneten radial beabstandet angeordneten Kammern und Federn hergestellt ist. Die Kontaktstücke sind insbesondere in einer Radialebene angeordnet. Es versteht sich, daß die genannten Kammern wie oben bereits dargelegt, mittels Trennwänden voneinander getrennt und die darin angeordneten Kontaktfedern elektrisch isoliert sind. Die auf der Rückseite der Platine angeordneten Kontakte sind gleichfalls ringförmig angeordnet, und zwar in besonders zweckmäßiger Weise auf den gleichen Radien wie die Mittelpunkte 66, 67, 68. Aufgrund der ringförmigen Kontaktanordnung der Platine und der entsprechenden auf unter­ schiedlichen Radien bezüglich der Längsachse angeordneten Federn werden Kontaktierungsfehler beim Zusammenbau der genannten ersten Baugruppe und der zweiten Baugruppe zuverlässig vermieden.

Bezugszeichenliste

2 Sockel
4 Flansch
6 Längsachse
8 Anlagefläche
10 Verbindungsbereich
12 Kappe
14 hinteres Ende von 2
16 Halteelement/Hülse
18 Boden von 16
19-21 Kontaktstift
22-24 Feder
25 Elektronikbauteil
26 vorderes Ende von 16
28 Arretierung/Abdeckplatte
30 Öffnung in 28
32 Kontakt von 34
34 Platine
36 Ringnut in 16
38, 40 Fläche am Rand von 28
42-44 Kammer
46, 47 Trennwand
48 Rastelement von 2
50 Ringnut in 16
52 Schrägfläche an 16
54 LED/Leuchtelement
56 Tragkörper
58 Abdeckung
60 Schweißung
62, 63 Streuelement
65 Scheibe
64 Dichtring
66-68 Mittelpunkt
70, 71 strichpunktierte Linie
72, 73 Kontaktstücke

Claims (11)

1. Anzeigeelement mit wenigstens einem Leuchtelement und mit einem Sockel, wobei innerhalb des Sockels elektrische Verbindungen zwischen dem Leucht­ element und nach außen geführten Kontakten vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß im Sockel (2) ein Halteelement (16) für wenigstens einen Kontakt (19-21) sowie wenigstens eine Feder (22-24) vorgesehen ist,
daß die Feder (22-24) unter Vorspannung einerseits an einer Kontaktfläche (32) anliegt, welche insbesondere auf einer das Leuchtelement (54) tragenden Platine (34) angeordnet ist,
und daß die Feder (22-24) andererseits an dem nach außen geführten Kontakt (19-21), ggf. unter Zwischenschaltung eines Elektronikbauteils (25) anliegt und/oder mit diesem verbunden ist.

2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte­ element (16) als eine Hülse mit wenigstens zwei Kammern (42, 44) ausgebildet ist, in welchen jeweils eine der genannten Federn (22, 24) zur Kontaktierung angeordnet ist.

3. Anzeigeelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (34) auf ihrer Rückseite wenigstens einen zumindest teilweise ringförmi­ gen Kontakt (32) aufweist.

4. Anzeigeelement, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) bevorzugt an seinem vorderen Ende (26) eine Arretierung (28) für die Feder (22-24) aufweist.

5. Anzeigeelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretie­ rung (28) als Abdeckplatte (28) mit wenigstens einer Öffnung (30) ausgebildet ist, durch welche die Feder (22-24) teilweise durchgreift, wobei vor dem Ein­ setzen des Halteelements (16) in den Sockel (2) mittels der Arretierung (28) ein Herauslösen der Feder (22-24) unterbunden wird.

6. Anzeigeelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck­ platte (28) mittels einer Rastverbindung mit dem insbesondere hülsenförmigen Halteelement (16) verbunden ist und/oder daß die Öffnung (30) konisch ausgebil­ det ist, wobei die Konusspitze außerhalb des Halteelements (16) liegt und wobei Durchmesser aufweist, als der durch die Öffnung (30) durchgeführte Teil.

7. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) zusammen mit der Feder (22) vorzugsweise mit der Arretierung (28) und dem nach außen geführten Kontakt (19-21), ggf. mit dem zwischengeschalteten Elektronikbauteil (25) eine vorgefertigte Baugruppe bilden, welche mit dem Sockel (2) verbunden ist.

8. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (34) und insbesondere ein Tragkörper (56) und/oder eine Ab­ deckung (58) eine zweite Baugruppe bilden, welche mit dem Sockel (2) verbun­ den ist, wobei diese zweite Baugruppe von der Vorderseite her in den Sockel (2) und/oder einen mit dem Sockel (2) verbundenen Flansch (4) einsetzbar ist.

9. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (34) und insbesondere ein Tragkörper (56) und/oder eine Ab­ deckung (58) mit der Baugruppe vereinigt sind, welche das Halteelement (16), die Feder (22) und vorzugsweise die Arretierung (28) sowie den nach außen geführten Kontakt (19, 21) ggf. mit dem zwischengeschalteten Elektronikbauteil (25) enthält, und gemeinsam in den Sockel (2) von der Vorderseite her oder von dessen hinteren Ende (14) her in diesen einsetzbar sind.

10. Anzeigeelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Tragkörper (56), insbesondere über eine Schweißverbindung (60), eine Ab­ deckung (58) aus lichtdurchlässigem Material verbunden ist, wobei innerhalb der derart ausgebildeten zweiten Baugruppe die Platine (34) mit dem oder den Leuchtelementen (54) angeordnet ist.

11. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 8 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der zweiten Baugruppe, insbesondere deren Tragkörper (56), und dem Sockel (2) ein Dichtring (64) angeordnet ist.