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Die
vorliegende Erfindung hat als Gegenstand einen Zustandsleuchtanzeiger
für elektrische, elektronische
und ähnliche
Geräte.
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Die
Aufgabe eines Zustandsleuchtanzeigers ist, dem Benutzer den Zustand
eines elektrischen oder elektronischen Gerätes zu liefern: z.B. kann das grüne Licht
die einwandfreie Betriebsweise und ein rotes Licht eine Störung usw.
anzeigen. Zustandsleuchtanzeiger der gegenständlichen Art sind an Haushaltsgeräten, wie
Kühlschränken und
Staubsaugern, an Lichtschaltern, an Personal-Computers vorhanden.
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Wie
bekannt kann bei Zustandsleuchtanzeigern eine erste Lichtquellenart
aus Mikrolampen eines Durchmessers von drei bis sechs Millimetern
bestehen, die ein Gas enthalten und in denen eine elektrische Entladung
erfolgt. Solche Mikrolampen werden in einem Wechselstromkreis eingebracht,
dessen Speisespannung zwischen den Standardbeträgen von 110 V und 380 V bei
50 Hz auf die erforderliche Zündspannung
der Mikrolampen selbst, üblicherweise
von ca. 90 V, durch einen geeigneten Widerstand abgesenkt wird,
der einen Widerstandsbetrag etwa zwischen 48 und 270 Kohm aufweist.
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In
der Praxis sind diese Mikrolampen imstande, eine Lichtstärke von
ungefähr
8 bis 13 mcd zu liefern, und weisen eine mittlere Lebensdauer von
ungefähr
15.000 Stunden auf. Der oben erwähnte Stand
der Technik weist einige Mängel
auf.
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Vor
allem erlaubt dieser Lichtquellen zur Verfügung zu stellen, die durch
einen begrenzten Bereich von Farben gekennzeichnet sind, und zwar
im allgemeinen nur rot, grün,
seltener blau, vom Augenblick an, wo die anderen Farben die Verwendung
von teuren Gasen betragen würde,
derart, dass die Mikrolampen sehr teuer wären, sodass sie am Markt nicht
wettbewerbsfähig
sind.
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Insbesondere
ist hervorzuheben, dass es nicht möglich ist, ein weißes Licht
zu erhalten, sondern nur eine Farbe die gegen gelb neigt.
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Die
mittlere Lebensdauer solcher Mikrolampen kann für einige Verwendungen unangemessen sein,
da ihre Helligkeit mit der Verwendung dazu neigt, wegen der Bildung
von Ablagerungen an der Innenfläche
der kleinen durchsichtigen deren Körper bildenden Kolben abzunehmen
und die Stabilität
wegen des Beginnes von Flackern zu verlieren.
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Um
mindestens einige dieser Mängel
der oben erwähnten
Mikrolampen zu beseitigen ist es auch bekannt, eine zweite Lichtquellenart
zu verwen den, die auf der Verwendung von LED beruht, d.h. auf Dioden
mit Lichtausstrahlung nach der Art, die imstande ist, eine Lichtstärke von
etwa 10 mcd zu liefern.
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Solche
LED's, außer dass
sie einen großen Bereich
von Farben u.a. die weiße,
zur Verfügung stellen,
weisen eine mittlere Lebensdauer von etwa 50.000 Stunden auf, daher
dreimal höher
als die Lebensdauer von Gasmikrolampen, wobei ein stabiles Licht
und eine konstante Lichtstärke
beibehalten wird.
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Eine
solcher Dioden mit Lichtausstrahlung ist aus dem Dokument
US 6543904 B1 bekannt,
das ein Leuchtelement für
Fahrzeuge beschreibt, das mit einem Zwischenelement versehen ist,
das die Aktivierungselektronik zur Aktivierung der LED enthält. Das Leuchtelement
ist auf eine gedruckte Schaltungsplatte über eine Kontaktbuchse angebracht.
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Auch
diese LED's weisen
eigene Mängel
auf.
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Vor
allem verlangen sie eine eher komplexe Speiseschaltung um mit dem
Stromnetz mit Standardspannungen der Leitung verbunden zu werden, die
zwischen 120 und 230 V bei 50 Hz liegen.
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Die
oben genannte Speiseschaltung sieht nämlich außer einer ersten, mit der LED
selbst in Reihe geschalteten Diode einen Kondensator und einen ersten
Widerstand, die zueinander parallel ge schalten sind, einen zweiten
Widerstand und eine zweite Diode vor, die zweckmäßigerweise zwischen anderen
Bestandteilen liegen.
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Der
Kondensator und der erste Widerstand haben die Aufgabe, die Spannung
und den Strom auf die von der LED verlangten Werte herabzusetzen, beispielsweise
2 V und 20 mA (Miniampere), während
der zweite Widerstand und die zweite Diode eventuelle im Netz vorhandene
Stromspitzen entladen.
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In
der Praxis erhöht
die notwendige Anwesenheit der durch zahlreiche Bestandteile gebildeten Speiseschaltung
auf beträchtliche
Weise die Kosten des einzigen LED als Lichtquelle.
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Es
ist überdies
hervorzuheben, dass die Abmessungen der, der LED zugeordneten Speiseschaltung
derart sind, dass dessen Verwendung in Zustandsleuchtanzeiger unmöglich gemacht
wird, dessen Höchstdurchmesser
nicht die 7 mm übersteigen darf.
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Es
ist noch zu bemerken, dass insbesondere die Speiseschaltung der
Entladelampe, gegeben durch die Anwesenheit des Widerstandes, eine
bemerkenswerte Wärmemenge
erzeugt und daher, außer
zu den Energieverlusten, zu unnütz
hohen Temperaturen führt.
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Aus
dem Dokument US 2002/0140379 A1 ist auch eine LED-Leuchtvorrichtung
bekannt, die ver schiedene Zusatz-LED's umfasst, wodurch, da die LED's der Leuchtvorrichtung
in der Zeit abbauen, mehrere LED's
angezündet
sein können,
wobei so erlaubt wird, dass eine konstante Helligkeit beibehalten
wird. Solche LED's
sind nach der Art mit einer hohen Lichtausstrahlung und werden für einen
Zeitbruch mit Vollstrom verwendet.
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In
dieser Situation ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe die Schaffung eines Zustandsleuchtanzeigers für elektrische,
elektronische und ähnliche
Geräte,
der imstande ist, im wesentlichen die genannten Mängel zu
beseitigen.
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Im
Bereich dieser Aufgabe liegt ein wichtiges Ziel der Erfindung die
Schaffung eines Zustandsleuchtanzeigers, der, außer eine konstanzstabile und flatterfreie
Lichtausstrahlung beliebiger Farbe und daher auch der weißen Farbe
zu erzeugen, auch eine sehr große
Lebensdauer besitzt, die größer ist
als jene, die mit normalen LED's
erhalten werden kann, jedoch mit niedrigen Herstellungskosten gegenüber denen,
die die letzteren erzeugen.
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Die
angegebene technische Aufgabe und das angegebene Ziel werden im
wesentlichen durch einen Zustandsleuchtanzeiger gemäß einer
oder mehreren beigefügten
Patentansprüchen
erreicht.
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Nun
wird beispielsweise und nicht begrenzend die Beschreibung von zwei
bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsformen
eines Zustandsleuchtanzeigers gemäß der Erfindung wiedergegeben,
die in der beigefügten
Zeichnung erläutert ist.
Es zeigen,
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1 schematisch
eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Zustandsleuchtanzeigers;
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2 schaubildlich
eine zweite Ausführungsform
des Zustandsleuchtanzeigers; und
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3 das
Schaltschema der Speiseschaltung des in 1 und 2 dargestellten
Zustandsleuchtanzeigers.
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Unter
Bezugnahme auf die genannten Figuren ist der erfindungsgemäße Zustandsleuchtanzeiger
insgesamt mit der Bezugsziffer 1 angegeben.
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Er
umfasst mindestens ein LED 2 hoher Lichtausstrahlung, genannt
auch mit hoher Wirksamkeit, der wie bekannt, imstande ist, eine
mittlere Lebensdauer von etwa dreihunderttausend Stunden sicherzustellen.
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Die
LED 2 kann unter den LED's der oben genannten Art eines Durchmessers
von 3 bis 5 mm gewählt
werden, die durch eine Höchstlichtausstrahlung
zwischen 50 und 16.000 mcd gekenn zeichnet sind, wenn sie von einer
Standartstromstärke
von ca. 20 mA durchflossen werden.
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Auf
originelle Weise, ist die LED 2 einem Durchfluss von einem
Strom ausgesetzt, der eine Arbeitsstärke gleich einem Bruchteil
der Standartstärke aufweist,
der durch eine einfache Stromschaltung 3 erhalten wird.
Dieser Arbeitsstromstärke
entspricht eine Lichtstärke,
die auf einige wenige Einheiten oder mehreren zehn mcd herabgesetzt
ist, die der Verwendung in den Zustandsleuchtanzeigern gemäß der Erfindung
geeignet sind.
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Die
Speiseschaltung umfasst einen Widerstand 4 und eine Diode 5,
die gegenüber
der LED 2 in Reihe geschalten sind und aus Bestandteilen
mit Weitungen (siehe 2) bestehen oder innerhalb einer
integrierten Schaltung (siehe 1) angeordnet sind
und aus Bestandteilen bestehen, die für die Montage an der Oberfläche geeignet
sind.
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Beispielsweise
im Fall wo die Speiseschaltung 3 mit einem Wechselstromnetz
mit einer Spannung zwischen 110 und 230 V bei 50 Hz verbunden ist,
kann der Widerstand 4 einen Widerstandswert zwischen 50
und 200 Kohm, bevorzugter Weise gleich etwa 120 Kohm aufweisen.
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Die
LED 2, gewählt
bevorzugter Weise zwischen den LED's mit einem Durchmesser von 3 mm, imstande
ungefähr
340 mcd mit 20 mA Strom zu lie fern, wird in diesem Fall von einer
wirksamen Stromstärke
von wenigen Milliampere durchflossen. Zum Beispiel liegt die Stromstärke zwischen
0,2 und 5 mA. Bevorzugter Weise ist die Stromstärke etwa 1 mA, der etwa einer
Lichtausstrahlung von 17 mcd entspricht, ein angemessener Wert für einen üblichen Zustandsleuchtanzeiger.
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Die
Erfindung erzielt wichtige Vorteile.
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Der
Zustandsleuchtanzeiger gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine sehr hohe Betriebsdauer ohne Verlust an Lichtausstrahlung
auf, welche Dauer nicht nur höher
ist als jene der Zustandsleuchtanzeiger mit Gasmikrolampen, jedoch
auch gegenüber
Lichtquellen, die durch LED's
normaler Art gebildet werden, die jedenfalls nicht verwendbar sind,
aufgrund ihrer Abmessungen für
dieselben Zustandsleuchtanzeiger.
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Es
ist überdies
hervorzuheben, dass der erfindungsgemäße Zustandsleuchtanzeiger eine
sehr einfache Speiseschaltung umfasst, die nur durch eine Diode
und einen Widerstand gebildet wird. Eine solche Einfachheit im Aufbau,
die durch die Betriebsweise der LED's mit einer Stromstärke möglich gemacht wird, die sehr
unterhalb jener liegt, die als Standardbetriebsstromstärke betrachtet
wird und daher unter Arbeitsbedingungen, die keine Zusatzteile verlangen,
um die LED's vor
etwaigen im Netz vorhandenen Spannungen und Stromspitzen zu schützen, wider spiegelt
sich in sehr enthaltenen Herstellungs- und Wettbewerbskosten gegenüber anderen Arten
von Zustandsleuchtanzeigern.
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Solche
Zustandsleuchtanzeiger neigen auch in einem sehr geringen Maße dazu
sich zu erhitzen.
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Schließlich ist
hervorzuheben, dass die erfindungsgemäßen Zustandsleuchtanzeiger
derart hergestellt werden, dass sie Lichtausstrahlungen beliebiger
Farbe ermöglichen.