DE102005015814A1

DE102005015814A1 - Transparent display for electrical mechanisms has flexible bars that connect actuator to light conductor

Info

Publication number: DE102005015814A1
Application number: DE200510015814
Authority: DE
Inventors: Martin Petricek
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-04-07
Also published as: AT501641A3; DE102005015814B4; CH697873B1; AT501641B1; AT501641A2

Abstract

The display covers a light conductor (1) through which light from a light source (7) is led. The light source is mounted on a connection plate (9). An actuator (2) opposite a key (8) on the connection plate is connected by flexible bars (3) to the light conductor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formteil aus transparentem Material, welches zumindest einen Lichtleiter zum Leiten eines Lichtstrahls von einer fest auf einer Schaltungsplatte angebrachten Lichtquelle umfasst.The The present invention relates to a molding of transparent material, which at least one light guide for guiding a light beam from a light source fixedly mounted on a circuit board includes.

Es ist seit langem bekannt, dass ein Formteil aus einem transparenten Plastikmaterial wie einem Akrylharz als optischer Lichtleiter zur Leitung eines Lichtstrahls verwendet werden kann. Obwohl das meist stabförmige transparente Formteil zur Verwendung bei der Lichtübertragung über große Entfernungen, wie sie etwa durch optische Glasfasern erreicht wird, ungeeignet ist, wird das transparente Formteil oft verwendet, um einen von einer Lichtquelle, wie beispielsweise einer Leuchtdiode, emittierten Lichtstrahl zu irgendeinem gewünschten Ort zu leiten.It has long been known that a molding made of a transparent Plastic material such as an acrylic resin as optical light guide to Conduction of a light beam can be used. Although mostly rod-shaped transparent molding for use in light transmission over long distances, as achieved by optical glass fibers, unsuitable is, the transparent molding is often used to one of a light source, such as a light emitting diode emitted Beam to any desired To lead the place.

Zum Beispiel verwendet eine elektronische Einrichtung wie ein Schaltnetzteil wenigstens eine Lichtquelle als Statusanzeiger, der zum Beispiel eine visuelle Anzeige dafür liefert, ob eine bestimmte Ausgangsspannung vorhanden ist oder nicht. Je nach dem Typ der elektronischen Einrichtung und/oder dem Typ der Lichtquelle ist die Lichtquelle oft fest auf einer Schaltungsplatte angeordnet und ein Anzeigefenster ist in einem, die Schaltungsplatte umschließenden Gehäuse integriert. Wo eine wesentliche Distanz zwischen der Lichtquelle auf der Schaltungsplatte und dem Anzeigefester in dem Gehäuse besteht, wird das transparente Formteil im allgemeinen eingesetzt, um einen Lichtstrahl von der Lichtquelle zu dem Anzeigefenster zu leiten, derart, dass ein Benutzer oder das Betriebspersonal durch einen Blick durch das Anzeigefester feststellen kann, ob die Lichtquelle mit elektrischem Strom versorgt wird oder nicht.To the Example uses an electronic device such as a switching power supply at least one light source as a status indicator, for example a visual indication of this provides whether a certain output voltage is present or not. Depending on the type of electronic device and / or type Of the light source, the light source is often fixed on a circuit board arranged and a display window is in one, the circuit board enclosing casing integrated. Where is a significant distance between the light source on the circuit board and the display festester in the housing is the transparent molding generally used to form a light beam from the light source to the display window such that a user or the operations staff by looking through the Display festester can determine whether the light source with electric Power is supplied or not.

Die japanische Patentveröffentlichungsschrift JP8184713 , veröffentlicht am 16.07.1996, beschreibt ein monolithisches Formteil aus einem transparenten Plastikmaterial, das relativ zueinander in Winkeln angeordnete lange und kurze Körper aufweist. Das in dieser Schrift beschriebene Formteil wird in einem Personal Computer als Statusanzeiger verwendet und ist derart aufgebaut, dass ein von einer Leuchtdiode emittierter Lichtstrahl aus zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen gesehen werden kann. Dabei pflanzt sich der Lichtstrahl von einer Lichtaufnahmeseite zu der Lichtemissionsseite bzw. den Lichtemissionsseiten fort, unabhängig von der Anzahl der in dem Formteil stattfindenden Reflexionen.The Japanese Patent Publication JP8184713 , published on 16.07.1996, describes a monolithic molded article made of a transparent plastic material having long and short bodies arranged at angles relative to each other. The molding described in this document is used in a personal computer as a status indicator and is constructed such that a light beam emitted from a light emitting diode from two transverse directions can be seen. At this time, the light beam propagates from a light receiving side to the light emitting side and the light emitting side, respectively, irrespective of the number of reflections taking place in the molded part.

Bei elektronischen Einrichtungen wie einem Schaltnetzteil kommt es oft vor, dass in der Nähe einer als Statusanzeiger genutzten Lichtquelle auf der Schaltungsplatte ein Taster angeordnet ist, mit dem ein Benutzer oder das Betriebspersonal Einstellungen an der elektronischen Einrichtung vornehmen kann. Dabei weist der auf der Schaltungsplatte angeordnete Taster mit seinem Betätigungsorgan im Allgemeinen die gleiche Distanz zum Gehäuse auf, die auch zwischen der Lichtquelle und dem Anzeigefenster im Gehäuse besteht.at Electronic devices such as a switching power supply often come in front of that near a light source used as a status indicator on the circuit board a button is arranged with which a user or the operating personnel Make adjustments to the electronic device. In this case, the arranged on the circuit board button with his actuator generally the same distance to the housing, which is also between the light source and the display window in the housing.

Um diese Distanz zu überbrücken wird nach dem Stand der Technik ein Tasterstift in einer Führung verwendet, wobei ein Ende des Tasterstifts auf dem Betätigungsorgan des Tasters aufliegt und ein zweites Ende des Tasterstifts als Druckknopf aus dem Gehäuse herausragt. Die Führung des Tasterstifts ist dabei entweder fix mit der Schaltungsplatte oder mit dem Gehäuse verbunden. Zudem ist der Taststift in der Führung durch Anschläge gegen ein Herausfallen gesichert. Bei der Fixierung der Führung im Gehäuse besteht dabei das Problem, dass bei der Montage der Schaltungsplatte im Gehäuse auf eine hohe Passgenauigkeit geachtet werden muss, da sonst die Gefahr besteht, dass das erste Ende des Taststifts nicht über dem Betätigungsorgan des Tasters platziert wird. Derartige Anordnungen sind deshalb nur für geringe Distanzen zwischen Gehäuse und Schaltungsplatte geeignet.Around this distance will be bridged According to the prior art, a stylus pen is used in a guide, wherein one end of the stylus pin rests on the actuator of the button and a second end of the stylus as a push button protrudes from the housing. The leadership the stylus is either fixed to the circuit board or with the housing connected. In addition, the stylus is in the lead by attacks against secured a fall out. When fixing the guide in casing There is the problem that during assembly of the circuit board in the housing a high accuracy of fit must be respected, otherwise the danger is that the first end of the stylus is not above the Actuator of Tasters is placed. Such arrangements are therefore only for small Distances between housing and circuit board suitable.

Um den Nachteil eines Taster mit Führung als eigenen Bauteil mit den damit verbundenen Herstellungsaufwendungen zu vermeiden, kennt man nach dem Stand der Technik auch einen Taststift, der in ein als Spritzgussteil ausgebildetes Gehäuse integriert ist. Dabei ist der Taststift mit wenigstens einem elastischen Steg mit dem restlichen Gehäuse verbunden, wodurch der Taststift in Richtung des Betätigungsorgans des Tasters beweglich ist. Auch bei dieser Anordnung besteht das Problem der genauen Platzierung des ersten Endes des Taststifts über dem Betätigungsorgan des Tasters, weshalb auch hier nur geringe Distanzen wischen Gehäuse und Schaltungsplatte überbrückt werden können.Around the disadvantage of a button with leadership as own component with the associated production costs To avoid, one knows in the prior art, a stylus, which is integrated in a housing designed as an injection molded part. It is the stylus with at least one elastic bridge with the rest casing connected, whereby the stylus in the direction of the actuator the button is movable. Even with this arrangement, it is Problem of accurate placement of the first end of the stylus over the actuator of the button, which is why even here only a few distances wipe housing and Circuit board to be bridged can.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, für elektrische Einrichtungen mit wenigstens einer visuellen Anzeige und wenigstens einem Taster der oben beschriebenen Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben.Of the The invention is therefore based on the object for electrical devices with at least one visual display and at least one button of the to describe an improvement over the prior art described above.

Diese Aufgabe wird durch ein Formteil gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Es ergibt sich damit ein einfach herstellbarer Formteil (beispielsweise als Spritzgusskörper), der neben der Funktion der Lichtleitung auch die Funktion als Betätigungselement für einen auf der Schaltungsplatte befindlichen Taster erfüllt. Für eine elektronische Einrichtung mit wenigstens einer auf einer Schaltungsblatte angebrachten Lichtquelle und einen in der Nähe befindlichen Taster mit einer zu überbrückenden Distanz zu einer Anzeige bzw. einem Betätigungsdruckknopf in einem Gehäuse können so die Herstellungskosten reduziert werden.This object is achieved by a molding according to claim 1. This results in a readily producible molded part (for example, as an injection molded body), which in addition to the function of the light pipe also fulfills the function of an actuating element for a button located on the circuit board. For an electronic device with at least one mounted on a circuit board Light source and a nearby probe with a distance to be bridged to a display or a push button actuator in a housing so the manufacturing cost can be reduced.

In einer vorteilhaften Ausführung ist der zumindest eine Lichtleiter als Stab ausgebildet, dessen erstes Ende als Lichtaufnahmefläche über der Lichtquelle angeordnet ist und dessen zweites Ende als Lichtemissionsfläche durch eine Gehäuseöffnung geführt ist, und wobei das Betätigungselement auf dem Taster aufliegt und durch eine weitere Gehäuseöffnung ragt. Bei mehreren neben einander liegenden Lichtquellen können auch mehrere mit Verbindungsstegen verbundene Stäbe nebeneinander angeordnet sein, wobei jeder Lichtquelle ein Stab zugeordnet ist. Durch die stabförmige Ausprägung ergeben sich günstige Eigenschaften für die Lichtleitung. Dabei strahlt das von der Lichtquelle abgegebene Licht über die Lichtaufnahmefläche in den Stab hinein und pflanzt sich in diesem über Reflexion bis zur Lichtemissionsfläche fort. Diese Lichtemissionsfläche ist dann als leuchtende Fläche in der Gehäuseöffnung, durch die der Stab hindurchragt, sichtbar.In an advantageous embodiment is the at least one light guide designed as a rod whose first End as a light receiving surface above the Light source is arranged and the second end as a light emitting surface by a housing opening is guided, and wherein the actuating element rests on the button and protrudes through another housing opening. With several adjacent light sources can also a plurality of bars connected by connecting webs arranged side by side be associated with each light source is associated with a rod. By the rod-shaped shaping arise favorable Properties for the light pipe. In this case, the light emitted by the light source radiates over the Light-receiving surface into the rod and propagates in this via reflection to the light emission surface. This light emission surface is then as a luminous surface in the housing opening, through which the rod protrudes, visible.

Durch diese Anordnung kann auch der Taster mit einer geringen Druckausübung auf das durch die weitere Gehäuseöffnung ragende Betätigungselement einfach betätigt werden, wobei sich das Betätigungselement geringfügig durch Verformung der elastischen Stege, über die es mit dem restlichen Formteil verbunden ist, in Richtung Taster bewegt und so dessen Betätigungsorgan aktiviert.By This arrangement can also be the button with a low pressure on the projecting through the further housing opening actuator simply pressed be, with the actuator slight by deformation of the elastic webs, over it with the remaining molding is connected, moved in the direction of the button and so its actuator activated.

Für den zumindest einen Lichtleiter bildenden Stab ist es von Vorteil, wenn er an seinem ersten Ende, das über der Lichtquelle angeordnet ist, Fortsätze aufweist, die neben der Lichtquelle auf der Schaltungsplatte aufliegen. Damit ergibt sich eine seitliche Führung gegenüber einem aus der Schaltungsplatte herausragenden Teil der Lichtquelle. Bei der Montage kann der Stab dann schnell in die richtige Position gebracht werden und wird im montierten Zustand in dieser sicher gehalten.For the least a light guide forming rod, it is advantageous when he his first end, that about the light source is arranged, has extensions, in addition to the Light source rest on the circuit board. This results a lateral guide across from a protruding from the circuit board part of the light source. During assembly, the rod can then quickly into the correct position be brought in the assembled state in this safe held.

Eine vorteilhafte Montagemöglichkeit des Formteils auf der Schaltungsplatte ergibt sich, wenn aus dem zumindest einen Lichtleiter bildenden Stab zumindest zwei Ausformungen herausragen, welche Endflächen aufweisen, die auf der Schaltungsplatte aufliegen, wobei aus den Endflächen dieser Aus formungen Fortsätze herausragen, die durch Öffnungen in der Schaltungsplatte geführt sind und auf der Gegenseite der Schaltungsplatte mit hakenförmigen Ausprägungen eingerastet sind.A advantageous mounting option of the molding on the circuit board results when from the at least one light guide forming rod at least two formations stick out which end surfaces which rest on the circuit board, wherein from the end surfaces These formations extensions stick out through openings in the circuit board out are and locked on the opposite side of the circuit board with hook-shaped forms are.

Günstig ist es zudem, wenn als Material für das Formteil ein lichtdurchlässiges Synthetikharz, beispielsweise Polycarbonat, verwendet wird. Damit wird eine einfache Herstellung als Spritzgussteil möglich.Cheap is it also, if as a material for the Molding a translucent Synthetic resin, such as polycarbonate is used. This will be a simple production as an injection molded part possible.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:The The invention will be explained in more detail with reference to figures. They show by way of example:

1: eine schematische Darstellung eines Formteils im eingebauten Zustand 1 : a schematic representation of a molded part in the installed state

2: einen Formteil im Schrägriss auf einer Schaltungsplatte 2 : a molded part in an oblique view on a circuit board

3: einen Formteil im Schrägriss 3 : a molded part in an oblique angle

1 stellt einen Formteil dar, der mittels Fortsätze 6 in der Weise auf einer Schaltungsplatte 9 montiert ist, dass aus den Fortsätzen 6 herausragende, hakenförmige Ausprägungen durch die Schaltungsplatte 9 hindurchragen und an der Gegenseite eingerastet sind. Diese beispielhafte Montageart kann auch durch eine andere, beispielsweise Kleben, ersetzt werden. Dann ist darauf zu achten, dass die Fortsätze 6 ausreichend große Auflageflächen zur geklebten Verbindung mit der Schaltungsplatte 9 aufweisen. 1 represents a molding that by means of extensions 6 in the way on a circuit board 9 is mounted that from the extensions 6 outstanding, hook-shaped forms through the circuit board 9 protrude and are locked on the opposite side. This exemplary mounting can also be replaced by another, for example gluing. Then make sure that the extensions 6 sufficiently large contact surfaces for glued connection to the circuit board 9 exhibit.

Der zumindest eine, einen Lichtleiter 1 bildende Stab weist eine beispielhafte Form auf, die aus drei in rechten Winkel zueinander angeordneten Kubuskörpern besteht. Dabei sind der erste und der zweite Kubuskörper sowie der zweite und der dritte Kubuskörper relativ zueinander in einer gemeinsamen Ebene abgewinkelt, wobei die Eckkanten mit Fasen unter 45 Grad versehen sind, die als Reflexionsflächen für den sich im Stab fortpflanzenden Lichtstrahl dienen. Der Stab kann dabei auch beliebig andere verwinkelte Formen mit mehreren Reflexionsflächen aufweisen. Das erste Ende des Stabs liegt als Lichtaufnahmefläche 4 direkt über einer auf der Schaltungsplatte 9 angebrachten Lichtquelle 7. Der Lichtstrahl pflanzt sich dann im Stab bis zur Lichtemissionsfläche 5 fort, die das zweite Ende des Stabs bildet und die durch eine Öffnung in einem Gehäuse 10 geführt ist.The at least one, a light guide 1 forming rod has an exemplary shape, which consists of three at right angles to each other arranged cube bodies. In this case, the first and the second cube body and the second and the third cube body are angled relative to each other in a common plane, wherein the corner edges are provided with bevels below 45 degrees, which serve as reflection surfaces for propagating in the rod light beam. The rod can also have any other angled shapes with multiple reflective surfaces. The first end of the rod is located as a light receiving surface 4 directly above one on the circuit board 9 attached light source 7 , The light beam then propagates in the rod to the light emission surface 5 which forms the second end of the rod and which passes through an opening in a housing 10 is guided.

Über zwei Stege 3 ist ein Betätigungselement 2 mit dem restlichen Formteil elastisch verbunden. Dieses Betätigungselement 2 ist dabei als zylindrischer länglicher Körper dargestellt, der mit einem Ende auf einem Taster 8 aufliegt und mit einem zweiten Ende durch eine weitere Öffnung im Gehäuse 10 geführt ist. Die Stege 3 weisen dabei beispielhafte rechteckige Querschnitte auf, wobei die breite Seite der Querschnitte quer zur Betätigungsrichtung des Betätigungselements 2 liegt. Form, Anzahl und Lage der Stege 3 kann an das jeweilige Layout einer elektronischen Einrichtung angepasst werden. Es ist dabei darauf zu achten, dass sich das geringste Widerstandsmoment der Stegquerschnitte für eine Achse quer zur Betätigungsrichtung des Betätigungselements 2 ergibt. Des Weiteren ist für das Formteil ein Material mit solchen Elastizitätseigenschaften zu wählen, dass die Verformungen der Stege 3 bei maximaler Bewegung des Betätigungselements 2 im elastischen Bereich bleiben.Over two bridges 3 is an actuator 2 elastically connected to the rest of the molding. This actuator 2 is shown as a cylindrical elongated body, with one end on a button 8th rests and with a second end through a further opening in the housing 10 is guided. The bridges 3 have exemplary rectangular cross-sections, wherein the broad side of the cross-sections transverse to the actuating direction of the actuating element 2 lies. Shape, number and position of the webs 3 can be adapted to the respective layout of an electronic device. It is important to make sure that the slightest cons stator torque of the web cross sections for an axis transverse to the actuation direction of the actuating element 2 results. Furthermore, a material with such elasticity properties is to be selected for the molded part that the deformations of the webs 3 at maximum movement of the actuating element 2 stay in the elastic area.

In 2 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Formteils mit zwei Lichtleitern 1 dargestellt, wobei jeder Lichtleiter 1 für sich die in 1 beispielhafte Stabform aufweist. Die Lichtleiter 1 sind dabei über in 2 nicht sichtbare Verbindungsstege verbunden. Aus der Einheit der beiden Lichtleiter 1 ragen zwei Ausformungen 6 zur Befestigung des Formteils heraus, wobei die Ausformungen 6 mit Fortsätzen versehen sind, die durch die Schaltungsplatte 9 hindurch führen und auf der Gegenseite eingerastet sind. Auf der Schaltungsplatte 9 ist ein Taster 8 angeordnet, auf dessen Betätigungsorgan ein Betätigungselement 2 aufliegt.In 2 is another exemplary embodiment of a molded part with two light guides 1 shown, each light guide 1 for themselves the in 1 having exemplary rod shape. The light guides 1 are doing over in 2 not visible connecting webs connected. From the unity of the two light guides 1 protrude two formations 6 for fixing the molding out, wherein the formations 6 provided with extensions which pass through the circuit board 9 lead through and are locked on the opposite side. On the circuit board 9 is a button 8th arranged on the actuator an actuator 2 rests.

Das Betätigungselement 2 ist dabei wieder ein zylindrischer länglicher Körper, der schräg von der Schaltungsplatte 9 weg weist. Die Auflagefläche des Betätigungselements 9 auf dem Taster ist dabei so abgeschrägt, dass sie parallel zur Schaltungsplatte verläuft. An seinem zweiten Ende ist das Betätigungselement 9 mit dem restlichen Formteil über einen dünnen, biegbaren Steg 3 verbunden.The actuator 2 is again a cylindrical elongated body, obliquely from the circuit board 9 points away. The bearing surface of the actuating element 9 on the button is beveled so that it runs parallel to the circuit board. At its second end is the actuator 9 with the remaining molding over a thin, bendable web 3 connected.

Das Betätigungselement 9 ist ungefähr in der Körpermitte über einen weiteren Steg 3 mit dem restlichen Formteil verbunden. Dieser weitere Steg 3 ist in 3 eingezeichnet. 3 und 2 stellen dabei denselben Formteil aus anderen Blickwinkeln dar. Zur besseren Übersichtlichkeit sind Details, beispielsweise Fasen an den Kanten der Stäbe 1, nicht eingezeichnet. In 3 ist auch keine Schaltungsplatte eingezeichnet. Dafür sind die hakenförmigen Fortsätze der Ausprägungen 6 zur Befestigung des Formteils sichtbar.The actuator 9 is approximately in the middle of the body over another footbridge 3 connected to the rest of the molding. This further jetty 3 is in 3 located. 3 and 2 represent the same molding from different angles. For clarity, details, such as bevels on the edges of the bars 1 , not shown. In 3 no circuit board is drawn. For the hook-shaped extensions of the characteristics are 6 visible for fixing the molding.

Der weitere Steg 3 ist als plättchenförmiger Körper mit einem kreisförmigen Durchbruch dargestellt. Diese Form bewirkt, dass die Anschlussflächen an das Betätigungselement 2 und an den restlichen Formteil größer sind als die Querschnittsflächen an der Stelle des kreisförmigen Durchbruchs. Damit ergibt sich der Vorteil einer guten Biegbarkeit aufgrund des geringen Widerstandsmomentes in der Mitte des plättchenförmigen Stegs 3 bei gleichzeitig stabiler Verbindung der Formteilelemente.The further footbridge 3 is shown as a platelet-shaped body with a circular breakthrough. This shape causes the pads to the actuator 2 and to the remaining molded part are larger than the cross-sectional areas at the location of the circular aperture. This results in the advantage of good bendability due to the low resistance moment in the middle of the plate-shaped web 3 at the same time stable connection of the molding elements.

Claims

Molded part made of transparent material, which has at least one light guide ( 1 ) for directing a light beam from a fixed to a circuit board ( 9 ) mounted light source ( 7 ), characterized in that the molded part is an actuating element ( 2 ) for one on the circuit board ( 9 ) button ( 8th ) and that this actuator ( 2 ) via at least one elastic web ( 3 ) with the at least one light guide ( 1 ) connected is.

Molding according to claim 1, characterized in that the at least one light guide ( 1 ) is formed as a rod whose first end as light receiving surface ( 4 ) above the light source ( 7 ) and its second end as a light emitting surface ( 5 ) is guided through a housing opening, and that the actuating element ( 2 ) on the button ( 8th ) rests and projects through a further housing opening.

Molding according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one light guide ( 1 ) forming rod has at its first end projections, in addition to the light source ( 7 ) on the circuit board ( 9 ) rest.

Molding according to one of claims 1 to 3, characterized in that from the at least one light guide ( 1 ) forming rod at least two formations ( 6 protrude), which have end surfaces on the circuit board ( 9 ), and that from the end faces of these formations ( 6 Protruding extensions through openings in the circuit board ( 9 ) are guided and on the opposite side of the circuit board with ( 9 ) hook-shaped forms are engaged.

Molding according to one of claims 1 to 4, characterized that this molding consists of a translucent synthetic resin.