ARRANGEMENT FOR ILLUMINATING AN INDICATING ELEMENT USING TRANSMITTED LIGHT

Abstract: 1. Arrangement for light transmission illumination of the display means of a measuring instrument having at least one light source (19) arranged in the interior of the measuring instrument and a disc-shaped photo-conductive body (8) associated with the light source (19) and substantially corresponding to the outlines of a scaled and numbered dial (7) of the display means of the measuring instrument, this photo-conductive body serving to guide light into at least one light-conductive pointer (1), whereof the shaft (18) penetrates the photo-conductive body (8), characterized in that there are provided, between the region of the photo-conductive body (8) adjacent to the light source (19) and the opening (17) serving for penetration by the pointer shaft (18), slits (25, 26) whereof light-deflecting surfaces form a light channel in the photo-conductive body (8), the substantially mutually parallel slits (25, 26) lying on either side of an imaginary plane which is perpendicular to the photo-conductive body (8) and is determined by the light source (19) and the pointer shaft (18).

Description: Anordnung zur Beleuchtung der Anzeigemittel eins Messgerätes mittels Durchlicht Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Beleuchtung der Anzeigemittel eines Messgerätes mittels Durchlicht mit wenigstens einer im Innern des Messgerätes angeordneten Lichtquelle und einem der Lichtquelle zugeordneten, im wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt des Messgerätes entsprechenden, scheibenförmigen Lichtleitkörper, welchem ein Skalen- und Ziffernblatt zugeordnet ist und welcher der Übergabe von Licht in wenigstens einen lichtleitenden Zeiger dient, dessen Welle durch den Lichtleitkörper hindurchgreift. Bekanntlich bietet eine Durchlichtbeleuchtung von Anzeigemitteln, d.h. von Skalen und Zeigern analog anzeigender Messgeräte, im Gegensatz zur Auflichtbeleuchtung eine gleichmässig gute Lesbarkeit der angezeigten Messwerte innerhalb eines relativ grossen Raumwinkels. Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, dass eine derartige Beleuchtung mittels Durchlicht bei ausreichendem Kontrast blend- und lichthoffrei ausführbar ist. Die Durchleuchtung der Skalen ist im allgemeinen auch in ungünstigen Fällen, d.h. bei grossen Gerätequerschnitten und kompakter Bauweise, relativ unkritisch, da die Verteilung des Lichtes einer oder mehrerer, im Innern des Messgerätes angeordneter Lichtquellen mittels eines lichtleitenden und im Skalenbereich lichtstreuenden Lichtleitkörpers erfolgt. Dabei können die Skalenelemente entweder unmittelbar auf dem Lichtleitkörper aufgebracht sein, oder es ist ein dem Lichtleitkörper zugeordnetes, vorzugsweise aus einem lichtstreuenden Werkstoff hergestelltes Skalen- und Ziffernblatt vorgesehen. Helligkeitsunterschiede zwischen dem einer Lichtquelle benachbarten Ziffernblattbereich und Bereichen des Ziffernblattes mit grösserem Abstand von der Lichtquelle sind bekanntlich dadurch ausgleichbar, dass auf der Rückseite des Ziffernblattes ein Rasterdruck vorgesehen ist, dessen Raster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle weitmaschiger ausgebildet ist. Das eigentliche Problem stellt die Durchlichtbeleuchtung des oder der dem Ziffernblatt zugeordneten Zeiger dar, wobei eine bezüglich der Beleuchtungsqualität besonders vorteilhafte Lösung, nämlich eine Lösung gemäss dem DE-GM 79 ol 406, in vielen Anwendungsfällen ausscheidet. Diese Lösung sieht eine vor einer Lichtstreuscheibe bewegte, lichtundurchlässige Scheibe vor, an der ein Zeiger durch Schlitzen der Scheibe, oder wenn diese aus lichtdurchlässigem Material besteht, durch geeignetes Abdecken der Scheibe ausgeblendet ist. Mit einer derartigen Lösung ist aber weder ein eine Skala übergreifender Zeiger realisierbar, noch lassen sich mehrere, konzentrisch angeordnete Zeiger ausbilden. Muss demgegenüber das der Zeigerbeleuchtung dienende Licht über die Nabe des entsprechend lichtdurchlässig ausgebildeten Zeigers eingeflutet werden, so besteht, von der Forderung nach einer möglichst gleichmässigen Ausleuchtung der Zeigerfahne abgesehen, das Problem einer ausreichend hohen Lichtmenge an der der Zeigernabe ausgebildeten Übernahmefläche. Erschwerend bezüglich einer Lösung dieses Problems sind insbesondere designerische Forderungen, die, was nebenbei den Parallaxeneffekt verringert, geringe Bauhöhe und feine Zeigerfahnen mit möglichst kleinem Zeigerauge vorsehen, so dass lediglich Zeigernaben mit relativ kleinem Durchmesser und somit kleinen Lichtübernahmeflächen verwirklichbar sind. Hinzu kommt, dass die als Lichtquellen dienenden Lampen vielfach nicht in unmittelbarer Nähe der Durchführung der Zeigerwelle durch Lichtleitkörper und Ziffernblatt angeordnet werden können und insbesondere bei Geräten mit hoher Packungsdichte der Wärmeentwicklung wegen bezüglich ihrer Leistungsaufnahme weitestgehend minimiert sein sollten. Eine beleuchtungstechnisch ausgezeichnete Lösung zeigt die DE-C 827 715 mit einer in Blickrichtung vor dem Zeiger und zentrisch zur Zeigerachse angeordneten Lichtquelle. Es leuchtet ein, dass aus ästhetischen Gründen mit einer derartigen Lösung ein marktfähiges Gerät nicht realisierbar ist. Andererseits scheiden aber auch Lösungen aus, die gemäss dem DE-GM 1 944 977 relativ grossvolumige, durch den dem Ziffernblatt zugeordneten Lichtleiter in den Geräteraum hindurchgreifende Zeigernaben vorsehen, da einerseits die Voraussetzungen für die angestrebte designerische Gestaltung mangelhaft sind, andererseits ein entsprechender Freiraum für die direkte Lichtverbindung zwischen Lichtquelle und Zeigernabe in vielen Fällen nicht gegeben ist. Stellvertretend für Lösungen, bei denen der Skalenträger als Lichtleitkörper ausgebildet ist, zusätzlich aber auch ein Lichtleitkörper für die Zeigerbeleuchtung vorgesehen ist, sei die DE-C 1 145 8c8 genannt. Bei derartigen Lösungen ist abgesehen von dem gegenüber einem einzigen Lichtleiter für Ziffernblattund Zeigerbeleuchtung erforderlichen zusätzlichen Raumbedarf und dem erheblichen Teile- und Montageaufwand ein voluminöser Zeiger erforderlich, und zwar deshalb, weil das in den für die Zeigerbeleuchtung vorgesehenen, gemäss dem genannten Patent scheibenförmigen Lichtleitkörper eingespeiste und in diesem Lichtleitkörper streuende Licht nur zu einem geringen Bruchteil von der Zeigernabe übernommen werden kann. Wie beispielsweise die DE-A 29 13 139 zeigt, ist es aber auch bekannt, unabhängig von den Mitteln zur Beleuchtung des Zifferblattes einen Lichtleitkörper mit lichtsammelnder Wirkung vorzusehen und diesem eine ausschliesslich der Beleuchtung des Zeigers dienende Lichtquelle zuzuordnen. In diesem Falle wird - abgesehen vom Raumbedarf und Teileaufwand - insbesondere durch Polieren verschiedener Flächen und durch Justieren des vorgesehenen Lichtkanals zusätzlicher Fertigungsaufwand erforderlich. Ein anderer Vorschlag geht wiederum von einem gemeinsamen sowohl für die Ziffernblattbeleuchtung als auch die Zeigerbeleuchtung vorgesehenen Lichtleitkörper aus und sieht, wie beispielsweise der DE-C 28 48 oo1 entnommen werden kann, besonders gestaltete Übergabe- und Ubernahmeflächen an Lichtleitkörper und Zeiger vor. Dabei wird bezüglich des Zeigers eine komplizierte Formgestaltung, erhebliche Bauhöhe und ein relativ grosses, die Zeigernabe abdeckendes Zeigerauge, aber auch die Tatsache, dass nicht mehrere Zeiger zentrisch übereinander angeordnet werden können, in Kauf genommen, ohne dass dadurch - bei sonst gleichen Verhältnissen - mehr Licht aus dem Lichtleitkörper in die Zeigernabe eingespeist werden würde. Das somit gegebene Ziel war es, für die Anzeige- und Beleuchtungsmittel eines Messgerätes eine Anordnung zu finden, welche einerseits bei vermindertem Raumbedarf, insbesondere bei verringerter Bauhöhe, eine gleichmässige und kontraststarke Beleuchtung von Skalen und Zeiger mit Durchlicht sowie eine zufriedenstellende designerische Gestaltung gestattet, andererseits mit einem gegenüber dem bekannten Stand der Technik entscheidend reduzierten Fertigungs- und Montageaufwand realisierbar ist. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe sieht vor, dass zwischen dem der Lichtquelle benachbarten Bereich des Lichtleitkörpers und der der Durchführung der Zeigerwelle dienenden Off- nung durch Vorsehen lichtumlenkender Flächen ein Lichtkanal ausgebildet ist, derart -dass beidseitig einer gedachten, die Lichtquelle und die Zeigerwelle verbindenden Flächennormalen des Lichtleitkörpers im Lichtleitkörper zueinander im wesentlichen parallele Schlitze ausgeformt sind. Weitere vorteilhafte Massnahmen sind in den Unteransprüchen dargestellt. Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass es sich durch den bzw. die unmittelbar im Lichtleitkörper ausgebilde ten und jeweils einer Lampe zugeordneten Lichtkanäle im Bereich der Zeigerwellendurchführung im Gegensatz zu den übrigen Bereichen des Lichtleitkörpers eine Lichtmengenkonzentration erzielen lässt. Im Sinne einer Lösung der gestellten Aufgabe wird hierfür weder zusätzlicher Raum benötigt, noch ist Fertigungs- und Montageaufwand erforderlich. Vielmehr kann bei der somit erhöhten, in die Zeigernabe einspeisbaren Lichtmenge die Bauhöhe des oder der Zeiger verringert werden, indem auf die Verwendung in ihrer Lichtleitfunktion zwar in besonderer Weise optimierter, andererseits aber kompliziert geformter Zeiger verzichtet wird. Dies bedeutet mehr designerische Freiheit und Raumgewinn, aber auch die Möglichkeit, Lichtquellen mit geringerer Leistungsaufnahme verwenden zu können. Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen FIG. 1 einen Ausschnitt der Frontansicht eines Messge rätes, FIG. 2 einen Teilschnitt durch die Anzeige- und Be leuchtungsmittel eines Messgerätes gemäss der Schnitt linie A in FIG. 3, FIG. 3 eine Draufsicht auf ein Messgerät, bei welchem Frontscheibe und Frontring, die üblicherweise den frontseitigen Abschluss bilden, abgenommen sindt FIG. 4 einen Teilschnitt gemäss der Schnittlinie B in FIG. 3. Die in FIG. 1 teilweise dargestellte Frontansicht eines Messgerätes soll die angestrebte Dimensionierung von Skala und Zeiger sowie den mit der Durchlichtbeleuchtung erzielbaren Beleuchtungseffekt wiedergeben. Sie zeigt die schmale, im Durchlicht leuchtende Zeigerfahne 1 eines Zeigers 2, der über Ziffern 3 und Skalenstriche 4 einer Skala 5 spielt und dessen Zeigerauge 6 die leichtleitende Nabe des Zeigers 2 lichtundurchlässig abdeckt. Als Skalenträger bzw. als Ziffernblatt 7 kann, wie bereits erwähnt, eine für derartige Zwecke entwikkelte, lichtstreuende Folie Anwendung finden, wobei zur Steigerung des Kontrastes die Folie zunächst weiss lackiert und dann unter Ausblendung der Skala 5 dunkel gefärbt werden würde. Wie der Schnittdarstellung der FIG. 2 entnommen werden kann, liegt das Ziffernblatt 7 bei dem gewählten Ausführungsbeispiel unmittelbar auf einem scheibenförmigen, im wesentlichen dem öffnungsquerschnitt des Messgerätes entsprechenden Lichtleitkörper 8 auf. Dabei ist, um einen Austritt des Lichtes aus dem Lichtleitkörper 8 für die Beleuchtung der Ziffern 3 und der Skalenstriche 4 zu ermöglichen, der Lichtleitkörper 8 an seiner einen Begrenzungsfläche wenigstens im Bereich der Skala 5 aufgerauht. Auf der Gegenseite ist dem Lichtleitkörper 8 ein Reflektor 9 zugeordnet, dessen Aufgabe es ist, aus dem Lichtleitkörper 8 planseitig austretendes Licht zu reflektieren und somit Lichtverluste gering zu halten sowie die Helligkeitsunterschiede verschiedenfarbiser, bei hoher Packungsdichte bis nahe an den Lichtleitkörper 8 heranreichender Bauelemente bzw. zwischen den Bauelementen liegender, lichtabsorbierender Hohlräume zu egalisieren. Ein zwischen dem Lichtleitkörper 8 und einer Frontscheibe 10 des Messgerätes angeordneter Ring 11 dient einerseits als Blende, andererseits mit einer an ihm ausgebildeten Lippe 12 als Spielausgleichsfeder, die bewirkt, dass wenn ein das Messgerät frontseitig abschliessender Frontring 13 mit dem Gehäuse 14 des Messgerätes verrastet ist, wobei mehrere am Umfang des Gehäuses 14 ausgebildete Nasen 15 in entsprechende, im Frontring 13 ausgebildete Hinterschnitte eingreifen, die Frontscheibe 10 an dem Frontring 13 anliegt und der Lichtleitkörper 8 zusammen mit dem Ziffernblatt 7 und dem Reflektor 9 gegen am Gehäuse 14 ausgeformte Konsolen 16 gehalten wird. Eine im Lichtleitkörper 8 ausgebildete Öffnung 17 mit kegelförmiger Wandung sowie nicht näher bezeichnete Öffnungen im Reflektor 9 und in dem Ziffernblatt 7 dienen der Durchführung einer Zeigerwelle 18, an deren Ende der Zeiger 2 befestigt ist. Die Beleuchtung des Zeigers 2 erfolgt, was an sich Stand der Technik darstellt, ausgehend von einer als Lichtquelle dienenden Lampe 19, die, wie dargestellt, in eine im Lichtleitkörper 8 ausgebildete Öffnung 20 hineinragt, durch eine erste Umlenkung des im Lichtleitkörper 8 streuenden Lichtes an einer durch die Öffnung 17 gebildeten konischen Übergabefläche 21 sowie durch eine weitere Umlenkung an einer an der Zeigernabe ausgebildeten, ebenfalls konischen Übernahmefläche 22. Ferner wird an der Zeigernabe austretendes Streulicht durch eine ebenfalls an der Zeigernabe ausgebildete Zylinderfläche 23 auf die Zeigerfahne 1 des Zeigers 2 konzentriert. Aus der in FIG. 3 dargestellten Draufsicht, bei der die Frontscheibe 10 und der Frontring 13 des Messgerätes nicht und das Ziffernblatt 7 nur teilweise dargestellt sind, ist ersichtlich , dass, um eine gleichmässige Ausleuchtung des relativ grossflächigen Ziffernblattes 7 zu erzielen, als weitere Lichtquelle eine Lampe 24 vorgesehen und dem Lichtleitkörper 8 in der gleichen Weise wie die Lampe 19 zugeordnet ist. Ferner ist ersichtlich, dass im Lichtleitkörper 8 vorzugsweise paarweise und im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Schlitze 25, 26, 27 ausgebildet sind. Die Lage der Schlitze bzw. Schlitzteile ist dabei durch jeweils eine gedachte, die Zeigerwelle 18 und die Lichtquelle 19 bzw. 24 verbindende, nicht notwendigerweise eine Ebene darstellende Flächennormale des Lichtleitkör pers 8 bestimmt. Die beiderseits der jeweiligen Flächennormalen ausgebildeten Schlitze 25, 26r 27 stellen, was zusätzlich durch die eingezeichneten Strahlengänge verdeutlicht werden soll, Lichtkanäle dar, indem durch Totalreflektion an den Schlitzwänden bewirkt wird, dass eine erheblich grössere Lichtmenge als. zuvor an der Übergabefläche 21 des Lichtleitkörpers 8 zur Verfügung steht, ohne dass dadurch die Ausleuchtung des Ziffernblattes 7 nachteilig beeinflusst wird. Eine Steigerung dieses Kanaleffektes und somit eine höhere Lichtkonzentration im Bereich der Zeigerwelle 18 wird zusätzlich dadurch erreicht, dass an dem Reflektor 9 Zungen 28, 29, 30, 31, 32 ausgebildet bzw. herausgebogen sind, die in die Schlitze 25, 26, 27 hineinragen und in die Schlitze eintretendes Streulicht reflektieren. Denkbar ist auch, dass der Lichtleitkörper 8 derart ausgebildet ist, dass der bzw. die Lichtkanäle wenigstens an einer der Begrenzungsebenen des Lichtleitkörpers 8 herausragen, d.h. der Lichtleitkörper 8 ungleichmässig dick ausgebildet ist. Um das im Bereich der Lampen 19 und 24 im wesentlichen senkrecht zum Lichtleitkörper 8 flutende Licht wirkungsvoller zu nutzen, sind im Lichtleitkörper 8 quer zur Kanalrichtung V-förmige Kerben 33 und 34 angebracht. Mit dieser Massnahme wird das Licht einerseits in die Lichtkanäle gerichtet, andererseits dem das Licht in den übrigen Teil des Lichtleitkörpers 8 streuenden Rand des Lichtleitkörpers 8 zugeführt. Die e Teilschnittdarstellung FIG. 4 stellt im wesentlichen einen Querschnitt durch einen der Lichtkanäle dar. Der Vollständigkeit halber sei anhand dieser Figur noch nachgetragen, dass die Lichtausbeute der Lampen 19 und 24 durch am Lichtleitkörper 8 angeformte konische Ansätze 35, 36 verbessert ist. Mit 37 ist der Sockel der Lampe 19 bezeichnet, der in an sich bekannter Weise mittels Bajonettverbindung an einer gehäusefesten Wand 38 gehaltert ist, während mit 39 und 40 die mit einer Schaltungsplatte 41 kontaktierenden Stromzuführungen der Lampe 19 bezeichnet sind.

Claims: Patentansprüche: 1. Anordnung zur Beleuchtung der Anzeigemittel eines Messgerätes mittels Durchlicht mit wenigstens einer im Innern des Messge-. brätes angeordneten Lichtquelle und einem der Lichtquelle zu geordneten, im wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt des Mess gerätes entsprechenden, scheibenförmigen Lichtleitkörper, wel chem ein Skalen- und Ziffernblatt zugeordnet ist und welcher der Übergabe von Licht in wenigstens einen lichtleitenden Zei ger dient, dessen Welle durch den Lichtleitkörper hindurch greift, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem der Lichtquelle (Lampe 19) benachbarten Be reich des Lichtleitkörpers (8) und der der Durchführung der Zeigerwelle (18) dienenden Öffnung (17) durch Vorsehen licht umlenkender Flächen ein Lichtkanal ausgebildet ist, derart dass beidseitig einer gedachten, die Lichtquelle (Lampe 19) und die Zeigerwelle (18) verbindenden Flächennormalen des Lichtleitkörpers (8) im Lichtleitkörper (8) zueinander im wesentlichen parallele Schlitze (25, 26) ausgeformt sind. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der im Lichtleitkörper (8) befindlichen Öff nung (17) und mehreren Lampen (19, 24) benachbarten Berei chen des Lichtleitkörpers (8) jeweils Lichtkanäle begren zende, parallele Schlitze (25, 26, 27) ausgeformt sind. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bis auf schmale Haltestege (z. B. 42) im Lichtleitkörper (8) ein durch Schlitze allseitig freigesparter Lichtkanal wenigstens zwischen einem einer Lampe (44) benachbarten Be reich des Lichtleitkörpers (8) und der Öffnung (17) ausge bildet ist, dass die Lampe {44) in einem gewissen Abstand vom Lichtleitkörper (8) angeordnet ist und dass im Licht kanal eine der Lampe (44) zugeordnete Umlenkfläche ausge bildet ist. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Lichtleitkörper (8) integrierten Lichtkanäle wenigstens an einer Seite des Lichtleitkörpers (8) aus dessen Begrenzungsfläche herausragen. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lichtleitkörper (8) an dessen dem Skalen- und Ziffernblatt (7) gegenüberliegender Seite ein Reflektor (9) zugeordnet ist und dass an dem Reflektor (9) in die im Lichtleitkörper (8) ausgeformten Schlitze (25, 26, 27) hineinragende Zungen (28, 29, 30, 31, 32) ausgebildet sind.

Inventors: ENDLER, MAX, MAIER, WOLFGANG
Applicants: MANNESMANN KIENZLE GMBH
Application year: 1983
Main classification: G12B11
IPC codes: G01D11, G12B11, G01R1