Schild

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Schild, das einen Rahmen sowie eine Frontplatte aufweist, die in dem Rahmen gehalten ist, wobei die Frontplatte mindestens teilweise lichtdurchlässig ist und mindestens eine Maske aufweist, über welche lichtdurchlässige Bereiche von lichtundurchlässigen Bereichen getrennt sind und welche die Grenzen dieser festlegt, und wobei die lichtdurchlässigen Bereiche in einer transparenten Scheibe festgelegt sind, und die Maske auf der von den Lichtquellen beabstandeten Seite der Scheibe angebracht ist. Eine weitere Maske (16), die mit der ersten Maske (16) übereinstimmt, auf der der Lichtquelle benachbarten Seite der Scheibe (14) ist angebracht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schild gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Schilder, bei denen die Frontplatte Masken aufweist, die den Lichtdurchtritt steuern, sind seit langem bekannt. Mit den Masken werden entweder Symbole festgelegt, oder die Masken lassen Öffnungen in einem bestimmten Muster frei, die dahinter angeordneten Lichtquellen, beispielsweise LEDs, den Lichtdurchtritt ermöglichen. Derartige Masken sollen insofern einen präzisen Lichtaustritt mit geringer Blendneigung ermöglichen.

[0003] Eine Lösung, die demgegenüber verbessert ist, ist aus der DE 103 05 634 A1 ersichtlich. Bei dieser Lösung sind LEDs von einer zusätzlichen Lochmaske abgestützt. Diese Lochmaske ist hinter der transparenten Scheibe angeordnet, und deutlich von dieser beabstandet, damit besondere optische Wirkungen erzielt werden. So soll die Wirkung von Sonnenlicht, das auf einer glatten Chip-Oberfläche spiegeln könnte, unterbunden werden, wobei davon ausgegangen wird, dass das Sonnenlicht schräg von oben einfällt, der Lichtaustritt der LED aber schräg nach unten oder gerade erfolgen sollte. Die Öffnungen in der Maskenplatte, die vor der Scheibe angeordnet ist, sind bei dieser Lösung deutlich größer als die Öffnungen in der Lochmaske, die dem Durchmesser der LEDs entsprechen.

[0004] Diese Lösung ist zwar im Grunde für kleinere Schilder gut geeignet. Bei größeren Schildern ist sie jedoch nicht ganz befriedigend. Gerade sehr helle LEDs, deren Verwendung angestrebt wird, haben eine erhebliche Wärmeabgabe, wobei durch die Sonneneinstrahlung das Verkehrsschild erwärmt wird. Durch die Wärmeabgabe erwärmt sich auch die Lochmaske, die sich dementsprechend ausdehnt. Dies führt zur Ausrichtung- und Parallaxenfehlern zwischen den Öffnungen, so dass die an sich technisch möglich exakte Festlegung der optischen Achse hierdurch untergraben wird.

[0005] Dies gilt im besonderen Masse für Schilder, die nachts ausgeschaltet sind und dann abkühlen. Zwar könnte man die Lochmaske auf dem "Warmzustand" dimensionieren. Dies führt jedoch dann zu optischen Fehlern, wenn die Lochmaske noch nicht erwärmt ist, also beispielsweise durchaus in den ersten Stunden nach dem Einschalten des Schildes, und gerade bei kalter Witterung, da dann der Temperaturgradient innerhalb des Schildes besonders hoch ist.

[0006] Ferner ist es bereits vorgeschlagen worden, separate Platten mit Löchern vorzusehen, die sich vor und hinter einer Scheibe erstrecken. Wenn die LEDs bei der hinteren Lochplatte angeordnet sind, erwärmt sich diese, so dass der vorstehend genannte nachteilige Effekt in gleicher Weise auftritt.

[0007] Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Schild gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, das hinsichtlich der Langzeitstabilität und auch bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen eine bessere und störungsfreie Lichtabgabe ermöglicht.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0009] Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die beiden Masken miteinander übereinstimmen und auf den beiden Seiten der Scheibe angebracht sind. Die Übereinstimmung muss hierbei nicht eine Identität bedeuten, sondern eine für die Lichtabgabe optimierte Form, die blendfrei und unter möglichst weitgehender Ausschaltung von Reflexionen des etwaigen einfallenden Sonnenlichts eine Lichtabgabe schräg nach unten oder gerade ermöglicht, auch wenn die beiden Masken nicht so stark beabstandet sind, wie dies aus der DE 103 06 631 A1 ersichtlich ist.

[0010] Besonders günstig ist es hierbei, dass die beiden Masken über die Scheibe zueinander im thermischen Kontakt sind. Sie können als dünne Körper ausgebildet sein, deren Stärke beispielsweise weniger als 1/3, bevorzugt weniger als 1/10 der Stärke der Scheibe, und insbesondere noch weniger beträgt und die miteinander übereinstimmend je sich flach an die Scheibe anschmiegend an diese angebracht sind. Sie können auch in bevorzugterweise als Folien ausgebildet sein, die auf die auf Scheibe aufgeklebt oder sogar aufgedampft sind.

[0011] Durch die je flache und kompakte Ausgestaltung der Scheibe mit beispielsweise aufgedampften Masken entsteht ein kompakter und preisgünstig herstellbarer Körper, der auch das Anhaften von Unreinigungen erschwert, die beispielsweise bei dem zusätzlichen Anbringen von Rippen oder dergleichen nachteilig sind. Die erfindungsgemäße Mehrschichtscheibe lässt sich auch ausgesprochen leicht reinigen, beispielsweise abwischen oder auch mit einem Wasserschlauch abspritzen.

[0012] Bevorzugt ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der Folie oder der sonstigen Masken je gleich wie derjenige der Scheibe. Dies erlaubt es auch, bei extremen Temperaturunterschieden keine Verzerrungen der optischen Achsen zu riskieren, und auch, dass sich die Folien nicht von der Scheibe ablösen. Das erfindungsgemäße Schild ist daher ausgesprochen langlebig und fällt durch besondere optische Treue auch bei langem Betrieb auf.

[0013] Es versteht sich, dass die Raster bei den Masken bevorzugt gleich sind. Die vordere Maske kann gegenüber der hinteren Maske leicht abgesenkt sein, um einen Lichtaustritt etwas schräg nach unten zu erleichtern. Die Öffnungen der Masken können auch minimal größer sein, wie es auch in der DE 103 05 631 A1 angedeutet ist, jedoch im Wesentlich geringeren Maße, um dem Lichtaustrittwinkel des LED-Chips sinngemäß Rechnung zu tragen.

[0014] Insofern ist es günstig, wenn die Öffnungen beider Masken zueinander formäquivalent sind. In modifizierter Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die vordere Öffnung je kleiner als die hintere Öffnung ist, um eine noch bessere Blendsicherung zu gewährleisten.

[0015] Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, wenn die Scheibe zusätzlich mit einem Führungselement verbunden ist, das die LEDs als Lichtquellen führen. Hierdurch wird im Grunde eine "umgekehrte Führung" erreicht. Der Abstand der LEDs wird so ebenfalls indirekt durch die Scheibe und damit durch die Maskenöffnungen festgelegt. Bei entsprechender, der Printplatte beabstandeten Montage der LEDs und eher länglichen Anschlussdrähten geben diese nach, so dass nicht die Printplatte den Abstand der LEDs festlegt, sondern die Scheibe und damit die Masken.

[0016] Alternativ ist es auch möglich, die Printplatte aufzuteilen und mehrere kleine Printplatten je separat führen zu lassen, was es ermöglicht, auch mit kurzen Anschlussdrähten zu arbeiten.

[0017] Die LEDs sind bevorzugt in den Führungselementen aufgenommen oder in sonstiger geeignete Weise geführt. Es versteht sich, dass anstelle von LEDs auch andere geeignete Lichtquellen, wie beispielsweise Laserdioden oder sogar Glühlampen eingesetzt werden können, wobei aus Kostengründen eine möglichst preisgünstige Art der Lichtquelle im Verhältnis zur Lichtabgabe angestrebt ist. Preisgünstig soll hier auch die Wartungskosten mit einbeziehen.

[0018] Die Öffnungen in den Masken müssen keineswegs kreisrund sein. Sie können auch elliptisch oder kreisabschnittsförmig ausgebildet sein, wobei es bevorzugt ist, die Kante des Kreises je oben vorzusehen, so dass die blendende Lichtabgabe in exakt horizontaler Richtung unterbunden oder eingeschränkt wird.

[0019] Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schilds;

Fig. 2

eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schilds;

Fig. 3

eine schematische Ansicht des Musters einer Maske für eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schilds;

Fig. 4

ein Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schilds; und

Fig. 5

eine vergrößerte Ansicht eines Details eines erfindungsgemäßen Schilds, unter Darstellung einer LED, eines Teils der Scheibe und der Masken.

[0020] Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist ein Schild 10 eine Frontplatte 12 auf, die ihrerseits eine Scheibe 14 aufweist. Die Scheibe 14 ist von einer vorderen Maske 16 abgedeckt, die Aussparungen oder Öffnungen, beispielsweise die Öffnungen 18 aufweist. Die Öffnungen sind in einem regelmäßigen Raster angeordnet und erstrecken sich in der dargestellten Ausführungsform über die gesamte Vorderseite der Frontplatte 12.

[0021] Die Frontplatte 12 wird von einem Rahmen 20 des Schilds getragen und bildet mit diesem zusammen einen flüssigkeitsdichten Hohlkörper. In dem Hohlkörper sind Lichtquellen aufgenommen, wie es sich aus der nachstehenden Erläuterung ergibt.

[0022] Die in Fig. 1 und schematisch auch in Fig. 2 dargestellte Frontplatte 12 weist neben der Maske 16 auf ihrer Rückseite eine gleichartige Maske auf, wie es beispielsweise aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die Masken sind bevorzugt als Schwarzfolien ausgebildet, die die Öffnungen 18 belassen. Derartige Folien können auch durch Aufdampfen oder Drucken oder in beliebiger geeigneter Weise aufgebracht werden, beispielsweise auch in einer Rapid-Prototyping-Technik. Anstelle des Belassens der Öffnungen 18 können auch an dieser Stelle durchsichtige oder durchscheinende Bereiche zusätzlich aufgebracht sein. Die Dicke der Maske ist ausgesprochen gering gewählt und beträgt beispielsweise 10 bis 50 Mikrometer, oder sogar weniger, wobei die Dicke möglichst gering gewählt wird, ohne die Dauerhaltbarkeit und Intransparenz zu beeinträchtigen.

[0023] Hinter jeder der Öffnungen 18 erstreckt sich eine Lichtquelle, beispielsweise eine LED. Es ergibt sich insofern eine Matrix von LEDs, die je getrennt angesteuert werden können, um ein Symbol zu signalisieren.

[0024] Wie aus Fig. 2 ferner ersichtlich ist, beträgt der Durchmesser der Öffnungen 18 deutlich weniger als der Abstand 22 zwischen diesen. Im Beispielsfall beträgt der Durchmesser der Öffnungen 18 5mm, und das Rastermass der Öffnungen 18 20mm, so dass der Abstand 22 zwischen einander benachbarten Öffnungen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung 15mm beträgt. Es versteht sich, dass diese Maße in weiten Bereich an die Erfordernisse anpassbar sind.

[0025] Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Frontplatte 12 gestattet es auch, randnah zu arbeiten, also die Öffnungen 18 in der Maske 16 auch unmittelbar angrenzend an den Rahmen 20 vorzusehen. Auch wenn im vorliegenden Fall ein quadratisches Panel oder Schildelement dargestellt ist, das kreisrunde Öffnungen 18 aufweist, versteht es sich, dass beliebige andere geometrische Formen ohne Weiteres ebenso realisierbar sind, wobei eine quadratische Form den Vorteil hat, modular, also zur Bereitstellung eines insgesamt größeren Schildes eingesetzt werden können.

[0026] Das erfindungsgemäße Schild 10 kann flüssigkeitsdicht sein oder ist zumindest spritzwassergeschützt. Durch den geschlossenen Aufbau, der auch die thermische Ausdehnung berücksichtigt, ist es möglich, in Kombination mit einem vergossenen Transformator eine hohe Schutzklasse, wie beispielsweise Schutzklasse II oder III, zu realisieren.

[0027] Eine weitere Möglichkeit der Anordnung von Öffnungen 18 in der Maske 16 ist aus Fig. 3 ersichtlich. Dort ist die die Maske 16 bildende Folie mit Öffnungen 18 versehen, die in Zusammenschau ein Geschwindigkeitsbegrenzungsschild mit einer aufgenommenen 40 zeigen. Dieses Schild ist so ausgelegt, dass alle LEDs für die Hinterleuchtung der Öffnungen 18 gleichzeitig eingeschaltet und ausgeschaltet werden können.

[0028] In diesem Beispielsfall ist der Abstand zwischen Abstand 22 zwischen einzelnen Öffnungen 18 deutlich geringer, wobei teilweise auch einige Überlappungen der Öffnungen miteinander realisiert sind, was dazu führt, dass die zugehörigen LEDs aneinander anliegen.

[0029] Aus Fig. 4 ist ersichtlich, in welcher Weise ein Schild 10 innen aufgebaut ist. Der Rahmen 20 nimmt die Frontplatte 12 auf, die aus der Scheibe 14, der Maske 16 und Maske 24 besteht. Die Masken 16 und 24 sind passend zueinander ausgebildet und durch Drucken auf die transparente Scheibe 14 herstellt.

[0030] Durch das Bedrucken ist sicher gestellt, dass die Scheibe 14 fest mit den Masken 16 und 24 verbunden ist und auch das gleiche Temperaturniveau hat.

[0031] Anstelle dessen können aber auch Folien für die Masken 16 und 24 verwendet werden, die dann aufgeklebt sind und transparente Bereiche für die Realisierung der Öffnungen 18 belassen. Derartige Folien sind zweckmäßig aufgeklebt und haben bevorzugt den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie die Scheibe14.

[0032] Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, wenn unmittelbar anschließend an die Maske 24 eine Führungsvorrichtung 26 vorgesehen ist, die thermisch und formschlüssig mit der Maske 24 und damit der Scheibe 14 verbunden ist.

[0033] Die Führungsvorrichtung 26 legt die exakte Position von LEDs 28 fest, die je in Ausnehmungen 30 in die Führungsvorrichtung 26 eingesteckt sind.

[0034] Die LEDs 28 sind über Anschlussdrähte 32 mit einer Printplatte 34 verbunden. Die Anschlussdrähte 32 sind im gewissen Maße biegsam, so dass die exakte Position jeder LED 28 durch die Ausnehmung 30 in der Führungsvorrichtung 26 und nicht durch Printplatte festgelegt ist. Hierdurch erfolgt eine "Mitführung" der LEDs bei Ausdehnung der Scheibe 14, wie sie durch die Erwärmung der LEDs erfolgen kann. Durch das großflächige Anliegen erwärmt sich die Führungsvorrichtung 26 im Wesentlichen auf die gleiche Temperatur wie die Scheibe 14, wobei es sich versteht, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient auch der Führungsvorrichtung 26 bevorzugt an denjenigen der Scheibe 14 angepasst ist.

[0035] Aus Fig. 5 ist der Teilaufbau eines erfindungsgemäßen Schilds ersichtlich. Gleiche Bezugszeichen weisen hier wie auch in den weiteren Figuren auf gleiche Teile hin. Es ist ersichtlich, dass der Lichtaustrittwinkel im Wesentlichen durch den Abstand zwischen der Lichtquelle der LED 28 und der Öffnung 18 in der Maske 16 bestimmt wird. Jedoch ist die Kontrastwirkung und Fremdlichtunempfindlichkeit deutlich höher, wenn die Maske 24, wie es erfindungsgemäß vorgesehen ist, eingesetzt wird. Thermische Fehler entstehen aus den bekannten Gründen dennoch nicht, wobei aus Fig. 5 ersichtlich ist, dass es unschädlich ist, wenn ein kleiner Spalt zwischen dem Führungselement 26 und der Maske 24 verbleibt.

[0036] Es ist ersichtlich, dass bei dieser Ausführungsform die LED das Führungselement 26 nicht überragt, sondern im Wesentlichen bündig mit dem Führungselement 26 vorne abschließt. Hierdurch besteht auch ein geringer Abstand zwischen der LED und der Scheibe 14, der ein zu starkes punktuelles Erhitzen der Scheibe 14 verhindert.

[0037] In an sich bekannter Weise dienen die Anschlussdrähte 32 gepaart mit der Printplatte 34 zusätzlich der Wärmeabfuhr für den heißen LED-Chip.

Ansprüche

1. Schild, das einen Rahmen sowie eine Frontplatte aufweist, die in dem Rahmen gehalten ist, wobei die Frontplatte mindestens teilweise lichtdurchlässig ist und mindestens eine Maske aufweist, über welche lichtdurchlässige Bereiche von lichtundurchlässigen Bereichen getrennt sind und welche die Grenzen dieser festlegt, und wobei die lichtdurchlässigen Bereiche in einer transparenten Scheibe festgelegt sind, und die Maske auf der von den Lichtquellen beabstandeten Seite der Scheibe angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Maske (16), die mit der ersten Maske (16) übereinstimmt, auf der der Lichtquelle benachbarten Seite der Scheibe (14) angebracht ist.

2. Schild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Masken (16, 24) im thermischen Kontakt mit der Scheibe (14) angebracht sind, und insbesondere mit dieser fest verbunden sind.

3. Schild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Maske (16, 24) mindestend zwischen jedem dritten lichtdurchlässigen Bereich mit der Scheibe (14) fest verbunden sind, bevorzugt zwischen allen lichtdurchlässigen Bereichen, und insbesondere durch Kleben oder Formschluss.

4. Schild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masken (16, 24) je Öffnungen (18), insbesondere kreisrunde oder längliche Öffnungen (18) aufweisen, und dass die Öffnungen (18) beider Masken (16, 24) zueinander kongruent sind.

5. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (18) beider Masken (16, 24) einander formäquivalent sind und insbesondere im Wesentlichen die gleiche Größe haben.

6. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (18) beider Masken (16, 24) zueinander formäquivalent sind und die vordere Öffnung größer als die hintere Öffnung, also die der Lichtquelle benachbarte Öffnung ist.

7. Schild nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (18) zueinander formäquivalent sind und die vordere Öffnung kleiner als die hintere Öffnung ist und insbesondere, dass die Öffnungen (18) beider Masken (16, 24) auf der gleichen optischen Achse liegen.

8. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die je vordere der Öffnungen (18) je gegenüber der zugehörigen hinteren Öffnung etwas nach unten versetzt ist.

9. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnedass die Öffnungen (18) in einem gleichmäßigen Raster angeordnet sind und ihr Rasterabstand das ein- bis zehnfache ihres Durchmessers beträgt.

10. Schild nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (18) in jeder Maske (16, 24) insbesondere überwiegend voneinander beabstandet sind, und insbesondere wenige Öffnungen (18) einander überlappen und insbesondere, dass die Öffnungen (18) in Symbole bildenden Reihen angeordnet sind.

11. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (14) mit einem Führungselement (26) verbunden ist, das Aufnahmen aufweist, in denen LEDs (28) als Lichtquellen geführt sind.

12. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmen für LEDs (28) als Lichtquellen im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Öffnungen (18) aufweisen.

13. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (28) in Führungselementen (26) geführt sind und vor der Maske (16, 24) enden, insbesondere um weniger als 1 mm.

14. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass LEDs (28) in Printplatten geführt und aufgenommen sind, die die Führung der LEDs in Lichtaustrittsrichtung festlegen und dass die LEDs in vertikaler und horizontaler Richtung in Führungselementen (26) geführt sind, die, insbesondere formschlüssig, an der Scheibe (14) geführt sind.

15. Schild nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (28) als SMD-Chips ausgebildet sind, die auf einer Printplatte (34) angebracht sind und dass jede SMD hinter einer Öffnung (18) und ggf. hinter einer Aufnahme des Führungselements (26) angeordnet ist.

Zeichnung