Die Erfindung betrifft eine Kontrollleuchte, die insbesondere Bestandteil eines elektromechanischen Befehlsgeräts ist. Kontrollleuchten dienen der optischen Signalisierung eines Zustands eines Geräts, in das die Kontrollleuchten eingebaut sind. Für eine durch einen Bediener einfach erfassbare Signalisierung müssen die Kontrollleuchten eine gleichförmige und helle Beleuchtung von vorne bis zu einem definierten Betrachtungswinkel, z.B. 60° bezüglich einer Längsachse der Kontrollleuchte, aufweisen.

Kontrollleuchten werden hierzu z.B. mit einem Diffuser realisiert, mit denen über die (gesamte) Oberfläche der Kontrollleuchte eine gleichförmige Beleuchtung erzielbar ist. Allerdings bringt das Vorsehen eines Diffusors, der zwischen einer Lichtquelle und einer transparenten, häufig eingefärbten Abdeckung angeordnet ist, in der Regel einen Helligkeitsverlust mit sich. Der Verzicht auf den Diffusor sorgt zwar für eine höhere Helligkeit, bringt aber eine ungleichförmige Ausleuchtung der Abdeckung mit sich.

Um eine gleichförmige Helligkeit über die Betrachtungsfläche bei gleichzeitig hoher Leuchtkraft zu ermöglichen, schlägt die US 4,758,701 die Verwendung zweier aneinander angepasster Fresnellinsen zwischen der Lichtquelle und einer Abdeckung vor. Durch die Linsenanordnung kann das von der Lichtquelle emittierte Licht im Wesentlichen parallel aus der Abdeckung austreten. US 2004/0004836 offenbart eine Signallampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontrollleuchte, die insbesondere Bestandteil eines elektromechanischen Befehlsgeräts sein kann, anzugeben, welche baulich und/oder funktional weiter verbessert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kontrollleuchte gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein elektromechanisches Befehlsgerät gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Es wird eine Kontrollleuchte, insbesondere für ein elektromechanisches Befehlsgerät, vorgeschlagen. Die Kontrollleuchte umfasst ein Gehäuse sowie eine in dem Gehäuse angeordnete Lichtquelle, welche bei Energiezufuhr Licht emittiert. Ferner ist eine Linsenanordnung mit einer ersten Linseneinheit vorgesehen, welche in Ausbreitungsrichtung des von der Lichtquelle emittierten Lichts angeordnet und derart beschaffen ist, dass von der Lichtquelle emittierte Lichtstrahlen im Wesentlichen parallel aus einer von der Lichtquelle abgewandten Seite der ersten Linseneinheit austreten. Die von der Lichtquelle abgewandte Seite der ersten Linseneinheit stellt eine Austrittsfläche der ersten Linseneinheit dar. Im Wesentlichen erstreckt sich diese Austrittsfläche senkrecht zu einer Längsachse der Kontrollleuchte. Die Austrittsfläche der ersten Linseneinheit kann im Querschnitt einen stetigen oder auch einen nicht-stetigen Verlauf aufweisen. Insbesondere kann die Austrittsfläche aus einer Vielzahl an nicht-stetigen Teilflächen bestehen.

Erfindungsgemäß umfasst die Linsenanordnung eine zweite Linse, die auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite der ersten Linseneinheit angeordnet und derart beschaffen ist, dass ein Teil der aus der ersten Linseneinheit austretenden Lichtstrahlen bezüglich der parallelen Ausbreitungsrichtung zu einer transparenten Seitenoberfläche des Gehäuses gelenkt werden.

Die vorgeschlagene Kontrollleuchte ermöglicht nicht nur eine gleichförmige Helligkeit über die Betrachtungsfläche bei gleichzeitig hoher Leuchtkraft, sondern auch eine Beleuchtung an ihren Seitenflächen, so dass die Wahrnehmbarkeit der Beleuchtung der Kontrollleuchte auch unter großem Betrachtungswinkel gegeben ist. Wird die Kontrollleuchte insbesondere in sicherheitsrelevanten Anlagen eingesetzt, so trägt diese zu einem höheren Sicherheitsniveau anbei. Darüber hinaus wird die Wahrnehmbarkeit der beleuchteten Kontrollleuchte durch einen Nutzer als besser empfunden. Die beschriebenen Vorteile lassen sich dabei unter Nutzung einer herkömmlichen Glühbirne oder einer Leuchtdiode (LED) erzielen.

Die transparente Seitenoberfläche des Gehäuses, durch die ein Teil der Lichtstrahlen gelenkt wird, kann durch eine topfförmige, zum Beispiel eingefärbte, Abdeckkappe gebildet sein. Hierbei treten die durch die zweite Linse abgelenkten Lichtstrahlen durch die Seitenwände der Abdeckkappe hindurch. Die nicht abgelenkten Lichtstrahlen treten hingegen durch den Boden bzw. Deckel der Abdeckkappe. Der Boden bzw. Deckel bildet eine Betrachtungsfläche der Kontrollleuchte, welche wie üblich im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur longitudinalen Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen liegt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Linseneinheit zumindest eine, insbesondere asphärische, Fresnellinse umfasst. Die Verwendung einer Fresnellinse als erste Linseneinheit ermöglicht auf Platz sparende Weise, dass von der Lichtquelle emittierte Lichtstrahlen im Wesentlichen parallel aus der von der Lichtquelle abgewandten Seite der Fresnellinse Linse austreten. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die Lichtquelle in kurzer Distanz zu der ersten Linseneinheit anzuordnen. Sofern die Platzverhältnisse in der Kontrollleuchte eine untergeordnete Rolle spielen, kann die erste Linseneinheit auch durch eine herkömmliche Linse mit konvexer Oberfläche auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite ausgebildet sein. Durch die asphärische Gestalt können die bei sphärischen Linsen verursachte Abbildungsfehler gemindert werden. Erfindungsgemäß ist die zweite Linse ein prismatischer Ring, dessen Eintrittsfläche zumindest teilweise mit der Austrittsfläche der Lichtstrahlen der ersten Linseneinheit überlappt. Eine Überlappung der Eintrittsfläche des prismatischen Rings mit der Austrittsfläche der ersten Linseneinheit kann aus mechanischen Gründen zweckmäßig sein. Sollen möglichst viele aus der Austrittsfläche der ersten Linseneinheit austretende Lichtstrahlen durch den prismatischen Ring zur Seite umgelenkt werden, so kann die Eintrittsfläche auch vollständig mit der Austrittsfläche der ersten Linseneinheit überlappen.

In einer weiteren Ausgestaltung reflektiert die zweite Linse die in sie eintretenden Lichtstrahlen vollständig und lenkt diese um. Insbesondere braucht die zweite Linse gemäß dieser Ausgestaltung nicht dazu ausgebildet sein, die in sie eintretenden Lichtstrahlen zu reflektieren. Im Querschnitt weist der prismatische Ring die Gestalt eines Dreiecks, insbesondere eines gleichseitigen Dreiecks auf, so dass die in die Eintrittsfläche des prismatischen Rings eintretenden Lichtstrahlen in etwa in einem rechten Winkel reflektiert werden.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Eintrittsfläche der zweiten Linse und die Austrittsfläche der ersten Linseneinheit parallel zueinander verlaufen. Insbesondere können die Eintrittsfläche der zweiten Linse und die Austrittsfläche der ersten Linseneinheit aneinandergrenzen. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Umlenkung der in den prismatischen Ring eintretenden Lichtstrahlen in der gewünschten Weise erfolgt. Durch das aneinandergrenzen der Eintrittsfläche der zweiten Linse und der Austrittsfläche der ersten Linseneinheit lässt sich eine kompakte Kontrollleuchte schaffen.

Eine weitere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Kontrollleuchte sieht vor, dass eine Austrittsfläche der zweiten Linse parallel zu einem transparenten Flächenabschnitt einer transparenten Abdeckkappe angeordnet ist und insbesondere an diese grenzt. Optional kann die Abdeckkappe eingefärbt sein. Die Aufgabe der Abdeckkappe besteht darin, einen mechanischen Schutz der Linsenanordnung bereitzustellen. Ist die Abdeckkappe eingefärbt, so kann eine bestimmte Signalwirkung durch die Wahl der Farbe hervorgerufen werden. Wie oben bereits erläutert, kann die Abdeckkappe eine topfförmige Gestalt aufweisen. Dabei treten die durch die zweite Linse abgelenkten Lichtstrahlen durch die Seitenwände hindurch, während die nicht abgelenkten Lichtstrahlen durch den Boden bzw. Deckel treten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Gehäuse zwischen der Lichtquelle und der ersten Linseneinheit einen Lichtreflektionskörper, welcher von der Lichtquelle abgegebenes und/oder der ersten Linseneinheit reflektiertes Licht reflektiert. Der Lichtreflektionskörper ermöglicht eine gleichförmigere und gleichmäßigere Beleuchtung der Kontrollleuchte, wenn ein Betrachter in einem Winkel bezüglich der Längsachse der Kontrollleuchte, auf die Kontrollleuchte blickt.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn zu diesem Zweck der Lichtreflektionskörper aus einem hellen und diffusiven Material gebildet ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Lichtreflektionskörper aus einem weißen Material gebildet ist. Beispielsweise kann der Lichtreflektionskörper aus einem eingefärbten Kunststoff bestehen. Durch die helle Farbe und die dadurch bedingten Reflexionseigenschaften nimmt der Lichtreflektionskörper die Funktion einer "sekundären" Lichtquelle bezüglich eines schrägen Betrachtungswinkels an.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erweitert sich der Lichtreflektionskörper von der Lichtquelle zu der ersten Linseneinheit konus-förmig. Hierdurch können das von der Lichtquelle abgegebene Licht sowie das gegebenenfalls an der Linsenanordnung reflektierte Licht in der gewünschten Weise von dem Lichtreflektionskörper zur Ausbildung der sekundären Lichtquelle reflektiert werden.

Die Erfindung schafft ferner ein elektromechanisches Befehlsgerät, der einen Drucktaster oder -schalter mit einer Kontrollleuchte der oben beschriebenen Art umfasst. Im Gegensatz zu einer passiven Kontrollleuchte ermöglicht es ein elektromechanisches Befehlsgerät, durch dessen Betätigung aktiv einen Schaltbefehl zu geben. Beispielsweise kann durch das Befehlsgerät eine Maschine ein- oder ausgeschaltet oder eine bestimmte Funktion aktiviert oder deaktiviert werden. Der Aufbau eines elektromechanischen Befehlsgeräts kann auf unterschiedlichste Weise realisiert werden und ist für die vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Ein beispielhafter Aufbau eines Befehlsgeräts kann beispielsweise der eingangs erwähnten Druckschrift US 4,758,701 entnommen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Kontrollleuchte,

Fig. 2

eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Ausschnitts der in Fig. 1 dargestellten Kontrollleuchte zur Illustration der aus der Kontrollleuchte ausgeleiteten Lichtstrahlen, und

Fig. 3

eine prinzipiell bekannte Projektion der von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen durch eine Linsenanordnung, durch die die Lichtstrahlen in das Unendliche projiziert werden.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Kontrollleuchte 100. Die Kontrollleuchte 100 umfasst ein zylinderförmiges Gehäuse 1, in dem eine Lichtquelle 2 angeordnet ist. Die Lichtquelle 2 kann beispielsweise eine Glühbirne oder eine Leuchtdiode sein. Eine Längsachse des zylinderförmigen Gehäuses 1 ist mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet. Die Lichtquelle 2 liegt auf der Längsachse 3. Von der Lichtquelle 2 emittiertes Licht erstreckt sich in einer im Wesentlichen longitudinalen Ausbreitungsrichtung in Richtung eines äußeren Endes 4 des Gehäuses 1.

An dem äußeren Ende 4 des Gehäuses 1 ist eine Linsenanordnung 5 angebracht. Auf der von der Lichtquelle 2 abgewandten Seite der Linsenanordnung 5 ist eine Abdeckkappe 13 angeordnet. Die Abdeckkappe 13 weist eine topfförmige Gestalt auf und umschließt die Linsenanordnung 5. Die Abdeckkappe 13 ist mit ihren seitlichen Flanken bzw. ihrer Seitenfläche 12 mit dem äußeren Ende 4 des Gehäuses 1, gegebenenfalls lösbar, verrastet. Über die Verrastung kann die Linsenanordnung 5 in der Kontrollleuchte 100 fixiert sein.

Die Abdeckkappe 13 besteht aus einem transparenten und optional eingefärbten Material. Gegebenenfalls kann sich auch zwischen der Linsenanordnung 5 und einer Betrachtungsfläche 14 der dann vorzugsweise nicht-farbigen Abdeckkappe 13 eine eingefärbte Platte befinden, um eine entsprechend der Farbe erwünschte Signalwirkung zu erzielen.

Die Linsenanordnung 5 umfasst eine erste Linseneinheit 6 sowie eine zweite Linse 7. Die Linseneinheit 6 kann durch eine einzelne Linse oder eine Mehrzahl an Linsen gebildet sein. Eine Eintrittsfläche der Lichtstrahlen der Linseneinheit 6 ist mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Das Austreten der Lichtstrahlen erfolgt über eine Lichtaustrittsfläche 9 auf der von der Lichtquelle 2 abgewandten Seite der Linseneinheit 6. Die Linseneinheit 6 ist derart beschaffen, dass von der Lichtquelle 2 emittierte Lichtstrahlen im Wesentlichen parallel aus der Austrittsfläche 9 austreten. Hierdurch erfolgt eine Projektion der von der Lichtquelle 2 punktförmig ausgehenden Lichtstrahlen in das Unendliche.

Dies ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Ausgehend von der nicht näher dargestellten Lichtquelle (vergleiche Bezugszeichen 2 in Fig. 1) erstrecken sich die von der punktförmigen Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen 18 in Richtung der Linseneinheit 6 und treten durch die Eintrittsfläche 8 in die Linseneinheit 6 ein. Dabei werden die Lichtstrahlen 18 an der Eintrittsfläche (d.h. einer ersten optischen Fläche) abgelenkt. Eine weitere Ablenkung der Lichtstrahlen 18 erfolgt nach dem Durchqueren des Inneren der Linse 6 an einer Lichtaustrittsfläche 9 (zweite optische Fläche). Durch die Gestalt der Linseneinheit 6 (welche eine einzelne Linse oder einer Mehrzahl an Linsen sein kann) werden die Lichtstrahlen 18 in der gewünschten Weise in das Unendliche abgelenkt. Dies bedeutet, die aus der Lichtaustrittsfläche 9 austretenden Lichtstrahlen 18 verlaufen in etwa parallel. Hierdurch ergibt sich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse 3 eine gleichförmige Beleuchtung.

Der gleiche Effekt wird erzielt, wenn die Linseneinheit 6 durch eine einzelne Fresnellinse ausgebildet wird. Die Verwendung einer Fresnellinse ermöglicht es insbesondere, den Abstand zwischen der Lichtquelle 2 und der Linseneinheit 6 sehr klein auszugestalten. Ein weiterer Vorteil der Fresnellinse besteht darin, dass diese im Gegensatz zu der in Fig. 3 dargestellten Linseneinheit 6 sehr flach baut, wodurch sich kompakte Kontrollleuchten 100 realisieren lassen. Bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Kontrollleuchte wird daher bevorzugt eine Fresnellinse als Linseneinheit 6 eingesetzt.

Hierdurch ist sichergestellt, dass die Betrachtungsfläche 14 der Abdeckkappe 13 gleichförmig ausgeleuchtet wird. Die gleichförmige Ausleuchtung ergibt sich bei der in Fig. 1 dargestellten Kontrollleuchte 100 dabei nicht nur dann, wenn sich der Betrachter auf der Längsachse 3 befindet. Vielmehr ist die gleichförmige Ausleuchtung der Betrachtungsfläche 14 auch dann gegeben, wenn die Betrachtung der Betrachtungsfläche 14 aus einem Winkel erfolgt.

Unterstützt wird die gleichförmige Ausleuchtung durch einen zwischen der Lichtquelle 2 und der Linseneinheit 6 angeordneten Lichtreflektionskörper 15, der im Querschnitt die Gestalt eines Konus aufweist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erweitert sich der Konus von der Lichtquelle 2 zu der Linseneinheit 6 hin. Der Lichtreflektionskörper 15 reflektiert von der Lichtquelle 2 abgegebenes und/oder der Linseneinheit 6 reflektiertes Licht. Vorzugsweise besteht der Lichtreflektionskörper 15 aus einem hellen und diffusiven Material. Besonders gute Reflexionseigenschaften ergeben sich dann, wenn der Lichtreflektionskörper weiß ist. Beispielsweise wird der Lichtreflektionskörper 15 aus einem weißen Kunststoff gefertigt.

Der Lichtreflektionskörper 15 stellt insbesondere aus schrägen Betrachtungswinkeln, eine "sekundäre" Lichtquelle dar. Unter einem schrägen Betrachtungswinkel wird hierbei eine Betrachtung der Kontrollleuchte 100 verstanden, die von außerhalb der Längsachse 3 erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass die gleichförmige Beleuchtungswirkung der Betrachtungsfläche 14 bis zu einem Betrachtungswinkel 17 von 60° bezüglich der Längsachse 3 bzw. einer Parallelen dazu erhalten bleibt. Der Lichtreflektionskörper 15 könnte auch parabol-örmig ausgebildet sein. Aus Fertigungsgründen ist jedoch die Gestalt eines Konus zu bevorzugen.

Durch die zweite Linse 7 der Linsenanordnung 5 kann ein Teil der aus der ersten Linseneinheit 6 austretenden Lichtstrahlen bezüglich der longitudinalen Ausbreitungsrichtung, d.h. der Längsachse, zu der transparenten Seitenoberfläche 12 der Abdeckkappe 13 gelenkt werden. Zu diesem Zweck ist die zweite Linse 7 als prismatischer Ring ausgebildet, während Eintrittsfläche 10 zumindest teilweise mit der Austrittsfläche 9 der Lichtstrahlen der Linseneinheit 6 überlappt. Eine solche teilweise Überlappung ist in Fig. 1 dargestellt. Dabei liegt der prismatische Ring zum Teil auf einer Stirnfläche des äußeren Randes 4 des Gehäuses 1 auf.

In einer Abwandlung dieser Ausgestaltung könnte der prismatischer Ring 7 auch derart auf der Linseneinheit 6 angeordnet sein, dass die Eintrittsfläche 10 der Linse 7 vollständig mit der Austrittsfläche 9 der Linseneinheit 6 überlappt.

Wie aus der Querschnittsdarstellung der Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich ist, weist der prismatische Ring 7 im Querschnitt die Gestalt eines in etwa gleichschenkligen Dreiecks auf. Hierdurch reflektiert die Linse 7 die in sie eintretenden Lichtstrahlen vollständig und lenkt diese in Richtung der Seitenflächen 12 der Abdeckkappe 13 um. Gleichzeitig wird im Bereich der prismatischen Linse 7 ein Lichtaustritt im Bereich der Betrachtungsfläche 14 verhindert. Hierdurch ergibt sich ein dunkler Ring, welcher die Wahrnehmung des seitlich aus der Abdeckkappe 13 austretenden Lichts verstärkt.

Im Ergebnis kann die Beleuchtung der Kontrollleuchte 100 nicht nur aus Richtung der Längsachse und innerhalb des oben beschriebenen Betrachtungswinkels wahrgenommen werden, sondern auch bei einer vollkommenen seitlichen Betrachtung der Kontrollleuchte 100.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung das Beleuchtungskonzept der Kontrollleuchte 100 im Bereich der Abdeckkappe 13. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, ergibt sich im Bereich der Betrachtungsfläche 14 ein klar abgegrenzter, kreisförmig beleuchteter Bereich. Der Übergang von einem beleuchteten Bereich 19 der Betrachtungsfläche 14 zu einem nicht ausgeleuchteten Bereich, der als dunkler Ring 16 wahrnehmbar ist, ist mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet. Der dunkle Ring 16, der die kreisförmig illuminierte Betrachtungsfläche 14, umgibt, ist durch das Vorhandensein der prismatischen Linse 7 hervorgerufenen ist. Die Flanken bzw. Seitenflächen 12 der Abdeckkappe 13 sind demgegenüber wieder aufgrund des Vorhandenseins des prismatischen Rings 7 beleuchtet. Dies ist mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet.

In Fig. 3 ist darüber hinaus der bereits erwähnte Betrachtungswinkel 17 gegenüber einer Parallelen 3' zur Längsachse 3 dargestellt. Verläuft die Parallele 3' durch die Grenze 20, so markiert der Betrachtungswinkel 17 zur Außenseite hin den Übergang zwischen dem beleuchteten Bereich 19 und dem nichtbeleuchteten Bereich 16.

1

Gehäuse

2

Lichtquelle

3

Längsachse

3'

Parallele zur Längsachse

4

äußeres Ende des Gehäuses

5

Linsenanordnung

6

Linseneinheit

7

zweite (prismatische) Linse

8

Lichteintrittsfläche der Linseneinheit 6

9

Lichtaustrittsfläche der Linseneinheit 6

10

Lichteintrittsfläche der prismatischen Linse 7

11

Lichtaustrittsfläche der prismatischen Linse 7

12

seitliche Flanken der Abdeckkappe

13

Abdeckkappe

14

Betrachtungsfläche

15

Lichtreflektionskörper

16

dunkler Ring

17

Betrachtungswinkel

18

Lichtstrahl

19

beleuchteter Bereich

20

Grenze zwischen beleuchtetem und nicht-beleuchtetem Bereich

100

Kontrollleuchte