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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Innenbeleuchtung eines Kältegeräts,
insbesondere eines Haushaltskältegerätes.
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Um
ein bequemes und schnelles Auffinden von Gegenständen im
Innenraum eines Kältegeräts zu ermöglichen,
sollte eine solche Innenraumbeleuchtung den Innenraum möglichst
gleichmäßig und blendfrei ausleuchten, und um
zu verhindern, dass sich Gegenstände gegenseitig beschatten,
sollte jeder Ort des Innenraums Licht aus verschiedenen Richtungen
empfangen können. Dies sind Zielsetzungen, die mit einem
in herkömmlicher Weise an einer Seitenwand des Innenraums
montierten einzelnen punktuellen Leuchtmittel nicht zu erfüllen
sind.
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Aus
DE 106 33 833 A1 ist
ein Kältegerät mit Innenbeleuchtung bekannt, bei
dem mit Hilfe eines langgestreckten, röhrenförmigen
Leuchtmittels oder einer räumlich weit verteilten Anordnung
von zahlreichen Leuchtdioden eine räumlich verteilte Ausleuchtung
erzielt wird, die die Gefahr der Abschattung verringert. Für
diesen Vorteil muss jedoch ein hoher Platzbedarf des röhrenförmigen
Leuchtmittels oder der LED-Anordnung in Kauf genommen werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät
mit Innenbeleuchtung anzugeben, das mit einer geringen Zahl von
Leuchtmitteln bei geringem Platzbedarf eine gleichmäßige,
gut verteilte Ausleuchtung des Innenraums ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird zum einen gelöst, indem bei einem Kältegerät
mit einer Innenbeleuchtung, die ein wenigstens Leuchtmittel umfasst,
ein Lichtleiter zur Übertragung von Licht von dem Leuchtmittel
in den Innenraum einen sich entlang einer Wand des Innenraums erstreckenden
transparenten flachen Körper und eine Mehrzahl von an dem
Körper verteilten Auskoppelstrukturen umfasst.
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Die
Auskoppelstrukturen können an dem flachen Körper
des Lichtleiters entsprechend dem lokalen Lichtbedarf im Innenraum
und der Intensität des Lichtflusses im Lichtleiter verteilt
sein, d. h. wenn die Intensität des Lichtflusses im Lichtleiter
mit zunehmender Entfernung vom Leuchtmittel abnimmt, dann kann dies
durch eine mit der Entfernung von dem Leuchtmittel zunehmende Dichte
der Auskoppelstrukturen ausgeglichen werden, um eine gleichmäßige
Helligkeitsverteilung im Innenraum zu gewährleisten.
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Falls
gewünscht ist, einzelne Zonen des Innenraums heller zu
beleuchten als andere, kann dies ebenfalls über eine entsprechende
Verteilung der Auskoppelstrukturen erreicht werden.
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Die
Auskoppelstrukturen können Vertiefungen in einer Hauptoberfläche
des Lichtleiters sein, an denen sich im Wesentlichen parallel zur
Hauptoberfläche im Lichtleiter ausbreitendes Licht gebrochen und
aus dem Lichtleiter heraus gelenkt wird. Solche Vertiefungen haben
allerdings den Nachteil, dass sie im Inneren des Lichtleiters Schatten
werfen, so dass eine in Ausbreitungsrichtung des Lichts im Lichtleiter hinter
ihnen liegende Auskoppelstelle nur noch eine geringe Lichtleistung
empfängt. Daher sind die Auskoppelstellen vorzugsweise
als lokalisierte Vorsprünge an einer im Wesentlichen planen
Hauptoberfläche des Lichtleiters ausgebildet.
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Da
die vorsprungförmigen Auskoppelstellen einen Lichtaustritt
aus dem Lichtleiter überwiegend an einer ihnen gegenüber
liegenden Oberfläche des Lichtleiters bewirken, sind sie
vorzugsweise an einer von dem Innenraum abgewandten Hauptoberfläche des
Lichtleiters angeordnet.
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Um
den Lichtaustritt aus dem Lichtleiter im Wesentlichen auf an den
Auskoppelstellen abgelenktes Licht zu beschränken, sind
vorzugsweise wenigstens die planen Bereiche der Hauptoberfläche
poliert. Wenn die gesamte vom Innenraum abgewandte Oberfläche
des Lichtleiters, einschließlich ggf. an ihr angebrachter
Auskoppelstellen, poliert ist, so ist dies nützlich, um
die Auskopplung von Licht an der vom Innenraum abgewandten Hauptoberfläche
des Lichtleiters zu minimieren.
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Zum
Schutz seiner Oberflächen ist der Lichtleiter von dem Innenraum
vorzugsweise durch eine Schutzscheibe getrennt. Wenn diese im Laufe
der Benutzung des Kältegeräts durch wiederholtes
Reinigen aufraut, bleibt dies, anders als eine Aufrauung der Lichtleiteroberfläche,
im Wesentlichen ohne Einfluss auf die Lichtverteilung.
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Ein
Luftspalt zwischen dem Lichtleiter und der Schutzscheibe ist nützlich,
um eine effiziente Führung des Lichts im Lichtleiter durch
Totalreflexion an dessen Hauptoberflächen sicherzustellen.
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Eine
vom Leuchtmittel abgewandte Endfläche des Lichtleiters
kann verspiegelt sein, um Licht, das diese Endfläche erreicht
hat, ohne ausgekoppelt worden zu sein. So geht dieses Licht nicht
ungenutzt verloren.
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Ein
dem Leuchtmittel benachbarter Einkoppelabschnitt des Lichtleiters
weist vorzugsweise in einer ersten Schnittebene einen elliptischen
oder eiförmigen Querschnitt auf. Diese Querschnittsform
ist hilfreich, um das Licht der Lichtquelle effizient in den Lichtleiter
einzukoppeln und insbesondere um Licht, das von der Lichtquelle
unter einem relativ großen Winkel zur Ausbreitungsrichtung
im Lichtleiter emittiert worden ist, in den Lichtleiter einzukoppeln.
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In
einer zweiten Schnittebene kann der Lichtleiter in einer einen kreisbogen-
oder parabelförmigen Querschnitt aufweisen, um das von
der Lichtquelle emittierte Licht zu bündeln.
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Zwei
nebeneinander an einer Wand des Innenraums angeordnete Lichtleiter
ermöglichen eine besonders gleichmäßige
und von Schlagschatten freie Ausluchtung des Innenraums.
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Die
zwei Lichtleiter können untereinander, vorzugsweise einteilig,
durch einen Querbalken verbunden sein.
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Bevorzugt
ist der als Lichtleiter dienende flache Körper u-förmig
ausgebildet und besteht insbesondere aus Polymethylmetacrylat (PMMA).
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Um
den Eintritt von Licht in den Querbalken zu begünstigen,
gehen der Querbalken und die Einkoppelabschnitte vorzugsweise jeweils über
eine abgerundete oder abgeschrägte Ecke ineinander über.
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Der
an der Wand zwischen den zwei Lichtleitern vorhandene Platz kann
genutzt werden, um dort einen Luftkanal für die Versorgung
des Innenraums mit Kaltluft zu führen.
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Die
Wand, an der sich der Lichtleiter erstreckt, ist vorzugsweise eine
vertikale Wand des Innenraums.
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Die
Aufgabe wird zum anderen gelöst, indem bei einem Kältegerät
mit einer Innenbeleuchtung, die ein wenigstens Leuchtmittel umfasst,
ein Lichtleiter zur Übertragung von Licht von dem Leuchtmittel
in den Innenraum sich entlang einer vertikalen Wand des Innenraums
erstreckt und dass wenigstens ein weiteres, von einer Decke des
Innenraums aus abstrahlendes Leuchtmittel vorgesehen ist. Dieses
weitere Leuchtmittel sorgt dafür, dass auch Gegenstände,
die vor der hellen Oberfläche des Lichtleiters stehen,
an ihrer vom Lichtleiter abgewandten Seite hell und gut erkennbar
sind.
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Bevorzugt
ist das von der vertikalen Wand anhand der Lichtleiters abgestrahlte
Licht zumindest annähernd diffus.
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Um
vertikale Oberflächen dieser Gegenstände gut beleuchten
zu können, ist die Hauptstrahlrichtung des weiteren Leuchtmittels
vorzugsweise schräg nach unten und auf eine Rückwand
des Innenraums zu orientiert.
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Bevorzugt
ist das weitere Leuchtmittel als punktförmige Lichtquelle,
insbesondere als Leuchtdiode oder als Glühbirne ausgebildet.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch den oberen Bereich des Gehäuses
eines erfindungsgemäßen Haushalts-Kältegeräts;
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2 ein
vergrößertes Detail von 1;
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3 einen
Schnitt durch den Lichtleiter in Höhe einer Auskoppelstruktur,
der die Wirkungsweise der Auskoppelstruktur verdeutlicht;
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4 eine
Frontalansicht des Korpus des erfindungsgemäßen
Kältegeräts; und
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5 einen
Schnitt durch den oberen Bereich der Lichtleiter in einer zur Rückwand
des Kältegeräts parallelen Ebene.
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1 zeigt
einen schematischen Schnitt durch den oberen Bereich einer Tür 1 und
eines Korpus 2 eines Kältegeräts. Unter
der Decke 3 des Korpus 2 erstreckt sich in Türnähe
eine durchscheinende Abdeckung 4, die mehrere an der Decke 3 montierte LEDs
verdeckt. Die Ebene des Schnitts verläuft durch eine dieser
LEDs 5. Die LEDs sind so montiert, dass ihre Hauptstrahlrichtung,
in der 1 als strichpunktierte Linie dargestellt, schräg
nach unten und nach hinten, auf eine Rückwand 6 des
Korpus 3 zu, verläuft.
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Hinter
der Abdeckung 4 ist ein Lüftergehäuse 7 an
der Decke 3 angebracht. Die Schnittebene verläuft
außerhalb des Lüftergehäuses, so dass
ein darin untergebrachter Lüfter in der 1 nicht
sichtbar ist.
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In
der Rückwand 6 ist innenseitig eine großflächige
Aussparung 8 von geringer Tiefe gebildet. Sie ist in einem
kleinen, oberen Bereich durch eine undurchsichtige Abdeckung 9 und
in einem größeren, unteren Bereich von einer lichtdurchlässigen Schutzscheibe 10 überdeckt.
In der Aussparung 8 sind eine Leuchtdiode 11 und
ein vertikal lang gestreckter Lichtleiter 12 aus glasklarem
Kunststoff wie etwa PMMA untergebracht, die in 2 vergrößert gezeigt
sind.
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Ein
oberer Adapterabschnitt 13 des Lichtleiters 12 hat
in der Schnittebene der 1 und 2 einen
elliptischen oder eiförmigen Querschnitt. Dargestellt ist
ein eiförmiger Querschnitt, der sich aus zwei Halbellipsen 14, 15 mit
unterschiedlichen langen Halbachsen zusammensetzt. Die Leuchtdiode 11 befindet
sich in etwa am Brennpunkt der oberen Halbellipse 14. Der überwiegende
Teil der Lichtleistung der Leuchtdiode 11 erreicht einen
lang gestreckten, flach plattenförmigen unteren Abschnitt 16 des Lichtleiters 12 direkt,
ohne zuvor an den Oberflächen des Adapterabschnitts 13 reflektiert
zu werden. Strahlen, die mit einem so großen Winkel zur
optischen Achse von der Leuchtdiode 11 ausgehen, dass sie
an der oberen Halbellipse 14 reflektiert werden, treten
als paralleles Bündel in die untere Halbellipse 15 ein,
werden an deren Oberfläche erneut reflektiert und kreuzen einander
am Brennpunkt der unteren Halbellipse 15 unter einem verkleinerten
Winkel zur optischen Achse, so dass sie im Abschnitt 16 verlustarm
durch interne Reflexion an zu der Rückwand 6 parallelen
Hauptoberflächen 17, 18 geführt
werden können.
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Denkbar
ist auch, die Leuchtdiode oberhalb des Brennpunkts der oberen Halbellipse 14 zu
platzieren, so dass an der Oberfläche der Halbellipse 14 reflektierte
Strahlen unter einem kleinen Winkel konvergieren und dadurch ebenfalls
verlustarm in dem Abschnitt 16 führbar sind.
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3 zeigt
einen Schnitt durch einen zentralen Bereich des Abschnitts 16,
entlang der gleichen Schnittebene wie in 1 und 2.
Wie in 3 gezeigt, breitet ein Lichtstrahl sich im plattenförmigen Abschnitt 16 des
Lichtleiters 12 aus, indem er zwischen dessen zur Rückwand 6 parallelen
Hauptoberflächen 17, 18 hin und her reflektiert
wird, bis er auf einen Auskoppelstruktur 19 trifft. Vorzugsweise
ist der Winkel α, unter dem der Strahl auf die Hauptoberflächen 17, 18 trifft,
so groß, dass Totalreflexion stattfindet. Um unerwünschte
Lichtverluste zu minimieren, sind die Hauptoberflächen 17, 18 poliert.
Ein schmaler Luftspalt 23 trennt den Lichtleiter von der Schutzscheibe 10 Die
Auskoppelstruktur 19 ist hier dargestellt als ein in etwa
sphärisch gewölbter Vorsprung an der vom Innenraum
des Kältegeräts abgewandten Hauptoberfläche 18,
doch sind zahlreiche Abwandlungen dieser Form denkbar. Ein Strahl,
der in eine solche Auskoppelstruktur eintritt, wird an ihrer Oberfläche
größtenteils reflektiert, wobei sein Winkel zu
den Hauptoberflächen sich ändert, so dass er anschließend
unter einem steileren Winkel auf die Hauptoberfläche 17 trifft
und sie wenigstens zum Teil passiert.
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Durch
die Auskopplung an den Auskoppelstrukturen nimmt die Lichtintensität
im Lichtleiter 12 mit zunehmender Entfernung von der Leuchtdiode 11 ab.
Um dennoch eine von oben bis unten gleichmäßige
Ausleuchtung des Innenraums zu erzielen, nimmt die Dichte der Auskoppelstrukturen 17 am Lichtleiter 12 von
oben nach unten zu, z. B., wie in der Frontalansicht der 4 gezeigt,
indem einerseits der Abstand zwischen den in horizontalen Reihen
angeordneten Auskoppelstrukturen 19 von oben nach unten
abnimmt, zum anderen, indem die Zahl der Auskoppelstrukturen in
jeder Reihe von oben nach unten allmählich anwächst.
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Licht,
das das untere Ende des Abschnitts 16 erreicht, trifft
dort auf eine verspiegelte Endfläche 20 (siehe 2),
an der es zurück in Richtung der Leuchtdiode 11 reflektiert
wird. So passiert es erneut die Auskoppelstrukturen 17,
und wieder wird ein großer Teil des Lichts in den Innenraum
ausgekoppelt.
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Die
Frontale der 4 zeigt zwei Lichtleiter 12,
die sich nebeneinander in vertikaler Richtung an der Rückwand 6 erstrecken.
Es könnte auch ein einzelner Lichtleiter oder eine größere
Zahl von Lichtleitern, an der Rückwand 6 oder
verteilt auf Rück- und Seitenwände des Korpus 2,
vorgesehen sein.
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Die
zwei Lichtleiter 12 der 4 sind untereinander
nahe ihrer (in 4 verdeckten) Adapterabschnitte 13 durch
einen Querbalken 21 einteilig verbunden. Da auch der Querbalken 21 Licht
von den an den oberen Enden beider Lichtleiter angebrachten Leuchtdioden 11 empfängt
und emittiert, sind in einem oberen Bereich der Abschnitte 16 und
an dem Querbalken 21 keine Auskoppelstrukturen erforderlich,
um den Innenraum in Deckennähe befriedigend auszuleuchten,
oder zumindest ist die Dichte der Auskoppelstrukturen wesentlich
geringer als am unteren Ende der Abschnitte 16.
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Zwischen
den die zwei Lichtleiter aufnehmenden Vertiefungen 8 der
Rückwand 6 erstreckt sich ein von dem Lüftergehäuse 7 ausgehender
Luftkanal 24. Austrittsöffnungen 25 sind
entlang des Luftkanals 24 verteilt, um jedes von mehreren
jeweils durch Kühlgutträger 26 voneinander
abgegrenzten Fächern 27 des Innenraums mit Kaltluft
zu versorgen.
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5 zeigt
einen vergrößerten Schnitt durch den oberen Bereich
der Abschnitte 16 der zwei Lichtleiter 12, den
Querbalken 21 und die Adapterabschnitte 13 in
einer zur Rückwand 6 parallelen Ebene. In dieser
Ebene haben die Adapterabschnitte 13 einen in etwa halbkreisförmigen
oder parabelförmigen Querschnitt. Indem die Leuchtdiode 11 am Brennpunkt
der Parabel angeordnet ist, wird an den Rändern der Adapterabschnitte 13 reflektiertes
Licht im Wesentlichen zu einem parallelen Bündel geformt. Lichtverluste
an den Schmalseiten der Abschnitte 16 werden so minimiert.
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Um
die Einkopplung von Licht in den Querbalken 21 zu begünstigen,
ist der Querschnitt jedes Adapterabschnitts 13 etwas asymmetrisch,
und eine Ecke 22, an der der Adapterabschnitt 13 und
der Querbalken 21 aneinander grenzen, ist abgeschrägt oder,
wie in 5 gezeigt, abgerundet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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