DE10153102B4

DE10153102B4 - Zeigerinstrument

Info

Publication number: DE10153102B4
Application number: DE2001153102
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Mittenbühler; Frank Weiand
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: DE10153102A1

Abstract

Zeigerinstrument, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem als elektrooptische Anzeige, insbesondere als Flüssigkristallzelle ausgebildeten Zifferblatt, durch das eine oder mehrere Skalen und/oder graphische Darstellungen und/oder alphanumerische Informationen anzeigbar sind, wobei auf der einem Beobachter zugewandten Frontseite des Zifferblatts ein um eine Drehachse drehbar antreibbarer, eine Zeigerfahne aufweisender Zeiger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger eine durch eine Rückstellfeder in die Nullstellung des Zeigers beaufschlagte Zeigerwelle (9) besitzt, an der mit einem Ende ein schnurartiger Antriebszug (15) befestigt ist, der die Zeigerwelle (9) umschlingt und der sich zum Randbereich des Zifferblatts (1) zu einem Zugantrieb erstreckt, durch den der Antriebszug (15) ziehbar antreibbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zeigerinstrument, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem als elektrooptische Anzeige, insbesondere als Flüssigkristallzelle ausgebildeten Zifferblatt, durch das eine oder mehrere Skalen und/oder graphische Darstellungen und/oder alphanumerische Informationen anzeigbar sind, wobei auf der einem Beobachter zugewandten Frontseite des Zifferblatts ein um eine Drehachse drehbar antreibbarer, eine Zeigerfahne aufweisender Zeiger gelagert ist.
Bei einem derartigen Zeigerinstrument ist es bekannt, daß der Zeiger ein magnetisches Bauteil aufweist, das durch ein Magnetfeld von einem Drehantrieb bewegbar antreibbar ist, der sich auf der dem Zeiger abgewandten Seite des Zifferblatts befindet. Auf diese Weise soll eine Öffnung in der Flüssigkristallzelle vermieden werden, durch die eine Zeigerwelle auf die dem Beobachter abgewandte Seite des Zifferblatts zu einem Zeigerantrieb ragt. Derartige Öffnungen in der Flüssigkristallzelle sind nicht nur aufwendig herzustellen, weil sie zu einem hohen Ausschuß durch Glasbruch führen, sondern sie erfordern zusätzlich noch eine Abdichtung der Öffnung zum Innenraum der Flüssigkristallzelle.
Dieses bekannte Zeigerinstrument benötigt aufgrund der nur durch relativ geringe Magnetkräfte übertragenen Drehbewegung eine besonders reibungsarme Lagerung des Zeigers, was sehr aufwendig ist. Weiterhin besitzt die Bewegungsübertragung eine Hysterese und ist daher nicht für schnelle und sich schnell ändernde Anzeigen geeignet. Weiterhin ist das erforderliche Magnetmaterial teuer.
Aus der DE 297 14 341 U1 ist ein Zeigerinstrument mit einen um eine Drehachse drehbar angeordneten Zeiger und mit einem als Flüssigkristallzelle ausgebildeten Zifferblatt bekannt, wobei der Zeiger eine um eine Drehachse drehbar antreibbare Zeigerfahne aufweist. Hierbei ist die Drehachse des Zeigermeßwerks neben dem Anzeigefeld der elektrooptischen Anzeige angeordnet.
Die DE 2 043 367 A1 beschreibt eine Anzeige mit einem Zugantrieb, der mit einer als elastisches Band ausgebildeten Rückstellung kombiniert ist, wobei das elastische Band entweder eine Skala oder einen Zeiger trägt und so ein Wert darstellbar ist.
Aus der DE 198 48 219 A1 ist ein Anzeigeinstrument mit einem Ringzeiger bekannt, bei der ein ringförmiges Element mit einem in dem Ring angeordneten Zeiger über einen Riemen antreibbar ist. Innerhalb des Ringes ist noch Platz für eine Anzeige, beispielsweise in Form eines Flüssigkristalldisplays.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Zeigerinstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Verwendung ein fach aufgebauter Flüssigkristallzellen und einfach aufgebauter, hysteresefreier Bewegungsübertragungen auf den Zeiger ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeiger eine durch eine Rückstellfeder in die Nullstellung des Zeigers beaufschlagte Zeigerwelle besitzt, an der mit einem Ende ein schnurartiger Antriebszug befestigt ist, der die Zeigerwelle umschlingt und der sich zum Randbereich des Zifferblatts zu einem Zugantrieb erstreckt, durch den der Antriebszug ziehbar antreibbar ist.
Ein Ziehen des Antriebszugs durch den Zugantrieb entgegen der Kraft der Rückstellfeder führt mit einfachen Mitteln zu einem Reduzieren der Umschlingung der Zeigerwelle durch den Antriebszug und einem entsprechenden Verschwenken der Zeigerwelle und der Zeigerfahne. Da sich der Zugantrieb außerhalb des Sichtbereichs des Beobachters befindet, ist er nicht störend. Die direkte mechanische Bewegungsübertragung vermeidet eine Hysterese.
Um die Genauigkeit der Anzeige zu erhöhen, kann die Zeigerwelle eine Antriebsrolle größeren Durchmessers als die Zeigerwelle tragen, die von dem Antriebszug umschlungen ist. Dadurch vergrößert sich der von dem Antriebszug durchzuführende Bewegungsweg und somit auch die Einstellgenauigkeit des Zeigers.
Ein nur geringer Bauraum ist nötig und stört nicht die Anzeigebereiche auf dem Zifferblatt, wenn die Zeigerwelle von einer die Rückstellfeder bildenden Spiralfeder umschlossen ist, deren eines Ende ortsfest und deren anderes Ende mit der Zeigerwelle verbunden ist.
Um eine gute Lagerung der Zeigerwelle zu ermöglichen und diese gleichzeitig gegenüber einem Beobachter abzudecken, kann auf der Frontseite des Zifferblatts ein kastenartiges Lager gehäuse angeordnet sein, das die Zeigerwelle durchragt, wobei die Zeigerwelle in einem an der zifferblattseitigen Wand und/oder an der dem Zifferblatt abgewandten Wand des Lagergehäuses in einem Lager drehbar gelagert ist.
Zusätzlich kann in diesem Lagergehäuse die Rückstellfeder angeordnet und damit gegenüber einem Beobachter abgedeckt sein.
Weiterhin kann in dem Lagergehäuse die Befestigungsstelle des Antriebszugs an der Zeigerwelle oder an der Antriebsrolle angeordnet sein und der Antriebszug von der Zeigerwelle oder der im Lagergehäuse angeordneten Antriebsrolle durch eine Öffnung im Lagergehäuse zum Zugantrieb geführt sein.
Um die Zeigerfahne des Zeigers beleuchten zu können, kann die Zeigerwelle ein Lichtleiter sein, in dessen der Zeigerfahne abgewandtes Ende von einer Lichtquelle Licht einkoppelbar und an seinem anderen Ende in die Zeigerfahne auskoppelbar ist.
Dazu ist es besonders von Vorteil, wenn das Licht von einer auf der dem Beobachter abgewandten Seite des Zifferblatts angeordneten Lichtquelle durch das Zifferblatt in den Lichtleiter einkoppelbar ist.
Damit der Antriebszug die Darstellung auf dem Zifferblatt nicht stört, weist er vorzugsweise einen geringen Durchmesser auf.
Er kann aber auch transparent und so weitgehend nicht sichtbar sein.
Eine andere Möglichkeit zum weitgehend nicht sichtbar machen des Antriebszuges besteht darin, daß der Antriebszug etwa gleichfarbig, insbesondere matt gleichfarbig, zur Farbe des Zifferblatts ist.
Der sich über das Zifferblatt erstreckende Antriebszug kann aber auch gegenüber dem Beobachter abgedeckt sein.
Zum Ziehen des Antriebsstrangs kann der Zugantrieb ein Elektromotor sein, durch den eine Zugrolle drehbar antreibbar ist, an der das dem Zeiger entgegengesetzte Ende des Antriebszuges befestigt ist.
Ist dabei der Elektromotor ein Schrittmotor, so ist eine genau einstellbare Zeigerstellung möglich. Weiterhin ist nur zu einer Zeigerverstellung nicht aber zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Zeigerstellung eine Bestromung des Schrittmotors erforderlich.
Umschlingt der Antriebszug die Zeigerwelle oder die Antriebsrolle mehrfach, so sind auch Anzeigen möglich, bei denen der Zeiger einen Zeigerausschlag von mehr als 360° macht.
Zur Darstellung sich ändernder Informationen und auch sich ändernder Skalenteilungen können die Skalen und/oder Anzeigen durch die Flüssigkristallzelle ansteuerbare Informationen sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Zeigerinstruments teilweise im Schnitt entlang der Linie B-B in 2
2 eine Draufsicht des Zeigerinstruments nach 1 teilweise im Schnitt entlang der Linie A-A in 1.
Das in den Figuren dargestellte Zeigerinstrument weist ein Zifferblatt 1 auf, das durch eine Flüssigkristallzelle gebildet ist und eine bogenförmige Skala 2 sowie ein Anzeigefeld 3 für digitale Informationen besitzt. Die Skala 2 kann dabei für eine Geschwindigkeitsanzeige und das Anzeigefeld 3 für alphanumerische Informationen wie die Anzeige eines Kilometerzählers dienen. Weitere Anwendungen des Anzeigefelds 3 können in der Anwendung von Darstellungen für Telematik und Infotainment sein.
Zentrisch zur bogenförmigen Skala 2 ist auf der einem Beobachter zugewandten Frontseite 4 des Zifferblatts 1 ein kastenförmiges Lagergehäuse 5 angeordnet, das mittig in seiner zifferblattseitigen Wand 6 und in seiner dem Zifferblatt 1 abgewandten Wand 7 Lager 8 besitzt, in denen eine als Lichtleiter ausgebildete Zeigerwelle 9 drehbar gelagert ist.
Axial zu Zeigerwelle 9 ist auf der Rückseite des Zifferblatts 1 eine Lichtquelle 10 angeordnet, durch die Licht durch die in diesem Bereich transparente Flüssigkristallzelle hindurch in die als Lichtleiter ausgebildete Zeigerwelle 9 eingekoppelt wird. An ihrem entgegengesetzten Ende besitzt die Zeigerwelle 9 eine Umlenkfläche 11, durch die das Licht in die rechtwinklig zur Zeigerwelle 9 sich erstreckende, an der Zeigerwelle 9 angeordnete Zeigerfahne 12 eingekoppelt wird.
Die Zeigerfahne 12 besteht ebenfalls aus Lichtleitmaterial und ist an ihrer einem Beobachter abgewandten Seite als Reflexionsfläche 13 ausgebildet, die das in die Zeigerfahne 12 eingekoppelte Licht zu dem Beobachter hin umlenkt, so daß dieser die Zeigerfahne 12 beleuchtet sieht.
Innerhalb des Lagergehäuses 5 trägt die Zeigerwelle 9 drehfest eine Antriebsrolle 14, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Zeigerwelle 9.
Auf der Antriebsrolle 14 ist ein schnurartiger Antriebszug 15 mit seinem einen Ende befestigt und umschlingt die Antriebsrolle 14 mehrfach. Das andere Ende des Antriebszuges 15 erstreckt sich etwa parallel zur Ebene des Zifferblatts 1 durch eine Öffnung 16 des Lagergehäuses 5 bis über den Rand des Zifferblatts 1 hinaus, umschlingt eine Zugrolle 17 des Zugantriebs und ist mit seinem Ende an dieser Zugrolle 17 befestigt. Die Zugrolle 17 sitzt auf der Antriebswelle 18 eines als Schrittmotors 19 ausgebildeten Elektromotors und ist von diesem drehbar antreibbar.
Entgegen der Zugbewegung des Antriebszuges 15, durch die die Zeigerwelle 9 und die Zeigerfahne 12 aus einer Ruhestellung (Nullstellung) im Uhrzeigersinn herausbewegbar sind, wirkt auf die Zeigerwelle 9 eine Rückstellfeder. Diese Rückstellfeder ist als die Zeigerwelle 9 umschließende Spiralfeder 20 ausgebildet, die mit ihrem inneren Ende an der Zeigerwelle 9 und mit ihrem äußeren Ende 21 am Lagergehäuse 5 befestigt ist und Zeigerwelle 9 und Zeigerfahne 12 aus einer ausgelenkten Position entgegen dem Uhrzeigersinn wieder in Richtung zur Ruhestellung zurückführt, wenn entsprechend der Antriebszug 15 sich zur Zeigerwelle 9 hin bewegt.

1: Zifferblatt
2: Skala
3: Anzeigefeld
4: Frontseite
5: Lagergehäuse
6: Wand
7: Wand
8: Lager
9: Zeigerwelle
10: Lichtquelle
11: Umlenkfläche
12: Zeigerfahne
13: Reflektionsfläche
14: Antriebsrolle
15: Antriebszug
16: Öffnung
17: Zugrolle
18: Antriebswelle
19: Schrittmotor
20: Spiralfeder
21: äußeres Ende

Claims

Zeigerinstrument, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem als elektrooptische Anzeige, insbesondere als Flüssigkristallzelle ausgebildeten Zifferblatt, durch das eine oder mehrere Skalen und/oder graphische Darstellungen und/oder alphanumerische Informationen anzeigbar sind, wobei auf der einem Beobachter zugewandten Frontseite des Zifferblatts ein um eine Drehachse drehbar antreibbarer, eine Zeigerfahne aufweisender Zeiger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger eine durch eine Rückstellfeder in die Nullstellung des Zeigers beaufschlagte Zeigerwelle (9) besitzt, an der mit einem Ende ein schnurartiger Antriebszug (15) befestigt ist, der die Zeigerwelle (9) umschlingt und der sich zum Randbereich des Zifferblatts (1) zu einem Zugantrieb erstreckt, durch den der Antriebszug (15) ziehbar antreibbar ist.
Zeigerinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerwelle (9) eine Antriebsrolle (14) größeren Durchmessers als die Zeigerwelle (9) trägt, die von dem Antriebszug (15) umschlungen ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerwelle (9) von einer die Rückstellfeder bildenden Spiralfeder (20) umschlossen ist, deren eines Ende ortsfest und deren anderes Ende mit der Zeigerwelle (9) verbunden ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Frontseite (4) des Zifferblatts (1) ein kastenartiges Lagergehäuse (5) angeordnet ist, das die Zeigerwelle (9) durchragt, wobei die Zeigerwelle (9) in einem an der zifferblattseitigen Wand (6) und/oder an der dem Zifferblatt (1) abgewandten Wand (7) des Lagergehäuses (5) in einem Lager (8) drehbar gelagert ist.
Zeigerinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagergehäuse (5) die Rückstellfeder angeordnet ist.
Zeigerinstrument nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagergehäuse (5) die Befestigungsstelle des Antriebszugs (15) an der Zeigerwelle (9) oder an der Antriebsrolle (14) angeordnet ist und der Antriebszug (15) von der Zeigerwelle oder der im Lagergehäuse (5) angeordneten Antriebsrolle (14) durch eine Öffnung (16) im Lagergehäuse (5) zum Zugantrieb geführt ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerwelle (9) ein Lichtleiter ist, in dessen der Zeigerfahne (12) abgewandtes Ende von einer Lichtquelle (10) Licht einkoppelbar und an seinem anderen Ende in die Zeigerfahne (12) auskoppelbar ist.
Zeigerinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von einer auf der dem Beobachter abgewandten Seite des Zifferblatts (1) angeordneten Lichtquelle (10) durch das Zifferblatt (1) in den Lichtleiter einkoppelbar ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszug (15) einen geringen Durchmesser aufweist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszug transparent ist.
Zeigerinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszug etwa gleichfarbig, insbesondere matt gleichfarbig, zur Farbe des Zifferblatts ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich über das Zifferblatt erstreckende Antriebszug gegenüber dem Beobachter abgedeckt ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugantrieb ein Elektromotor ist, durch den eine Zugrolle (17) drehbar antreibbar ist, an der das dem Zeiger entgegengesetzte Ende des Antriebszugs (15) befestigt ist.
Zeigerinstrument nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein Schrittmotor (19) ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszug (15) die Zeigerwelle oder die Antriebsrolle (14) mehrfach umschlingt.
Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalen (2) und/oder Anzeigen (3) durch die Flüssigkristallzelle ansteuerbare Informationen sind.