DE102004006289A1 - Display instrument has a moving light source attached to an indicator with the light source controlled by inductive coupling between a coil moving with the light source and a stationary coil - Google Patents

Display instrument has a moving light source attached to an indicator with the light source controlled by inductive coupling between a coil moving with the light source and a stationary coil Download PDF

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Abstract

Arrangement (2) has a voltage source (4), a moving element that has an electrical light source (26) that moves with it and is supplied from the voltage source. The arrangement also has two coils. The first coil (20) moves with the light source and is electrically connected to it, while the second coil (8) varies and or produces a magnetic field. The change in the magnetic field induces a voltage in the first coil that is used to control the light source. An independent claim is made for a display instrument (1) with a moving indicator that has a light source (26) that moves with it. The light source is controlled by a coil arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Spannungsquelle, mit einem beweglichen Element, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle, welche von der Spannungsquelle mit Betriebsspannung versorgt wird, wobei sich die Lichtquelle mit dem beweglichen Element bewegt. Daneben ist ein Anzeigeinstrument mit einem beweglichen Zeiger, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle, die sich mit dem Zeiger bewegt Gegenstand der Erfindung.The The invention relates to an arrangement with a voltage source, with a movable element, with at least one electrically operable light source, which is supplied by the voltage source with operating voltage, wherein the light source moves with the movable element. Besides is a gauge with a movable pointer, with at least an electrically operable light source, which is connected to the pointer moves the subject of the invention.

An einem beweglichen Element angeordnete Lichtquellen sind hinlänglich beispielsweise aus Anzeigeinstrumenten bekannt, bei welchen eine elektrische Lichtquelle die Zeigerfahne beleuchtet und in fester Verbindung mit dem Zeiger steht. Zur Versorgung der Lichtquelle, welche regelmäßig als Leuchtdiode, Laser, CCFL bzw. Kaltkathodenröhre ausgebildet ist, findet in der Regel eine flexible Folie mit eingebetteten elektrischen Leitern Anwendung, dessen Leiter mit einer Grundleiterplatte eines verschiedene Anzeigeinstrumente aufnehmenden Kombinationsinstrumentes in Verbindung stehen. Beim Verschwenken des Zeigers wird die Folie entsprechend der Drehbewegung mitgeführt bzw. verformt. Ein gravierender Nachteil der beschriebenen Anordnung liegt darin, dass die elektrische Verbindung der Lichtquelle konstruktive Restriktionen bei der Anordnung anderer Anzeigeelemente in diesem Bereich mit sich bringt. So ist es beispielsweise nicht möglich, den Zeiger vor einer großen LC-Anzeige anzuordnen, ohne mittels der elektrischen Leitungen zu der Lichtquelle die Darstellung der LC-Anzeige zu beeinträchtigen.At For example, a light source arranged on a movable element is sufficient from display instruments known in which an electric light source the pointer flag lit and in firm connection with the pointer stands. To supply the light source, which regularly as Light emitting diode, laser, CCFL or cold cathode tube is formed finds usually a flexible film with embedded electrical Ladders application, whose ladder with a base board of a various display instruments receiving combination instrument keep in touch. When swiveling the pointer, the film becomes entrained or deformed according to the rotational movement. A serious one Disadvantage of the described arrangement is that the electrical Connection of the light source constructive restrictions in the arrangement other display elements in this area brings with it. So is for example, it is not possible the pointer in front of a big one To arrange LC display without using the electrical lines the light source to affect the appearance of the LC display.

Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Anordnung bzw. ein Anzeigeinstrument der oben genannten Art zu schaffen, welches eine Stromversorgung der beweglichen Lichtquelle gewährleistet, ohne dass die benachbarten Bauelemente besonderen konstruktiven Restriktionen unterliegen. Insbesondere soll bei einer kreisförmigen Bewegung der Lichtquelle der Bereich zwischen dem Zentrum der Drehung und der Lichtquelle weitestgehend von Bauteilen der Spannungsversorgung der Lichtquelle frei bleiben können.outgoing it has the problems and disadvantages of the prior art the invention has the object, an arrangement or a Gauge of the type mentioned above to create a Ensures power to the moving light source, without the neighboring Components are subject to special design restrictions. In particular, in a circular movement of the light source the area between the center of the rotation and the light source as far as possible remain free of components of the power supply of the light source can.

Zur erfindungsgemäßen Lösung wird ein Gegenstand gemäß der unabhängigen Patentansprüche 1 oder 2 vorgeschlagen. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.to solution according to the invention an article according to independent claims 1 or 2 proposed. The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Energieversorgung der Lichtquelle unter Verzicht auf eine feste elektrisch leitende Verbindung zwischen der Spannungsquelle und der Lichtquelle. Die vorgeschlagene elektromagnetische Übertragung der Energie hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, dass die Bewegung der Lichtquelle keinerlei Verschleiß der Bauelemente hervorruft, welche die Lichtquelle mit der elektrischen Betriebsspannung versorgen. Der aufgrund von Vibrationen insbesondere im Bereich der Automobiltechnik häufig zu beklagende Bruch von Lötstellen oder flexiblen bewegten Leiterbahnen stellt bei einer Anordnung gemäß der Erfindung keinen Nachteil- mehr dar.Of the particular advantage of the solution according to the invention lies in the energy supply the light source waiving a fixed electrically conductive connection between the voltage source and the light source. The proposed electromagnetic transmission the energy has about it addition, the further advantage that the movement of the light source no Wear the Causes components that the light source with the electric Supply operating voltage. The particular due to vibrations in the field of automotive technology frequently complained of breakage solder joints or flexible moving tracks represents in an arrangement according to the invention no disadvantage.

Ein besonders hoher Wirkungsgrad der Übertragung der Energie zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule ergibt sich, wenn sich zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule ein Übertragungselement erstreckt, welches für die erste Spule und die zweite Spule jeweils ein Kern bildet. Mit Vorteil be steht dieser Kern im Wesentlichen aus einem Material mit einer besonders hohen relativen Permeabilität, insbesondere einer relativen Permeabilität von mindestens 10 H/m. beispielsweise kann das Übertragungselement vollständig aus Metall bestehen.One particularly high efficiency of transmission of energy between the first coil and the second coil arise when between the first coil and the second coil extend a transmission element, which for the first coil and the second coil each forms a core. With This core is essentially made of a material a particularly high relative permeability, in particular a relative permeability of at least 10 H / m. For example, the transmission element may be completely off Metal exist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Zeiger um einen Ringzeiger handelt, welcher drehbar gelagert ist, die erste Spule an einer Umfangsposition an dem Ringzeiger befestigt ist und die zweite Spule ortsfest angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, in dem von dem Ringzeiger umgebenen Bereich weitere Anzeigeinstrumente gleichsam von dem Ringzeiger eingerahmt beliebig anzuordnen. Zum Beispiel kann besonders vorteilhaft eine großflächige graphikfähige Anzeige, insbesondere eine LC-Anzeige, organische Leuchtdiodenanzeige, Feldemissionsanzeige oder Vakuumfloureszenzanzeige dort angeordnet werden. Eine andere Möglichkeit liegt darin, dass die erste Spule beweglich auf einem festen Kern, der vorzugsweise eine kreisrunde, elliptische oder ovale Form aufweist, in Erstreckungsrichtung dieses festen Kerns möglichst hoher Permeabilität verschieblich gelagert ist.A advantageous development of the invention provides that it is in the pointer is a ring pointer, which rotatably mounted The first coil is attached to the ring pointer at a circumferential position is and the second coil is arranged stationary. In this way Is it possible, in the area surrounded by the ring pointer other display instruments as it were framed by the ring pointer arbitrarily arranged. To the Example can be particularly advantageous a large-scale graphic display, in particular an LC display, organic light emitting diode display, field emission display or vacuum fluorescent display are placed there. Another possibility is that the first coil is movable on a solid core, which preferably has a circular, elliptical or oval shape, slidably mounted in the direction of extension of this solid core as high a permeability is.

Besonders zweckmäßig lässt sich bei einer Ausbildung des Zeigers als Ringzeiger der Ringzeiger gleichzeitig als ringförmiges Übertragungselement möglichst hoher Permeabilität ausbilden. Ohne, dass die Funktion als magnetischer Leiter beeinträchtigt wird, kann der Ringzeiger, bzw. das Übertragungselement eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Verzahnung aufweisen, mittels derer die Bewegung des Ringzeigers sich in Umfangsrichtung von einem Schrittmotor auf den Ringzeiger übertragen werden kann. Zweckmäßig weisen die Spulen jeweils eine Spulenachse auf und das Übertragungselement er streckt sich im Wesentlichen entlang dieser Spulenachse. Die zweite Spule ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit Vorteil mit einer Wechselspannung beaufschlagt, wobei zweckmäßig verschiedene Beleuchtungsmodi durch Variation der Spannung eingestellt werden können. Mit Vorteil kann, insbesondere um Helligkeitsschwankungen der bewegten Lichtquelle in Abhängigkeit von der Position zu vermeiden, die Betriebsspannung der zweiten Spule mit der Position der ersten Spule variieren. Die zweite Spule ist sinnvoll als Stator-Spule mit einer Hauptleiterplatte ortsfest elektrisch verbunden und gegebenenfalls auf dieser befestigt. Hier ist es sinnvoll, die zweite Spule in einem Bereich anzuordnen, welcher gegenüber dem Betrachter visuell abgeschirmt ist.Particularly expedient can be trained as a ring-shaped transmission element highest permeability at a training of the pointer as a ring pointer of the ring pointer simultaneously. Without impairing the function as a magnetic conductor, the ring pointer or the transmission element can have a circumferentially extending toothing, by means of which the movement of the ring pointer can be transmitted in the circumferential direction from a stepper motor to the ring pointer. Suitably, the coils each have a coil axis and the Übertragungsse He essentially extends along this coil axis. In the arrangement according to the invention, the second coil is advantageously subjected to an alternating voltage, it being possible to suitably set different illumination modes by varying the voltage. Advantageously, in particular in order to avoid brightness fluctuations of the moving light source as a function of the position, the operating voltage of the second coil can vary with the position of the first coil. The second coil is useful as a stator coil with a main circuit board fixed electrically connected and optionally mounted on this. Here it makes sense to arrange the second coil in an area which is visually shielded from the observer.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung lediglich zur Verdeutlichtung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es zeigen:in the The following is the invention with reference to a specific embodiment with reference to a drawing merely to clarify a potential embodiment of the invention. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Anzeigeinstruments gemäß der Erfindung in einer Draufsicht. 1 a schematic representation of a display instrument according to the invention in a plan view.

In der 1 ist ein Anzeigeinstrument 1 mit einer Anordnung 2 gemäß der Erfindung dargestellt. Als gemeinsamer Träger der erfindungswesentlichen Bauelemente und weiterer nicht dargestellter Komponenten dient eine Hauptleiterplatte 3.In the 1 is a gauge 1 with an arrangement 2 represented according to the invention. As a common carrier of the invention essential components and other components not shown, a main circuit board is used 3 ,

Ortsfest an der Hauptleiterplatte sind eine Spannungsquelle 4, ein erster Antrieb 5, eine LC-Anzeige 6, ein zweiter Antrieb 7 und eine zweite Spule 8 in elektrischer Verbindung befestigt. Daneben sind eine erste Lagerung 9 und eine Führung 10 an der Hauptleiterplatte 3 rein mechanisch befestigt.Stationary on the main circuit board are a voltage source 4 , a first drive 5 , an LC display 6 , a second drive 7 and a second coil 8th fixed in electrical connection. Next to it are a first storage 9 and a guide 10 on the main circuit board 3 purely mechanically attached.

Von dem als Schrittmotor ausgebildeten ersten Antrieb 5 wird ein als Ringzeiger 11 ausgebildetes Übertragungselement 12 in der Weise angetrieben, dass es sich in Umfangsrichtung des Ringzeigers 11 bedarfsgerecht bewegt. Zu diesem Zweck treibt der erste Antrieb 5 ein Zahnrad 13 an, welches mit einer sich in Umfangsrichtung des Ringzeigers 11 auf dem Innendurchmesser angeordnete Verzahnung 14 zusammenwirkt. Das Übertragungselement 12 bzw. der Ringzeiger 11 besteht aus einem metallischen Material hoher Permeabilität. An einer ersten Umfangsposition 15 in der Nähe des ersten Antriebs 5 ist die zweite Spule 8 ortsfest verbunden mit der Hauptleiterplatte 3 angeordnet, wobei sich der Ringzeiger 11 als Kern 16 in Richtung einer zweiten Spulenachse 17 durch die zweite Spule 8 hindurch erstreckt. Der Ringzeiger 11 ist hierbei relativ zu der zweiten Spule 8 beweglich ausgebildet. Fest an einer zweiten Umfangsposition 19 des Ringzeigers 11 befindet sich eine erste Spule 20, wobei sich der Ringzeiger 11 als Kern 16 hoher Permeabilität entlang einer ersten Spulenachse 21 durch die erste Spule 20 hindurch erstreckt. Die erste Spule 20 ist fest mit dem Ringzeiger 11 verbunden.From the trained as a stepping motor first drive 5 becomes a ring pointer 11 trained transmission element 12 driven in such a way that it is in the circumferential direction of the ring pointer 11 moved as needed. For this purpose drives the first drive 5 a gear 13 at, which with a in the circumferential direction of the ring pointer 11 arranged on the inner diameter toothing 14 interacts. The transmission element 12 or the ring pointer 11 consists of a metallic material of high permeability. At a first circumferential position 15 near the first drive 5 is the second coil 8th fixedly connected to the main circuit board 3 arranged, with the ring pointer 11 as a core 16 in the direction of a second coil axis 17 through the second coil 8th extends through. The ring pointer 11 is here relative to the second coil 8th movably formed. Firm at a second circumferential position 19 the ring pointer 11 there is a first coil 20 , where the ring pointer 11 as a core 16 high permeability along a first coil axis 21 through the first coil 20 extends through. The first coil 20 is fixed with the ring pointer 11 connected.

Die als Stator ausgebildete zweite Spule 8 wird mittels der Spannungsquelle 4 mit einer Wechselspannung 25 beaufschlagt, wobei das sich in dem Kern 16 ändernde Magnetfeld eine Betriebsspannung für eine mit der ersten Spule 20 elektrischen Verbindung stehende Lichtquelle 26 in der ersten Spule 20 induziert. Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet die beschriebene Anordnung in Kombination mit einem zentralen Zeiger 30, wobei der zentrale Zeiger 30 in irgendeiner Weise der Anzeige der beweglichen Lichtquelle 26 zugeordnet sein kann, beispielsweise kann die Lichtquelle 26 einen Sollwert für den Zeiger 30 anzeigen.The trained as a stator second coil 8th is by means of the voltage source 4 with an alternating voltage 25 which is in the core 16 changing magnetic field an operating voltage for one with the first coil 20 electrical connection standing light source 26 in the first coil 20 induced. A particularly advantageous application finds the described arrangement in combination with a central pointer 30 , where the central pointer 30 in any way the display of the moving light source 26 can be assigned, for example, the light source 26 a setpoint for the pointer 30 Show.

An dem Ringzeiger 11 ist eine zweite Lagerung 22 angebracht, welche mit der Führung 10 die Bewegung des Ringzeigers in Umfangsrichtung führend zusammenwirkt.At the ring pointer 11 is a second storage 22 attached, which with the guide 10 the movement of the ring pointer in the circumferential direction leader cooperates.

11
AnzeigeinstrumentGauge
22
Anordnungarrangement
33
HauptleiterplatteMain board
44
Spannungsquellevoltage source
55
erster Antriebfirst drive
66
LC-AnzeigeLC display
77
zweiter Antriebsecond drive
88th
zweite Spulesecond Kitchen sink
99
erste Lagerungfirst storage
1010
Führungguide
1111
Ringzeigerring pointer
1212
Übertragungselementtransmission element
1313
Zahnradgear
1414
Verzahnunggearing
1515
erste Umfangspositionfirst circumferential position
1616
Kerncore
1717
zweite Spulenachsesecond coil axis
1919
zweite Umfangspositionsecond circumferential position
2020
erste Spulefirst Kitchen sink
2121
erste Spulenachsefirst coil axis
2222
zweite Lagerungsecond storage
2525
WechselspannungAC
2626
Lichtquellelight source
3030
Zeigerpointer

Claims (11)

Anordnung (2) mit einer Spannungsquelle (4), mit einem beweglichen Element, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle (26), welche von der Spannungsquelle (4) mit Betriebsspannung versorgt wird, wobei sich die Lichtquelle (26) mit dem beweglichen Element bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (2) eine erste Spule (20) und eine zweite Spule (8) aufweist, die Lichtquelle (26) mit der ersten Spule in elektrischer Verbindung steht, sich die erste Spule (20) mit der Lichtquelle (26) bewegt, die zweite Spule (8) ein Magnetfeld ändert und/oder erzeugt, die Änderung des Magnetfeldes in der ersten Spule eine Spannung induziert, die Lichtquelle (26) mittels der in der ersten Spule aufgrund der Änderung des Magnetfeldes induzierten Spannung betreibbar ist.Arrangement ( 2 ) with a voltage source ( 4 ), with a movable element, with at least one electrically operable light source ( 26 ), which from the voltage source ( 4 ) is supplied with operating voltage, wherein the light source ( 26 ) with the moved moving element, characterized in that the arrangement ( 2 ) a first coil ( 20 ) and a second coil ( 8th ), the light source ( 26 ) is in electrical connection with the first coil, the first coil ( 20 ) with the light source ( 26 ), the second coil ( 8th ) changes and / or generates a magnetic field, the change of the magnetic field in the first coil induces a voltage, the light source ( 26 ) is operable by means of the voltage induced in the first coil due to the change of the magnetic field. Anzeigeinstrument (1) mit einem beweglichen Zeiger, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle (26), die sich mit dem Zeiger bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeinstrument (1) eine erste Spule (20) und eine zweite Spule (8) aufweist, die Lichtquelle (26) mit der ersten Spule (20) in Verbindung steht, welche sich mit der Lichtquelle (26) bewegt, die zweite Spule (8) ein Magnetfeld ändert und/oder erzeugt, die Änderung des Magnetfeldes in der ersten Spule (20) eine Spannung induziert, die Lichtquelle (26) mittels der in der ersten Spule (20) aufgrund der Änderung des Magnetfeldes induzierten Spannung betreibbar ist.Indicating instrument ( 1 ) with a movable pointer, with at least one electrically operable light source ( 26 ), which moves with the pointer, characterized in that the indicating instrument ( 1 ) a first coil ( 20 ) and a second coil ( 8th ), the light source ( 26 ) with the first coil ( 20 ) which is in contact with the light source ( 26 ), the second coil ( 8th ) changes and / or generates a magnetic field, the change of the magnetic field in the first coil ( 20 ) induces a voltage, the light source ( 26 ) by means of in the first coil ( 20 ) is operable due to the change in the magnetic field induced voltage. Anordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der ersten Spule (20) und der zweiten Spule (8) ein Übertragungselement (12) erstreckt, welches für die erste Spule (20) und die zweite Spule (8) jeweils einen Kern (16) bildet.Arrangement ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that between the first coil ( 20 ) and the second coil ( 8th ) a transmission element ( 12 ), which for the first coil ( 20 ) and the second coil ( 8th ) each have a core ( 16 ). Anordnung (2) nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (16) im Wesentlichen aus einem Material mit einer relative Permeabilität von mindestes 10 H/m besteht.Arrangement ( 2 ) according to claim, characterized in that the core ( 16 ) consists essentially of a material having a relative permeability of at least 10 H / m. Anordnung (2) nach Anspruch 3 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zeiger um einen Ringzeiger (11) handelt, welcher drehbar gelagert ist, die erste Spule (20) an einer Umfangsposition an dem Ringzeiger (11) befestigt ist, die zweite Spule (8) ortsfest angeordnet ist.Arrangement ( 2 ) according to claims 3 and 2, characterized in that the pointer is a ring pointer ( 11 ), which is rotatably mounted, the first coil ( 20 ) at a circumferential position on the ring pointer ( 11 ), the second coil ( 8th ) is arranged stationary. Anordnung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzeiger (11) als ringförmiges Übertragungselement (12) ausgebildet ist.Arrangement ( 2 ) according to claim 5, characterized in that the ring pointer ( 11 ) as an annular transmission element ( 12 ) is trained. Anordnung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzeiger (11) eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Verzahnung (14) aufweist.Arrangement ( 2 ) according to claim 6, characterized in that the ring pointer ( 11 ) a circumferentially extending toothing ( 14 ) having. Anordnung (2) nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Spulen eine Spulenachse (17, 21) aufweist und sich das Übertragungselement (12) im Wesentlichen entlang der Spulenachse (17, 21) erstreckt.Arrangement ( 2 ) according to at least one of claims 3 to 7, characterized in that at least one of the coils has a coil axis ( 17 . 21 ) and the transmission element ( 12 ) substantially along the coil axis ( 17 . 21 ). Anordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8) mit einer Wechselspannung beaufschlagt ist.Arrangement ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second coil ( 8th ) is subjected to an alternating voltage. Anordnung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8) mit einer Hauptleiterplatte (3) elektrisch verbunden und/oder auf dieser befestigt ist.Arrangement ( 2 ) according to claim 2, characterized in that the second coil ( 8th ) with a main circuit board ( 3 ) is electrically connected and / or fixed on this. Anordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8) mit einer Betriebsspannung beaufschlagt wird, welche in Abhängigkeit von der Position der ersten Spule (20) variiert.Arrangement ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second coil ( 8th ) is applied to an operating voltage, which depends on the position of the first coil ( 20 ) varies.
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