DE102005013737A1 - Pointer instrument for motor vehicle, has light source arranged in pointer shaft recess in light-guide plate for coupling light via side surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein flach bauendes Zeigerinstrument, insbesondere ein Rundinstrument, mit mindestens einem eine Zeigerwelle antreibenden Schrittmotor und einer mittels mindestens einer Lichtquelle beleuchtbaren Lichtleiter-Scheibe mit einer Aussparung zum Aufnehmen der Zeigerwelle.The The invention relates to a flat-type pointer instrument, in particular a round instrument, with at least one stepper motor driving a pointer shaft and an illuminated by at least one light source light guide plate with a recess for receiving the pointer shaft.
Zeigerinstrumente
der vorstehend genannten Art werden in Kraftfahrzeugen verwendet
und sind allgemein bekannt. Ein solches Zeigerinstrument ist beispielsweise
in der Druckschrift
Da der Raum, der in Kraftfahrzeugen für den Einbau von Zeigerinstrumenten zur Verfügung steht immer kleiner wird, werden besonders flache Zeigerinstrumente mit einem geringen Bauvolumen benötigt. Ein Entfernen der Lichtquelle zur Beleuchtung würde zwar das Bauvolumen und die Bautiefe verringern, jedoch die optischen Eigenschaften entscheidend nachteilig verändern.There the space used in motor vehicles for the installation of pointer instruments to disposal is getting smaller, are particularly flat pointer instruments needed with a low volume. A removal of the light source to the lighting would Although reduce the volume and depth, but the optical Properties decisively adversely affect.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein flacher bauendes Zeigerinstrument eingangs genannter Art mit einem geringeren Bauvolumen zu schaffen, dessen Funktionseigenschaften, insbesondere optischen Eigenschaften, gegenüber bekannten Zeigerinstrumenten nicht eingeschränkt sind.Of the Invention is based on the technical problem, a flat building Pointer instrument of the aforementioned type with a smaller volume to create its functional properties, especially optical Properties, over known Pointer instruments are not limited.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale mit dem Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the features with the Claim 1. Further advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.
Das technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Lichtquelle in der Aussparung der Lichtleiter-Scheibe angeordnet ist, so dass die Lichtleiter-Scheibe über eine der Aussparung zugewandte Seitenfläche der Lichtleiter-Scheibe Licht der mindestens einen Lichtquelle einkoppelbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The technical problem is inventively achieved in that the at least one light source in the recess of the light guide plate is arranged so that the light guide plate facing over one of the recess side surface the light guide disc Light of at least one light source can be coupled. advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Durch die Anordnung der mindestens einen Lichtquelle in der vorzugsweise zentral ausgebildeten Aussparung der Lichtleiter-Scheibe in einer von der Lichtleiter-Scheibe aufgespannten Ebene wird die gesamte unterhalb bzw. hinter der Lichtleiter-Scheibe bei den bekannten Zeigerinstrumenten vorhandene Leiterplatte mit der/den Lichtquelle/n eingespart. Hierdurch wird ein Bauvolumen und ein die Bautiefe des Zeigerinstruments verringert.By the arrangement of the at least one light source in the preferably centrally formed recess of the light guide plate in one The plane spanned by the fiber optic disk is the entire below or behind the light guide plate in the known Pointer instruments existing PCB with the / the light source / s saved. As a result, a volume and the depth of the pointer instrument reduced.
Eine weitere Reduktion der Bautiefe eines erfindungsgemäßen Zeigerinstruments wird erreicht, wenn der Schrittmotor zumindest teilweise in der Aussparung der Lichtleiter-Scheibe angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die mindestens eine Lichtquelle seitlich neben dem Schrittmotor oder dem Teil des Schrittmotors angeordnet, die in der Aussparung angeordnet ist.A further reduction of the overall depth of a pointer instrument according to the invention is achieved when the stepper motor at least partially in the recess the light guide disc is arranged. In this embodiment is the at least one light source laterally next to the stepper motor or the part of the stepping motor arranged in the recess is arranged.
Um ein unerwünschtes Entweichen des in die Lichtleiter-Scheibe eingekoppelten Lichts zu vermeiden, ist bei einer Weiterbildung zumindest eine Unterseite und ein äußerer Rand der Lichtleiter-Scheibe von einer oder mehreren reflektierenden Schichten umgeben, die vorzugsweise auf einer Innenwand eines Reflektorgehäuses und/oder einem Außengehäuse aufgebracht sind. Das Reflektorgehäuse kann so ausgestaltet sein, dass es in die Zentrale Aussparung hineinreicht und sich auch um den äußeren Rand der Lichtleiter-Scheibe erstrecken. Ferner kann eine der reflektierenden Schichten auf einer Außenwand des Schrittmotors aufgebracht sein. Das Licht, das über die der Aussparung zugewandte Seite der Lichtleiter-Scheibe in diese eingekoppelt ist, wird, wenn es an der Rückseite oder dem äußeren Rand austritt von der/den reflektierenden Schichten zurück in die Lichtleiter-Scheibe reflektiert. Das Licht verlässt folglich das Zeigerinstrument nur dann, wenn es über die Vorderseite der Lichtleiter-Scheibe austritt. Die reflektierende Schicht kann beispielsweise eine weiße Farbschicht umfassen.Around an undesirable Escape of the light coupled into the light guide plate to avoid, in a training at least one bottom and an outer edge the fiber optic disk of one or more reflective layers surrounded, preferably on an inner wall of a reflector housing and / or applied to an outer housing are. The reflector housing can be configured so that it extends into the central recess and also around the outer edge extend the optical fiber disk. Furthermore, one of the reflective Layers on an exterior wall be applied to the stepper motor. The light that over the the recess facing side of the light guide plate in this is coupled, if it is at the back or the outer edge exit from the reflective layer (s) back into the Reflected light guide disc. The light therefore leaves the pointer instrument only if it's over the front of the light guide disc emerges. The reflective Layer may include, for example, a white color layer.
Zur Ansteuerung des Schrittmotors wird eine Ansteuerelektronik verwendet. Diese ist in der Regel auf einer Leiterplatte untergebracht. Eine besonders vorteilhafte Anordnung dieser Leiterplatte, die eine weitere Verringerung der Bautiefe bewirkt, ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen. Diese Weiterbildung umfasst eine Leiterplatte, die eine Ansteuerelektronik für den Schrittmotor umfasst und zwischen einer Stirnseite des Schrittmotors, aus der die Zeigerwelle austritt, und einem von der Zeigerwelle angetriebenen Zeiger angeordnet ist, wobei die Leiterplatte eine der Stirnseite des Schrittmotors zugewandte Bestückungsseite umfasst, an der elektronische Bauelemente der Ansteuerelektronik angeordnet sind. Das Anordnen der Leiterplatte auf der Stirnseite des Schrittmotors in der Weise, dass die elektronischen Bauelemente der Schrittmotoransteuerung auf der Seite der Leiterplatte angeordnet sind, die dem Schrittmotor zugewandt ist, bietet die Möglichkeit, die Leiterplatte dicht an einem Ziffernblatt anzuordnen, das gewöhnlich zwischen der Lichtleiter-Scheibe und dem Zeiger angeordnet ist.To control the stepper motor, a control electronics is used. This is usually housed on a printed circuit board. A particularly advantageous arrangement of this printed circuit board, which causes a further reduction of the depth, is provided in a development of the invention. This development comprises a printed circuit board which comprises an electronic control unit for the stepping motor and is arranged between an end face of the stepping motor, from which the pointer shaft exits, and a pointer driven by the pointer shaft, wherein the printed circuit board comprises a component side facing the end face of the stepping motor electronic components of the control electronics are arranged. Placing the printed circuit board on the front side of the stepping motor in such a way that the electronic components of the stepper motor drive are arranged on the side of the printed circuit board, which faces the stepping motor, offers the possibility to arrange the circuit board close to a dial, which is usually arranged between the light guide plate and the pointer.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine Lichtquelle an der der Stirnseite des Schrittmotors zugewandten Bestückungsseite der Leiterplatte angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache Montage der mindestens einen Lichtquelle neben dem Schrittmotor in der Aussparung der Lichtleiter-Scheibe.at In a preferred embodiment, the at least one light source on the end face of the stepping motor facing component side the circuit board arranged. This embodiment allows a easy mounting of the at least one light source next to the stepper motor in the recess of the optical fiber disk.
Wenn die mindestens eine Lichtquelle eine Side-LED ist, erhält man eine Weiterbildung der Erfindung, bei der eine Lichtquelle mit einer guten Lichtausbeute zum Einsatz kommt. Eine Side-LED ist eine LED, die vorrangig Licht in Richtungen abstrahlt, die parallel zu einer Ebene ausgerichtet sind oder von der Ebene weg weisen, an der die Side-LED elektrisch befestigt ist. Eine Side-LED ist aufgrund dieser Abstrahlcharakteristik besonders gut für die Anordnung auf der Bestückungsseite der Leiterplatte mit der Ansteuerelektronik geeignet.If the at least one light source is a side LED, you get one Development of the invention, in which a light source with a good light output is used. A side LED is an LED, which primarily emits light in directions parallel to one Plane or point away from the plane at which the Side LED is electrically attached. A side LED is due to this Radiation characteristic particularly good for the arrangement on the component side the circuit board with the control electronics suitable.
Flexible Leiterplatten können besonders dünn hergestellt werden. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die Leiterplatte flexibel ist und mindestens eine Lasche aufweist, die seitlich um den Schrittmotor umklappbar ist und an der die mindestens eine Lichtquelle angeordnet ist. Hierdurch wird nicht nur die Stärke der Leiterplatte verringert, sondern auch eine andere Befestigungsmöglichkeit für die mindestens eine Lichtquelle geschaffen, so dass insbesondere auch andere Lichtquellen als Side-LEDs bevorzugt zur Anwendung kommen können.flexible PCBs can especially thin getting produced. A preferred embodiment of the invention therefore, provides that the circuit board is flexible and at least has a tab which folds laterally around the stepper motor is and at which the at least one light source is arranged. hereby not only the strength reduces the PCB, but also another mounting option for the created at least one light source, so that in particular also other light sources are preferably used as side LEDs can.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Lichtquelle an mindestens einer im Wesentlichen parallel zu der Zeigerwelle ausgerichteten flexiblen weiteren Leiterplatte angeordnet ist. Diese mindestens eine weitere Leiterplatte kann zumindest teilweise in der zentralen Aussparung zwischen der Lichtleiter-Scheibe und dem Schrittmotor angeordnet sein. Sie umfasst vorzugsweise die zur Ansteuerung der mindestens einen Lichtquelle erforderliche Elektronik. Die mindestens eine weitere Leiterplatte kann mit der Leiterplatte, die (sofern vorhanden) auf der Stirnseite des Schrittmotors angebracht ist, in einem elektrischen Kontakt stehen. Die mindestens eine weitere Leiterplatte kann ferner Teile der oder die gesamte Ansteuerelektronik des Schrittmotors umfassen.at another embodiment the invention is the at least one light source at least a substantially parallel to the pointer shaft aligned flexible further printed circuit board is arranged. This at least another circuit board can be at least partially in the central Recess between the light guide disc and the stepper motor be arranged. It preferably comprises those for controlling the at least one light source required electronics. The at least one further printed circuit board can be connected to the printed circuit board (if available) mounted on the front of the stepper motor, in an electric Standing in contact. The at least one further printed circuit board can also Parts of or the entire control electronics of the stepper motor include.
In einem eingebauten Zustand ist die mindestens eine flexible weitere Leiterplatte kreissektorförmig oder ringförmig ausgebildet, um sich optimal in die zentral ausgebildete Aussparung der Lichtleiter-Scheibe einzufügen. Bei einer ringförmigen Ausgestaltung weist sie trotz ihrer Flexibilität eine eigene Stabilität auf, die eine Montage des Zeigerinstruments vereinfacht. Eine Halterung der weiteren Leiterplatte wird hierdurch erleichtert.In a built-in state is the at least one more flexible Circuit board circular sector or annular designed to fit optimally in the centrally formed recess insert the fiber optic disc. In an annular Design has their own stability despite their flexibility, the simplifies assembly of the pointer instrument. A holder of further circuit board is thereby facilitated.
Um einen erforderlichen Durchmesser der Aussparung der Lichtleiter-Scheibe, die zur Anordnung der mindestens einen Lichtquelle und vorzugsweise zumindest von Teilen des Schrittmotors benötigt wird, möglichst gering zu halten, umfasst die mindestens eine Lichtquelle eine Top-LED. Top-LEDs zeichnen sich durch eine geringe Bauhöhe aus. Zusätzlich ist ihre Abstrahlungscharakteristik gerichtet, so dass eine effiziente Einkoppelung des von einer Top-LED erzeugten Lichts in die Lichtleiter-Scheibe möglich ist.Around a required diameter of the recess of the light guide plate, to the arrangement of the at least one light source and preferably at least of parts of the stepping motor is needed, if possible To minimize, the at least one light source comprises a top LED. Top LEDs are characterized by a low height. In addition, their radiation characteristics directed, allowing an efficient coupling of a top LED generated light is possible in the optical fiber disk.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Zeigerinstruments ist die mindestens eine Lichtquelle zum Erzeugen von farbigem, unterschiedlich farbigem und/oder mischfarbigem Licht ausgebildet. Beispielsweise können Top-LEDs eingesetzt werden, die farbiges Licht, die unterschiedlich farbiges und/oder mischfarbiges Licht erzeugen können. Unter einer Lichtquelle, die unterschiedlich farbiges Licht erzeugen kann, wird eine Lichtquelle verstanden, die Licht verschiedener Wellenlängen zu verschiedenen Zeitpunkten erzeugen kann. Unter mischfarbigem Licht, wird Licht verstanden, dass zeitgleich Strahlung mindestens zweier Wellenlängen umfasst. Solches Licht wird von einem menschlichen Betrachter, sofern die Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich liegen, als mischfarbiges Licht wahrgenommen. Auch Licht, bei dem eine oder mehrere Wellenlängenkomponenten nicht im sichtbaren Wellenlängenbereich liegen, wird hier als mischfarbiges Licht angesehen.at a particularly preferred embodiment of a pointer instrument according to the invention the at least one light source for generating colored, different formed colored and / or mixed-colored light. For example, top LEDs be used, the colored light, the different colors and / or can produce mixed-colored light. Under a light source, the produce different colored light, becomes a light source which generate light of different wavelengths at different times can. Under mixed-colored light, light is understood to be the same time Radiation comprises at least two wavelengths. Such light is provided by a human observer, provided the wavelengths in the visible spectral range, perceived as mixed-colored light. Also, light where one or more wavelength components are not visible Wavelength range lying, is here regarded as mixed-colored light.
Eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung der Lichtleiter-Scheibe erhält man, wenn die mindestens eine Lichtquelle sowie mindestens eine weiter Lichtquelle innen entlang eines Umfangs der Aussparung der Lichtleiter-Scheibe verteilt angeordnet sind.A particularly uniform illumination of the Fiber optics disc receives one, if the at least one light source and at least one Continue to light source inside along a perimeter of the recess of the Fiber optic disk are distributed.
Um den Zeiger des Zeigerinstruments oder eine in den Zeiger integrierte Abdeckung der Zeigerwelle beleuchten zu können, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auf einer der Stirnseite des Schrittmotors abgewandten Seite der Leiterplatte eine zusätzliche Lichtquelle zum Beleuchten eines von der Zeigerwelle angetriebenen Zeigers angeordnet ist. Die zusätzliche Lichtquelle ist abweichend von den Bauelementen der Ansteuerelektronik des Schrittmotors nicht auf der Bestückungsseite der Leiterplatte angeordnet. Ein nahe benachbarter Einbau der Leiterplatte zu dem Ziffernblatt wird hierdurch aber nicht beeinträchtigt, da das Ziffernblatt in der Regel eine Durchbrechung für die Zeigerwelle aufweist. Die zusätzliche Lichtquelle kann folglich in dieser Durchbrechung angeordnet werden.In order to illuminate the pointer of the pointer instrument or an integrated into the pointer cover of the pointer shaft, an additional light source for illuminating a driven by the pointer shaft pointer is arranged in an advantageous development of the invention on one of the front side of the stepping motor side facing away from the circuit board. The additional light source is not arranged on the component side of the circuit board deviating from the components of the control electronics of the stepping motor. However, a nearby adjacent installation of the circuit board to the dial is not affected, since the dial in the Usually has an opening for the pointer shaft. The additional light source can thus be arranged in this opening.
Um einen Umfang des Zeigerinstruments sichtbar zu machen, umfasst bei einer besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die Lichtleiter-Scheibe einen im Wesentlichen flachen Lichtleiter-Scheibenteil und einen über eine Oberseite des flachen Lichtleiter-Scheibenteils vorstehenden Lichtleiter-Ring, die so zueinander angeordnet sind, dass ein Teil des an der der Aussparung zugewandten Seitenfläche der Lichtleiter-Scheibe eingekoppelten Lichts zu einer oberen Oberfläche des Lichtleiter-Rings geführt wird. Der Lichtleiter-Ring kann einen angeschrägten untern Rand aufweisen, der mit einem entsprechend angeschrägten äußeren Rand des im Wesentlichen flachen Lichtleiter-Scheibenteils korrespondiert. Der Lichtleiter-Ring kann aber auch mit dem im Wesentlichen flachen Lichtleiter-Scheibeteil integral ausgebildet sein.Around to make visible a scope of the pointer instrument included in a particularly preferred embodiment invention, the optical fiber disk a substantially flat Fiber optic disk part and one over a top of the flat one Optical fiber disk part protruding optical fiber ring, the like arranged to each other, that a part of the at the recess facing side surface the light guide disc coupled light is guided to an upper surface of the light guide ring. The fiber optic ring may have a beveled lower edge, that with a corresponding beveled outer edge of the substantially flat light guide plate part corresponds. The light guide ring But it can also be done with the essentially flat light guide disk part be integrally formed.
Einen noch kompakteren und flacheren Aufbau erhält man bei einer Weiterbildung der Erfindung, bei der die Ansteuerelektronik des Schrittmotors in dem Schrittmotor integriert ist.a even more compact and flatter structure is obtained in a training the invention in which the control electronics of the stepping motor integrated in the stepper motor.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments explained in more detail with reference to a drawing. Hereby show:
In
Oberhalb
der Stirnseite
Eine
Lichtquelle
Vorteilhafterweise
sind entlang eines Umfangs der zentral ausgebildeten Aussparung
der Lichtleiter-Scheibe
Der
Zeiger
Bei
der in
Bei
einer weiteren in
Claims (15)
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