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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung
für ein
Kraftwagencockpit, sowie eine solche Anzeigeanordnung nach dem Oberbegriff
von Patentanspruch 4.
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Derartige
Anzeigevorrichtungen mit einem tubusumschlossenen Rundinstrument
sind dem Stand der Technik als allgemein bekannt zu entnehmen. Problematisch
bei solchen Anzeigevorrichtungen ist bislang die Spiegelung des
den Tubus abschließenden
Deckglases. In der Regel werden plane Deckgläser verwendet, welche aufwändig durch entsprechende
Beschichtungen optisch entspiegelt werden müssen. Derartige optische Entspiegelungen erhöhen die
Kosten für
die Herstellung solcher Anzeigevorrichtungen jedoch beträchtlich.
Die Verwendung von nicht optisch entspiegelten Deckgläsern dagegen
führt zu
Reflektionen, welche die Ablesbarkeit des Rundinstrumentes unter
bestimmten Lichtverhältnissen
beträchtlich
erschweren können.
Eine Kosteneinsparung ist durch die Verwendung geometrisch entspiegelter
Deckgläser
möglich,
welche jedoch aufwändige
Herstellungs- und insbesondere Entwurfsarbeiten benötigen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung
und ein Verfahren zu deren Herstellung der eingangs genannten Art
so weiterzuentwickeln, dass das Auftreten von Reflektionen auf dem
Deckglas des Rundinstrumentes weitestgehend vermieden werden kann, ohne
kostenaufwändige
optische Entspiegelungen vorzusehen, wobei gleichzeitig eine möglichst
einfache Herstellung und insbesondere ein möglichst einfacher Entwurf der
Anzeigevorrichtung ermöglicht sein
soll.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen der Anzeigevorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Anzeigevorrichtung
mit den Merkmalen der Patentanspruchs 4 gelöst.
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Ein
solches Verfahren dient zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung
für ein
Kraftwagencockpit mit zwei Rundinstrumenten und jeweiligen, den Rundinstrumenten
zugeordneten und diese in Umfangsrichtung umgebenen Tuben. Zunächst wird hierbei
eine Soll-Geometrie und/oder Soll-Anordnung jeweiliger Deckgläser bestimmt.
Hierzu werden die beiden Tuben parallel in deren Längserstreckungsrichtung
dargestellt, sodass Deckgläser,
welche schräg
in einer vorbestimmten Tubentiefe bezüglich jeweiliger, von oben
nach unten abgeschrägter
Tubenöffnungen
in die Tuben eingebracht sind, sich auf einer gemeinsamen Gesamtverglasungsfläche befinden.
Da in der endgültigen
Form der Anzeigevorrichtung diese Parallelstellung der Tuben jedoch
nicht erwünscht
ist, werden diese anschließend
in gegenläufiger
Richtung um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Insbesondere erfolgt
die Drehung dergestalt, dass die Tubenlängsachsen aus ihrer Parallelstellung
verdreht werden. Unter Gesamtverglasungsfläche ist hierbei insbesondere
eine Fläche
zu verstehen, die einer Verglasung einer konventionellen Anzeigevorrichtung
ohne derartige tubenförmige
Rundinstrumente entspricht. Es kann dabei besonders vorteilhafterweise
von einer bereits bekannten Gesamtverglasung aus baugleichen Cockpits
mit einer Anzeigevorrichtung ausgegangen werden.
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Nachdem
derart die Soll-Geometrie und/oder Sollanordnung der Deckgläser bestimmt
ist, kann anschließend
auf einfache Weise eine Anzeigevorrichtung mit Deckgläsern gemäß der derart
bestimmten Soll-Geometrie und/oder Soll–Anordnung hergestellt werden.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann auf einfache und kostengünstige Weise eine
Anzeigevorrichtung mit geometrisch entspiegelten Rundinstrumenten
geschaffen werden, wodurch auf aufwändige optische Entspiegelungen
verzichtet werden kann. Gleichzeitig ist der Konstruktionsprozess
vereinfacht, sodass auch bei der Entwicklung neuer Anzeigevorrichtungen
Kosten eingespart werden können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Gesamtverglasungsfläche als plane Ebene ausgebildet.
Damit ist naturgemäß eine plane Soll-Geometrie
der Deckgläser
vorgegeben, so dass in Schritt A des Verfahrens im Wesentlichen
nur die Soll-Anordnung der Deckgläser bestimmt werden muss. Dies
ist eine zusätzliche
Vereinfachung des Konstruktionsprozesses. Gleichzeitig sind plane Deckgläser besonders
kostengünstig
in ihrer Herstellung, wodurch die Herstellung der gesamten Anzeigevorrichtung
verbilligt wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Gesamtverglasungsfläche wenigstens
eine Krümmungsachse
aufweist. Damit ist eine zusätzliche
Anpassung der geometrischen Spiegelung an die jeweilige Cockpitgeometrie
ermöglicht,
sodass sich eine besonders gute optische Qualität der Anzeigevorrichtung ergibt.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftwagencockpit
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.
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Eine
derartige Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Kombiinstrument für ein Kraftwagencockpit
umfasst wenigstens ein Rundinstrument sowie einen diesem zugeordneten,
das Rundinstrument in Umfangsrichtung umgebenden Tubus. Der Tubus
erstreckt sich hierbei entlang einer Tubuslängsachse, welche einen Winkel
mit einer Flächennormalen
auf eine Grundebene der Anzeigevorrichtung einschließt, von
einer Anzeigefläche
des Rundinstrumentes weg. In Richtung auf den Betrachter hin ist
der Tubus weiterhin von einem transparenten Deckglas abgeschlossen.
Mit anderen Worten ist der Tubus also gegenüber der Grundebene der Anzeigevorrichtung
um einen gewissen Winkel verkippt.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass das Deckglas entlang wenigstens einer Krümmungsachse
gekrümmt
ist, wobei die Krümmungsachse
in Einbaulage der Anzeigevorrichtung einen Winkel mit der Kraftwagenhochachse
einschließt.
Unter einer Krümmung
um eine Krümmungsachse
ist dabei eine im Wesentlichen zylindrische Krümmung zu verstehen, wobei als
Krümmungsachse
eine Achse definiert sein soll, bezüglich derer korrespondierende Punktpaare
der gekrümmten
Fläche
mittels einer Symmetrieoperation ineinander überführbar sind. Mit anderen Worten
würde eine
Ebene, innerhalb derer die Krümmungsachse
verläuft,
die gekrümmte
Fläche
zu schneiden, dass die Schnittlinie zwischen der gekrümmten Fläche und
der Ebene selbst keine Krümmung
aufweist. Beim Vorhandensein mehrerer Krümmungsachsen müssen diese
naturgemäß ein orthogonales,
insbesondere kartesisches System aufspannen, innerhalb welchem die
Raumkomponenten der Krümmung
separierbar sind.
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Die
erfindungsgemäße Lagebeziehung
zwischen Kraftwagen und Hochachse und Krümmungsachse bedeutet nun, dass
bei einer einfachen zylindrischen Krümmung des Deckglases die Krümmungsachse – also die
Zylinderachse – gegenüber der Fahrzeughochachse
verkippt ist. Dadurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass unter den meisten
im Cockpit auftretenden Lichtverhältnissen einfallendes Licht nicht
direkt zurück
zum Betrachter, sondern vielmehr auf Verkleidungselemente des Cockpits
reflektiert wird. Damit kann vorteilhaft auf eine aufwändige optische
Entspiegelung des Deckglases verzichtet werden, sodass dessen Herstellung
signifikant verbilligt wird. Gleichzeitig wird eine besonders gute
Ablesbarkeit des Rundinstrumentes sichergestellt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine der Anzeigenfläche abgewandte
Vorderkante des Tubus als Schnittkante einer Schnittebene mit dem
Tubus ausgebildet, wobei die Tubuslängsachse die Schnittebene in
einem Winkel um gleich 90° schneidet.
Mit anderen Worten ist der Tubus nicht gerade, sondern schräg zur gedachten
Mantelfläche
eines den Tubus einschließenden
Zylinders geschnitten. Die Vorderkante des Tubus weist somit keinen um
ihren Umfang herum konstanten Abstand zur Anzeigefläche des
zugeordneten Rundinstrumentes auf. Damit ist auch der Lichteinfall
auf die Anzeigefläche
des Rundinstrumentes beziehungsweise auf das den Tubus abschließende Deckglas
richtungsabhängig
verschieden, sodass es mit einem derart gestalteten Tubus ermöglicht ist,
das Deckglas bezüglich wenigstens
einer Vorzugseinfallrichtung von Licht besonders gut von Streulicht
abzuschirmen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine Projektion der Verbindungslinie zwischen einem Nahpunkt
der Vorderkante, welche den geringsten Abstand zur Anzeigefläche aufweist,
und einem Fernpunkt der Vorderkante, welche den größten Abstand
zur Anzeigefläche
aufweist, in die Schnittebene so angeordnet, dass sie mit einer
Projektion der Krümmungsachse
des Deckglases in die selbe Schnittebene einen Winkel von 90° einschließt.
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Das
Deckglas ist dabei bevorzugt so gekrümmt, dass der Abstand des Punktes
einer Deckglasoberfläche
zur Anzeigefläche
mit seinem Abstand zur Krümmungsachse
anwächst.
Durch die geschilderte Anordnung von Tubus in Kombination mit der
geschilderten Krümmung
der Deckglasoberfläche
wird sichergestellt, dass einfallendes Licht bevorzugt nicht in
Richtung der Tubuslängsachse
reflektiert wird. Dies vermeidet besonders effektiv optische Beeinträchtigungen
der Ablesbarkeit des Rundinstrumentes durch den Fahrer, da die Blickrichtung
des Fahrers im Wesentlichen parallel mit der Tubuslängsachse
ist. Dies wird durch eine Anordnung des Tubus sichergestellt, in
welcher in Einbaulage der Anzeigevorrichtung die Tubuslängsachse
auf einen durchschnittlichen Augpunkt eines durchschnittlichen Fahrers
des Kraftwagens gerichtet ist.
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Im
Folgenden soll die Erfindung der Ausführungsformen anhand der Zeichnungen
näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
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1 eine
Anzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik
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2–4 Einzelschritte
der gedanklichen Konstruktion eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
und
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5 ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
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Die
in 1 dargestellte, im Ganzen mit 10 bezeichnete,
dem Stand der Technik entsprechende Anzeigevorrichtung umfasst zwei
Rundinstrumente 12, welche jeweils von einem Tubus 14 umgeben sind.
Der Tubus 14 steht dabei nicht senkrecht auf der Anzeigefläche 16 des
Rundinstrumentes 12, sondern ist vielmehr so angeordnet,
dass seine Längsachse
einen Winkel mit einer Flächennormalen
auf die Anzeigefläche 16 einschließt. Die
Vorderkante 18 des Tubus 14 ist weiterhin abgeschrägt, so dass
ein erster Bereich 20 der Vorderkante 18 sich
näher an der
Grundebene 22 der Anzeigevorrichtung – und damit an der Anzeigefläche 16 – befindet
als ein zweiter Bereich 24 der Vorderkante 18.
Nach außen
hin ist der Tubus 14 durch ein Deckglas 26 abgeschlossen. Dieses
ist im gezeigten, dem Stand der Technik entsprechenden Ausführungsbeispiel
eben ausgeführt. Um
eine negative Beeinflussung der Sichtbarkeit der Anzeigefläche 16 des
Rundinstrumentes 12 durch Lichtreflektionen am Deckglas 26 zu
verhindern, muss dieses aufwändig
durch geeignete, gegebenenfalls mehrschichtige Beschichtungen optisch
entspiegelt werden. Die Notwendigkeit einer derartigen optischen
Entspiegelung kann jedoch durch eine geeignete geometrische Gestaltung
der Anzeigevorrichtung aufgehoben werden. 2 bis 4 zeigen dabei
die gedanklichen Schritte der Konstruktion einer solchen geometrisch
entspiegelten Geometrie.
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In 2 ist
die Anzeigevorrichtung 10 in Überlagerung mit einem weiteren
Deckglas 28 dargestellt. Solche Deckgläser, welche die gesamte Vorrichtung 10 abdecken,
sind aus konventionellen Anzeigevorrichtungen 10, welche
auf eine Einfassung von Instrumenten durch Tuben 14 verzichten,
bekannt. Zur Verminderung der Reflektionen sind solche Deckgläser 28 zumindest
zylindrisch entlang einer ersten Krümmungsachse 30 gekrümmt. Um
sich dieser geometrischen Entspiegelung auch für Anzeigevorrichtungen 10 mit
eingefassten Rundinstrumenten 12 zu Nutze zu machen, verlängert man
zunächst in
Gedanken die Tuben 14, wie in 3 gezeigt,
so dass die Tuben 14 das Deckglas 28 vollständig durchdringen.
Mit anderen Worten liegt die Vorderkante 18 des Tubus 14 nun
in Betrachtungsrichtung vor dem Deckglas 28. Die Krümmung des
Deckglases 28 um die Krümmungsachse 30 ist
in den Figuren durch eine exemplarische Krümmungslinie 32 symbolisiert.
Die in 3 gezeigte Anordnung leidet nun noch unter dem
Problem, dass die Längsachsen 34 der
Tuben 14 gegenüber
der Grundfläche 22 der Anzeigevorrichtung 10 geneigt
sind, also einen Winkel mit der Flächennormalen auf die Grundfläche 22 einschließen.
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Aus
diesem Grund wird, wie in 4 dargestellt,
die Ausrichtung der Tuben 14 gedanklich verändert, sodass
die Längsachse 34 des
Tubus 14 nun senkrecht auf der Grundfläche 22 der Anzeigevorrichtung 10 – also parallel
zur Flächennormalen
auf die Grundfläche 22 – steht.
Gleichzeitig wurde in 4 gedanklich der Bereich des
Deckglases 28, welcher außerhalb der Tuben gelegen war,
entfernt. Es verbleiben somit lediglich Deckgläser 36 innerhalb der
Tuben 14, welche die gleiche Krümmung entlang der exemplarischen
Krümmungslinien 32 also
um die Krümmungsachse 30 aufweisen,
wie das ursprüngliche
große
Deckglas 28.
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Zum
vollständigen
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 38 gelangt
man nun, indem man die Neigung der Längsachsen 34 der Tuben 14 wiederherstellt,
welche im ursprünglichen,
dem Stand der Technik entsprechenden Ausführungsbeispiel 10 vorhanden
war. Ein solches Beispiel für
eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 38 findet
sich in 5. Durch das Wiederherstellen
der Neigung der Tuben 14 um die Rundinstrumente 12 verändert sich
gleichzeitig die Ausrichtung der Deckgläser 36 und damit die
Lage der Krümmungsachse 30.
Diese verläuft
nun schräg, schließt also
einen Winkel sowohl mit der Hochachse z als auch mit der Querachse
y des Kraftwagens ein. Die Krümmungsachse 30 liegt
weiterhin so, dass eine Verbindungslinie 40 zwischen demjenigen
Punkt 42 der Kante 18 des Tubus 14, der
der Grundebene 22 der Anzeigevorrichtung 38 am
nächsten
liegt und dem Punkt 44 der Kante 18, der am weitesten
von der Grundebene 22 entfernt ist, senkrecht auf der Krümmungsachse 30 steht.
Damit werden die auf das Auge des Fahrers des Kraftwagens gerichteten Lichtreflexe
weitest möglich
reduziert, sodass durch die reine geometrische Ausgestaltung des
Deckglases 36 beziehungsweise der gesamten Anzeigevorrichtung 38 der
gleiche Effekt erzielt wird, wie durch eine aufwändige optische Entspiegelung
mittels entsprechender Beschichtungen.
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Die
zuvor genannte Erfindung kann an unterschiedlichen Arten von geometrischen
Entspiegelungen angewendet werden. Wie zuvor beschrieben kann in
Richtung einer Spiegelbank bzw. eines Mantelrohrschaltermoduls,
d. h. nach unten, in einem Fahrzeug entspiegelt werden. Jedoch besteht
auch die Möglichkeit,
nach oben in Richtung Hutze des Tubus zu entspiegeln. Beide Möglichkeiten
arbeiten geometrisch fehlerlos. Auch lässt sich das zuvor genannte
Prinzip in der umgekehrten Richtung anwenden.
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- 10
- Anzeigevorrichtung
- 12
- Rundinstrumente
- 14
- Tuben
- 16
- Anzeigefläche
- 18
- Vorderkante
- 20
- Bereich
- 22
- Grundfläche
- 28
- Deckglas
- 30
- Krümmungsachse
- 32
- Krümmungslinie
- 34
- Längsachsen
- 36
- Deckgläser
- 38
- Anzeigevorrichtung
- 40
- Verbindungslinie
- 42
- Punkt
- 44
- Punkt