DE102010026773A1

DE102010026773A1 - Skalenelement für ein Anzeigeinstrument, Kombiinstrument und Fahrzeug mit einem Skalenelement

Info

Publication number: DE102010026773A1
Application number: DE102010026773A
Authority: DE
Inventors: Dino DEMMA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-07-10
Filing date: 2010-07-10
Publication date: 2012-01-12
Also published as: GB2481895A; US20120006253A1; CN102331272A; GB201111171D0; GB2481895B; US8931428B2; CN102331272B

Abstract

Ein Skalenelement (3) für ein Anzeigeinstrument (2) weist eine Skalierung auf, wobei die Skalierung mittels Laserschussverfahren in das Volumen des Skalenelements (3) eingeprägt ist. Das Skalenelement (3) kann ferner eine ebenfalls in das Volumen eingeprägte Streustruktur (12) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Skalenelement für ein Anzeigeinstrument, beispielsweise den Tachometer eines Fahrzeugs. Sie betrifft weiter ein Kombiinstrument sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Skalenelement.
Aus der DE 199 04 597 A1 ist ein Anzeigeinstrument mit einem transluzenten Skalenelement bekannt, bei dem ein Zeiger hinter dem Skalenelement angeordnet und angeleuchtet ist. Dabei kann die Skalierung in die Oberfläche des Skalenelements eingraviert sein, um einen möglichst guten Schutz gegen Beschädigungen zu gewährleisten.
Anzeigeinstrumente insbesondere für Kombiinstrumente von Fahrzeugen müssen einerseits funktional sein, sich andererseits auch optisch gut in ein Gesamtkonzept integrieren lassen. Wünschenswert wäre eine möglichst kompromisslose Vereinbarkeit von Funktionalität, Integrierbarkeit in einem Fahrzeugcockpit und optischem Eindruck. Zudem sollen Anzeigeinstrumente individuell an die Bedürfnisse des Fahrers in verschiedenen Fahrsituationen anpassbar sein.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Skalenelement anzugeben, das eine besonders flexible Gestaltung und Integration in seine Umgebung ermöglicht.
Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kombiinstrument und ein Fahrzeug mit einem Skalenelement anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Skalenelement für ein Anzeigeinstrument mit einer Skalierung bereitgestellt, wobei die Skalierung mittels Laserschussverfahren in das Volumen des Skalenelements eingeprägt ist.
Unter einer Skalierung wird hier und im Folgenden insbesondere eine Skala, das heißt eine Aufeinanderfolge, im weiteren Sinne auch eine weniger streng geordnete Anzahl von Ablesemarken verstanden, die in Zusammenwirkung mit einem Zeiger oder einer ähnlichen Vorrichtung die Anzeige eines Wertes ermöglichen. Der Begriff Skalierung soll ferner die Beschriftung einer Skala beispielsweise mit Zahlen, Wörtern oder Symbolen umfassen.
Insbesondere ist das Skalenelement gemäß der vorliegenden Erfindung transparent oder teilweise transparent ausgebildet, wobei auch bestimmte Bereiche transparent und andere nicht transparent ausgebildet sein können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Skalenelement für ein Anzeigeinstrument mit einer Skalierung bereitgestellt, wobei die Skalierung in das Volumen des Skalenelements eingeprägt ist und wobei das Skalenelement ferner eine ebenfalls in das Volumen eingeprägte Streustruktur aufweist.
Die Streustruktur ist in einer Ausführungsform als im Wesentlichen parallel zu zwei parallelen Hauptoberflächen des Skalenelements ausgerichtete flache Scheibe ausgebildet.
Die Streustruktur kann dabei sowohl ins Volumen einer Skalenscheibe des Skalenelements integriert als auch in einer separaten, ebenfalls vorzugsweise aus Glas ausgebildeten Streuscheibe untergebracht sein, die zusammen mit der Skalenscheibe das Skalenelement bildet.
Die Streustruktur hat insbesondere die Aufgabe, geeignet eingestrahltes Licht derart zu streuen, dass es für einen Betrachter innerhalb der Streustruktur sichtbar wird. Mittels einer derartigen Streustruktur kann in der Skalenscheibe beispielsweise eine aus gestreutem Licht gebildete Anzeigenadel erzeugt werden.
Sowohl die Skalierung als auch die Streustruktur können auch bei dieser Ausführungsform mittels Laserschussverfahren eingeprägt sein.
Das Laserschussverfahren ist geeignet, um insbesondere in Glaskörper Fehlstellen bzw. Hohlstrukturen einzubringen. Für das Skalenelement wird insbesondere Glas eingesetzt. Das Laserschussverfahren weist den Vorteil auf, dass es das Einbringen von Skalierungen nicht nur in die Oberfläche, sondern auch ins Volumen des Glases ermöglicht. Das erlaubt das Einbringen von Strukturen in mehreren Ebenen, so dass einerseits der in dem Skalenelement vorhandene Platz bestmöglich genutzt werden kann, andererseits auch ein attraktiver 3D-Effekt erzeugt werden kann, insbesondere, wenn das Skalenelement zusätzlich geeignet ausgeleuchtet wird.
In einer Ausführungsform ist daher die Skalierung durch im Volumen des Skalenelements angeordnete Hohlkörper, Flächen und/oder dicht gepackte Schussschichten gebildet, wobei die die Skalierung bildenden Hohlkörper, Flächen und/oder dicht gepackten Schussschichten gruppenweise in mehreren Ebenen angeordnet sein können.
Auf diese Weise können beispielsweise eine Skala auf einer Ebene und eine Beschriftung der Skala mit Zahlen auf einer anderen Ebene angeordnet sein. Diese Anordnung erlaubt eine unterschiedliche Ausleuchtung der Skala und der Zahlen mit seitlich einfallendem Licht, das in Farbe oder Intensität variiert werden kann. Das hat den Vorteil, dass das Anzeigeinstrument auf technisch einfache Weise nicht nur optisch ansprechend, sondern auch sehr benutzerfreundlich und übersichtlich gestaltet werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Skalenelement in einem Anzeigeinstrument eines Kombiinstruments eingesetzt. Dabei können entweder alle oder nur manche der Anzeigeinstrumente des Kombiinstruments ein derartiges Skalenelement umfassen.
In einer Ausführungsform weist das Anzeigeinstrument einen mit einer Zeigerwelle drehfest verbundenen Zeiger mit einer von der Zeigerwelle antreibbaren Zeigerfahne zur Anzeige eines Wertes auf dem Skalenelement auf. Diese Ausführungsform kombiniert somit das Skalenelement mit durch Laserschussverfahren hergestellten Skalierungen mit einer herkömmlichen „mechanischen” Zeigerfahne.
In einer anderen Ausführungsform weist das Anzeigeinstrument einen Zeiger mit einer Zeigerfahne auf, die durch an der Streustruktur gestreutes Licht gebildet ist. In dieser Ausführungsform wird anstelle der herkömmlichen „mechanischen” Zeigerfahne eine „optische” verwirklicht. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie eine größere Flexibilität bei der Anordnung der Zeigerfahne ermöglicht und zudem Bauraum spart, da die Zeigerfahne in die Streustruktur und damit in das Skalenelement selbst verlegt wird.
Durch eine geeignete Wahl des Lichts zur Erzeugung der Zeigerfahne kann ebenfalls Einfluss auf ihre Sichtbarkeit und den optischen Gesamteindruck genommen werden. Insbesondere kann die Ausleuchtung des Skalenelements und insbesondere die Zeigerfahne in Farbe und Intensität der Fahrsituation, insbesondere der Umgebungshelligkeit, sowie den Fahrerwünschen angepasst werden.
Zur Erzeugung der optischen Zeigerfahne ist vorteilhafterweise folgendes vorgesehen:

– Eine Streustruktur, die sich in dem Volumen erstreckt, in dem die Zeigerfahne erzeugt werden soll, und die in das Volumen einfallendes Licht zu einem Betrachter streut und somit im Volumen sichtbar macht; insbesondere erstreckt sich die Streustruktur parallel zu einer Hauptoberfläche des Skalenelements.
– eine Vorrichtung zur Einleitung von Licht in die Streustruktur. Diese Vorrichtung ist entweder zur Einleitung eines durch beispielsweise eine oder mehrere optische Fasern begrenzten Lichtbündels oder zur Erzeugung von Flächenlicht und seiner Begrenzung durch eine Blende ausgebildet.

Dabei kann die Blende insbesondere derart ausgestaltet sein, dass sie die gesamte oder weite Bereiche einer Begrenzungsfläche des Skalenelements – beispielsweise Hauptoberflächen und Mantelflächen im Falle einer flachen Scheibe – bedeckt und lediglich einen Spalt zum gezielten Durchlass von Licht aufweist. Dabei ist die Blende verschiebbar, beispielsweise drehbar, zumindest ist die Lage des Spalts variierbar, um die Position der erzeugten Zeigerfahne variieren zu können.
Wenn eine „optische” Zeigerfahne eingesetzt wird, gibt es verschiedene Möglichkeiten, das dazu notwendige Licht in das Skalenelement einzuleiten. In einer Ausführungsform ist das Skalenelement als runde Scheibe ausgebildet. Das die Zeigerfahne bildende Licht kann aus dem Zentrum, von der Seite oder durch eine Bodenfläche der Scheibe in die Streustruktur eingeleitet werden.
Vorteilhafterweise ist zudem eine Vorrichtung zur Einleitung von Licht für eine Grundbeleuchtung in das Skalenelement vorgesehen. Eine derartige Grundbeleuchtung dient nicht der Erzeugung der „optischen” Zeigerfahne, sondern das Licht hierfür wird ausschließlich oder zusätzlich außerhalb der Streustruktur in das Skalenelement eingeleitet, um die Skalierungen und Zahlen bzw. Beschriftungen dreidimensional auszuleuchten.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Anzeigeinstrument zumindest ein erfindungsgemäßes Skalenelement auf, wobei das Anzeigeinstrument einen Anzeigebildschirm aufweist und das Skalenelement vor oder hinter dem Anzeigebildschirm angeordnet oder als Teil des Anzeigebildschirms ausgebildet ist.
Das Anzeigeinstrument kann in ein Kombiinstrument integriert sein. Wegen der Transparenz des Skalenelements kann dieses vor oder hinter einem Anzeigebildschirm angeordnet oder als Teil eines Anzeigebildschirms ausgebildet sein. Der Anzeigebildschirm kann beispielsweise ein Flüssigkristallbildschirm, z. B. ein TFT-Bildschirm, ein Plasmabildschirm oder ein anderer Bildschirm.
Die Sichtbarkeit von hinter dem Skalenelement angeordneten Gegenständen hängt auch von der momentanen Ausleuchtung des Skalenelements ab. Es ist daher möglich, ein Anzeigeinstrument mit mehreren Funktionalitäten zu verwirklichen, indem das Skalenelement vor einem weiteren Skalenelement, einem anderen Bildschirm oder einer anderen Anzeige angeordnet und zwischen den verschiedenen Anzeigefunktionen je nach Bedarf gewechselt wird. Dabei können die verschiedenen Anzeigefunktionen entweder jeweils nur eines der verschiedenen Skalenelemente, Bildschirme oder Anzeigen oder eine Kombination aus mehreren nutzen.
Dabei kann das Skalenelement die Anzeige auf einem Bildschirm sinnvoll ergänzen. Beispielsweise tritt bei Anzeigebildschirmen häufig das Problem auf, dass deren Anzeige bei starkem Sonnenlichteinfall nur noch schwer erkennbar ist. Zur Lösung dieses Problems kann ein derartiger Bildschirm mit dem erfindungsgemäßen Skalenelement kombiniert werden, wobei das Skalenelement die eingravierte Skala mit einer Beschriftung bzw. Zahlen und damit die statische Information aufweist. Der mit dem Skalenelement kombinierte Bildschirm kann ebenfalls eine Skale mit Beschriftung bzw. Zahlen aufweisen, jedoch weist er zusätzlich den Zeiger und damit die entsprechende dynamische Information auf. Wenn bei starkem Lichteinfall die Anzeige der statischen Informationen auf dem Bildschirm nur noch schwer erkennbar ist, ersetzt das Skalenelement diese. Der Zeiger ist in einem solchen Fall aufgrund seiner Bewegung noch besser erkennbar.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das erfindungsgemäße Skalenelement in einem Fahrzeug eingesetzt. Dabei kann es sowohl in einem Kombiinstrument als auch an einer anderen Stelle in dem Fahrzeug verwendet werden. Wegen seiner Transparenz kann es beispielsweise im Bereich einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet sein.
Das erfindungsgemäße Skalenelement hat den Vorteil, dass es wegen seiner Transparenz und der Wandelbarkeit seiner Erscheinung durch eine geeignete Ausleuchtung besonders flexibel eingesetzt werden kann. Es spart zusätzlich Bauraum, da die Zeigerfahne in das Volumen des Skalenelements verlegt werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt schematisch ein Kombiinstrument mit Skalenelementen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Skalenelements gemäß 1;
3 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Skalenelements gemäß 1;
4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Skalenelements des Kombiinstruments gemäß 1;
5 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Anzeigeinstrument mit einem Skalenelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Anzeigeinstrument mit einem Skalenelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Anzeigeinstruments mit einem Skalenelement gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Anzeigeinstrument mit einem Skalenelement gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
9 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Kombiinstruments gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
10 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Kombiinstruments gemäß 9;
11 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Kombiinstruments gemäß 9;
12 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Kombiinstruments gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
13 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Kombiinstruments gemäß 12 und
14 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Kombiinstruments gemäß 12.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch ein Kombiinstrument 1 für ein Fahrzeug mit mehreren in einem gemeinsamen Gehäuse 6 untergebrachten Anzeigeinstrumenten 2 mit Skalenelementen 3, beispielsweise Tachometer, Drehzahlmesser, Füllstandsanzeige, Anzeige der Kühlwassertemperatur. Die Anzeigeinstrumente 2 weisen die Skalenelemente 3 mit Skalen 4 und Beschriftungen bzw. Zahlen 5 sowie in 1 nicht dargestellte Zeiger auf, mit deren Hilfe Werte auf den Skalenelementen 3 angezeigt werden können. In dem Gehäuse 6 ist ferner ein weiteres Anzeigeinstrument mit einem Flüssigkristallbildschirm 7 angeordnet.
2 zeigt Details eines Skalenelements 3 gemäß 1. Das Skalenelement 3 weist eine aus Glas ausgebildete, transparente, runde Skalenscheibe 8 mit einer ersten Hauptoberfläche 10 und einer dazu parallelen zweiten Hauptoberfläche 11 sowie einer Mantelfläche 13 auf. Im eingebauten Zustand des Skalenelements 3 weist die zweite Hauptoberfläche 11 zum Betrachter, wobei die erste Hauptoberfläche 10 die Unterseite des Skalenelements 3 bildet. Die Skalenscheibe 8 weist ferner ein zentrales Loch 9 für die Anordnung eines in 2 nicht dargestellten Zeigers auf.
In das Volumen der Skalenscheibe 8 sind mittels Laserschussverfahren oder Lasergravur die Skalen 4 und Beschriftungen bzw. Zahlen 5 eingebracht. Sie bilden mehrere Gruppen von in verschiedenen Ebenen angeordneten Fehlstellen bzw. Hohlkörpern 14 im Glas der Skalenscheibe 8 und stellen Streuzentren für einfallendes Licht dar, das sie sichtbar hervortreten lässt.
In dem Volumen der Skalenscheibe 8 ist ferner eine Streustruktur 12 angeordnet, die aus einer Anzahl von im wesentlichen parallel zueinander und zu den Hauptoberflächen 10, 11 der Skalenscheibe 8 angeordneten Schussflächen besteht. In der gezeigten Ausführungsform ist die Streustruktur in der Skalenscheibe 8 selbst unterhalb der Skala 4, d. h. zwischen der ersten Hauptoberfläche 10 und der Skala 4, angeordnet. Sie erstreckt sich ausgehend von dem zentralen Loch 9 über den gesamten Umfang der Skalenscheibe 8 bis in deren Außenbereich. Die Streustruktur 12 streut einfallendes Licht und macht es somit innerhalb der Skalenscheibe 8 sichtbar.
3 zeigt schematisch die Skalenscheibe 8 von der Seite. In dieser Darstellung ist die Anordnung der verschiedenen Gruppen von Hohlkörpern 14 in verschiedenen Ebenen der Skalenscheibe 8 sowie die Ausdehnung der aus einer Anzahl von Schussschichten bestehenden Streustruktur 12 gut erkennbar.
4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht von vier Skalenelementen 3, die in der gezeigten Ausführungsform Skalenelemente eines Tachometers, eines Drehzahlmessers, einer Anzeige der Kühlwassertemperatur sowie einer Füllstandsanzeige des Tanks sind.
5 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Anzeigeinstrument 2 mit einem Skalenelement 3 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Anzeigeinstrument 2 umfasst neben dem Skalenelement 3 einen Zeiger 15, mittels dessen auf der Skala 4 Werte angezeigt werden.
Der Zeiger 15 ist auf einer Welle 16 angeordnet und durch einen Antrieb 17, typischerweise einen Schrittmotor, drehbar. Er weist einen auf der Welle 16 drehfest angeordneten Zeigerkopf 18 mit einem Spiegel 19 auf, der auf einer abgeschrägten Stirnfläche des Zeigerkopfs 18 untergebracht sein kann. Der Zeiger 15 weist keine herkömmliche Zeigerfahne auf, sondern diese wird durch einen Lichtstrahl wie folgt gebildet:
Durch eine nicht dargestellte Lichtquelle, beispielsweise einen Laser, wird ein Lichtstrahl 20 bereitgestellt, der entlang einer Achse 27 der Welle 16 in den Zeiger 15 eingekoppelt wird, wozu die Welle und der Zeigerkopf aus einem geeigneten transparenten Material ausgebildet sind. Der Spiegel 19 lenkt den Lichtstrahl 20 parallel zu den Hauptoberflächen 10, 11 der Skalenscheibe 8 in die Streustruktur 12 um.
In der Streustruktur wird der Lichtstrahl 20 gestreut, wodurch er in der Skalenscheibe 8 als leuchtender Streifen sichtbar wird. Der Antrieb 17 wird derart angesteuert, dass er den Zeigerkopf 18 um den dem auf dem Skalenelement 3 anzuzeigenden Wert entsprechenden Winkel dreht. Auf diese Weise bewirkt eine Drehung des Zeigerkopfs 18 mit dem Spiegel 19 eine Drehung des umgelenkten Lichtstrahls 20, der somit eine optische Zeigerfahne bildet.
6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Anzeigeinstrument 2 mit einem Skalenelement 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Streustruktur 12 in einer separaten Streuscheibe 21 untergebracht ist, die zusammen mit der Skalenscheibe 8 das Skalenelement 3 bildet. Die Streuscheibe 21 hat den gleichen Durchmesser wie die Skalenscheibe 8 und liegt mit ihrer zweiten Hauptoberfläche 32 an der ersten Hauptoberfläche 10 der Skalenscheibe 8 an. Ihre erste Hauptoberfläche 31 bildet im eingebauten Zustand die Unterseite des Skalenelements 3.
Bei dem Skalenelement 3 gemäß der zweiten Ausführungsform weist nur die Streuscheibe 21 ein zentrales Loch 22 auf, durch das wie beschrieben ein Lichtstrahl 20 in die Streustruktur 12 eingeleitet werden kann.
In einer nicht gezeigten Variante der zweiten Ausführungsform weist auch die Skalenscheibe 8 ein zentrales Loch auf, über das beispielsweise Licht für eine Ausleuchtung der Skala 4 eingekoppelt werden kann.
In den in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen wird das die optische Zeigerfahne bildende Licht über das zentrale Loch 9 in der Skalenscheibe 8 bzw. das zentrale Loch 22 in der Streuscheibe 21 in die Streustruktur 12 eingekoppelt. Es kommen hierzu jedoch noch weitere Möglichkeiten in Betracht.
7 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Anzeigeinstruments 2 mit einem Skalenelement 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der zweiten dadurch, dass das die optische Zeigerfahne bildende Licht durch die erste Hauptoberfläche 10 in die in 7 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte, in der Skalenscheibe 8 angeordnete Streustruktur 12 eingekoppelt wird.
Dazu ist in der dritten Ausführungsform eine nicht transparente drehbare Scheibe 23 vorgesehen, die mit ihrer zweiten Hauptoberfläche 33 an der ersten Hauptoberfläche 10 der Skalenscheibe 8 anliegt und eine Blende bildet. Die erste Hauptoberfläche 26 der drehbaren Scheibe 23 bildet im eingebauten Zustand die Unterseite des Skalenelements 3.
Die drehbare Scheibe 23 ist drehfest auf einer Welle 25 montiert, die über einen nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise einen Schrittmotor, drehbar ist. Die drehbare Scheibe 23 weist einen Spalt 24 auf, durch den senkrecht zu den Hauptoberflächen 10, 11, 26, 33 einfallende Lichtstrahlen 20 in die Skalenscheibe 8 und die darin angeordnete Streustruktur 12 eingekoppelt werden. Das durch den Spalt 24 tretende und in der Streustruktur 12 gestreute Licht bildet somit eine optische Zeigerfahne.
Der Antrieb wird derart angesteuert, dass er die drehbare Scheibe 23 um den dem auf dem Skalenelement 3 anzuzeigenden Wert entsprechenden Winkel und damit gegen die feststehende Skalenscheibe 8 verdreht. Auf diese Weise bewirkt eine Drehung der drehbaren Scheibe 23 mit dem Spalt 24 eine Drehung der von den durchgelassenen Lichtstrahlen 20 gebildeten optischen Zeigerfahne.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind anstelle der drehbaren Scheibe 23 mit dem Spalt 24 mindestens zwei im Wesentlichen nicht transparente Scheiben vorgesehen, von denen zumindest eine drehbar ist. Bei dieser Ausführungsform wird bei Drehung der Scheiben ein breiter werdender Spalt freigegeben, durch den Licht hindurchtreten kann. In dieser Ausführungsform wird demnach die Zeigerfahne nicht durch einen schmalen leuchtenden Bereich verwirklicht, sondern durch den einen Rand einer ausgeleuchteten Fläche.
8 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Anzeigeinstrument 2 mit einem Skalenelement 3 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den bereits beschriebenen dadurch, dass das die optische Zeigerfahne bildende Licht durch die Mantelfläche 13 in die in 8 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte, in der Skalenscheibe 8 angeordnete Streustruktur 12 eingekoppelt wird.
Dazu ist in der vierten Ausführungsform ein nicht transparenter drehbarer Hohlzylinder 28 vorgesehen, die mit seiner Innenfläche 34 an der Mantelfläche 13 der Skalenscheibe 8 anliegt und eine Blende bildet. Der drehbare Hohlzylinder 28 ist drehfest auf einer nicht gezeigten Welle montiert, die über einen nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise einen Schrittmotor, drehbar ist.
Der drehbare Hohlzylinder 28 weist einen Spalt 29 auf, durch den senkrecht zur Mantelfläche 13 einfallende Lichtstrahlen 20 in die Skalenscheibe 8 und die darin angeordnete Streustruktur 12 eingekoppelt werden. Das durch den Spalt 29 tretende und in der Streustruktur 12 gestreute Licht bildet somit eine optische Zeigerfahne.
Der Antrieb wird derart angesteuert, dass er den drehbaren Hohlzylinder 28 um den dem auf dem Skalenelement 3 anzuzeigenden Wert entsprechenden Winkel und damit gegen die feststehende Skalenscheibe 8 verdreht. Auf diese Weise bewirkt eine Drehung des drehbaren Hohlzylinders 28 mit dem Spalt 29 eine Drehung der von den durchgelassenen Lichtstrahlen 20 gebildeten optischen Zeigerfahne.
In der in 8 gezeigten Ausführungsform weist die Skalenscheibe 8 ein zentrales Loch 9 auf, das mit einem lichtundurchlässigen Material gefüllt oder verspiegelt sein kann und die Aufgabe hat, durch den Spalt 29 einfallendes Licht zu absorbieren oder zu reflektieren, so dass die optische Zeigerfahne auf den Bereich 30 zwischen der Mantelfläche 13 und dem zentralen Loch 9 begrenzt bleibt.
Ebenfalls denkbar sind Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen, beispielsweise Kombinationen der in den 5, 7 und 8 beschriebenen unterschiedlichen Möglichkeiten der Lichteinleitung mit den beiden in den 5 und 6 gezeigten unterschiedlichen Anordnungen der Streustruktur. Separate Streuscheiben 21 können demnach nicht nur bei einer Lichteinleitung durch das zentrale Loch 9 bzw. 22, sondern auch bei einer Lichteinleitung durch die ersten Hauptoberfläche 10 bzw. 31 oder durch die Mantelfläche 13 vorgesehen sein.
Ferner können mehrere Möglichkeiten der Lichteinleitung kombiniert werden, um verschiedene Elemente des Skalenelements 3 auf unterschiedliche Art und Weise, das heißt beispielsweise mit unterschiedlicher Intensität und in unterschiedlichen Farben, unabhängig voneinander auszuleuchten. Beispielsweise kann Licht für die optische Zeigerfahne durch das zentrale Loch 9, solches für eine Ausleuchtung der Skala 4 durch die Mantelfläche 13 und solches für eine Hintergrundbeleuchtung durch die erste Hauptoberfläche 10 eingeleitet werden, wobei auch auf eine Blende verzichtet werden kann, wenn die Ausleuchtung des gesamten Skalenelements 3 oder weiter Bereiche davon erzielt werden soll.
9 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Kombiinstruments 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Das Kombiinstrument 1 gemäß dieser Ausführungsform weist eine einzige Skalenscheibe 8 aus Glas auf, in deren Volumen vier Skalenelemente 3 eingraviert sind. Die Skalenscheibe 8 ist gemäß dieser Ausführungsform demnach nicht rund ausgebildet, sondern sichelförmig wie das gesamte Kombiinstrument 1.
10 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Kombiinstruments 1 gemäß 9. In der Seitenansicht ist erkennbar, dass gegen die erste Hauptoberfläche 10 der Skalenscheibe 8 ein Bildschirm 35 gesetzt ist, dessen zweite Hauptoberfläche 37 an der ersten Hauptoberfläche 10 der Skalenscheibe 8 anliegt und der mit seiner ersten Hauptoberfläche 36 die Rückseite des Kombiinstruments 1 bildet.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist somit ein Bildschirm 35, beispielsweise ein Plasmabildschirm, hinter der Skalenscheibe 8 angeordnet. Die Zeiger werden bei der gezeigten Ausführungsform auf dem Bildschirm 35 angezeigt. Es ist jedoch auch denkbar, ein die Skalenscheibe 8 und/oder den Bildschirm 35 durchsetzendes Loch vorzusehen und eine „optische” Zeigerfahne zu verwirklichen, wie sie anhand der 1 bis 8 beschrieben wurde.
11 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Kombiinstruments 1 gemäß 9. In dieser Ansicht ist die Anordnung des Bildschirms 35 hinter der Skalenscheibe 8 gut erkennbar.
12 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Kombiinstruments 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften dadurch, dass sie einen Flüssigkristallbildschirm aufweist, von dem die Skalenscheibe 8 ein Teil ist.
In der Seitenansicht in 13 ist erkennbar, dass an der ersten Hauptoberfläche 10 der Skalenscheibe 8 ein Flüssigkristall 38 angeordnet ist, der auf der anderen Seite von einer Abdeckscheibe 39 abgedeckt ist, die die gleiche Form aufweist wie die Skalenscheibe 8, wie in der perspektivischen Ansicht in 14 erkennbar ist.
In einer nicht gezeigten Variante der fünften und sechsten Ausführungsform sind mehrere Skalenscheiben 8 wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen, wobei alle oder einzelne davon mit einem Bildschirm 35 kombiniert sein können. In einer weiteren Variante dieser fünften Ausführungsform weist ein nicht in ein Kombiinstrument 1 integriertes Anzeigeinstrument 2 sowohl ein Skalenelement 3 als auch einen Bildschirm 35 auf.
Bezugszeichenliste

1: Kombiinstrument
2: Anzeigeinstrument
3: Skalenelement
4: Skala
5: Zahlen
6: Gehäuse
7: Flüssigkristallbildschirm
8: Skalenscheibe
9: zentrales Loch
10: erste Hauptoberfläche
11: zweite Hauptoberfläche
12: Streustruktur
13: Mantelfläche
14: Hohlkörper
15: Zeiger
16: Welle
17: Antrieb
18: Zeigerkopf
19: Spiegel
20: Lichtstrahl
21: Streuscheibe
22: zentrales Loch
23: drehbare Scheibe
24: Spalt
25: Welle
26: Unterseite
27: Achse
28: drehbarer Hohlzylinder
29: Spalt
30: Bereich
31: erste Hauptoberfläche
32: zweite Hauptoberfläche
33: zweite Hauptoberfläche
34: Innenfläche
35: Bildschirm
36: erste Hauptoberfläche
37: zweite Hauptoberfläche
38: Flüssigkristall
39: Abdeckscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19904597 A1 [0002]

Claims

Skalenelement (3) für ein Anzeigeinstrument (2) mit einer Skalierung, wobei die Skalierung mittels Laserschussverfahren in das Volumen des Skalenelements (3) eingeprägt ist.
Skalenelement (3) für ein Anzeigeinstrument (2) mit einer Skalierung, wobei die Skalierung in das Volumen des Skalenelements (3) eingeprägt ist und wobei das Skalenelement (3) ferner eine ebenfalls in das Volumen eingeprägte Streustruktur (12) aufweist.
Skalenelement (3) nach Anspruch 2, wobei die Streustruktur (12) im Wesentlichen als parallel zu zwei parallelen Hauptoberflächen (10, 11, 31, 32) des Skalenelements (3) ausgerichtete flache Scheibe ausgebildet ist.
Skalenelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Skalierung durch im Volumen des Skalenelements (3) angeordnete Hohlkörper (14), Flächen und/oder dicht gepackte Schussschichten gebildet ist.
Skalenelement (3) nach Anspruch 4, wobei die die Skalierung bildenden Hohlkörper (14), Flächen und/oder dicht gepackten Schussschichten gruppenweise in mehreren Ebenen angeordnet sind.
Skalenelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Skalenelement (3) aus Glas ausgebildet ist.
Kombiinstrument (1) mit zumindest einem Anzeigeinstrument (2) mit einem Skalenelement (3) nach Anspruch 1.
Kombiinstrument (1) nach Anspruch 7, wobei das Anzeigeinstrument (2) einen mit einer Zeigerwelle drehfest verbundenen Zeiger mit einer von der Zeigerwelle antreibbaren Zeigerfahne zur Anzeige eines Wertes auf dem Skalenelement (3) aufweist.
Kombiinstrument (1) mit zumindest einem Anzeigeinstrument (2) mit einem Skalenelement (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 6.
Kombiinstrument (1) nach Anspruch 9, wobei das Anzeigeinstrument (2) einen Zeiger (15) mit einer Zeigerfahne aufweist, die durch an der Streustruktur (12) gestreutes Licht gebildet ist.
Kombiinstrument (1) nach Anspruch 10, wobei das Skalenelement (3) als runde Scheibe ausgebildet ist und das die Zeigerfahne bildende Licht (20) aus dem Zentrum, von der Seite oder durch eine Bodenfläche der Scheibe in die Streustruktur (12) eingeleitet wird.
Kombiinstrument (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei eine Vorrichtung zur Einleitung von Licht für eine Grundbeleuchtung in das Skalenelement (3) vorgesehen ist.
Anzeigeinstrument (2) mit einem Skalenelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Anzeigeinstrument (2) einen Anzeigebildschirm aufweist und das Skalenelement (3) vor oder hinter dem Anzeigebildschirm angeordnet oder als Teil des Anzeigebildschirms ausgebildet ist.
Fahrzeug mit einem Skalenelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei das Skalenelement (3) im Bereich einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist.