DE102015222078B4

DE102015222078B4 - Anzeigevorrichtung zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015222078B4
Application number: DE102015222078.8A
Authority: DE
Inventors: Quentin Chatillon; Marc Amann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: CN107068203B; CN107068203A; DE102015222078A1

Abstract

Anzeigevorrichtung zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße eines Fahrzeugs, wobei ein um eine Mittelachse (12) rundes Zifferblatt (14) vorgesehen ist, wobei das Zifferblatt (14) in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zifferblatt (14) eine konzentrisch um die Mittelachse (12) verlaufende Ausnehmung (16) mit einer lichtdurchlässigen, der Mittelachse (12) zugewandten Innenfläche (18) und einer gegenüberliegenden, bezüglich der Mittelachse (12) geneigten Außenfläche (20) aufweist, dass innerhalb der Innenfläche (18) ein drehbarer Ring (34) mit einer lichtundurchlässigen Außenwand (36) vorgesehen ist, dass innerhalb des Rings (34) eine Lichtquelle (28) vorgesehen ist, und dass der Ring (34) in der Außenwand eine Lichtaustrittsfläche (44) aufweist, eingerichtet zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rings (34) durch Projektion des aus der Lichtaustrittsfläche (44) austretenden Lichts auf die Außenfläche (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße eines Fahrzeugs.
In Kraftfahrzeugen geht ein zunehmender Wandel von analogen zu digitalen Instrumenten beziehungsweise Anzeigen einher. Dabei ist wichtig, dass die gute Ablesbarkeit und die Akzeptanz des Fahrers erhalten bleiben.
DE 103 31 443 A1 , DE 10 2005 046 714 A1 und DE 10 2004 060 693 A1 offenbaren Anzeigevorrichtungen mit einem an einem Ring angeordneten Zeiger, der in Umfangsrichtung beweglich gelagert ist und nach innen zeigt um eine Zustandsgröße eines Fahrzeugs anzuzeigen.
US 2005/0139143 A1 offenbart eine Skalenanzeigemit einer drehbaren Linse mit einer Markierung zur Ausrichtung.
Die DE 10 2010 026 773 A1 offenbart ein Skalenelement für ein Anzeige- oder Kombiinstrument eines Fahrzeugs, wobei das Skalenelement eine Skalierung aufweist, die mittels Laserschussverfahren in das Volumen des Skalenelements eingeprägt ist.
Die DE 43 13 530 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen veränderlicher Größen mit einer Skalenscheibe und einem Zeiger, der durch einen Lichtstrahl gebildet wird.
Die DE 10 2006 046 404 A1 zeigt eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zwei mechanischen Zeigern, von denen einer ein Lichtelement aufweisen kann.
Die DE 10 2007 033 995 A1 offenbart eine analoge Anzeigeeinrichtung mit einem Zifferblatt und mindestens einem mechanischen Zeiger.
Die DE 10 2011 016 428 A1 zeigt eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, mittels der beleuchtete Anzeigeelemente dargestellt werden können, wenn eine dafür vorgesehene Lichtquelle eingeschaltet ist.
Im Übergang zu digitalen Instrumenten sind oftmals komplizierte Konstruktionen zu beobachten.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Anzeigevorrichtung zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße eines Fahrzeugs, wobei ein um eine Mittelachse rundes Zifferblatt vorgesehen ist, wobei das Zifferblatt in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse angeordnet ist, sieht vor, dass das Zifferblatt eine konzentrisch um die Mittelachse verlaufende Ausnehmung mit einer lichtdurchlässigen, der Mittelachse zugewandten Innenfläche und einer gegenüberliegenden, bezüglich der Mittelachse geneigten Außenfläche aufweist, dass innerhalb der Innenfläche ein drehbarer Ring mit einer lichtundurchlässigen Außenwand vorgesehen ist, dass innerhalb des Rings eine Lichtquelle vorgesehen ist, und dass der Ring in der Außenwand eine Lichtaustrittsfläche aufweist, eingerichtet zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rings durch Projektion des aus der Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts auf die Außenfläche. Der Begriff lichtdurchlässig bedeutet, dass Lichtstrahlen passieren können. Auch der Begriff semitransparent ist mit umfasst, der bedeutet, dass eine reduzierte Transmission vorhanden ist, so dass nur beleuchtete Konturen oder Lichtquellen durch die Abdeckung wahrnehmbar sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass ein einfacher Aufbau ganz ohne physischen Zeiger zur Verfügung gestellt wird. Statt eines klassischen Zeigers mit Zeigerfahne wird ein drehbarer Ring mit einer Projektionsöffnung zur Projektion eines Lichtmusters, wie einer Linie, verwendet. Zudem kann die Anzeigevorrichtung mit einer Lichtquelle auskommen, wenn diese neben der Projektion noch zur Beleuchtung einer Skala verwendet wird.
Der Ring kann zwischen dem Zifferblatt und einem konzentrisch um die Mittelachse angeordneten, lichtundurchlässigen Grundkörper angeordnet sein, wobei ein oberer Rand des Grundkörpers mit einem unteren Rand der Ausnehmung in Kontakt steht. Diese Anordnung verhindert Streulicht, wodurch die Ablesbarkeit verbessert wird und Irritationen des Benutzers vermieden werden. Vorzugsweise sind das Zifferblatt und der Grundkörper miteinander verklebt.
Die Lichtquelle kann in dem Grundkörper angeordnet sein. Der Grundkörper kann zum Beispiel einem klassischen Lichtkasten eines Instruments entsprechen, was die Kompatibilität der vorgeschlagenen Anzeigevorrichtung erhöht.
Es kann vorgesehen sein, dass eine der Lichtaustrittsfläche zugewandte, weitere Lichtquelle in dem Ring angeordnet ist. Diese eigens für die Projektion eingebrachte Lichtquelle kann zum Beispiel bei schwierigen Lichtverhältnissen die Qualität der Projektion des Lichtstreifens verbessern.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Außenfläche einen Winkel zwischen dreißig und sechzig Grad bezüglich der Mittelachse, vorzugsweise von fünfundvierzig Grad, aufweist. Die Außenfläche stellt die Projektionsfläche für den Lichtstreifen dar. Diese Winkel erlauben eine besonders scharfe Darstellung des Lichtstreifens. Zudem erlaubt die diesem Winkel entsprechende Länge des projizierten Lichtstreifens eine gute Wahrnehmung desselben.
Die Lichtaustrittsfläche kann ein parallel zu der Mittelachse verlaufender Schlitz sein. Die dem Schlitz entsprechende Projektion ist ein Lichtstreifen, der sehr gut wahrnehmbar ist und zudem in seiner Form einem klassischen Zeiger entspricht, so dass der Benutzer sich sofort zurechtfindet.
Auf dem Zifferblatt kann innerhalb der Ausnehmung eine konzentrisch um die Mittelachse angeordnete Skala mit Skalenelementen vorgesehen sein. Diese Anordnung erlaubt eine gute Ablesbarkeit und hat den Vorteil, dass nur eine einzige Lichtquelle, die auch aus mehreren LEDs bestehen kann, benötigt wird. Diese Lichtquelle ermöglicht die Hinterleuchtung oder Beleuchtung der Skala und die Projektion durch die Lichtaustrittsfläche.
Die Skalenelemente können zur Hinterleuchtung auf das Zifferblatt gedruckt sein, was eine einfache Herstellung und gute Ablesbarkeit erlaubt.
Die Lichtaustrittsfläche kann sich über die gesamte Höhe der Innenfläche erstrecken, was eine gute Projektion ergibt.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 einen perspektivische Darstellung einer Anzeigevorrichtung im Teilschnitt;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Anzeigevorrichtung; und
3 eine schematische perspektivische Darstellung der Anzeigevorrichtung.

Die 1 und 2 zeigen eine Anzeigevorrichtung 10, wie sie zum Beispiel in Fahrzeugen wie PKWs, LKWs, Bussen oder dergleichen eingesetzt werden kann. Auch in Schienen-, Luft- oder Wasserfahrzeugen ist die Anzeigevorrichtung 10 einsetzbar. Die Anzeigevorrichtung 10 kann singulär oder als Teil eines Kombiinstruments verbaut werden. In einem Kombiinstrument können mehrere Anzeigevorrichtungen 10 angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung 10 ist ein Rundelement mit einer Mittelachse 12.
Ein Zifferblatt 14 der Anzeigevorrichtung 10 ist in runder Form konzentrisch um die Mittelachse 12 angeordnet und verläuft in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse. Das Zifferblatt 14 ist in diesem Beispiel eine dünne, aber formstabile Folie und trennt einen hinteren, von einem Benutzer oder Betrachter nicht sichtbaren Teil und den vorderen, sichtbaren Anzeigeteil der Anzeigevorrichtung 10. Alternativ können dünne Kunststoffkörper zum Einsatz gelangen. Das Zifferblatt 14 kann die eigentliche Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung 10 überragen und zum Beispiel für zwei oder mehrere Anzeigevorrichtungen zum Einsatz gelangen.
Das Zifferblatt 14 verfügt über eine konzentrisch um die Mittelachse 12 verlaufende Ausnehmung 16 mit einer lichtdurchlässigen, der Mittelachse 12 zugewandten Innenfläche 18 und einer gegenüberliegenden, bezüglich der Mittelachse 12 geneigten Außenfläche 20. Eine Betrachtungsrichtung 22 verläuft im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse 12. Die Ausnehmung 16 ist in Betrachtungsrichtung 22 in Richtung zu dem hinteren, von einem Benutzer oder Betrachter nicht sichtbaren Teil ausgebildet, so dass das Zifferblatt 14 innerhalb der Ausnehmung 16 einen topfförmigen Mittelteil 24 bildet, dessen offene Seite dem Benutzer abgewandt ist.
Die Innenfläche 18 ist parallel zu der Mittelachse 12 ausgerichtet und entspricht der Form einer Mantelfläche eines Kreiszylinders. Die Außenfläche 20 ist mit einem Winkel a, zwischen 30 und 60 Grad, zu der Mittelachse 12 ausgerichtet. Die Innenfläche 18 und die Außenfläche 20 schneiden sich entweder direkt oder sind über eine kleine ringförmige Zwischenfläche miteinander verbunden.
Ein Grundträger 26, der auch als Lichtkasten oder Reflektor bezeichnet werden kann, ist mit dem Zifferblatt 14 verbunden, zum Beispiel mittels eines Klebers. Der Grundträger 26 ist im Bereich des tiefsten Punktes der Ausnehmung 16, dem Schnittpunkt von Innenfläche 18 und Außenfläche 20 lichtdicht befestigt.
Auf einer Bodenfläche des Grundträgers 26 sind ein oder mehrere Lichtquellen 28, zum Beispiel in Form von LEDs, angeordnet. Die Lichtquellen 28 sind in Richtung des Zifferblatts 14 ausgerichtet.
Auf dem Mittelteil ist eine konzentrisch um die Mittelachse 12 angeordnete Skala 30 mit Skalenelementen 32 vorgesehen. Die Skalenelemente 32 können wie dargestellt Zahlen, aber auch Symbole wie Striche, umfassen. Die Skalenelemente 32 sind zur Hinterleuchtung auf das Zifferblatt 14 gedruckt und werden durch die Lichtquelle 28 hinterleuchtet, so dass sie in Betrachtungsrichtung 22 auch in Dunkelheit wahrnehmbar sind.
Innerhalb der Innenfläche 18, beziehungsweise unterhalb des Mittelteils 24, ist ein drehbarer Ring 34 mit einer lichtundurchlässigen Außenwand 36 vorgesehen. Der Ring 34 ist um die Mittelachse 12 drehbar gelagert und wird von einem Schrittmotor 38 angetrieben und bewegt. Eine Achse 40 ist in dem Schrittmotor 38 und in dem Mittelteil 24 gelagert. Streben 42 verbinden die zentrale Achse 40 mit der Mantelfläche oder Außenwand 36, um Stabilität zu gewährleisten und um die Drehbewegung der Achse 40 auf die Außenwand 36 zu übertragen. Um Schatten zu vermeiden sind die Streben 42 schmal ausgeführt. Alternativ können die Lichtquellen 28 auf den Streben 42 befestigt sein, die notwendige Energie wird dann durch die Drehachse 40 und die Streben 42 zugeführt. Die Lichtquellen 28 sind auf jeden Fall innerhalb des Rings 34 beziehungsweise unter oder hinter dem Mittelteil 24 angeordnet.
In der Außenwand 36 des Rings 34 ist eine Lichtaustrittsfläche 44, hier in Form eines Schlitzes, vorgesehen. Die Lichtaustrittsfläche 44 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Höhe der Innenfläche 18, so dass eine gute Projektion des Lichts aus dem Ring 34 hinaus (in Pfeilrichtung von 1) auf die Außenfläche 20 gegeben ist. Dazu kann der Ring 34 zum Beispiel eine größere Höhe aufweisen als die Innenfläche 18 und sich weiter in Richtung des Schrittmotors 38 erstrecken.
In 3 ist die Anzeigevorrichtung 10 perspektivisch dargestellt. Zu sehen sind das Zifferblatt 14 mit der Ausnehmung 16 und der innerhalb der Ausnehmung 16 befindlichen Skala 16. Sowohl auf der Innenfläche 18 als auch auf der Außenfläche 20 ist eine Projektion 46 sichtbar, welche durch das aus der Lichtaustrittsfläche 44 austretende, von der Lichtquelle 28 erzeugte Licht hervorgerufen wird. Der Weg des Lichts verläuft ausgehend von der Lichtquelle 28 durch die schlitzförmige Lichtaustrittsfläche 44 und durch die lichtdurchlässige Innenfläche 18. Für den Betrachter ist zumindest die Projektion 46 zumindest auf der geneigten Außenfläche 20 wahrnehmbar.
Im Folgenden wird die Funktion der Anzeigevorrichtung 10 beschrieben. Bevor die Anzeigevorrichtung 10 eingeschaltet wird, erscheint sie zumindest in der Ausnehmung 16 vollständig schwarz, es ist keine Projektion zu erkennen. Je nach Ausgestaltung können die Skalenelemente 30 bereits jetzt sichtbar sein oder erst bei aktivierter Anzeigevorrichtung 10.
Nach dem Einschalten der Anzeigevorrichtung 10 werden die Lichtaustrittsfläche 44 und die Skalenelemente 32 beleuchtet und der Ring 34 mit seiner Lichtaustrittsfläche 44 befindet sich in einer Ausgangs- oder Nullposition. Wenn sich die darzustellende Zustandsgröße ändert erhält der Schrittmotor 38 entsprechende Signale von einem Steuergerät und dreht den Ring 34 entsprechend. Für den Benutzer ist sichtbar, dass sich die Projektion 44 in der Ausnehmung 16 entlang der Skala 30 zu einer bestimmten Position bewegt, die dem Wert der darzustellenden Zustandsgröße entspricht.
Die vorgeschlagene Anzeigevorrichtung 10 erlaubt einen einfachen Aufbau bei gleichzeitig guter Ablesbarkeit.
Bezugszeichenliste

10: Anzeigevorrichtung
12: Mittelachse
14: Zifferblatt
16: Ausnehmung
18: Innenfläche
20: Außenfläche
22: Betrachtungsrichtung
24: Mittelteil
26: Grundkörper
28: Lichtquelle
30: Skala
32: Skalenelement
34: Ring
36: Außenwand
38: Schrittmotor
40: Achse
42: Streben
44: Lichtaustrittsfläche
46: Projektion
a: Winkel

Claims

Anzeigevorrichtung zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße eines Fahrzeugs, wobei ein um eine Mittelachse (12) rundes Zifferblatt (14) vorgesehen ist, wobei das Zifferblatt (14) in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zifferblatt (14) eine konzentrisch um die Mittelachse (12) verlaufende Ausnehmung (16) mit einer lichtdurchlässigen, der Mittelachse (12) zugewandten Innenfläche (18) und einer gegenüberliegenden, bezüglich der Mittelachse (12) geneigten Außenfläche (20) aufweist, dass innerhalb der Innenfläche (18) ein drehbarer Ring (34) mit einer lichtundurchlässigen Außenwand (36) vorgesehen ist, dass innerhalb des Rings (34) eine Lichtquelle (28) vorgesehen ist, und dass der Ring (34) in der Außenwand eine Lichtaustrittsfläche (44) aufweist, eingerichtet zur Anzeige mindestens einer Zustandsgröße in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rings (34) durch Projektion des aus der Lichtaustrittsfläche (44) austretenden Lichts auf die Außenfläche (20).
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (34) zwischen dem Zifferblatt (14) und einem konzentrisch um die Mittelachse (12) angeordneten, lichtundurchlässigen Grundkörper (26) angeordnet ist, wobei ein oberer Rand des Grundkörpers (26) mit einem unteren Rand der Ausnehmung (16) in Kontakt steht.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (28) in dem Grundkörper (26) angeordnet ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lichtaustrittsfläche (44) zugewandte, weitere Lichtquelle in dem Ring (34) angeordnet ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (20) einen Winkel (a) zwischen dreißig und sechzig Grad bezüglich der Mittelachse (12), vorzugsweise von fünfundvierzig Grad, aufweist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (44) ein parallel zu der Mittelachse (12) verlaufender Schlitz ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zifferblatt (14) innerhalb der Ausnehmung (16) eine konzentrisch um die Mittelachse (12) angeordnete Skala (30) mit Skalenelementen (32) vorgesehen ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalenelemente (32) zur Hinterleuchtung auf das Zifferblatt (14) gedruckt sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lichtaustrittsfläche (44) über die gesamte Höhe der Innenfläche (18) erstreckt.