-
Stand der Technik
-
Die Erfindung geht aus von einem Zeiger nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind
schon Zeiger, insbesondere für die Verwendung in einem Anzeigeinstrument in
Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen Lichtquellen zur Zeigerbeleuchtung vorgesehen sind,
um eine Erkennung des Zeigers auch bei Dunkelheit zu gewährleisten. Hierzu ist es
bekannt, Lichtquellen in dem Zeiger selbst vorzusehen. Da der Zeiger jedoch beweglich
gelagert ist, muss eine Spannungsversorgung über die Lagerung hinweg geschaffen
werden. Ferner sind auch Zeiger bekannt, bei denen das Licht einer Lichtquelle, die z. B.
neben einem Zeigerantrieb auf einem Träger angeordnet ist, in den darüber beweglichen
Zeiger eingekoppelt wird. Die Lichtquelle strahlt hierbei jedoch möglicherweise
unmittelbar in einen Bereich einer Zeigerfahne ein. Hierdurch werden bestimmte
Bereiche des Zeigers in der Nähe der Lichtquelle stärker beleuchtet als übrige Bereiche.
Zur Homogenisierung der Helligkeit sind Filter vorgesehen, die jedoch einerseits einen
Teil des eingestrahlten Lichtes absorbieren und damit die Helligkeit verringern und
andererseits den Montageaufwand erhöhen. Zudem wird durch den Filter die Farbe der
Zeigerbeleuchtung beeinflusst. Ferner kann auch nicht ausgeschlossen werden, dass
durch den Filter weitere Inhomogenitäten der Beleuchtung an anderen Stellen der
Zeigerfahne hervorgerufen werden.
-
Vorteile der Erfindung
-
Der erfindungsgemäße Zeiger mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, dass durch den Umlenkbereich in eine Lichtführungseinheit des Zeigers
eingekoppeltes Licht zunächst umgelenkt wird, bevor es in eine Zeigerfahne gelangt, aus
der es in eine Richtung eines Betrachters umgelenkt wird. Hierdurch wird eine
unmittelbare Sichtbarkeit der Lichtquelle durch den Betrachter vermieden, indem eine
geradlinige Durchleitung des Lichts von der Lichtquelle durch die Lichtführungseinheit
zu einem Betrachter vermieden wird. Hierdurch kann auf weitere Filtereinheiten
verzichtet werden. Einerseits wird hierdurch eine homogene Beleuchtung des Zeigers
erreicht, die andererseits durch den Verzicht auf Filter auch effizient ist.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Zeigers
möglich. Besonders vorteilhaft ist, die Lichtführungseinheit einstückig auszuführen, z. B.
in einem Spritzgussverfahren. Hierdurch kann die Montage vereinfacht werden, da für die
Anbringung der Lichtführungseinheit nur ein Montageschritt erforderlich ist.
-
Ferner ist vorteilhaft, den Umlenkbereich zumindest teilweise gebogen auszuführen, da
somit zunächst eine Lichtleitung zwischen einem Montageort einer Lichtquelle und dem
Umlenkbereich erreicht wird. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn ein sichtbarer
Bereich des Zeigers entfernt von einem Träger für die Lichtquelle angeordnet ist, die z. B.
auf einer Leiterplatte hinter einem Zifferblatt eines Anzeigeinstrumentes angeordnet ist,
während sich der Zeiger auf einer der Leiterplatte angewandten Seite des Zifferblatts
befindet.
-
Ferner ist vorteilhaft, ein optisches Trennmittel zwischen dem Einkoppelbereich und der
Zeigerfahne vorzusehen. Da es auch bei einem Lichtleiter, der Licht unter Totalreflexion
führt, nicht vermieden werden kann, dass seitlich Licht austritt, verhindert das
Trennmittel eine unerwünschte unmittelbare Einkopplung von Licht aus dem
Einkoppelbereich in die Zeigerfahne, das wiederum zu einer ungleichmäßigen Helligkeit
des Zeigers führen kann. Durch das optische Trennmittel wird sichergestellt, dass das
Licht stets den gewünschten Weg nimmt.
-
Ferner ist vorteilhaft, eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Zeigerwelle zum Antrieb des
Zeigers entweder an der Lichtführungseinheit selbst oder an einer der
Lichtführungseinheit zugeordneten Zeigerkappe auszubilden. Auch hierdurch kann die
Montage des Zeigers vereinfacht werden.
Zeichnung
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
-
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zeigers,
-
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung von Lichtquellen um die
Zeigernabe,
-
Fig. 3 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Zeiger mit einer Zeigerkappe,
-
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Zeiger.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
Der erfindungsgemäße Zeiger kann für beliebige Anzeigeinstrumente zur Darstellung
einer anzuzeigenden Messgröße durch eine der Messgröße entsprechende Positionierung
des Zeigers gegenüber einer Skala verwendet werden. Insbesondere ist die Verwendung
in Anzeigeinstrumenten für Fahrzeuge wie z. B. Kraftfahrzeuge, Flugzeuge oder Schiffe,
vorteilhaft, da bei Fahrzeugen auch bei Dunkelheit eine optimal Ablesbarkeit der
Anzeigeeinheiten gegeben sein muss.
-
In der Fig. 1 ist eine Lichtführungseinheit 1 eines Zeigers dargestellt, die einen
Einkoppelbereich 2, einen Umlenkbereich 3 und eine Zeigerfahne 4 aufweist. An den
Einkoppelbereich 2 ist einstückig eine Hülse 5 angeformt, die zur Aufnahme einer
Zeigerwelle 6 dient. Die Zeigerwelle 6 wird über einen Schrittmotor 7 angetrieben, der an
einer der Zeigerfahne 4 abgewandten Seite einer Leiterplatte 8 angeordnet ist und von der
Leiterplatte 8 getragen wird. Die Lichtführungseinheit 1 ist aus einem transparenten,
lichtleitenden Material ausgeführt, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, z. B.
Polymethylmetacrylat (PMMA). Das Kunststoffmaterial der Lichtführungseinheit 1 kann
hierbei auch eingefärbt sein, um den Zeiger ein entsprechendes Farberscheinungsbild,
insbesondere in einer Warnfarbe, zu geben. An der der Lichtführungseinheit 1
zuweisenden Seite der Leiterplatte 8 ist eine Leuchtdiode 9 angeordnet, die Licht in
senkrecht gemäß der Pfeilrichtung 10 in der Fig. 1 in den Einkoppelbereich 2 ausstrahlt.
Der Einkoppelbereich 2 weist hierzu eine planare Einkoppelfläche 11 auf, so dass das
Licht von der Leuchtdiode 9 möglichst geradlinig in den Einkoppelbereich 2einkoppelbar ist. Hierdurch werden Reflexionen an der Einkoppelfläche 11 verringert.
Die Lichtführungseinheit 1 ist über die Zeigerwelle 6 drehbar gelagert, so dass sich bei
einer Drehung der Einkoppelbereich 2 mit der Einkoppelfläche 11 von der Leuchtdiode 9
weg bewegt. Daher sind radial um die Zeigerwelle 6 weitere Leuchtdioden 9' auf der
Leiterplatte 8 angeordnet, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Hierdurch ist sichergestellt,
dass unabhängig von der Position des Zeigers und der Lichtführungseinheit 1 stets
ausreichend Licht in die Einkoppelfläche 11 eingekoppelt wird. Die Einkoppelfläche 11
ist hierbei derart ausgeführt, dass stets zumindest ungefähr die Hälfte einer der
Leuchtdioden 9, 9' von ihr überdeckt wird.
-
Der Einkoppelbereich 2 ist entsprechend einem Viertelkreis gebogen, wobei an den
Seitenwänden das Licht unter Totalreflexion umgelenkt wird. Von dem Einkoppelbereich
2 wird das Licht in einer ersten Richtung 12, die durch einen Pfeil in der Fig. 1
dargestellt ist, in den Umlenkbereich 3 eingestrahlt. Der Umlenkbereich 3 ist als ein
Prisma ausgeführt und weist eine erste Prismenfläche 13 und eine zweite, zu der ersten
Prismenfläche 13 ungefähr in einem rechten Winkel liegende zweite Prismenfläche 14
auf. Die erste Prismenfläche 13 liegt dabei dem Übergang zwischen dem
Einkoppelbereich 2 und dem Umlenkbereich 3 gegenüber, während die zweite
Prismenfläche 14 einerseits an die erste Prismenfläche 13 angrenzt und zugleich dem
Übergangsbereich zwischen der Zeigerfahne 4 und dem Umlenkbereich 3 gegenüberliegt.
Ein Übergang 15 zwischen dem Umlenkbereich 3 und der Zeigerfahne 4 sowie dem
Einkoppelbereich 2 ist in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt. Das in den Umlenkbereich 3
eingekoppelte Licht wird zunächst an der ersten Prismenfläche 13 um 90° umgelenkt,
während es an der zweiten Prismenfläche 14 nochmals um 90° umgelenkt wird.
Hierdurch wird das eingestrahlte Licht von dem Einkoppelbereich 2 in die Zeigerfahne 4
um 180° umgelenkt, so dass es in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung
16 in die Zeigerfahne 4 eingestrahlt wird, die ebenfalls durch einen Pfeil symbolisiert ist,
so dass durch den Umlenkbereich ungefähr eine Drehung des Lichts um 180° erfolgt.
Ferner wird durch das Prisma das geführte Licht versetzt, so dass es nicht in den
Einkoppelbereich 32 zurückgestrahlt wird, sondern in der Zeigerfahne 4 geführt wird.
Das Licht wird in der Zeigerfahne 4 weitergeführt, wobei es durch eine von der
Leiterplatte 8 abweisenden Oberseite 17 in Richtung eines Betrachters auskoppelbar ist,
wobei diese Richtung durch Pfeile 18 dargestellt ist. An der der Oberseite 17
gegenüberliegenden Seite der Zeigerfahne 4 sind Mittel 28 zum Auskoppeln des Lichtes
angeordnet, z. B. ein Reflektor, ein Aufdruck oder eine Mikroprismenstruktur. Die dem
Betrachter zuweisende Oberseite 17 der Zeigerfahne 4 ist plan ausgeführt, während die
gegenüberliegende Seite mit den an ihr angeordneten Lichtumlenkmitteln 28 in Richtung
der dem Umlenkbereich 3 abweisenden Zeigerspitze 22 gebogen verläuft. Hierdurch wird
eine Effizienz der Lichtauskopplung insbesondere in Richtung der Zeigerspitze 22
verbessert, da in diesem Bereich durch die bereits zuvor erfolgte Lichtauskopplung
weniger Licht zum Auskoppeln zur Verfügung steht.
-
Die Lichtführungseinheit 1 ist in dem Umlenkbereich 3 und in einer Umgebung des
Umlenkbereichs 3 vorzugsweise durch eine gestrichelt dargestellte Zeigerkappe 19
abgedeckt, so dass der Umlenkbereich 3 für einen Betrachter nicht unmittelbar sichtbar
ist. Angrenzend an den Umlenkbereich 3 und an den Übergang 15 sind die Zeigerfahne 4
und der Einkoppelbereich 2 zumindest für ein Stück parallel geführt. Hierbei ist zwischen
dem Umlenkbereich 3 und der Zeigerfahne 4 ein Mittel zur optischen Trennung zwischen
dem Einkoppelbereich 2 und der Zeigerfahne 4 eingeführt. Das Mittel zur optischen
Trennung ist vorzugsweise als eine lichtabsorbierende Folie, z. B. als ein schwarzes
Folienstück, ausgeführt. Dieses erstreckt sich auch entlang der Zeigerfahne noch über den
parallel geführten Bereich des Einkoppelbereichs 2 und der Zeigerfahne 4 hinaus.
Hierdurch wird vermieden, dass Licht, das von dem Einkoppelbereich 2 nicht unter
Totalreflexion zu dem Umlenkbereich 3 geführt wird, den Einkoppelbereich 2 verlassen
und unmittelbar in die Zeigerfahne 4 einkoppeln kann. Gleiches gilt für Licht, das die
Zeigerfahne 4 in Richtung des Einkoppelbereichs 2 verlässt. Inhomogenitäten der
Helligkeit des Zeigers können hierdurch vermieden werden. Das Trennmittel 20 kann
entweder in einen zwischen dem Einkoppelbereich 2 und der Zeigerfahne 4 ausgebildeten
Spalt 21 eingesteckt und gehallten werden oder auf die Zeigerfahne 4 aufgeklebt werden.
-
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Zeiger
dargestellt. Eine Lichtführungseinheit 31 weist einen Einkoppelbereich 32 mit einer
Einkoppelfläche 41 sowie einem Umlenkbereich 33 und eine Zeigerfahne 34 auf. Der
Einkoppelbereich 32, der Umlenkbereich 33 und die Zeigerfahne 34 sind einstückig
ausgeführt, vorzugsweise als ein Spritzgussteil. Über eine seitlich zu dem
Einkoppelbereich 32 angeordnete Hülse 35 ist die Lichtführungseinheit 31 mit einer
Zeigerwelle 6 verbunden, mittels der die Lichtführungseinheit 31 drehbar ist. Die
Lichtführungseinheit 31 ist in eine Zeigerkappe 36 eingesetzt, an die ein optisches
Trennmittel 37 zur Verhinderung eines direkten Lichtübergangs von dem
Einkoppelbereich 32 in die Zeigerfahne 4 unter Umgehung des Umlenkbereichs 33
angeformt ist. Der Umlenkbereich 33 ist im Gegensatz zu der Ausführung gemäß der
Fig. 1 gebogen ausgeführt, so dass er eine um das Trennmittel 37 herum geführte
halbtorusförmige Struktur aufweist. Das Licht ist aus einer ersten Richtung 43 in dem
Einkoppelbereich 32 in eine zweite Richtung 44 in die Zeigerfahne 34 um etwa 180°
umlenkbar. Die Zeigerfahne 34 ist auf einer einem Betrachter zuweisenden Oberseite 38
in Richtung der Zeigerspitze 39 gebogen ausgeführt, während eine der Leiterplatte 8
zuweisende Seite 40 plan ausgeführt ist. Mittel zur Lichtauskopplung, die in der Fig. 4
nicht gezeigt sind und die z. B. als Mikroprismen ausgebildet sind, können auf der dem
Betrachter zuweisenden Oberseite 38 oder auf der der Oberseite 38 gegenüberliegenden
Seite 40 angeordnet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 ist zudem ein
Parallelbereich 42, in dem der Einkoppelbereich 32 parallel zu der Zeigerfahne 34 geführt
ist, gegenüber der Anordnung der Fig. 1 vergrößert. Hierdurch wird eine größere
Ausdehnung an der Seite des Zeigers erreicht, die der Zeigerspitze 39 der Zeigerfahne 34
abgewandt ist. Hierdurch wird eine Beleuchtung der Zeigerfahne 34 auch auf der der
Zeigerspitze 39 abweisenden Seite erreicht. Eine entsprechende Aufsicht auf den Zeiger
ist in der Fig. 3 dargestellt, in der die Zeigerkappe 36 mit der darin eingebrachten
Zeigerfahne 34 dargestellt ist. Die Zeigerkappe 36 weist eine Erweiterung 30 zur
Aufnahme des Umlenkbereichs 33 auf.