DE19502773A1 - Anzeigeelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betriebenes Anzeigeelement, wobei berück­ sichtigt wird, daß Anzeigenelemente oder daraus zusammengesetzte Anzeigensysteme meist vertikal angebracht sind und ihre Unterkante überwiegend höher als die Augenhöhe der Betrachter ist. Für Anzeigensysteme, bei denen die Unterkante tiefer als die Augen­ höhe des Betrachters liegt, ist das Anzeigenelement in der vorgeschlagenen Form nur bedingt verwendbar.

Es wird ein Anzeigenelement beschrieben, bei dem eine Scheibe sich um ein Lager, das vom Betrachter aus gesehen an der unteren Kante der Scheibe angeordnet ist, nach hinten klappen läßt. Steht die Scheibe senkrecht, dann ist die an der Frontseite der Scheibe aufgebrachte Farbe zu erkennen, ist die Scheibe nach hinten geklappt und ist die Position der Drehachse über Augenhöhe des Betrachters, sieht man nur die Farbe des Hintergrundes der Scheibe, z. B. des Gehäuses oder der Halterung.

Da erfindungsgemäß durch diese Anordnung kein Teil der Anzeigenscheibe weder im Ruhezustand noch während der Bewegung über die dem Betrachter zugewandte Oberfläche der Halterung oder des Gehäuses hinausragen muß, kann eine Maske in Form einer weiteren, fest montierten Scheibe plan an der Frontseite der Anzeige ange­ bracht werden, die es erlaubt, durch Aussparen von beliebig geformten Öffnungen ohne Verändern der Abmessungen der Anzeigenscheibe beliebig geformte Zeichen oder Flächen darzustellen.

Die beschriebene Maske kann auch als mechanischer Anschlag für die Anzeigenscheibe in deren senkrechter Lage dienen, wobei der Abstand der Maske vom Lager der An­ zeigenscheibe den Winkel bestimmt, den die Anzeigenscheibe im sichtbaren Zustand gegenüber der dem Betrachter zugewandten Oberfläche der Halterung oder des Ge­ häuses einnehmen kann.

Über der Maske läßt sich eine Scheibe aus durchsichtigem Material, z. B. Glas, anbringen, die bei entsprechender Ausbildung den Innenraum des Gehäuses oder der Halterung und alle bewegten Teile und das Lager der Anzeigenscheibe gegen Verunreinigungen, wie z. B. Staub und Feuchtigkeit, schützt.

Es ist auch möglich, die Maske, deren Aussparung den sichtbaren Teil der Anzeigen­ scheibe bestimmt, direkt, z. B. als Siebdruck, auf die transparente Dichtungsscheibe aufzubringen.

Falls keine Maske erforderlich ist, kann der Winkel zwischen Oberseite des Gehäuses oder der Halterung und der Anzeigenscheibe auch durch den Abstand der transparenten Dichtungsscheibe vom Lager der Anzeigenscheibe eingestellt werden. Die Dichtungs­ scheibe kann dann falls erforderlich auch als mechanischer Anschlag für die obere Kante der Anzeigenscheibe verwendet werden.

Ist weder eine Maske noch eine transparente Dichtungsscheibe vorgesehen, kann der Anschlag für die Anzeigenscheibe an das Gehäuse oder die Halterung angeformt werden, so daß diese nur bis zu dem gewünschten Winkel, der größer als 90° sein kann, nach vorne klappt.

Ist der Winkel der Anzeigenscheibe, der sich durch den Lagerabstand zwischen Maske oder Dichtungsscheibe oder angeformten Anschlag einstellen läßt, größer als 90° zur Horizontalen, dann hat die Anzeigenscheibe auch in dieser Position eine stabile Lage.

Die Bewegung der Anzeigenscheibe in die beiden Endlagen erfolgt durch einen elektro­ magnetischen Antrieb.

Beispiele für derartige Anordnungen sind in den US Patentschriften 32 95 238, 33 03 494, 33 85 824, 38 71 945, 39 96 680, 31 56 872 und in den Deutschen Offenlegungen 30 12 816, 33 29 309, 30 21 502, 31 48 276, 35 01 512 und 36 01 018.

Die genannten Patente und Offenlegungen beziehen sich auf Anzeigenscheiben oder An­ zeigenkörper, die so gelagert sind, daß Teile davon beim Drehen um ihre Achse zwangs­ weise über die Vorderseite der Halterung oder des Gehäuses hinausragen. Dieser Um­ stand verbietet das Anbringen einer Maske oder einer transparenten Dichtungsscheibe, die parallel zu der senkrecht stehenden Anzeigenscheibe plan auf der dem Betrachter zugewandten Oberfläche des Gehäuses oder der Halterung aufliegen können, und macht damit die Herstellung eines in sich abgeschlossenen Bauelementes, in dem alle mechanisch bewegten Einzelteile gegen Umwelteinflüsse wie Staub und Feuchtigkeit geschützt sind, unmöglich.

Partikel aus magnetischen Materialien werden zwar auch bei der hier beschriebenen Aus­ führungsform durch die für den Antrieb erforderlichen Magnetenrichtungen angezogen, können aber ebenfalls nicht in den Innenraum des Anzeigenelements eindringen.

Durch entsprechende Gestaltung der Verbindung zwischen Dichtungsscheibe und Ge­ häuse oder Halterung, z. B. Kleben, ist es sogar möglich, die Innenräume der Anzeigen­ elemente mit einem Schutzgas zu füllen.

Eine derartige Konstruktion hat den Vorteil, daß die Anzeigenelemente in weitestgehend staubfreien Räumen produziert werden können, daß aber bei der Endmontage des Systems, z. B. auf gedruckten Leiterplatten, keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Staubfreiheit und Feuchtigkeit der Arbeitsplätze gestellt werden müssen.

Praktisch alle bekannten Anzeigenelemente müssen auf Grund der gegen Staubpartikel äußerst empfindlichen mechanischen Teile durch zusätzliche Gehäuse entweder über die Gesamtsysteme oder über Teile davon gegen Verunreinigung im Betrieb geschützt werden.

Diese Außengehäuse können bei dem beschriebenen Anzeigenelement oder daraus zusammengesetzten Anzeigensystemen entfallen, wodurch eine erhebliche Gewichts­ reduzierung und ein signifikanter Kostenvorteil erreicht werden.

Die Anzeigenscheibe wird durch einen an ihr befestigten Permanentmagneten und durch eine oder mehrere Spulen, die auf einen hartmagnetischen Kern aufgebracht sind, in die gewünschte Endlage bewegt.

Dazu werden die Spulen mit Stromimpulsen, die eine unterschiedliche Flußrichtung haben, beaufschlagt, wodurch das Magnetfeld des hartmagnetischen Kerns umgepolt wird.

Wird nur eine Spule auf den oder die hartmagnetischen Kerne aufgebracht, müssen beide Spulenanschlüsse der Stromquelle, die die Stromimpulse erzeugt, umgepolt werden, was eine vierpolige Umschalteinrichtung erfordert.

Bringt man auf den oder die hartmagnetischen Kerne zwei Spulen auf, kann man sie so beschalten, daß jeweils ein Ende der Wicklungen fest an einen Pol der Stromquelle an­ geschlossen ist und daß beim abwechselnden Beaufschlagen der beiden anderen Wick­ lungsenden mit einem Impuls aus dem anderen Pol der Stromquelle das Magnetfeld des oder der hartmagnetischen Kerne umgepolt wird, wofür nur eine zweipolige Umschalt­ einrichtung erforderlich ist.

Die Erfindung sieht vor, daß die hartmagnetischen Kerne und die darauf aufgebrachten Spulen entweder fest mit dem Gehäuse oder der Halterung des Anzeigenelementes ver­ bunden sind oder als getrennte Komponenten gefertigt werden, die erst bei der Montage des mechanischen Teils des Anzeigenelementes auf der gedruckten Leiterplatte eine Position zum Gehäuse oder zur Halterung einnehmen, die die gewünschte Funktion be­ wirkt.

Die Rückseite der Gehäuse oder Halterungen kann so geformt sein, daß sie nach der Endmontage die hartmagnetischen Kerne und die darauf angebrachten Spulen schützt und fixiert.

Da die hartmagnetischen Kerne und die darauf angebrachten Spulen in gewissen Grenzen für unterschiedliche Abmessungen des mechanischen Teils der Anzeigen­ elemente gleich sein können, wird die Lagerhaltung vereinfacht.

Ein weiterer Kostenvorteil entsteht dadurch, daß Halbfabrikate ohne Gehäuse oder Halterungen nur mit hartmagnetischen Kernen und den darauf aufgebrachten Spulen bestückt werden können.

Die Rückseite der Anzeigenscheibe ist konstruktionsbedingt für den Betrachter nie sicht­ bar und erlaubt deshalb hinsichtlich ihrer Oberflächenbehandlung und -struktur eine unkomplizierte und damit kostengünstige Gestaltung.

Bei schon bekannten Ausführungsformen von elektromagnetisch betriebenen Anzeigen­ elementen, z. B. nach dem Europäischen Patent 03 27 250, wurden die sehr dünnen An­ zeigenscheiben um ein Lager in einer Symmetrieachse um ca. 180° gedreht, so daß der Betrachter entweder die eine oder die andere Seite der Anzeigenscheibe sieht, wobei jede der Seiten einen anderen Farbbelag hat.

Auch diese Anzeigenelemente benutzen einen mit der Anzeigenscheibe verbundenen Permanentmagneten für das Antriebssystem. Dieser Permanentmagnet darf aber höchstens so dick wie die Anzeigenscheibe sein, da er wegen der Sichtbarkeit beider Oberflächen in eine Aussparung der Anzeigenscheibe eingepaßt werden muß. Abge­ sehen von den Kosten dieser Arbeitsgänge wird dadurch die Optimierung der Abmes­ sungen des Permanentmagneten hinsichtlich eines möglichst stromsparenden aber dennoch unkomplizierten Antriebssystems problematisch.

Es ist ersichtlich, daß Gehäuse oder Halterungen so gestaltet werden können, daß sie mit den mechanischen oder elektromechanischen Komponenten für mehrere Anzeigen­ elemente bestückt werden können, die als Reihe, Spalte oder Block ausgebildet sind.

Des weiteren können die Abmessungen der Masken und Dichtungsscheiben so gewählt werden, daß sie mehrere Anzeigenelemente, die in Reihen, Spalten oder Blöcken ange­ ordnet sind oder deren Gehäuse bzw. Halterungen bereits so geformt sind, überdecken.

Eine bevorzugte Form der Ausführung wird anhand der Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben:

An der Frontseite eines Gehäuses (1) ist eine Dichtungsscheibe (2) aus transparentem Material, vorzugsweise entspiegeltes Glas, angebracht. Auf diese Dichtungsscheibe (2) ist bei Bedarf eine Maske (3) aufgedruckt, die es erlaubt, unterschiedliche Zeichen und Flächen darzustellen, wobei im Beispiel ein Dreieck (4) gewählt wurde.

Hinter der transparenten Dichtungsscheibe (2) befindet sich die Anzeigenscheibe (4), die an der unteren Kante mit Zapfen (5) in Aussparungen des Gehäuses (6) gelagert ist und die auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit einem Farbbelag versehen ist.

Die senkrechte Anzeigenposition der Anzeigenscheibe (4) in Fig. 2 ist mit durchge­ zogenen Linien, die waagerechte, neutrale Position ist mit strich-punktierten Linien einge­ zeichnet.

An der Anzeigenscheibe (4) ist im oberen Teil ein Permanentmagnet (7) befestigt, dessen Magnetfeld senkrecht zur Anzeigenscheibe (4) polarisiert ist, wobei der Nordpol mit N1 und der Südpol mit S1 bezeichnet ist.

In einer Aussparung (8) des Gehäuses (1), das in Fig. 1 rechteckig gezeichnet ist, aber auch quadratisch wie in den anderen Figuren sein kann, ist vom Betrachter aus gesehen mittig ein Permanentmagnet (9) mit einer darauf aufgebrachten Spule (10) in einer Position angebracht, daß sich der dem Gehäuse (1) zugewandte Pol N (S) nach Fig. 2 etwa in der Mitte (11) der Bewegungsbahn der Anzeigenscheibe befindet.

Mit der nicht in Klammer eingezeichneten Polarität der magnetischen Elemente wird die Anzeigenscheibe (4) in der senkrechten Anzeigenlage gehalten.

Ändert man die Polarität des Permanentmagneten (9) mit einem entsprechend gepolten Stromimpuls durch die Spule (10) so, daß das Magnetfeld die in Klammern angegebene Richtung hat, wird die Anzeigenscheibe zur Mitte (11) ihrer Bewegungsbahn gezogen, überwindet auf Grund der in ihr gespeicherten kinetischen Energie die neutrale Lage und wird dann zur Ruhelage hin wieder abgestoßen.

Die Antriebskräfte, die die Anzeigescheibe (4) aus der Ruhelage wieder in die Anzeigen­ position bringen, werden durch die nicht in Klammern gesetzten Polaritäten des Per­ manentmagneten (9), der mit einer Spule (10) versehen ist, erzeugt.

Claims (15)

1. Elektromagnetisch betriebenes Anzeigenelement, dessen Unterkante in oder über Augenhöhe des Betrachters liegt, bestehend aus:

• - Einer Anzeigenscheibe (4), die in ihrer senkrechten Position mit einer Farbe oder einem farbigen Belag in Richtung des Betrachters versehen ist, die an der Unterkante im Gehäuse oder in der Halterung (1) waagerecht gelagert ist und die aus der waagerechten Lage bis zur vertikalen Lage oder auch über diese hinaus gedreht werden kann;
• - Einem Gehäuse oder einer Halterung (1), die eine andere Farbe als die Anzeigenscheibe (4) hat;
• - Einem Permanentmagneten (7), der im oberen Teil auf der dem Gehäuse zugewandten Seite der Anzeigenscheibe (4) angebracht ist und dessen Magnetfeld senkrecht zu der Anzeigenscheibe (4) gepolt ist;
• - Einer Dichtungsscheibe (2) aus transparentem Material, die den Innenraum des Anzeigenelements, die Anzeigenscheibe (4) und das Lager gegen Verunreinigungen schützt und die als Anschlag für die Anzeigenscheibe (4) in der vertikalen Position dient;
• - Einer Spule (10) mit einem hartmagnetischen Kern (9), der in einem derar­ tigen Winkel angebracht ist, daß ein in Richtung Frontseite gerichteter Pol N(S) etwa in oder unter der Mitte der Bewegungsbahn (11) der oberen Kante der Anzeigenscheibe (4) liegt, diese nie berührt und dessen Magnetfeld durch Anlegen von Stromimpulsen mit unterschiedlicher Flußrichtung durch die Spule (10) umgepolt werden kann.

2. Anzeigenelement entsprechend Fig. 3 wie Anspruch 1, bei dem statt einer Spule mit hartmagnetischem Kern zwei Spulen (10) mit hartmagnetischem Kern (9), deren Magnetfeld durch Anlegen von Stromimpulsen mit unterschiedlicher Flußrichtung durch die Spulen (10) umgepolt werden kann und die vom Betrachter aus gesehen links und rechts von der Mitte des Gehäuses oder der Halterung (1) in der gleichen Position zur Bewegungsbahn des Anzeigenelements wie bei Anspruch 1 angeord­ net sind, wobei an der Anzeigenscheibe (4) entweder zwei Permanentmagnete angebracht sind oder ein länglicher Permanentmagnet (7) angebracht ist.

3. Anzeigenelement entsprechend Fig. 4 nach Anspruch 1, bei dem der Permanentmagnet (7) an der Anzeigenscheibe (4) parallel zu deren Oberkante polarisiert ist und bei dem eine Spule (10) mit hartmagnetischem Kern (9) parallel zur Unterseite des Gehäuses oder der Halterung (1) angeordnet ist und dessen Magnetfeld durch Anlegen von Stromimpulsen mit unterschiedlicher Flußrichtung durch die Spule (10) umgepolt werden kann.

4. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 3, bei dem die Spule auf dem oder den hartmagnetischen Kernen (9) aus zwei Wicklungen besteht, die so angeschlossen sind, daß jeweils ein Ende der Wicklungen fest an einem Pol der Stromquelle liegt und daß beim abwechselnden Beaufschlagen der beiden anderen Wicklungsenden mit einem Impuls aus dem anderen Pol der Stromquelle das Magnetfeld des oder der hartmagnetischen Kerne umgepolt wird.

5. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 4, bei dem die Spule mit dem hartmagneti­ schen Kern oder die Spulen mit ihren hartmagnetischen Kernen nicht fest mit dem Gehäuse oder der Halterung (1) verbunden sind, so daß sie unabhängig davon auf einer Leiterplatte bestückt werden können und die Gehäuse oder Halterungen (1) nachträglich aufgebracht werden können.

6. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 4, bei dem die Spule mit dem hartmagne­ tischen Kern oder die Spulen mit ihren hartmagnetischen Kernen fest mit dem Gehäuse oder der Halterung (1) verbunden sind, so daß nach dem Verlöten der Spulenenden mit einer gedruckten Leiterplatte auch das Gehäuse oder die Halterung fest mit der gedruckten Leiterplatte verbunden ist.

7. Anzeigenelement entsprechend Fig. 5 nach Anspruch 1 bis 5, bei dem das Gehäuse oder die Halterung (1) so gestaltet ist, daß angeformte Zapfen (12) in Löcher der gedruckten Leiterplatte (13) gesteckt und auf der Rückseite der gedruckten Leiterplatte thermisch so verformt werden, daß das Gehäuse oder die Halterung (1) positioniert und fixiert ist.

8. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 7, bei dem die Rückseite des Gehäuses oder der Halterung so ausgebildet ist, daß damit die Spule mit ihrem hartmagne­ tischen Kern oder die Spulen mit ihren hartmagnetischen Kernen fixiert und ge­ schützt werden.

9. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 8, bei dem an der Anzeigenscheibe (4) kein Permanentmagnet angebracht ist, sondern die Anzeigenscheibe (4) aus einem hartmagnetischen Material besteht, das so vormagnetisiert wird, wie es in- den Ansprüchen 1 bis 3 für die Permanentmagnete (7) beschrieben ist.

10. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 9, bei dem die Anzeigenscheibe (4) mit Lagerzapfen (5) versehen ist, die in Vertiefungen (6) des Gehäuses oder der Halterung (1) eingelegt sind und die zur Frontseite hin durch eine Maske oder durch eine transparente Dichtungsscheibe (2) gegen Herausfallen geschützt ist.

11. Anzeigenelement entsprechend Fig. 5 nach Anspruch 1 bis 9, bei dem keine Lagerzapfen entsprechend Anspruch 8 verwendet werden, sondern die Unterkante der Anzeigenscheibe (4) in der senkrechten Position in einer Mulde (14) des Gehäuses oder der Halterung (1) gelagert ist.

12. Anzeigenelement entsprechend Fig. 1 wie unter Anspruch 1 bis 11, aber mit einer Maske (3), mit der die Anzeigenscheibe (2) so abgedeckt werden kann, daß bei unveränderten Abmessungen der Anzeigenscheibe (4) unterschiedliche Zeichen oder Flächenelemente dargestellt werden können.

13. Anzeigenelemente nach Anspruch 1 bis 12, bei dem die Anzeigenscheibe (4) nicht mit Farbe, sondern mit einer farbigen, vorzugsweise stark reflektierenden, Folie be­ schichtet ist.

14. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 13, bei dem das Gehäuse oder die Hal­ terung so gestaltet ist, daß die mechanischen und elektromechanischen Kom­ ponenten für mehrere Anzeigenelemente bestückt werden können, wodurch sich Reihen, Spalten und Blöcke von Anzeigenelementen ausbilden lassen.

15. Anzeigenelement nach Anspruch 1 bis 14, bei dem die Abmessungen der Dichtungsscheibe (2) und der aufgedruckten oder mechanisch getrennten Maske (3) so gewählt werden, daß sich mehrere Anzeigenelemente überdecken lassen.