DE19538547A1 - Kombinationsinstrument - Google Patents
KombinationsinstrumentInfo
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- G01D11/28—Structurally-combined illuminating devices
-
- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kombinationsinstrument mit ei
nem auf einer Zeigerwelle angeordneten, als Lichtleiter
ausgebildeten Zeiger und mit einem die Zeigerwelle an
treibenden Zeigerantriebssystem, wobei die Zeigerwelle
als ein Licht von einer Lichtquelle in den Zeiger einkop
pelnder Lichtleiter ausgebildet ist.
Kombinationsinstrumente der vorstehenden Art werden der
zeit in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind allgemein be
kannt. Oftmals ist dabei eine Leiterplatte zwischen dem
Zeigerantriebssystem und einem Zifferblatt, über das sich
der Zeiger bewegt, angeordnet. Auf der Leiterplatte be
findet sich zur Beleuchtung des Zeigers eine Lampe. Das
Zifferblatt hat dann ebenfalls eine Lampe. Dabei wird das
Licht in einen mit der Zeigerwelle verbundenen Lichtlei
ter eingekoppelt. Bei einer punktförmigen Lampe und einem
sehr geringen Abstand zwischen Lichtquelle und Zeiger ist
die Qualität der Beleuchtung abhängig von der Stellung
des Zeigers. Um eine gleichmäßige Beleuchtung des Zeigers
zu gewährleisten, werden deshalb flächige Lichtquellen
eingesetzt, die die Zeigerwelle umschließen. Dies erfor
dert jedoch einen hohen Bauaufwand. Die Lichtquellen pro
duzieren im Betrieb Wärme, die aus dem Kombinationsin
strument abgeführt werden muß. Für die Abführung der Wär
me durch eine Luftströmung muß die Lichtquelle einen be
trächtlichen Abstand von dem Lichtleiter haben.
Es sind auch Kombinationsinstrumente bekannt, bei welchen
der Lichtleiter der Zeigerwelle einen großen Abstand vom
Zeiger hat. Das hat bei der Einkoppelung des Lichtes in
den Zeiger unerwünschtes Streulicht im Umkreis der Zei
gerwelle auf dem Zifferblatt zur Folge. Dieses Streulicht
muß mit einer relativ großen Zeigerkappe verdeckt werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kombinati
onsinstrument der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß es eine möglichst geringe Bautiefe hat und der Zeiger
in jeder Stellung mit gleicher Intensität beleuchtet ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Lichtquelle auf der dem Zeiger gegenüberliegenden
Seite des Zeigerantriebssystems angeordnet ist.
Durch diese Anordnung der Lichtquelle kann sich das Licht
in dem Lichtleiter der Zeigerwelle auf dem relativ langen
Weg zwischen Einkoppelstelle und Zeiger gleichmäßig aus
breiten und den Zeiger mit einer gleichbleibenden Inten
sität beleuchten. Dabei ist es gleichgültig, ob das Licht
in den Lichtleiter der Zeigerwelle radial oder axial ein
gekoppelt wird. Die Lichtquelle kann beispielsweise auf
einer hinter dem Zeigerantriebssystem angeordneten Lei
terplatte befestigt sein. Das hat zur Folge, daß nunmehr
nur noch eine einzige Lichtquelle zur Beleuchtung des
Zeigers erforderlich ist, was wiederum die Wärmeerzeugung
auf ein Minimum reduziert. Ein derartiges Kombinationsin
strument benötigt deshalb keinen großen Abstand zwischen
Lichtquelle und dem Lichtleiter. Die Bautiefe des erfin
dungsgemäßen Kombinationsinstruments ist damit im Ver
gleich zu bekannten Kombinationselementen wesentlich ge
ringer. Die Lichtquelle kann eine Lampe oder ein weiterer
Lichtleiter sein, der von einer zentralen Lichtquelle des
Kombinationsinstrumentes Licht in den Lichtleiter der
Zeigerwelle einkoppelt.
Die Bautiefe des Kombinationsinstruments läßt sich weiter
verringern, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung die Zeigerwelle ein das Licht in seiner
Axialbohrung leitendes Rohr ist. Das Rohr kann aus einem
metallischen Werkstoff und dementsprechend sehr stabil
hergestellt sein. Eine Anordnung der Lichtquelle in dem
Rohr ermöglicht eine Herstellung des Kombinationselemen
tes trotz Beleuchtung mit einer so geringen Bautiefe wie
eines ohne Beleuchtung. Das gilt besonders dann, wenn die
Weiterbildung der Erfindung mit einer Auflichtbeleuchtung
fuhr das Zifferblatt kombiniert wird. Da der Zeiger hier
auf dem Rohr befestigt ist, wird kein unerwünschtes
Streulicht im Umkreis der Zeigerwelle auf das Zifferblatt
gelangen.
Von der Lichtquelle abgestrahltes Licht gelangt nahezu
verlustfrei zum Zeiger, wenn die Bohrungswand der Axial
bohrung des Rohres verspiegelt ist.
Das Rohr kann bei gleicher Stabilität dünnwandiger ausge
bildet sein, wenn es mit einem lichtleitenden Material
gefüllt ist.
Konstruktiv besonders einfach ist eine Ausführungsform,
bei der die Zeigerwelle aus einem lichtleitenden Material
gefertigt ist. Dadurch ist kein zusätzlicher Aufwand für
die Montage des Lichtleiters notwendig. Der Zeiger hat
damit eine direkte Verbindung mit dem Lichtleiter der
Zeigerwelle, so daß auch hier kein Streulicht austritt.
Die Zeigerwelle kann wie bei herkömmlichen Kombinations
instrumenten am Deckel des Zeigerantriebssystems gelagert
werden, wenn die Zeigerwelle eine Metallseele hat, welche
von einem lichtleitenden Material umgeben ist. Durch die
se Weiterbildung der Erfindung ist die Zeigerwelle stabi
ler als wenn sie nur aus dem lichtleitenden Material be
stünde. Hierbei genügt eine punktförmige Lichtquelle für
die Beleuchtung des Zeigers in jeder Stellung, da sich
das Licht über die Länge des Lichtleiters gleichmäßig in
ihm ausbreitet. Selbst wenn sich der Zeiger von der Me
tallseele aus gesehen gegenüber der Lichtquelle befindet,
ist er genauso beleuchtet wie in jeder anderen Stellung.
Da das erfindungsgemäße Kombinationselement zur Beleuch
tung des Zeigers nur eine geringe Lichtstärke benötigt,
ist es konstruktiv besonders einfach, wenn die Licht
quelle ein LED ist. Solche LEDs sind sehr preiswert und
platzsparend und in verschiedenen Farben erhältlich. Wenn
zur Kennzeichnung von verschiedenen Anzeigezuständen
wechselnde Farben erforderlich sind, kann als Lichtquelle
auch ein Mehrfarben-LED eingesetzt werden. Damit kann
beispielsweise bei einem Drehzahlmesser der Zeiger seine
Farbe ändern, wenn eine bestimmte Drehzahl überschritten
ist.
Bei sehr kurzen Kombinationsinstrumenten kann es vorkom
men, daß die Lichtstärke einer Lampe für eine gleichmä
ßige Beleuchtung des Zeigers nicht in allen Stellungen
ausreicht. Das läßt sich dadurch beheben, daß die Licht
quelle ringförmig, die Zeigerwelle konzentrisch umschlie
ßend gestaltet ist.
Mehrere im Kombinationselement angeordnete Lichtquellen
lassen sich zu einer Zentrallichtquelle zusammenfassen,
wenn die Lichtquelle ein Lichtleitelement ist, durch das
Licht einer Zentrallichtquelle der Zeigerwelle zuleitbar
ist.
Licht, das mit einem flachen Winkel auf die Grenzschicht
Luft-Lichtleiter fällt, kann die Grenzschicht grundsätz
lich nicht durchdringen und wird größtenteils reflek
tiert. Wenn jedoch die Grenzschicht beschädigt oder ver
schmutzt ist, sinkt der Anteil des reflektierten Lichts.
Dann ist für eine Lebensdauer des Kombinationselementes
von Vorteil, wenn die Oberfläche des lichtleitenden Mate
rials der Zeigerwelle mit einer Schutzschicht versehen
ist. Diese Schutzschicht sollte grundsätzlich kratzfest
sein und einen Schutz gegen chemische Einflüsse auf das
lichtleitende Material bieten.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur
weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind vier da
von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 ein Kombinationsinstrument mit einem ver
spiegelten Rohr als Lichtleiter,
Fig. 2 ein Kombinationsinstrument mit einem eine
Lichtquelle konzentrisch umschließenden Rohr,
Fig. 3 ein Kombinationsinstrument mit einer von
lichtleitendem Material umgebenden Metall
seele als Zeigerwelle,
Fig. 4 ein Kombinationsinstrument mit einer aus ei
nem lichtleitenden Material gefertigten
Zeigerwelle.
In Fig. 1 ist ein Zeigerantriebssystem 1 auf einer Lei
terplatte 2 befestigt. Auf der der Leiterplatte 2 entge
gengesetzten Seite des Zeigerantriebssystems 1 befindet
sich ein Zifferblatt 3, über das sich ein Zeiger 4 be
wegt. Der Zeiger 4 ist mit einer auf einer Zeigerwelle 5
aufgesteckten Zeigerkappe 6 fest verbunden. Die Zeiger
welle 5 ist als dünnwandiges Rohr ausgebildet und in zwei
Lagern 7, 7a drehbar gehalten. Wichtig ist hierbei, daß
die Zeigerwelle 5 möglichst dünn ist, damit eine Eigen
dämpfung der Lager 7, 7a nicht zu groß wird. Auf seiner
Innenseite hat die Zeigerwelle 5 eine Licht reflektie
rende Beschichtung 8. Auf der Leiterplatte 2 sind zwei
Lichtquellen 9 zur Beleuchtung des Zifferblattes 3 und
eine Lichtquelle 10 zur Beleuchtung des Zeigers 4 befe
stigt.
Von der Lichtquelle 10 gelangt somit Licht in die Zeiger
welle 5. Das Licht wird von der Beschichtung 8 auf der
Innenseite der Zeigerwelle 5 zu dem Zeiger 4 reflektiert.
In dem Zeiger 4 wird das Licht von einem Prisma 11 in
Richtung Zeigerfahne 12 umgelenkt. Der Zeiger 4 ist teil
weise mit einer nicht transparenten Schicht 13 versehen,
so daß Licht nur aus den unbeschichteten Bereichen 14
ausdringen kann.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von
der aus Fig. 1 dadurch, daß die Lichtquelle 10 von der
rohrförmigen Zeigerwelle 5 umschlossen ist. Damit sind an
dieser Stelle Verluste durch Streulicht auf ein Minimum
beschränkt. Weiterhin ist die Zeigerwelle 5 mit einem
lichtleitenden Material 15 ausgegossen, so daß sie bei
gleicher Stabilität dünnwandiger als nach der Ausfüh
rungsform in Fig. 1 ausgeführt werden kann. Der Zeiger 4
ist in die Zeigerwelle 5 eingesteckt. Hierbei gelangt das
Licht mit geringstmöglichen Verlusten zu den unbeschich
teten Bereichen 14 des Zeigers 4.
Nach der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform hat die
Zeigerwelle 5 eine Metallseele 16, die mit einem Ende auf
der Leiterplatte 2 in einem Lager 17 gehalten ist. Die
Metallseele 16 ist von einer aus lichtleitendem Material
bestehenden Zahnradnabe 18 als Lichtleiter umgeben. Die
Zahnradnabe 18 ist mit einem Zahnrad 19 fest verbunden
und übernimmt damit auch die Übertragung der für den Zei
gerantrieb notwendigen Kräfte. Die Zahnradnabe 18 hat an
der Außenseite seines zum Zeiger 4 gerichteten Endes eine
Verstärkung 20. Diese Verstärkung 20 bildet eine Lager
schale für das zweite Lager 21 der Zeigerwelle 5. Die
Oberfläche der Zahnradnabe 18 und des Zahnrades 19 ist
mit Ausnahme von seinen Stirnseiten mit einer Schutz
schicht 22 versehen, die besonders kratzfest ist und ein
Ausdringen von Licht an unerwünschten Stellen unterbin
det. Weiterhin schützt die Schutzschicht 22 das Material
der Zahnradnabe 18 und des Zahnrades 19 vor einem Kontakt
mit Ölen oder Fetten. Die Lichtquelle 10 befindet sich
seitlich neben dem Lager 17 auf der Leiterplatte 2. Da
sich der Lichtleiter über fast die gesamte Länge der Zei
gerwelle 5 erstreckt, kann sich das Licht in diesem
gleichmäßig ausbreiten, so daß die Lichtstärke im Zeiger
4 nicht in Abhängigkeit von seiner Stellung variiert. Der
Zeiger 4 ist auf die Metallseele 16 aufgesteckt. Die
Lichtumlenkung in die Zeigerfahne 12 erfolgt über ein
Prisma 11.
Eine aus einem lichtleitenden Material bestehende Zeiger
welle 5 ist in Fig. 4 dargestellt. Hier ist der Zeiger 4
direkt auf den Lichtleiter aufgesteckt. Das Licht wird
von einer die Zeigerwelle 5 konzentrisch umschließenden
Lichtquelle 23 in die Zeigerwelle 5 eingespeist. Zur Um
lenkung des Lichts hat der Zeiger 4 einen parabelförmigen
Spiegel 24. Wie in der Ausführungsform nach Fig. 3 hat
der Lichtleiter eingelassene Verstärkungen 20, 25 zur
Bildung von Lagerschalen und eine kratzfeste Schutz
schicht 22 zur Vermeidung von unerwünschten Lichtaustrit
ten.
Claims (10)
1. Kombinationsinstrument mit einem auf einer Zeigerwelle
angeordneten, als Lichtleiter ausgebildeten Zeiger und
mit einem die Zeigerwelle antreibenden Zeigerantriebssy
stem, wobei die Zeigerwelle als ein Licht von einer
Lichtquelle in den Zeiger einkoppelnder Lichtleiter aus
gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle
(10, 23) auf der dem Zeiger (4) gegenüberliegenden Seite
des Zeigerantriebssystems (1) angeordnet ist.
2. Kombinationsinstrument nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zeigerwelle (5) ein das Licht in
seiner Axialbohrung leitendes Rohr ist.
3. Kombinationsinstrument nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrungswand der Axialbohrung des
Rohres verspiegelt ist.
4. Kombinationsinstrument nach zumindest einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rohr (Zeigerwelle 5) mit einem lichtleitenden Material
(15) gefüllt ist.
5. Kombinationsinstrument nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zeigerwelle (5) aus einem lichtlei
tenden Material (Zahnradnabe 18) gefertigt ist.
6. Kombinationsinstrument nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zeigerwelle (5) eine Metallseele
(16) hat, welche von einem lichtleitenden Material
(Zahnradnabe 18) umgeben ist.
7. Kombinationsinstrument nach zumindest einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtquelle (10) ein LED ist.
8. Kombinationsinstrument nach zumindest einem der An
sprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle
(23) ringförmig, die Zeigerwelle (5) konzentrisch um
schließend gestaltet ist.
9. Kombinationsinstrument nach zumindest einem der An
sprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle
ein Lichtleitelement ist, durch das Licht einer Zen
trallichtquelle der Zeigerwelle (5) zuleitbar ist.
10. Kombinationsinstrument nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberfläche des lichtleitenden Mate
rials (Zahnradnabe 18) der Zeigerwelle (5) mit einer
Schutzschicht (22) versehen ist.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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DE19538547A1 true DE19538547A1 (de) | 1997-04-24 |
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ID=7775017
Family Applications (1)
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Owner name: MANNESMANN VDO AG, 60326 FRANKFURT, DE |
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Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |