DE19634075A1

DE19634075A1 - Pointer drive system for indicating instrument having rotor with rotary magnet e.g. for motor vehicle voltmeter or temperature gauge

Info

Publication number: DE19634075A1
Application number: DE19634075A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr Blume; Franz-Peter Schmidt
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-01-29

Abstract

The pointer drive system has a rotor (3) provided with a rotary magnet (8) and a stator (2), which has at least one coil for deflecting the rotor. Also a resetting magnet for preloading the rotor in a zero position against a stop. The resetting magnet (10) is ring shaped is arranged with one endface, lying opposite at least one part of an endface of the rotary magnet of the rotor and has a diametrical magnetising. The stator (2) has a holder (9) with an installation edge (13) for the resetting magnet (10). The installation edge (13) of the holder, lies against a casing surface of the resetting magnet. The holder (9) has at least one projection (14-16), facing the resetting magnet, to ensure it is rotation proof.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeigerantriebssystem für ein Zeigerinstrument mit einem einen Drehmagneten aufweisen den Rotor und einem Stator, welcher zumindest eine Spule zur Auslenkung des Rotors und einen Rückstellmagneten zur Vorspannung des Rotors in Grundstellung gegen einen An schlag hat.The invention relates to a pointer drive system for a Have pointer instrument with a rotary magnet the rotor and a stator, which has at least one coil to deflect the rotor and a reset magnet to Preload the rotor in the basic position against an on has hit.

Solche Zeigerantriebssysteme werden in Zeigerinstrumenten heutiger Kraftfahrzeuge beispielsweise zur Anzeige einer elektrischen Spannung in einem Bordnetz oder einer Tempe ratur vielfach eingesetzt und sind damit bekannt. Dabei erzeugt eine an der Spule angelegte Spannung ein Magnet feld, welches den Rotor gegen die magnetische Kraft des Rückstellmagneten auslenkt. Der Drehmagnet des Rotors ist hierfür scheiben- oder ringförmig gestaltet. Mit einer einzigen Spule läßt sich ein Schwenkbereich des Rotors bis zu 90° erzeugen. Soll der Rotor einen Schwenkbereich über 90° aufweisen, werden zwei Spulen übereinander um 90° versetzt angeordnet. In einer Grundstellung wird der Rotor von dem Rückstellmagneten mit einer vorgesehenen magnetischen Vorspannung gegen den Anschlag gedrückt. Der Rückstellmagnet ist bei den bekannten Zeigerantriebssy stemen als stabförmiger Dauermagnet ausgeführt und mit einer Stellschraube auf die erforderliche magnetische Vorspannung des Rotors in der Grundstellung einstellbar. Das Zeigerantriebssystem zeichnet sich durch einen einfa chen Aufbau aus. Weiterhin läßt sich das Zeigerantriebs system durch ein Vorschalten eines elektrischen Ab gleichswiderstandes vor die Spule einfach auf einen ge wünschten Meßbereich anpassen.Such pointer drive systems are used in pointer instruments Today's motor vehicles, for example, for displaying a electrical voltage in a vehicle electrical system or a tempe used widely and are therefore known. Here a voltage applied to the coil creates a magnet field, which the rotor against the magnetic force of the Return magnet deflects. The rotary magnet of the rotor is designed for this disc or ring-shaped. With a Single coil can be a swivel range of the rotor generate up to 90 °. Should the rotor have a swivel range have over 90 °, two coils are stacked around each other 90 ° offset. In a basic position the Rotor provided by the return magnet with a magnetic bias against the stop. Of the Reset magnet is in the known pointer drive system stemen designed as a rod-shaped permanent magnet and with a set screw on the required magnetic Preload of the rotor adjustable in the basic position. The pointer drive system is characterized by a simple construction. The pointer drive can also be used system by connecting an electrical Ab DC resistance in front of the coil simply on a ge Adjust the desired measuring range.

Nachteilig bei dem bekannten Zeigerantriebssystem ist, daß der Rückstellmagnet eine örtlich begrenzte magneti sche Störung in dem von der Spule erzeugten Magnetfeld aufbaut. Hierdurch können kleine Toleranzen in der Struk tur oder den Abmessungen des Rückstellmagneten zu starken Veränderungen der Feldlinien in dem von der Spule erzeug ten Magnetfeld führen. Diese Veränderungen der Feldlinien führen dazu, daß zwei gleich aufgebaute Zeigerantriebssy steme bei derselben an der Spule angelegten elektrischen Spannung unterschiedliche Werte anzeigen. Deshalb muß je de einzelne Spule nach einem Zusammenbau des Zeigeran triebssystem mit einem elektrischen Widerstand individu ell abgeglichen werden. Dies ist besonders bei einem Zei gerantriebssystem mit einem Schwenkbereich des Rotors über 90° sehr hinderlich, da hierbei zwei Spulen indivi duell abgeglichen werden müssen.A disadvantage of the known pointer drive system is that the return magnet is a locally limited magneti cal disturbance in the magnetic field generated by the coil builds up. As a result, small tolerances in the structure Too strong or the dimensions of the return magnet Changes in the field lines in the generated by the coil lead magnetic field. These changes in the field lines cause two pointer drives of the same structure systems with the same electrical applied to the coil Voltage display different values. Therefore ever de single coil after assembling the pointer drive system with an electrical resistance individu be adjusted. This is especially the case with a time gerantriebsystem with a swivel range of the rotor over 90 ° very cumbersome, because here two coils indivi duel must be compared.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Zeigeran triebssystem der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ein individueller Abgleich des Zeigerantriebssystems nicht mehr erforderlich ist.The invention is based on the problem of a pointer to design the drive system of the type mentioned at the beginning that an individual adjustment of the pointer drive system is no longer required.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rückstellmagnet ringförmig gestaltet und mit einer Stirnseite zumindest einem Teil einer Stirnseite des Drehmagneten des Rotors gegenüberliegend angeordnet ist und eine diametrale Magnetisierung hat.This problem is solved according to the invention in that the return magnet is ring-shaped and with a Face at least part of a face of the Rotary magnet of the rotor is arranged opposite and has diametric magnetization.

Durch diese Gestaltung erzeugt der Rückstellmagnet in dem Zeigerantriebssystem ein homogenes Magnetfeld. Die von dem Rückstellmagneten erzeugte magnetische Feldstärke hat durch dessen diametrale Magnetisierung einen sinusförmi gen Verlauf. Deshalb werden durch den Rückstellmagneten keine magnetischen Störungen in dem Zeigerantriebssystem erzeugt. Geringe Toleranzen in der Struktur des Rück stellmagneten führen deshalb nicht mehr zu unterschiedli chen Anzeigen zweier gleicher Zeigerantriebssysteme. Hierdurch entfällt der bisher erforderliche individuelle Abgleich der Spulen mittels Abgleichswiderständen. Ein elektrischer Widerstand zur Einstellung des Zeigeran triebssystems auf den jeweiligen Anwendungsfall läßt sich damit berechnen und auf einer meist ohnehin vorhandenen Platine anordnen.With this design, the reset magnet generates in the Pointer drive system a homogeneous magnetic field. The of the magnetic field strength generated by the reset magnet through its diametrical magnetization a sinusoidal course. Therefore, by the reset magnet no magnetic interference in the pointer drive system generated. Small tolerances in the structure of the back Therefore, solenoids no longer lead to differences Chen displays two identical pointer drive systems. This eliminates the previously required individual Adjustment of the coils by means of adjustment resistors. A electrical resistance to adjust the pointer drive system to the respective application calculate with it and on a mostly existing one anyway Arrange the circuit board.

Der Rückstellmagnet könnte beispielsweise zu seiner Befe stigung an seiner Mantelfläche einen hervorspringenden Absatz aufweisen, mit dem er formschlüssig in eine Aus nehmung des Stator eingreift. Dieser Absatz erzeugt je doch eine Störung in dem von dem Rückstellmagneten er zeugten magnetischen Feld. Der Rückstellmagnet ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach ohne Störung des magnetischen Feldes in dem Stator zu be festigen, wenn der Stator eine Halterung mit einem aufge stellten Rand für den Rückstellmagneten aufweist und wenn der aufgestellte Rand an einer Mantelfläche des Rück stellmagneten anliegt. Durch den aufgestellten Rand ist der Rückstellmagnet bei der Montage sicher in dem Stator positioniert und ein über den Drehwinkel des Rotors gleichmäßiger Verlauf der magnetischen Feldstärke des Rückstellmagneten sichergestellt. The reset magnet could, for example, be attached to it protrusion on its lateral surface Have paragraph, with which he form-fitting in an Aus interception of the stator. This paragraph creates but a fault in that of the reset magnet generated magnetic field. The reset magnet is in accordance with an advantageous development of the invention simple without disturbing the magnetic field in the stator fix if the stator has a bracket with an open has edge for the reset magnet and if the raised edge on a lateral surface of the back control magnet is present. Through the raised edge is the reset magnet securely in the stator during assembly positioned and one over the angle of rotation of the rotor uniform course of the magnetic field strength of the Reset magnet ensured.

Der Rückstellmagnet läßt sich gemäß einer anderen vor teilhaften Weiterbildung einfach gegen ein Verdrehen si chern, wenn die Halterung als Verdrehsicherung zumindest eine dem Rückstellmagneten zugewandte Nase hat. Hierbei ist es für die Homogenität des von dem Rückstellmagneten erzeugten Magnetfeldes zweckmäßig, wenn die Nase beson ders kleine Abmessungen aufweist.The reset magnet can be according to another partial advanced training simply against twisting si chern, if the bracket at least as anti-rotation has a nose facing the reset magnet. Here it is for the homogeneity of that of the reset magnet generated magnetic field expedient if the nose FITS which has small dimensions.

Der Rückstellmagnet wird gemäß einer anderen vorteilhaf ten Weiterbildung der Erfindung besonders einfach auf dem Stator befestigt, wenn die Halterung aus einem warm- oder kaltverformbaren Material gefertigt ist. Hierdurch läßt sich der Rückstellmagnet in die Halterung einsetzen und der an seiner Mantelfläche anliegende Rand warm verstem men.The return magnet is advantageous according to another ten development of the invention particularly easy on the Stator attached when the bracket from a warm or cold deformable material is made. This leaves insert the reset magnet in the holder and the edge on its outer surface should be warm men.

In Grundstellung des Zeigerantriebssystems läßt sich durch den Rückstellmagneten und den Drehmagneten gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein be sonders homogenes Magnetfeld erzeugen, wenn der Drehma gnet aus NdFeB und der Rückstellmagnet aus einem isotro pen kunststoffgebundenen Hartferrit gefertigt ist. Hier durch bestehen der Drehmagnet und der Rückstellmagnet je weils aus einem isotropen Magnetmaterial, so daß sie sich in jeder gewünschten Richtung magnetisieren lassen. Wei terhin besteht durch diese Gestaltung der Rückstellmagnet aus einem weichen Material, in welches die Nasen der Hal terung geringfügig eindringen können.In the basic position of the pointer drive system, by the reset magnet and the rotary magnet according to an advantageous development of the invention be generate a particularly homogeneous magnetic field when the gnet from NdFeB and the reset magnet from an isotro pen is made of plastic-bonded hard ferrite. Here the rotary magnet and the reset magnet each exist because of an isotropic magnetic material, so that they are magnetize in any direction you want. Wei thereafter there is the return magnet by this design made of a soft material in which the nose of the hal can penetrate slightly.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be schrieben. Diese zeigt inThe invention permits numerous embodiments. For there is a further clarification of their basic principle of shown in the drawing and will be below wrote. This shows in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungs gemäßes Zeigerantriebssystem, Fig. 1 is a sectional view through a fiction, according to the pointer drive system,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Zeiger antriebssystem aus Fig. 1 entlang der Linie II-II. Fig. 2 is a sectional view through the pointer drive system of Fig. 1 along the line II-II.

Die Fig. 1 zeigt ein Zeigerantriebssystem 1 mit einem Stator 2 und einem Rotor 3. Der Stator 2 hat zwei Kon taktpins 4, 5, mit denen das Zeigerantriebssystem 1 auf einer nicht dargestellten Platine festgelötet werden kann. Die Kontaktpins 4, 5 sind mit einer um den Rotor 3 geführten Spule 6 kontaktiert. Der Rotor 3 ist drehfest mit einer im Stator 2 gelagerten Zeigerwelle 7 verbunden und hat einen ringförmigen Drehmagneten 8, der die Zei gerwelle 7 konzentrisch umschließt. Dieser Drehmagnet 8 steht mit einer seiner Stirnseiten einer Stirnseite eines in einer Halterung 9 des Stators 2 befestigten, ebenfalls ringförmigen Rückstellmagneten 10 gegenüber. Fig. 1 shows a hand driving system 1 with a stator 2 and a rotor 3. The stator 2 has two con tact pins 4 , 5 , with which the pointer drive system 1 can be soldered to a circuit board, not shown. The contact pins 4 , 5 are contacted with a coil 6 guided around the rotor 3 . The rotor 3 is non-rotatably connected to a pointer shaft 7 mounted in the stator 2 and has an annular rotary magnet 8 which concentrically surrounds the shaft 7 . This rotary magnet 8 faces one end face of an end face of a likewise resetting magnet 10, which is fastened in a holder 9 of the stator 2 and is annular.

Der Rotor 3 hat einen Anschlag 11, der in der eingezeich neten Grundstellung von dem Rückstellmagneten 10 gegen einen in Fig. 2 dargestellten Anschlag 12 des Stators 2 vorgespannt ist. Die Halterung 9 des Rückstellmagneten 10 hat einen aufgestellten Rand 13, der gegen die äußere Mantelfläche des Rückstellmagneten 10 warm verstemmt ist. Der aufgestellte Rand 13 hat mehrere Nasen 14-16, die in den Rückstellmagneten 10 eingedrückt sind. Hierdurch ist der Rückstellmagnet 10 in der Halterung 9 befestigt und gegen ein Verdrehen gesichert. Die Nasen 14-16 sind im Verhältnis zu den Abmessungen des Rückstellmagneten 10 sehr klein, um eine Störung des von dem Rückstellmagneten 10 erzeugten Magnetfeldes möglichst gering zu halten.The rotor 3 has a stop 11 which is biased in the basic position marked by the reset magnet 10 against a stop 12 shown in FIG. 2 of the stator 2 . The holder 9 of the reset magnet 10 has a raised edge 13 which is warmly caulked against the outer lateral surface of the reset magnet 10 . The raised edge 13 has a plurality of lugs 14-16 which are pressed into the reset magnet 10 . As a result, the reset magnet 10 is fastened in the holder 9 and secured against rotation. The lugs 14-16 are to hold in relation to the dimensions of the return magnet 10 is very small a disturbance of the magnetic field generated by the return magnet 10 as small as possible.

Claims

1. pointer drive system for a pointer instrument with a rotor having a rotating magnet and a gate which has at least one coil for deflecting the rotor and a return magnet for biasing the rotor in the basic position against a stop, characterized in that the return magnet ( 10 ) designed annularly and with an end face at least part of an end face of the rotating magnet ( 8 ) of the rotor ( 3 ) is arranged opposite and has a diametrical magnetization.

2. pointer drive system according to claim 1, characterized in that the stator ( 2 ) has a holder ( 9 ) with a raised edge ( 13 ) for the return magnet ( 10 ) and that the raised edge ( 13 ) on a man telfläche the return magnet ( 10 ) is present.

3. pointer drive system according to claim 2, characterized in that the holder ( 9 ) as an anti-rotation to at least one of the return magnet ( 10 ) facing nose ( 14-16 ).

4. pointer drive system according to claim 2 or 3, characterized in that the holder ( 9 ) is made of a hot or cold deformable material.

5. pointer drive system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotary magnet ( 8 ) made of NdFeB and the return magnet ( 10 ) is made of egg nem isotropic plastic-bonded hard ferrite.