DE19860266A1 - Anzeige mit mindestens einem Zeiger, insbesondere für Uhren - Google Patents

Abstract

Bei einer Anzeige mit mindestens einem Zeiger, der mit einem elektrischen Antrieb antreibbar ist, wobei mit dem Zeiger oder den Zeigern Drehungen in eine erste Richtung von mehr als 360 DEG ausführbar sind, ist vorgesehen, daß der oder die Zeiger (Z) in eine zweite Richtung (CCW) drehbar sind, daß der erste in Richtung (CW) entgegengesetzt ist, daß der oder einer der Zeiger (Z) in die zweite Richtung (CCW) nur bis zu einer bestimmten Position (P) drehbar ist und in dieser Position eine Referenzstellung einnimmt, daß eine Detektiervorrichtung (V) vorhanden ist, die ein nicht Weiterdrehen können der Zeiger (Z) in die zweite Richtung (CCW) detektiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeige mit mindestens einem Zeiger, der mit einem elektrischen Antrieb antreibbar ist, wobei mit dem Zeiger oder den Zeigern Drehungen in eine erste Richtung von mehr als 360° ausführbar sind.

Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Anzeigen von Funkuhren mit mehreren Zeigern bekannt. Diese Funkuhren werden über einen Langwellensender zentral gesteuert. Wenn der Empfang der Langwellen bei den Uhren gestört ist oder nach einem Batteriewechsel einer solchen Uhr ist eine Synchronisation des Zeigerwerkes erforderlich. Hierzu ist es bekannt, in Zahnrädern der Getriebestufen der Uhr Lochmasken in Form von Löchern oder Durchbrüchen in definierter Form in den Zahnrädern anzuordnen, die mit einem optischen Sensor decodierbar sind und so die Stellungen der Zeiger ebenfalls decodierbar sind.

Nachteilig hierbei sind die hohen Toleranzanforderungen zur Herstellung der Lochmasken, kleinen Toleranzen im Zusammenbau durch die Streu­ ung der Fertigungsgrößen und die erforderliche Positionierungsgenauig­ keit der optischen Sensoren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anzeige mit mindestens einem Zeiger anzugeben, bei dem bei mindestens einem der Zeiger eine defi­ nierte Referenzposition ohne optischen Sensor detektiert werden kann und die Anforderungen an die erforderlichen Toleranzen niedriger ausfal­ len können.

Diese Aufgaben werden dadurch gelöst, daß der bzw. die Zeiger in eine zweite Richtung drehbar ist bzw. sind, die der ersten Richtung entgegen­ gesetzt ist, daß der oder einer der Zeiger in die zweite Richtung nur bis zu einer bestimmten Position drehbar ist und in dieser bestimmten Position eine Referenzstellung einnimmt und daß eine Detetektiervorrichtung vor­ handen ist, die ein nicht Weiterdrehenkönnen in die zweite Richtung de­ tektiert.

Besonders einfach läßt sich ein Weiterdrehen des Zeigers oder eines der Zeiger in eine zweite Richtung über eine bestimmte Referenzposition hin­ aus durch eine Anschlagvorrichtung verhindern.

Eine einfache Ausgestaltung der Anschlagvorrichtung läßt sich dadurch realisieren, daß ein oder mehrere Riegel derart gelagert sind, daß sie eine unbegrenzte Drehung in die erste Richtung ähnlich einer Freilaufnabe beispielsweise eines Fahrrades ermöglichen und bei der Drehung in die zweite Richtung mit einem Anschlag zusammenwirken und so die weitere Drehung des Zeigers bzw. der Zeiger verhindern.

Noch einfacher und preiswerter läßt sich die Anschlagvorrichtung dadurch realisieren, daß sie ein oder mehrere Teilstücke aufweist, die jeweils mit einem Anschlag zusammenwirken, wobei das Teilstück bzw. die Teilstücke oder der Anschlag bzw. die Anschläge um eine Drehachse drehbar gelagert sind und die Teilstücke schräge Flächen aufweisen, die bei einer Drehung des Zeigers in die erste Richtung einen axialen Hub des Teil­ stücks bzw. der Teilstücke oder des Anschlags bzw. der Anschläge derart bewirken, daß die Drehung unbegrenzt fortsetzbar ist und wobei bei einer Drehung in die zweite Richtung das Teilstück bzw. die Teilstücke in einer bestimmten Position gegen den Anschlag bzw. die Anschläge stößt bzw. stoßen und so eine weitere Drehung in die zweite Richtung ausschließt bzw. ausschließen und der Zeiger drehfest mit dem Teilstück bzw. den Teilstücken oder dem Anschlag bzw. den Anschlägen verbunden ist.

Durch mehrere Teilstücke mit unterschiedlichem Abstand zur Drehachse wird erreicht, daß jedes Teilstück nur mit einem bestimmten Anschlag zu­ sammenwirken kann und so bei einer Referenzposition während einer Drehung einnehmen kann. Durch mehrere derartige Teilstücke, die um die Drehachse herum angeordnet sind, wird durch die axiale Bewegung von Teilstück und Anschlag zueinander durch die gleichmäßige Kraftentwick­ lung sämtlicher schräger Flächen der Teilstücke ein Verkanten der Bau­ teile ausgeschlossen.

Die Anordnung mehrerer Teilstücke läßt sich besonders günstig auf einer ersten Scheibe realisieren, wobei das Bauteil aus Teilstücken und Schei­ ben als ein einstückiges Spritzgußteil ausgestaltet sein kann. Ebenso läßt sich die Anordnung der Anschläge besonders günstig auf einer zweiten Scheibe ausführen.

Besonders einfach wird die Montage, wenn eine der beiden Scheiben als Teil eines Gehäuses der Anzeige oder deren Antriebs ausgestaltet ist. Eine Detektiervorrichtung, die ein nicht Weiterdrehenkönnen des Zeigers in die zweite Richtung detektiert, läßt sich über eine Überwachung der Stromaufnahme des elektrischen Antriebs realisieren. Sobald bei einer Drehung des Zeigers in die zweite Richtung der Zeiger seine Referenz­ stellung erreicht hat und sich nicht weiter in die zweite Richtung bewegen kann, erhöht sich bei weiterhin eingeschaltetem elektrischen Antrieb des­ sen Stromaufnahme deutlich, so daß durch eine Überwachung der Stromaufnahme bei einem deutlich erhöhten Wert auf das Erreichen der Referenzstellung geschlossen werden kann.

Wenn der elektrische Antrieb einen permanentmagnetischen Rotor und mehrere Spulen aufweist, die beispielsweise in der Art eines Schrittmotors nacheinander bestromt werden und so den permanentmagnetischen Mo­ tor weiter bewegen, kann durch Überwachung der Spannungen, die der permanentmagnetische Rotor durch seine Bewegung in eine gerade nicht bestromte Spule induziert, auf die Drehung des Rotors geschlossen wer­ den. Wenn demzufolge keine induzierte Spannung mehr feststellbar ist, ist dadurch detektiert, daß der Zeiger seine Referenzposition eingenommen hat.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Prinzipskizze eines erstes Ausführungsbeispiels der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine zweite Scheibe eines bevorzugten zweiten Ausführungsbei­ spieles, wobei die zweite Scheibe einstückig mit einer Zeiger­ welle ausgebildet ist,

Fig. 3 die Draufsicht auf das Bauteil aus Fig. 2,

Fig. 4 die Aufsicht eines Ausführungsbeispiels einer ersten Scheibe des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 den Schnitt B-B aus Fig. 4,

Fig. 6 eine Teilansicht eines Gehäuses, in das die erste Scheibe aus den Fig. 4 und 5 integriert ist,

Fig. 7 eine Ansicht eines Schrittmotors als Antriebselement.

Fig. 1 zeigt einer Zeiger Z, der um eine Drehachse D drehbar gelagert ist. Der Zeiger Z ist mit einem Formkörper F drehfest verbunden, dessen oberer Umfang U mit Ausnahme einer Auswölbung mit einem Anschlag A kreisförmig ausgestaltet ist. Im unteren Bereich des Formkörpers F ist ein Zahnrad Z1 ausgebildet, das mit einem Zahnrad Z2 eines elektrischen Antriebs E zusammenwirkt. Eine Detektiervorrichtung V kann beispiels­ weise die Ströme des elektrischen Antriebs E überwachen. Ein Riegel R ist um eine Achse X schwenkbar gelagert und wird von einer Feder S ge­ gen den oberen Umfang U des Formkörpers F gedrückt. Der Zeiger Z ist im Uhrzeigersinn CW durch den elektrischen Antrieb E unbegrenzt dreh­ bar, da der Riegel R durch die Gestaltung der Auswölbung des oberen Umfangs U in die der Drehachse D entgegengesetzte Richtung gedrückt wird, so die Auswölbung vor dem Anschlag A überwindet und danach von der Feder S wieder in Richtung der Drehachse D in die in Fig. 1 darge­ stellte Position gedrückt wird. Beim Drehen des Zeigers Z aus einer belie­ bigen Position gegen den Uhrzeigersinn CCW kann der Riegel R den An­ schlag A nicht überwinden und der Zeiger Z bleibt in einer Referenzposion P stehen. Dieses nicht Weiterdrehen können wird mittels Detektiervor­ richtung V durch Überwachung elektrischer Werte des elektrischen An­ triebes E erfaßt.

In Fig. 2 sind drei radial gekrümmte Nuten 1, 2, 3, deren Rand jeweils einen Anschlag 4, 5, 6, bildet, in einer zweiten Scheibe 7 angeordnet. Am inneren Rand der zweiten Scheibe 7 ist eine Zeigerwelle 8 angeordnet, die sich zu einer Zeigeraufnahme 9 verjüngt, auf die ein nicht dargestellter Zeiger montierbar ist, der beim Bewegen in eine zweite Richtung eine Referenzposition einnehmen soll. Die Zeigeraufnahme 9 weist einen sich verjüngenden oberen Rand 10 auf, der die Montage des zuvor genannten Zeigers erleichtert.

In Fig. 3 kann man noch zusätzlich erkennen, daß die Mittellinien M1, M2, M3 der radial gekrümmte Nuten 1, 2, 3 unterschiedliche Abstände R1, R2, R3 zur Drehachse D aufweisen. Die Nuten 1, 2, 3 können eine gleich­ mäßige Tiefe aufweisen, wie im Schnitt AA gezeigt, oder aber mit zuneh­ mender Entfernung von den Anschlägen 4, 5, 6 flacher werden, bis sie an ihren anderen Enden die Höhe der durch die Oberfläche der zweiten Scheibe 7 aufgespannten Ebene erreichen.

Am Umfang der zweiten Scheibe 7 ist ein Zahnprofil 11 ausgebildet, das die Zeigerwelle 8 kraftschlüssig über ein sonst nicht dargestelltes Getriebe mit einem elektrischen Antrieb verbindet.

In Fig. 4 sieht man die Draufsicht auf eine erste Scheibe 12 mit Teil­ stücken 13, 14, 15 und einer Zeigerwellenöffnung 16. Die Mittellinien M4, M5, M6 der Teilstücke 13, 14, 15 weisen jeweils ebenfalls die Abstände R1, R2, R3 zur Drehachse D wie die radial gekrümmten Nuten 1, 2, 3 auf. Die Teilstücke 13, 14, 15, weisen jeweils eine schräge Fläche 17, 18, 19 und jeweils Endflächen 20, 21, 22 auf.

In Fig. 5 ist der Aufbau der schrägen Flächen 17, 18 besser zu erken­ nen. Die in Fig. 5 nicht sichtbare schräge Fläche 19 ist entsprechend aufgebaut.

Die Wirkungsweise der zuvor beschriebenen Bauteile wird nachfolgend beschrieben: Die Zeigerwelle 8 wird von oben (aus der Betrachtungsweise des Betrachters von Fig. 4 und 5) durch die Zeigerwellenöffnung 16 der ersten Scheibe 12 geführt, bis die in den Fig. 3 und 4 gezeigte jeweili­ ge Oberseite der zweiten Scheibe 7 und der ersten Scheibe 12 aufeinan­ der liegen. Die beiden Scheiben 7, 12 werden durch ein oder mehrere nicht dargestellte Bauteile beispielsweise ein Federelement aufeinander gedrückt: So läßt sich die Zeigerwelle 8 mit der zweiten Scheibe 7 in Auf­ sicht (wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt) im Uhrzeigersinn gegenüber der ersten Scheibe ohne Begrenzung verdrehen: Die Teilstücke 13, 14, 15 dringen jeweils in die gekrümmten Nuten 1, 2, 3 ein, wenn sie deren Posi­ tion erreicht haben und werden beim Weiterdrehen der zweiten Scheibe 7 durch die schrägen Flächen 17, 18, 19 wieder aus den Nuten herausge­ drückt. Beim Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn läßt sich die Zeiger­ welle 8 mit der zweiten Scheibe 7 so lange gegenüber der ersten Scheibe 12 verdrehen, bis die Teilstücke 13, 14, 15 durch die schrägen Flächen 17, 18, 19 allmählich in die radial gekrümmten Nuten 1, 2, 3 eindringen und die Endflächen 20, 21, 22 jeweils gegen die Anschläge 4, 5, 6 ansto­ ßen. Da jeweils eine radial gekrümmte Nut 1, 2, 3 und jeweils ein Teilstück 13, 14, 15 den gleichen Abstand R1, R2, R3 ihrer jeweiligen Mittellinie M1, M2, M3 von der Drehachse D aufweisen, kann das Teilstück 13 nur in die Nut 1, das Teilstück 14 nur in die Nut 2 und das Teilstück 15 nur in die Nut 3 eindringen: So wird die Zeigerwelle beim Drehen gegen den Uhrzeiger­ sinn in genau einer Position angehalten, die dann als Referenzposition verwendet wird.

Eine mögliche Ausgestaltung der ersten Scheiben als Teil eines Gehäu­ ses 23 zeigt Fig. 6. Das Gehäuse 23 ist mit der ersten Scheibe einstückig beispielsweise als Spritzgußteil hergestellt. So entfällt eine zusätzliche Montage der ersten Scheibe 12.

Ein mögliche Ausgestaltung des elektrischen Antriebs zeigt Fig. 7. Ein Schrittmotor weist 2 Spulen 24, 25, einen permanentmagnetischen Rotor 26, der diametralmagnetisiert ist und eine Rotorwelle 27 auf. Die Rotor­ welle 27 ist über ein nicht dargestelltes Getriebe mit der zweiten Scheibe 7 und der Zeigerwelle 8 verbunden. Um die Zeigerwelle 8 gegen den Uhr­ zeigersinn zu drehen, wird jeweils abwechselnd eine der Spulen 24, 25, bestromt, so daß sich der Rotor 26 jeweils eine Vierteldrehung weiter­ dreht. Durch die Drehung des Rotors 26 wird in der jeweils nicht be­ stromten Spule eine Spannung induziert, die durch eine nicht dargestellte Überwachungseinheit auswertbar ist. Wenn die Zeigerwelle ihre Refe­ renzposition (P in Fig. 1) erreicht hat und nicht mehr weiter gegen den Uhrzeigersinn drehbar ist, wird auch die Drehung des Rotors 26 verhin­ dert, so daß in der jeweils nicht bestromten Spule keine Spannung durch den Rotor 26 induziert wird. So ist durch die Detektiervorrichtung (bei­ spielsweise V in Fig. 1) feststellbar ist, daß der Zeiger seine Referenzpo­ sition erreicht hat.

Claims (13)

1. Anzeige mit mindestens einem Zeiger, der mit einem elektrischen Antrieb antreibbar ist, wobei mit dem Zeiger oder den Zeigern Dre­ hungen in eine erste Richtung von mehr als 360° ausführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Zeiger (Z) in eine zweite Richtung (CCW) drehbar sind, die der ersten Richtung (CW) entgegengesetzt ist, daß der oder einer der Zeiger (Z) in die zweite Richtung (CCW) nur bis zu einer bestimmten Position (P) drehbar ist und in dieser Position eine Referenzstellung einnimmt, daß eine Detektiervorrichtung (V) vorhanden ist, die ein nicht Weiterdrehen­ können des Zeigers (Z) in die zweite Richtung (CCW) detektiert.

2. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlagvorrichtung (A, R, 4, 5, 6, 20, 21, 22) eine Drehung des Zeigers (Z) in die zweite Richtung (CCW) über die Referenzposition (P) hinaus verhindert.

3. Anzeige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zeigevorrichtung einen oder mehrere derart gelagerte Riegel (R) aufweist, die nur beim Drehen des oder der Zeiger (Z) in die zweite Richtung (CCW) mit einem Anschlag (A) oder mehreren Anschlä­ gen zusammenwirken und so die weiteren Drehungen des Zeigers (Z) in die zweite Richtung (CCW) verhindern.

4. Anzeige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlagsvorrichtung ein oder mehrere Teilstücke (13, 14, 15) auf­ weist, die mit jeweils einem der Anschläge (4, 5, 6) zusammenwir­ ken, wobei die Teilstücke (13, 14, 15) und/oder die Anschläge (4, 5, 6) um eine Achse (D) drehbar gelagert sind und die Teilstücke (13, 14, 15) schräge Flächen (17, 18, 19) aufweisen, die bei einer Dre­ hung in die erste Richtung (CCW) einen axialen Hub der Teilstücke (13, 14, 15) oder der Anschläge (4, 5, 6) derart bewirken, daß die Drehung unbegrenzt fortsetzbar ist und wobei bei einer Drehung in die zweite Richtung (CCW) das Teilstück bzw. die Teilstücke (13, 14, 15) in einer bestimmten Position (P) gegen die Anschläge (4, 5, 6) stoßen und so eine weitere Drehung in die zweite Richtung (CCW) ausschließen, daß der Zeiger (Z) drehfest mit dem Teilstück bzw. den Teilstücken (13, 14, 15) oder dem Anschlag bzw. den An­ schlägen (4, 5, 6) verbunden ist.

5. Anzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Teilstücke (13, 14, 15) in unterschiedlichem Abstand (R1, R2, R3) von der Drehachse (D) des Zeigers (Z) angeordnet sind, die mit entsprechenden Anschlägen (4, 5, 6) zusammenwirken.

6. Anzeige nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil­ stücke (13, 14, 15) um die Drehachse (D) herum angeordnet sind.

7. Anzeige nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil­ stücke (13, 14, 15) auf einer ersten Scheibe (12) angeordnet sind.

8. Anzeige nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (4, 5, 6) in radial gekrümmten Nuten (1, 2, 3) einer zweiten Scheibe (7) angeordnet ist.

9. Anzeige nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Scheiben (7, 12) drehfest mit dem Zeiger (Z) ver­ bunden ist, daß eine der beiden Scheiben (7, 12) axial verschieb­ bar sind.

10. Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine der Scheiben (7, 12) als Teil eines Gehäuses des Antriebs oder der Anzeige ausgestaltet ist.

11. Anzeige nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der Detektiervorrichtung (V) die Stromauf­ nahme des elektrischen Antriebs (E) überwachbar ist.

12. Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elektrische Antrieb (E) aus einem Schrittmotor mit einem permanentmagnetischen Rotor (26) und mehreren Spu­ len (27, 28) besteht, wobei der Rotor (26) durch eine abwechseln­ des Bestromen der Spulen (24, 25) antreibbar ist.

13. Anzeige nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung meßbar ist, die durch Drehung des permanentmagneti­ schen Rotors (26) in der oder den bestromten Spulen (24, 25) indu­ ziert wird.