DE19938336A1 - Messwerk für ein Zeigerinstrument - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messwerk für ein Zeigerinstrument, mit einem Gehäuse (11), aus welchem wenigstens eine Abtriebswelle (7) eines im Gehäuse (11) aufgenommenen Antriebs herausgeführt ist, wobei die Abtriebswelle (7) mit einem beleuchtbaren Zeiger (9) verbindbar ist, wobei im oder am Gehäuse (11) ein Lichtleitelement (13) vorgesehen ist, welches einen Einkoppelbereich (19) aufweist, der zur Einkopplung von Licht in das Lichtleitelement (13) dient, und einen Auskoppelbereich (15), der zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtleitelement (13) in den beleuchtbaren Zeiger (9) dient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messwerk für ein Zeigerinstrument, insbesondere für die Kfz-Technik, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In der Kfz-Technik besteht die Forderung, Zeigerinstrumente mit einer Beleuch­ tung auszurüsten, so dass der Fahrer die betreffenden Instrumente auch nachts ohne Probleme ablesen kann. Bei einem Zeigerinstrument müssen dabei sowohl das Ziffernblatt bzw. die betreffende Skala als auch der Zeiger des Instruments beleuchtet werden.

Bekannte beleuchtete Zeigerinstrumente für ein Armaturenbrett eines Kfz sind üblicherweise an einer Trägerplatte befestigt, die als Platine ausgebildet sein kann und gleichzeitig die erforderliche Elektronik beinhaltet. Das Messwerk des Zeigerinstruments ist meist an der dem Zeiger gegenüberliegenden Seite der Platine vorgesehen, wobei die Abtriebswelle des Messwerks die Platine durch­ ragt, so dass der Zeiger auf der gegenüberliegenden Seite des Messwerks mit der Abtriebswelle verbunden werden kann. Zwischen Platine und Zeiger befindet sich in der Regel das Ziffernblatt, welches zusammen mit dem Zeiger zu be­ leuchten ist. Hierzu befindet sich zwischen Platine und Ziffernblatt ein Lichtleit­ element, in welches das Licht eines Leuchtelements eingekoppelt ist und welches sowohl dem Ziffernblatt von seiner Rückseite her als auch dem Zeiger im Be­ reich einer Befestigung mit der Abtriebswelle Licht zuführt.

Bei dem Lichtleitelement handelt es sich jedoch um ein relativ kompliziertes Gebilde, das nur mit einem entsprechenden Fertigungsaufwand herstellbar ist.

Zudem befindet sich das Lichtleitelement zwischen Ziffernblatt und Platine, so dass die Montage des gesamten Zeigerinstruments bzw. Armaturenbretts einen zusätzlichen Montageschritt erfordert.

Des Weiteren wird durch das Vorsehen des Lichtleitelements zwischen Platine und Ziffernblatt die Bauhöhe des gesamten Instruments vergrößert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Messwerk für ein Zeigerinstrument zu schaffen, welches einfach und mit geringem Aufwand herstellbar ist und welches die Herstellung eines Zeiger­ instruments mit insgesamt sehr geringer Bauhöhe ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch die Integration eines Lichtleitelements für die Beleuchtung eines Zeigers in das Gehäuse des Mess­ werks eine sehr einfache Montage des Zeigerinstruments bzw. Armaturenbretts erreichbar ist. Dies gilt insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für solche Zeigerinstrumente bzw. Armaturenbretter, bei denen das Ziffernblatt nicht in herkömmlicher Weise durch das Vorsehen eines Lichtleitelements an der Rück­ seite des Ziffernblatts beleuchtet wird, sondern beispielsweise aus einer selbst­ leuchtenden Folie hergestellt ist. Durch die Integration des Lichtleitelements mit dem Messwerkgehäuse muss bei der Montage des Zeigerinstruments lediglich das Messwerk mit der Montageplatte bzw. der Trägerplatine und anschließend der Zeiger mit der Abtriebswelle des Messwerks verbunden werden.

Das Lichtleitelement kann in einer Ausführungsform der Erfindung rastbar mit dem Gehäuse verbunden sein. Hierdurch wird eine einfache Herstellung von Gehäuse und Lichtleitelement erreicht, wobei anschließend jedoch das Lichtleit­ element mit dem Gehäuse verrastet werden muss.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Lichtleitelement auch einstückig mit dem Gehäuse verbunden sein. Beispielsweise können Ge­ häuse und Lichtleitelement durch Verwendung eines Zweikomponenten-Kunst­ stoffspritzverfahrens hergestellt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Gehäuse und Lichtleitelement in einem einzigen Schritt hergestellt werden und ein weiterer Montageschritt entfällt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt der Auskoppelbe­ reich des Lichtleitelements das Messwerk ringförmig, so dass über den gesamten ringförmigen Bereich ein Überkoppeln von Licht aus dem Lichtleitelement in den zu beleuchtenden Zeiger erfolgt. Zudem wird bei einer Verdrehung des Zei­ gers gegenüber dem ortsfesten Lichtleitelement eine Ausleuchtung des Zeigers unabhängig von dessen Winkelposition erreicht.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Auskoppelbereich des Licht­ leitelements zumindest teilweise innerhalb der Gehäusewandung geführt, so dass sich eine Bauhöhe des Systems Gehäuse/Lichtleitelement ergibt, die geringer ist, als wenn das Lichtleitelement mit seiner gesamten Bauhöhe zwischen Messwerk und Zeiger vorgesehen ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Auskoppelbe­ reich im Wesentlichen bündig mit der Außenwandung des Gehäuses ausgebildet, so dass sich eine minimale Bauhöhe des Messwerks und des darin integrierten Lichtleitelements ergibt.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Einkoppelbereich des Lichtleitelements so vorgesehen, dass bei einer Montage des Gehäuses an einer Montageplatte, die vorzugsweise als Leiterplatte ausgebildet ist, ein auf der Montageplatte montiertes Leuchtelement in den Einkoppelbereich einkoppelbar ist. Der Einkoppelbereich kann hierbei auch mit einer integrierten Linse ausge­ bildet sein, so dass sich ein verbesserter Koppelwirkungsgrad ergibt.

Der Einkoppelbereich kann an einer Seitenwandung des Messwerkgehäuses vor­ gesehen sein, so dass das Licht eines unmittelbar auf der Platine befindlichen Leuchtelements von der Seite des Messwerkgehäuses her in das Lichtleitelement eingekoppelt werden kann.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Einkoppelbereich des Lichtleitelements an derjenigen Außenwandung des Gehäuses vorgesehen, die der Montageplatte zugewandt ist. Das Gehäuse bzw. das Lichtleitelement sind dabei bevorzugt so ausgebildet, dass das Leuchtelement, dessen Licht in das Lichtleitelement eingekoppelt werden soll, zumindest teilweise in einer entspre­ chenden Ausnehmung des Gehäuses bzw. des Lichtleitelements aufgenommen wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Verschmutzung der Koppelflä­ chen, d. h. des Einkoppelbereichs des Lichtleitelements und des Leuchtelements bzw. dessen Auskoppelbereich vermieden werden. So kann auch bei schlechten Umweltbedingungen eine Verminderung des Koppelwirkungsgrades vermieden werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse aus zwei Hälften bestehen, wobei das Lichtleitelement bevorzugt mit derjenigen Gehäusehälfte verbunden ist, an welcher die Abtriebswelle des Messwerks herausgeführt ist. Ein Arm des Lichtleitelements ist bei dieser Ausführungsform mit seinem Ein­ koppelbereich an die in der jeweils anderen Gehäusehälfte vorgesehene Ausneh­ mung, in welcher das Leuchtelement aufgenommen ist, herangeführt bzw. in diese hineingeführt. Dieser Typ des erfindungsgemäßen Messwerks eignet sich für solche Anwendungszwecke, bei denen das Messwerk mit der der Abtriebs­ welle gegenüberliegenden Seite des Gehäuses auf einer Montageplatte befestigt wird, wobei auf dieser Montageplatte das für die Beleuchtung erforderliche Leuchtelement vorgesehen ist.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Anzeigeinstruments mit einem Messwerk nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Zeigerinstrument in Fig. 1 im montierten Zu­ stand;

Fig. 3 eine schematische Explosionsdarstellung eines Zeigerinstruments mit einem Messwerk nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 einen Schnitt durch das Zeigerinstrument in Fig. 3 im montierten Zu­ stand.

Das in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Zeigerinstrument 1 besteht im Wesentlichen aus einer Montageplatte 3, die vorzugsweise als Platine ausgebildet ist, sowie einem Messwerk 5, dessen Abtriebswelle 7 die Montageplatte 3 in fertig montiertem Zustand durchragt und mit einem zu beleuchtenden Zeiger 9 verbunden ist.

Die vorzugsweise als Platine (PCB) ausgebildete Montageplatte 3 dient außer zur mechanischen Halterung des Messwerks 5 auch zur Aufnahme einer nicht näher dargestellten Elektronik zur Auswertung bestimmter Signale und Ansteuerung des Messwerks. Die Verbindung des Messwerks 5 mit der Montageplatte 3 kann beispielsweise durch Verschrauben, Verrasten oder dgl. erfolgen.

Das Messwerk 5 besteht aus einem Gehäuse 11, in welchem ein Antrieb für die Abtriebswelle 7 vorgesehen ist. Der Antrieb kann beispielsweise aus einem Schrittmotor und einem entsprechenden Getriebe bestehen.

An der Oberseite des Gehäuses 11 des Messwerks 5 ist ein Lichtleitelement 13 vorgesehen, welches einen ringförmigen Auskoppelbereich 15 aufweist, der die Abtriebswelle 7 umgibt. Des Weiteren weist das Lichtleitelement 13 einen sich radial an die Außenwandung des Gehäuses 11 erstreckenden Arm 17 auf, an dessen radial äußerem Ende im Bereich der Seitenwandung des Gehäuses 11 ein Einkoppelbereich 19 vorgesehen ist. Die radial äußere Fläche des Einkoppelbe­ reichs 19 kann konvex nach außen ausgebildet sein, so dass sich eine Linsenwir­ kung zur Steigerung des Einkoppelwirkungsgrades des in das Lichtleitelement 13 eingekoppelten Lichtes ergibt.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung er­ streckt sich das Lichtleitelement 13 mit seinem Arm 17 an derjenigen Seite des Gehäuses 11 nach außen, die der Montageplatte 3 zugewandt ist. Der Einkoppel­ bereich 19 ist im Bereich der Außenwandung des Gehäuses 11 am oberen Rand der Seitenwandung des Gehäuses 11 vorgesehen. Hierdurch ergibt sich der Vor­ teil, dass, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Leuchtelement 21 in einfacher Weise an der Unterseite der Montageplatte oder Platine 3 montiert werden kann. Bei dem Leuchtelement 3 kann es sich beispielsweise um eine LED oder um eine übliche Glühbirne handeln.

Das Leuchtelement 21 ist so ausgebildet, dass die Abstrahlung des Lichts bei dieser Ausführungsform in Richtung des Arms 17 des Lichtleitelements 13 er­ folgt, d. h., das Leuchtelement 21 strahlt das von ihm erzeugte Licht seitlich ab.

Das Lichtleitelement 21 ist in üblicher Weise so ausgebildet, dass das Licht bis in den ringförmigen Auskoppelbereich 15 geführt und von dort um einen Winkel von 90° in Richtung auf die Drehachse der Abtriebswelle 7 bzw. des zu be­ leuchtenden Zeigers 9 angelenkt wird. Der Zeiger 9 ist dann seinerseits so ausge­ bildet, dass das Licht aus seiner zur Richtung der Drehachse parallelen Richtung in eine radiale Richtung umgelenkt wird. Die von der Oberseite des Zeigerin­ struments 1 her sichtbare Fläche 9' wird dann durch das im Zeiger 9 geführte Licht beleuchtet.

Das Lichtleitelement 13 kann beispielsweise aus klarem Kunststoff bestehen und in einem separaten Herstellungsprozess hergestellt werden. In diesem Fall kann das Lichtleitelement 13 dann mit seinem ringförmigen Auskoppelbereich 15 auf einen nicht näher dargestellten Kragen des Gehäuses, der die Abtriebswelle 7 umgibt, aufgesetzt und mit seinem radial äußeren Bereich mit dem Gehäuse ver­ rastet werden. Hierzu können der radial äußere Einkoppelbereich 19 des Licht­ leitelements 13 und der betreffende Bereich des Gehäuses 11 als Rast und Ge­ genrast ausgebildet sein.

In einer anderen Ausführungsform können das Gehäuse und das Lichtelement auch einstückig verbunden sein. Dies lässt sich beispielsweise durch die Ver­ wendung eines Zweikomponenten-Kunststoffspritzverfahrens erreichen.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterschei­ det sich von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform im Wesentli­ chen darin, dass das Gehäuse 11 des Messwerks 5 an der Oberseite der Montage­ platte oder Platine 3 befestigt ist. Mit anderen Worten: Das Messwerk 5 ist mit seiner dem Zeiger 9 abgewandten Seite (Unterseite) mit der Montageplatte 3 verbunden.

Das Gehäuse 11 kann bei dieser Ausführungsform, ebenso wie bei der Ausfüh­ rungsform gemäß den Fig. 1 und 2, als zweiteiliges Gehäuse ausgebildet sein. Das Lichtleitelement 13 weist wiederum einen ringförmigen Auskoppelbereich 15 auf, der in seiner Funktion mit dem betreffenden Bereich der Ausführungs­ form gemäß den Fig. 1 und 2 identisch ist.

Das Lichtleitelement 13 weist in der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 einen rechtwinklig nach unten, d. h. in das Gehäuseinnere hinein abgewinkelten Arm 17 auf, wobei der Einkoppelbereich 19 bis in eine Ausnehmung 23 in der bodenseitigen Wandung des Unterteils des Gehäuses 11 ragt. Der Einkoppelbe­ reich kann in nicht dargestellter Weise auch einen so großen Querschnitt aufwei­ sen, dass im Einkoppelbereich selbst die Ausnehmung 23 gebildet und das Leuchtelement 21 im Einkoppelbereich aufgenommen ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, bietet diese Ausführungsform den Vorteil, dass das Leuchtelement 21 in die Ausnehmung 23 in der Unterseite des Gehäuses aufge­ nommen werden kann. Hierdurch besteht selbst in einer staubigen oder feuchten Umgebung keine Gefahr, dass der Koppelwirkungsgrad zwischen dem Leucht­ element 21 und dem Einkoppelbereich 19 des Lichtleitelements 13 beeinträchtigt wird.

Selbstverständlich besteht nach einer nicht näher dargestellten Ausführungsform der Erfindung auch die Möglichkeit, im Deckel des Gehäuses 11 (obere Hälfte in Fig. 4) eine Ausnehmung für ein Leuchtelement 21 vorzusehen, so dass diese Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 an der Ober­ seite des Gehäuses 11 mit einer Montageplatte 3 verbunden werden kann.

In gleicher Weise kann selbstverständlich auch die Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 so ausgebildet sein, dass sich das Lichtleitelement bis an den (in Fig. 2) unteren radialen Rand des Gehäuses 11 erstreckt und das Licht eines Leucht­ elements 21 von der Seite her in das Lichtleitelement eingestrahlt werden kann, wenn das Gehäuse 11 mit seiner Unterseite (bezogen auf Fig. 2) auf einer Mon­ tageplatte 3 angeordnet wird.

Claims (12)

1. Messwerk für ein Zeigerinstrument

• a) mit einem Gehäuse (11), aus welchem wenigstens eine Abtriebswelle (7) eines im Gehäuse (11) aufgenommenen Antriebs herausgeführt ist, wobei die Abtriebswelle (7) mit einem beleuchtbaren Zeiger (9) ver­ bindbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

• a) dass im oder am Gehäuse (11) ein Lichtleitelement (13) vorgesehen ist, welches einen Einkoppelbereich (19) aufweist, der zur Einkopp­ lung von Licht in das Lichtleitelement (13) dient, und einen Auskop­ pelbereich (15), der zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtleitele­ ment (13) in den beleuchtbaren Zeiger (9) dient.

2. Messwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleit­ element (13) mit dem Gehäuse (11) rastbar verbunden ist.

3. Messwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleit­ element (13) einstückig mit dem Gehäuse (11) verbunden ist.

4. Messwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) und das Lichtleitelement (13) mittels eines Zweikomponenten- Kunststoffspritzverfahrens hergestellt sind.

5. Messwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Auskoppelbereich (15) die Abtriebswelle (7) ringförmig umgibt.

6. Messwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zumindest der Auskoppelbereich (15) des Lichtleitelements (13) zumindest teilweise innerhalb der Gehäusewandung verläuft, durch welche die Abtriebswelle (7) herausgeführt ist.

7. Messwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auskop­ pelbereich (15) im Wesentlichen bündig mit der Außenwandung des Ge­ häuses (11) abschließt.

8. Messwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Einkoppelbereich (19) so angeordnet ist, dass bei einer Montage des Gehäuses (11) an einer Montageplatte (3), die vorzugsweise als Leiterplatte ausgebildet ist, das Licht eines auf der Montageplatte (3) montierten Leuchtelements (21) in den Einkoppelbereich (19) einkoppelbar ist.

9. Messwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einkoppel­ bereich (19) an einer Seitenwandung des Gehäuses (11) vorgesehen ist.

10. Messwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einkoppel­ bereich an derjenigen Außenwandung des Gehäuses (11) vorgesehen ist, die der Montageplatte (3) zugewandt ist.

11. Messwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einkop­ pelbereich (19) in einer Ausnehmung des Gehäuses (11) vorgesehen ist oder eine Ausnehmung (23) bildet, in welcher das Leuchtelement (21) zu­ mindest teilweise aufgenommen ist.

12. Messwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) aus zwei Hälften besteht, dass das Lichtleitelement (13) mit derjenigen Gehäusehälfte verbunden ist, an welcher die Abtriebswelle (7) herausge­ führt ist, und dass ein Arm (17) des Lichtleitelements (21) in oder an die in der jeweils anderen Gehäusehälfte vorgesehene Ausnehmung (23) geführt ist, in welcher das Leuchtelement (21) aufgenommen ist.