DE2318732A1

DE2318732A1 - Anordnung zur direkten beleuchtung vollentspiegelter anzeigeinstrumente in instrumententafeln, insbesondere von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2318732A1
Application number: DE2318732A
Authority: DE
Inventors: Hartmann Ernst Boltz
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1973-04-13
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1974-11-07
Also published as: IT1004167B; GB1452403A; AU6692274A; FR2225813B1; DE2318732B2; FR2225813A1

Description

■ OPEL

Patentanmeldung 9. April 1973

Anmelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, RÜSSELSHEIM (HESSEN)

Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente in Instrumententafeln, insbesondere von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente, wie sie zur Anzeige einer oder mehrerer veränderlicher Größen, wie Geschwindigkeit, Öldruck, Wassertemperatur od.dgl. in Instrumententafeln von Fahr- oder Flugzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen untergebracht sind, welche mit einer Lichtquelle und einer durchsichtigen Abdeckung versehen sind, in der sich die geschwärzte Fläche eines Instrumentenüberbaues abbildet (sogenannte Schwarzspiegelung).

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Es ist bekannt, störende Spiegelungen in den Abdeckscheiben solcher Anzeigeinstrumente durch den Effekt der sogenannten SchwarzSpiegelung zu vermeiden, d. h. die Instrumente liegen etwas tiefer als üblich eingebettet in der Instrumententafel, besitzen also einen in Richtung zum Betrachter (Fahrer) hin etwas vorgezogenen Überbau mit einer geschwärzten Fläche, die sich in der Abdeckscheibe des Instrumentes jeweils abbildet. Hierdurch ist die Abdeckscheibe völlig frei von durch Tageslicht bedingten Reflexionen und für den Betrachter entsteht die Illusion, als befände sich überhaupt keine Abdeckscheibe vor dem Zifferblatt des Instrumentes. Derartige Instrumente sind für den Betrieb bei Dunkelheit beleuchtbar. Hierfür sind in der Regel mindestens zwei Glühlampen als Lichtquelle für ein Anzeigeinstrument vorgesehen, wenn.dieses in einer Gruppe von mehreren Instrumenten innerhalb der Instrumententafel integriert ist. Bei Einzelinstrumentanordnung sind vielfach auch bis zu vier Glühlampen als Lichtquelle vorgesehen. Um störende Reflexionen seitens der verwendeten Lichtquellen zu vermeiden, sind diese bei den bekannten Anzeigeinstrumenten stets entweder hinter oder seitlich dem Zifferblatt, auf jeden Fall innerhalb der Glasabdeckung des Instrumentes, angeordnet. Abgesehen davon, daß richtige Wahl, Anordnung und Anzahl der zur Beleuchtung der Anzeigeinstrumente vorgesehenen Glühlampen angesichts wirtschaftlicher und formgestalterischer Not-

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wendigkeiten häufig zu konstruktiven Problemen und Schwie-

rigkeiten bei der Ausführung von Instrumententafeln vornehmlich im Personenkraftfahrzeugbau führen,ist aber auch das Auswechseln von verbrauchten Glühlampen oft umständlich und zeitraubend, weil erhebliche Ausbauten an der Instrumententafel vorgenommen werden müssen, um an die kleinen, hinter den Abdeckscheiben oft schwer zugänglich angeordneten Glühlampen zu gelangen. So stellen bekannte Anordnungen zur Beleuchtung von Anzeigeinstrumenten stets einen Kompromiß dar: Entweder die bauliche Anordnung ist konstruktiv so getroffen, daß eine Auswechselung verbrauchter Glühlampen relativ rasch und einfach vorzunehmen ist, dann ist sie vielfach zu aufwendig und teuer oder umgekehrt.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile und Schwierigkeiten vermieden und eine Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente der eingangs erläuterten Art geschaffen werden, die einmal mit einem Minimum an Beleuchtungslampen als Lichtquelle bei zugleich maximaler spiegelungs- und bleTtidfreier Ausleuchtung der Anzeigeinstrumente auskommt und bei der zum anderen ein rascher und müheloser Austausch von Lampen möglich ist, ohne irgendeine Demontage der Anzeigeinstrumente oder der Instrumententafel vornehmen zu müssen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Beleuchtungs-

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anordnung der geschilderten Art dadurch gelöst, daß die Lichtquelle jeweils außerhalb eines Anzeigeinstrumentes vor dessen Abdeckung im Überbau, vom Betrachter weder direkt noch indirekt durch Reflexion wahrnehmbar, angeordnet ist. Vorteilhaft kann diese Anordnung hierbei so getroffen sein, daß die Lichtquelle, z. B. eine Glühlampe, in einer nur in Richtung auf das Instrument mit einer Lichtaustrittsöffnung versehenen Beleuchtungskammer des Überbaues untergebracht ist und daß überbau und Lichtquelle sich so weit vom Instrument zum Betrachter hin erstrecken, daß die Lichtquelle außerhalb der geschwärzten Überbau-Abbildungsfläche für die Abdeckung des Instrumentes liegt. Die erfindungsgemäße Anordnung der Beleuchtung, insbesondere die Lage der Lichtquelle, basiert auf der Erkenntnis, daß ein vom oberen Bereich der Instrumentenabdeckung direkt zur Augenellipse des Betrachters führender oberer Grenzstrahl die Lichtquelle nicht berührt und daß die Ausfallwinkel ⁰^,β je eines in einem unteren Grenzpunkt im Bereich der Instrumentenabdeckung reflektierten direkt oder indirekt durch Reflexion an der Windschutzscheibe zur Augenellipse abbildenden Grenzstrahles größer sind als der Winkel o^, den eine in diesem unteren Grenzpunkt mündende, die Lichtquelle berührende Linie mit dem Ausfallslot bildet. Hierbei hat sich als vorteilhaft im Hinblick auf die durch die erfindungsgemäße Anordnung bewirkte absolute Freiheit von sowohl störenden Reflexionen der Lichtquelle in der Instrumentenabdeckung als auch Blendungen des Betrachters durch die

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Lichtquelle ergeben, daß der Winkel )faus dom durch die Ausfallwinkel <* , β der beiden Abbildungsgrenzstrnhlon gebildeten Lot und einer an der dem Betrachter abgekehrten Seite der Glühlampe anliegenden, in dem gemeinsamen Reflexionspunkt mündenden Tangente gebildet ist.

Die Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente von vorn, also von einer außerhalb der durchsichtigen Instrumentenabdeckung erfindungsgemäß angeordneten Lichtquelle, führt zu einer unübertroffen guten Ausleuchtung der Instrumentenzifferblätter bei einem Minimum an Beleuchtungskapazität. Diese kann wesentlich geringer ausgelegt sein, als bei Instrument-Beleuchtung aus der Ebene des Zifferblattes heraus oder mittels dahinter oder davor, zwischen Zifferblatt und Glasabdeckung, angeordneten Beleuchtungskörpern. Die Anordnung der Lichtquellen vor der durchsichtigen Instrumentenabdeckung, also jeweils außerhalb der Instrumente, ermöglicht ein einfaches und rasches Auswechseln verbrauchter Beleuchtungskörper, z. B. Glühlampen, ohne Ausbau oder Demontage der Instrumente oder Instrumententafel .

Zur konstruktiven Sicherung vorstehender erfindungsgemäßer Erkenntnisse kann sich mit Vorteil der Oberbau zum oberen Rand der Instrumententafel hin in Richtung zum Betrachter des Instrumentes so weit erstrecken, daß in Abhängigkeit von der Windschutzscheibenneigung stets gesichert ist, daß

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der durch den einen unteren Grenzpunkt an der Instrumentenabdeckung indirekt abbildenden Grenzstrahl gebildete Ausfallwinkel β stets größer als der Winkel lfist. Im Rahmen der Erfindung ist auch eine bauliche Ausbildung der Instrumententafel möglich, bei der die Abdeckung samt überbau und Lichtquelle um einen Winkel von 90° oder 180° um eine mit der Längsachse des Instrumentes zusammenfallende Achse gedreht in der Instrumententafel angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine seitliche Beleuchtung der Instrumentenabdeckung oder eine Beleuchtung von unten schräg nach oben gerichtet, ohne Beeinträchtigung jedoch der erzielten Freiheit von Reflexionen und / oder Blendung in der Instrumentenabdeckung bzw. beim Betrachter (Fahrer).

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt und anschließend näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Personenkraftfahrzeug schematisch in Seitenansicht gezeigt, mit freier Sicht in den vorderen Fahrgastraum. Dort bezeichnet 1 das Fahrzeugdach mit anschließender Windschutzscheibe 2, während 3 das Lenkrad, 4 den Fahrzeugsitz, 5 den Fahrzeugboden und 6 den Fahrer bezeichnet. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung für Anzeigeinstrumente in der Instrumententafel ist in dem gestrichelt umrandeten Ausschnitt A angedeutet und in Fig. 2 im vergrößerten Maßstab dargestellt. Hier soll eine schematisch im Querschnitt dargestellte konsolartige Instrumententafel

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allgemein mit 10 bezeichnet sein. In dieser Instrumententafel sind Anzeigeinstrumente für verschiedenartige Betriebszustände, wie Geschwindigkeit, Kilometerzahl, Kraftstoffverbrauch usw. als gemeinsame Baueinheit nebeneinander integriert, und in den Figuren ist ein Anzeigeinstrument 11 zur Geschwindigkeitsmessung (Tachometer) ersichtlich, mit einem Zeiger 12 und einem von einer gewölbten Glasplatte 13 zum Fahrgastraum hin abgedeckten Zifferblatt 14. Jedes Instrument ist etwas versenkt in der Instrumententafel 10 untergebracht und besitzt einen im Querschnitt schalenförmigen in Richtung zum Fahrer hin sich erstreckenden Überbau 15, welcher mattschwarz lackiert und so angeordnet ist, daß er sich in vollständig die Glasplatte 13 überdeckender Weise darin abbildet. Dieser als Schwarzspiegelung an sich bekannte Effekt macht die Glasplatte frei von Reflexen und gewährleistet ein blendungsfreies Ablesen des Anzeigeinstrumentes. Visuell ruft dieser Effekt beim Betrachter den Eindruck hervor, als habe das Instrument gar kein Abdeckglas vor dem Zifferblatt.

Der überbau besitzt eine kleine in das Blech eingeformte Kammer 15·, welche allseitig mit Ausnahme einer schlitzförmigen zur Abdeckscheibe 13 gerichteten öffnung 15" geschlossen ist und in der als Lichtquelle eine Glühlampe 16 installiert ist. Die Anordnung von Kammer 15· und Glühlampe 16 in bezug auf die Abdeckscheibe 13 sind innerhalb des Überbaues 15 so getroffen, daß optisch die folgenden,

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anhand von Sichtgrenzlinien, die das auf ein Anzeigeinstrument gerichtete Auge des Fahrers erreichen, erläuterten Bedingungen und Beziehungen erfüllt sinds Ausgehend von einer in den "Society of Automotive Engineers, Inc." (SAE) Empfehlungen, Technical Report J 941c, vom Juni 1972, definierten, aufgrund durchschnittlicher Fahrergrößen und Sitzpositionen, somit möglichen Augenpositionen statistisch ermittelten zweidimensionalen Fahrer-Augenellipse 17, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Verringerung der Fehlergrenze durch Erweiterung ihrer beiden Achsen um etwa 25 mm einer praktisch 100 9^-igen Augenellipse im Sinne dieser Empfehlung gleichkommt, ist die Lichtquelle (16) weder direkt (siehtlinie 18) noch indirekt auf dem Umweg über die Glasplatte 13 (Sichtlinie 19) oder über die Windschutzscheibe 2 (Sichtlinie 20) vom Betrachter (Fahrer 6) wahrnehmbar. Dies wird dadurch erreicht, daß die Winkel cC und A , die von den in einem unteren Grenzpunkt 13* der Glasplatte 13 reflektierten Sichtlinien 19 bzw. 20 und deren gemeinsamen Einfalls- bzw. Ausfallslot 21 gebildet werden, größer sind als der Winkel X* , den die an der der Glasplatte zugekehrten Seite der Glühlampe 16 anliegende, im Punkt 13' mündende Tangente 22 mit dem Lot 21 bildet. Das Lot 21 muß hierbei den Überbau 15 schneiden und zwischen Glühlampe 16 und Augenellipse 17 liegen. Um eine direkte Sicht der Glühlampe 16 zu vermeiden, ist diese durch die Kammerwand 15a gegenüber der Augenellipse ab-

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gedeckt. Mit R ist der Krümmungsradius der Glasplatte 13 bezeichnet, welcher im Punkt P das Lot 21 schneidet. Aus den gegebenen Relationen ergibt sich, daß bei einer geringen Neigung der Windschutzscheibe (wenig spitzer Winkel zur Fahrzeugstandebene X, Fig. 1) eine kürzere Baulänge des Oberbaues 15 und damit ein dichteres Heranrücken der Lichtquelle 16 zum Instrument 11 möglich ist und umgekehrt. Analog hierzu gilt, daß bei Verwendung einer planparallelen Glasplatte als Abdeckung des Instrumentenzifferblattes ein gegenüber der Verwendung einer gekrümmten Glasplatte längerer Überbau, d. h. ein tieferer Einbau des Anzeigeinstrumentes in die Instrumententafel notwendig ist, als in den Figuren gezeigt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1· Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente in Instrumententafeln von Fahroder Flugzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, die eine durchsichtige Abdeckung, in der sich die geschwärzte Fläche eines Instrumentenüberbaues abbildet,und mindestens eine Lichtquelle aufweisen,

gekennzeichnet durch eine jeweils außerhalb eines Instrumentes (11) vor dessen Abdeckung (13) im Überbau (15) vom Betrachter (6, 17) weder direkt noch indirekt durch Reflexion wahrnehmbar angeordnete Lichtquelle (16).
2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (16), z. B. eine Glühlampe, in einer nur in Richtung auf das Instrument (11) mit einer Lichtaustrittsöffnung (15*') versehenen Beleuchtungskammer (15·) des Überbaues (15) untergebracht ist.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß sich überbau (15) und Lichtquelle (16) so weit vom Instrument zum Betrachter (6,17) hin erstrecken, daß die Lichtquelle außerhalb der geschwärzten Überbau-Abbildungsfläche für die Abdeckung des Instrumentes (11) liegt.

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4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine solche Lage der Lichtquelle (16), daß ein vom oberen Bereich der Instruemtenabdeckung direkt zur Augenellipse (17) des Betrachters (6) führender oberer Grenzstrahl (18) die Lichtquelle nicht berührt und daß die Ausfallwinkel (oC, A) je eines in einem unteren Grenzpunkt (13¹) im Bereich der Instrumentenabdeckung reflektierten direkt oder indirekt durch Reflexion an der Windschutzscheibe (2) zur Augenellipse (17) abbildenden Grenzstrahles (19, 20) größer sind als der Winkel ( ο ), den eine in diesem unteren Grenzpunkt (13') mündende, die Lichtquelle (16) berührende Linie (22) mit dem Ausfallslot (21) bildet.
5. Anordnung nach Anspruch 4 und einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (if) aus dem durch die Ausfallwinkel ( °C , (h ) der beiden Abbildungsgrenzstrahlen (19, 20) gebildeten Lot (21) und einer an der dem Betrachter abgekehrten Seite der Glühlampe (16) anliegenden, in dem gemeinsamen Reflexionspunkt (13¹) mündenden Tangente (22) gebildet ist.

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6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß sich der überbau (15) zum oberen Rand (10') der Instrumententafel (10) hin in Richtung zum Betrachter des Instrumentes so weit erstreckt, daß in Abhängigkeit von der Windschutzscheibenneigung stets gesichert ist, daß der durch den einen unteren Grenzpunkt (13')

(JZ) an der InstrumentenabdeckungfTndirekt abbildenden

Grenzstrahl (20) gebildete Ausfallwinkel ( β ) stets größer als der Winkel ( ΪΓ ) ist. ι
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) samt Überbau (15) und Lichtquelle (16) um einen Winkel von 90° oder 180° um eine mit der Längsachse des Instrumentes (11) zusammenfallende Achse gedreht in der Instrumententafel (10) angeordnet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine gewölbte oder eine ebene Abdeckung (13), insbesondere aus Glas, vorgesehen ist.

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