DE2318732C3 - Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente in Instrumententafeln, insbesondere von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumenie in mit Überbau versehenen Instrumententafeln vor, Fahr- oder Flugzeugen, insbesondere von Kraftfahr-

zeugen, die eine durchsichtige Abdeckung und mindestens eine Lichtquelle aufweisen.

Es ist bekannt, störende Spiegelungen in den Ahdeckscheiben solcher Anzeigeinstrumenie durch den Effekt der sogenannten Schwarzspiegelung zu \er-

meiden, d.h. die Instrumente hegen etwas liefer ais üblich eingebettet in der Instrumententafel, besitze:-! ;<lsc einen in Richtung zum Betrachter (Fahrer; hin etwas vorgezogenen Überbau mit einer geschwarz;en Fläche, die sich in der Abdeckscheibe des Instrunien-

tes 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 Glühlumpen als Lichtquelle für ein Anzeigeinstrumen; ungesehen, wenn dieses in einer Gruppe von mehreren instrumenten innerhalb der Instrumenten!;.:el integrier! 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 bekannten Anzeigeinstrumenten entweder hinter oder seitlich

dem Zifferblatt innerhalb der Glasabdeckung des Instrumentes angeordnet. Abgesehen davon, daß richtige Wahl. Anordnung und Anzahl der zur Beleuchtung der Anzeigeinstrumente vorgesehenen Glühlampen angesichts wirtschaftl-cher und formgestalte-

rischer Notwendigkeiten häufig zu konstruktiven Problemen und Schwierigkeiten bei der Ausführung von Instrumententafeln führen, ist auch das Auswechseln von verbrauchten Glühlampen 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 diese bekannten 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.

Eine andere aus der US-PS 1685 421 bekannte Instrumententafelbeleuchtung, bei der eine Lichtquelle innerhalb eines Gehäuses im Überbau der Instrumente angeordnet ist, soll die Ausleuchtung des oberhalb der Instrumente befindlichen Bereichs der Instrumententafel und damit von diesem Bereich ausgehendes, den Fahrer eventuell störendes reflektiertes Licht verhindern. Da keine Schwarzspiegelung vorhanden ist, sind auch störende Reflexionen von der

Instrumentenabdeckung ins Auge des Fahrers nicht »ermeidbar.

Letzteres gilt auch für eine bekannte Beleuchtungseinrichtung für Flugzeuginstrumententafeln (franzölische Patentschrift 1 331 474), die mehrere in Reihen untereinander angeordnete, von einer im Überbau in tinem Gehäuse befindlichen Lichtquelle beleuchtete Instrumente aufweist, wobei durch ir der. Strahlengang für die Beleuchtung der einzelnen Reihen vorgeschaltete lichtdurchlässige Scheiben unterschiedlicher Picke die Beleuchtungsstärke in Abhängigkeit von der Entfernung Instrumentenreihe-Lichtquelle jeweils unterschiedliche Werte aufweist, so daß eine gleichmäßige Ausleuchtung sämtlicher Reihen bewirkt werden soll. Auch hier kann bei Anwendung auf ein Kraftfahrzeug indirekt durch Reflexion an der Instrumentabdeckung auch über andere Gegenstände um Fahrzeug. z.B. die Windschutzscheibe. Licht von der Lichtquelle zum Betrachter gelangen und die Fahrsicherheii beeinträchtigen. "

Durch die Erfindung sollen diese geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden und eine Anordnung zur direkte» Beleuchtung voüentspiegei-KT Anzeigeinsirumenie der eingangs erläuterten Art geschaffen werden, die einmal mit einem Minimum an Beleuchiungslanvpen als Lichtquelle bei zugleich maximaler spiegeiungs- und blendfreier Ausleuchtung der Anzeigeinstrumente auskommt und bei der zum anderen ein rascher und müheloser Austausch \on Lampen möglich ist. ohne irgendeine Demoütaee der Anzeigeinstrumente oder der instrumenten!?.!!-! vornehmen zu niu'-vj;·].

Erfindungsger.i.'.Li wird diese Aufgabe mit einer Beleuchtungsanordnung der geschilderten Art durch die Kombination folgender Mittel gelöst:

ι. Ein Ipstrumentenüberbau mit einer geschwärzten Fläche wird von der Instrumentenabdeckung reflektiert.

2. Im Instrumentenüberbau ist in einer Beleuchtungskammer eine vom Betrachter direkt nicht wahrnehmbare Lichtquelle untergebracht.

3. Die Bcleuchtungskammer ist mit einer nur in Richtung auf das Instrument wirkenden Lichtaustrittsöffnung versehen.

4. Der Überbau erstreckt sich so weit vom Instrument zum Betrachter hin, daß die in ihm instrumentenfern untergebrachte Lichtquelle außerhalb der den Instrumentenüberbau reflektierenden Fläche der Instrumentenabdeckung für den Betrachter indirekt durch Reflexion nicht wahrnehmbar angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Beleuchtung, insbesondere die Lage der Lichtquelle, basiert auf der Erkenntnis, daß ein vom oberen Bereich der Instrumentenabdeckung direkt zur Augcnellipse des Betrachters führender oberer Grenzstrahl die Lichtquelle nicht berührt und daß die Ausfallwinkel «, β je eines in einem unteren Grenzpunkt im Bereich der Instrumentenabdeckung reflektierten direkt oder indirekt durch Reflexion an der Windschutzscheibe zui Augenellipse abbildenden Grenzstrahles größer sind als der Winkel γ, 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 Betrach

ters durch die Lichtquelle ergeben, daß der Winkel y aus dem durch die Ausfallwinkel α, β der beiden Abbildungsgrenzstrahlen gebildeten Lot und einer an der dem Betrachter abgekehrten Seite der Lichtqualle anliegenden, in dem gemeinsamen Reflexionspunkt mündenden Tangente gebildet ist.

Die Beleuchtung voilentspiegeiter Anzeigeinstrumente von vorn, also von einer außerhalb der durchsichtigen Instrumentenabdeckung 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 Giasabdeckung. 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 Erkenntnisse kann sich mit Vorteil der Überbau 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 der durch den einen unteren Grer.zpunkt an der Instrumenlenabdeckung indirekt abbildenden Grenzstrüh.i gebildete Ausfallwinkei β stets größer ais der Winkel y ist. Es ist auch eine bauliche Ausbildung de;- instrumententafel möglich, bei der die Abdeckung samt Überbau und Lichtquelle um einen Winke! um ^l'⁽>" oder 180° um eine mit der Langsachse 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 in den Zeichnungen dargestellen Ausführungsbeispiel 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 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 allgemein mit IO bezeichnet sein. In dieser Instrumententafel sind Anzeigeinstrumente für verschiedenartige Betriebszustände, wie Geschwindigkeit. Kilometeivahl. Kraftstoffverbrauch usw. als gemeinsame Baueinheit nebeneinander integriert, und in den Figuren isl 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 IS, welcher

mattschwarz lackiert und so angeordnet ist, daß ersieh 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, an Hand von Sichtgrenzlinien, die das auf ein Anzeigeinstrument gerichtete Auge des Fahrers erreichen , erläuterten Bedingungen und Beziehungen erfüllt sind: Ausgehend von einer in den »Society of Automotive Engineers, Inc.« (SAE) Empfehlungen, Technical Report J 941c, vom Juni 1972, definierten, auf Grund 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%igcn Augenellipse im Sinne dieser Empfehlung gleichkommt, ist die Lichtquelle (16) weder direkt (Sichtlinie 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 α und ft, 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 y, den die an der der Glasplatte zugekehrten

ίο 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 abgedeckt. 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 A", Fig. 1) eine kürzere Baulänge des Überbaues 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 Ab dcckung des Instrumentenzifferblattcs ein gegenübei der Verwendung einer gekrümmten Glasplatte länge rcr Überbau,d.h. ein tieferer Einbau des Anzeigeninstrumentes in die Instrumententafel notwendig ist. al; in den Figuren gezeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur direkten Beleuchtung vollentspiegelter Anzeigeinstrumente in mit Überbau versehenen Instrumententafeln von Fahr- oder Flugzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, die eine durchsichtige Abdeckung und mindestens eine Lichtquelle aufweisen, gekennzeichnet durch die Kombination der einzeln bekannten Merkmale a, b und der Merkmale c, d.

a) ein Insrumentenüberbau (15) mit einer geschwärzten Fläche wird von der Instrumentenabdeckung (13) reflektiert,

b) im Instrumentenüberbau (15) ist in einer Beleuchtungskamme.¹" (15) eine vom Betrachter direkt nicht wahrnehmbare Lichtquelle (16) untergebracht.

c) die Beieuchtungskammer (15'j ist mit einer nur in Richtung auf das Instrument (11) wirkenden Lichtaustrittsöffnung (15" .!versehen,

d) der Überbau (15) erstreckt sich so weit vom Instrument (11) zum Betrachter hin, daß die in ihm instrumenlenfern untergebrachte Lichtquelle (16) außerhalb der den Instrumentenüberbau (15) reflektierenden Fläche der Instrumentenabdeckung (13) für den Betrachter indirekt durch Reflexion nicht wahrnehmbar angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Lage der Lichtquelle (16), daß ein vom oberen Bereich der Instrumentenabdeckung direkt zur Augenellipse (17) des Betrachters (6) führender oberer Grenzstrahl (18) die Lichtquelle nicht berührt und daß die Ausfall- «vinke! (α. β) je eines in einem unteren Grenz-Ijunkt (13') im Bereich der Instrumentenabdekkung reflektierten direkt oder indirekt durch Reflexion an der Windschutzscheibe (2) zur Au-{enellipse (17) abbildenden Grenzstrahles (19, 0) größer sind als der Winkel (y), den eine in diesem unteren Grenzpunkt (13) mündende, die Lichtquelle (16) berührende Linie (22) mit dem Ausfallslot (21) bildet.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (γ) aus dem durch die Ausfallwinkel (α, β) der beiden fteflexionsgrenzstrahlen (19, 20) gebildeten Lot (21) und einer an der dem Betrachter abgekehrten Seite der Lichtquelle (16) anliegenden, in dem gemeinsamen Reflexionspunkt (13) mündenden Tangente (22) gebildet ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3. 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) an der Instrumentenabdeckung (13) indirekt reflektierenden Grenzstrahl (20) gebildete Ausfallwinkel (ß) stets größer als der Winkel (y) ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) samt Überbau (15) und Lichtquelle

(16) um einen Winkel von W° oder 180° um eine mit der Längsachse des Instrumentes (11) zusammenfallende Achse gedreht in der Instrumenten

tafel (10) angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine gewölbte oder eine ebene ADdeckung (13). insbesondere aus Glas, vorgesehen ist.