DE3011008A1

DE3011008A1 - Anzeigeelement

Info

Publication number: DE3011008A1
Application number: DE19803011008
Authority: DE
Inventors: Do Ald Winrow
Original assignee: NEI Canada Ltd
Current assignee: Dayco Products Canada Inc
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1980-11-20
Also published as: SE8002194L; FR2452143B1; CA1102546A; AU538718B2; US4223464A; DE3011008C2; GB2044507A; FR2452143A1; AU5555480A; IT8020706A0; IT1130978B; JPS55127592A; JPS634182B2; GB2044507B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines drehbar oder schwingbar gelagerten Anzeigeelementes.

Die Erfindung betrifft solche Anzeigeelemente oder Anzeigeeinheiten, die sich zwischen zwei End- bzw. Anschlagstellungen hin- und herbewegen können.

Solche Anzeigeelemente zeigen in der einen Endlage in Blickrichtung eine Oberfläche mit einer gegebenen Farbe, während sie in ihrer anderen Endlage so angeordnet sind, daß in Blickrichtung eine Kontrastfarbe an der Stelle gezeigt wird, an der vorher die Oberfläche zu sehen war. Beispiele für solche Anzeigeelemente, die üblicherweise die Form eines Balkens besitzen, bei denen die beiden Endlagen 90° bis 120° auseinander liegen und bei denen die Kontrastfarbe in der zweiten Endlage so gewählt ist, daß die eine Kontrastfarbe besitzende Fläche abgedeckt oder im wesentlichen unsichtbar gemacht wird, sind in der US-PS 3 537 197 und der US-PS 3 624 647 beschrieben.

Beispiele für Anzeigeelemente (üblicherweise in der Form eines runden Punktes bzw. Kreises), bei denen die beiden Endlagen 165° bis 180° auseinander liegen ujid bei denen die Kontrastfarbe in der zweiten Endlage an eine Kontrastfarbe auf der der Fläche gegenüberliegenden Seite des Elementes abgestimmt ist, sind in der US-PS 3 303 654, dem US-Design Patent 241 081, der US-PS 3 991 496, der US-PS 3 624 941, der US-PS 3 365 824, der US-PS 3 996 680, der US-PS 3 975 728 und der US-PS 3 469 258 beschrieben.

Die Erfindung schafft eine Befestigungsbasis, bei der zwei reversibel permanentmagnetisierbare Elemente, die im folgenden als "Kerne" bezeichnet werden, so angeordnet sind, daß zwischen den freien Enden eines jeden dieser Elemente dann, wenn die beiden magnetisierbaren Elemente entgegengesetzt

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polarisiert sind, eine Lücke bzw. ein Spalt vorgesehen ist, der einen magnetischen Feldfluß mit vorgegebener Orientierung und wählbarer Polarität erzeugt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Polarität eines jeden Flußfeldes dadurch umgekehrt werden kann, daß die Magnetisierung von beiden jeweils entgegengesetzt magnetisierten Elementen umgekehrt wird. Das Anzeigeelement ist in drehbarer Weise so montiert, daß es bezüglich der Befestigungsvorrichtung über· einen freigegebenen Rotationsbogen (kleiner als 180°) rotieren bzw. gedreht werden kann. Zwei Permanentmagnete, die an dem Element so befestigt sind, daß sie sich mit diesem mitdrehen, drehen sich jeweils in einem Flußfeld. Die Orientierung der Magnete wird bezüglich des erlaubten Rotationsbogens des Elementes so gewählt, daß bei einer in einem Sinn erfolgenden Magnetisierung der umkehrbaren Elemente die Magnete das Anzeigeelement aus einer Grenz- bzw. Endlage in die andere Endlage drehen und daß sie es bei einer Magnetisierung im anderen Richtungssinn aus der anderen Endlage in die erste Endlage zurückdrehen. Wie in einer Reihe der zum Stand der Technik gehörenden Patentschriften erläutert wird, ermöglicht es die Verwendung von reversibel permanent magnetisierbarem Kernmaterial einen nur eine kurze Zeit dauernden Impuls anzuwenden, um die Magnetisierung eines magnetischen Elementes zu setzen, so daß nicht ein fortwährender Haltestrom erforderlich ist. Die Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruhen darauf, daß zwei magnetisierbar Kerne mit ihren freien Enden auf gegenüberliegenden Seiten einer vorstehenden Befestigungsbasis nach außen gerichtet sind und mit zwei Magneten auf dem rotierenden Element zusammenarbeiten, wobei jeder Magnet außerhalb eines Paares dieser freien Enden angeordnet ist.

Das drehbare Anzeige- oder Kennzeichnungselement besitzt zwei Ansätze bzw. ösen, die sich jeweils auf der Außenseite des

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ensprechenden Paars von Kernenden erstrecken. Es ist eine schwenkbar angelenkte Befestigungsvorrichtung für das Anzeigeelement vorgesehen, die so angeordnet ist, daß sich die Rotationsachse in der Nähe eines jeden Spaltes zwischen den Kernenden und vorzugsweise in der Mitte quer über einen solchen Spalt erstreckt. Permanentmagnete sind an jedem der Ansätze bzw. in jeder der ösen befestigt und besitzen magnetische Polachsen mit einer wesentlichen Komponente, die quer zur Rotationsachse und in der Nähe dieser Rotationsachse vorzugsweise so verläuft, daß sie die Rotationsachse schneidet.

Die beiden Magnete rotieren daher an einem Ort außerhalb der freien Enden der Kerne und dennoch in deren Flußfelder. Dies hat zur Folge, daß dann, wenn sich das drehbare Element in einer Endlage befindet, unter dem Einfluß des von den Kernen ausgehenden magnetischen Flusses eine maximale magnetische Anziehungskraft zwischen den beweglichen verdrehbaren Magneten und den feststehenden Kernelementen erzeugt wird. Wenn jedoch die Kernelemente impulsmäßig so angesteuert werden, daß sie ihre jeweilige Magnetisierung umkehren, bewirkt das umgekehrte Feld (in Zusammenarbeit mit der relativen Orientierung der drehbaren Magnete und der Polstücke in der Endlage) eine Drehung bzw. Rotation des Anzeigeelementes und der Drehmagnete in die andere Endlage. Zur gleichen Zeit entwickelt sich eine starke Abstoßkraft zwischen jedem Drehmagneten und den innen angeordneten Kernenden. Da sich diese Abstoßkraft invers zum Abstand zwischen jedem Magneten und den entsprechenden Kernelementenden ändert, zentriert sich das drehbare Element automatisch selbst bezüglich der Halterung und der Drehung des drehbaren Elementes entgegenwirkende Reibungswiderstand wird minimiert. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der erfin dmgsgeir.äßen Anordnung diese Selbstzentrierung nur während des ersten Teils der Bewegung des Drehelementes aus der einen Grenzlage zur anderen Endlage hin auf-.

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tritt (nach Vervollständigung dieses ersten Teils der Bewegung sind die auf die Magnete des rotierenden

einwirkenden Hauptkräfte
Elementes/anziehend, so daß der Selbstzentrierungseffekt nicht mehr auftritt). Der während des ersten Teils dieser Bewegung vorhandene Selbstzentrierungseffekt verringert jedoch bzw. beseitigt jedoch die Reibung während des sich in Bewegungsetzens und der anfänglichen Beschleunigung des drehbaren Elementes. Somit wird eine der Hauptursachen für eine Fehlfunktion von elektromagnetisch betätigten Anzeigevorrichtungen, nämlich eine auf Reibung beruhende Störung der Drehung durch diese Anordnung wesentlich verringert. Die erfindungsgemäße Anordnung führt auch zu einem besseren Drehbetrieb als die in den oben aufgelisteten, zum Stand der Technik gehörenden Patentschriften beschriebenen Vorrichtungen, da sie ein von zwei Magneten, die in zwei Flußspalten arbeiten, stammendes, erhöhtes Drehmoment liefert.

Die Anzahl der eingangs genannten Patentschriften kann in gewisser Hinsicht zu Mißverständnissen führen. Die Erfindung kommt denjenigen Anzeige- oder Darstellungselementen am nächsten, bei denen das Element um ungefähr 90° bis 110° rotiert, wie dies in der US-PS 3 537 197 und der US-PS 3 624 647 dargestellt ist. Bei solchen Anordnungen bedeutet eine Rotation um ungefähr 100° in einem umkehrbaren Feld (d.h. in einem Feld, das seine Richtung um 180 ändern kann), daß der Winkel zwischen dem Feld der Permanentmagneten und

dem äußeren Feld in jeder Endlagenstellung ~ — =35

betragen kann, was ein gutes Start-Drehmoment liefert. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch bei scheibenförmigen Anzeigeelementen, wie sie in der obigen, längeren Liste von Patentschriften beschrieben sind, verwendet werden, solange die Rotation auf einen Winkel kleiner 180° beschränkt ist. Bei Vorrichtungen, bei denen der Rotationswinkel zwischen 170° und 180° liegt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls anwendbar, doch ist hier eine etwas-kostspieligere

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und komplexere Montierung erforderlich, um ein solches Rotationsausmaß zu ermöglichen und es ergibt sich auch ein verringertes Start-Drehmoment.

Erfindungsgemäß können auch Anordnungen der oben beschriebenen Art verwendet werden, bei denen nur ein einziger, direkt magnetisierbarer Kern anstelle von zwei solchen Kernen verwendet wird. Der einzelne Kern wird so angeordnet, daß die beiden Permanentmagneten, die sich mit dem Anzeigeelement mitdrehen, in den an den Enden des einzelnen Kerns befindlichen Flußfeldern angeordnet sind. Der einzelne Kern ist so angeordnet und die'Permanentmagneten sind so orientiert, daß eine Umkehr der Magnetisierung des Kerns die Permanentmagneten und somit auch das Anzeigeelement aus der einen Endlage in die andere Endlage bewegt. Diese Ausführungsform wird der zuvor beschriebenen, zwei Kerne aufweisenden Ausführungsform/vorgezogen. Sie kann so ausgeführt werden, daß sich die Permanentmagneten außerhalb der Kernenden befinden, um zu Beginn der Anzeigeelementbewegung einen Selbstzentriereffekt zu erzeugen. Es sind jedoch das Start-Drehmoment und die Gesamtdrehmomente, die das Anzeigeelement bewegen, wesentlich kleiner als in dem Fall, in dem zwei Kerne zur Anwendung kommen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 in schematischer Weise eine Anordnung aus sieben erfindungsgemäßen Elementen, die die Ziffer "3" darstellen,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung eines Anzeige- oder Darstellungselementes gemäß der Erfindung ,

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Fig. 3 eine Seitenansicht des zusammengebauten Elementes aus Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Elementes in der einen Endlage,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Elemtentes in der anderen Endlage (entsprechend der Lage in Fig. 2) ,

Fig. 6 die magnetische Wechselwirkung des Flußfeldes und des Permanentmagneten in der der Fig. 4 entsprechenden Position und

Fig. 7 die magnetische Wechselwirkung des Flußfeldes und des Permanentmagneten in der der Fig. 5 entsprechenden Stellung.

Fig. 1 zeigt in schematischer Weise ein Beispiel einer 7-Segment-Anzeige (d.h. einer Anzeigevorrichtung, bei der sieben Anzeigeelemente Verwendung finden). Die Anzeigevorrichtung zeigt die Ziffer "3". In üblicher Weise besitzen die Halterungsvorrichtungen und der Hintergrund für die sieben dreh- bzw. schwenkbaren Elemente eine vorgegebene Farbe, vorzugsweise schwarz und umgrenzt sieben Schlitze oder Aufnahmen bzw. Vertiefungen in der allgemeinen Form einer rechteckig geschriebenen "8".

Einem jeden Schlitz bzw. einer jeden Vertiefung entspricht ein dreh- bzw. schwenkbares Anzeigeelement, das über einen Winkel von ungefähr 90° oder etwas größer geschwenkt bzw. verdreht werden kann. Das Element bewegt sich zwischen zwei Endlagen, in denen es jeweils längere Zeit verbleiben kann. In der einen dieser Endlagen zeigt das Element eine Fläche, die einen Kontrast zum Hintergrund bildet. In der anderen

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Endlage ist die Orientierung und die Farbe so gewählt, daß das Element (das in dieser Anordnung üblicherweise der Betrachtungsrichtung seine Kante zuwendet) gegenüber dem Hintergrund vergleichsweise nicht unterscheidbar ist. Somit befinden sich in Fig. 1 fünf Elemente in der Stellung, in der sie mit dem Hintergrund einen Kontrast bilden, während sich zwei andere Elemente in der Stellung befinden, in der sie sich vom Hintergrund vergleichsweise wenig abheben (bzw. sich gut an den Hintergrund anpassen), so daß insgesamt die Ziffer "3" dargestellt wird.

Der allgemeine Aufbau der in Fig. 1 Wiedergegebenen Anzeigevorrichtung wird nicht im einzelnen beschrieben, da er für den Fachmann aus dem Stand der Technik wohl bekannt ist und beispielsweise in den US-Patentschriften 3 537 197 und 3 624 647 beschrieben ist.

In Fig. 2 ist eines der stab- bzw. balkenförmigen Elemente und seine gemäß der Erfindung aufgebaute Aufhängung im einzelnen dargestellt. Zunächst wird der feststehende Teil bzw. Stator beschrieben. Wie gezeigt, ist ein Halter 10 vorgesehen, der auf einer nicht dargestellten Basisplatte so befestigt werden kann, daß er in Richtung der Blickrichtung V vorsteht. Ein Bügel 12, der parallele Platten 14 besitzt, die sich in Richtung der Blickrichtung erstrecken, ist am äußeren Ende des Halters 10 befestigt. Die Kante auf derselben Seite einer jeden Platte 14 ist stufenförmig abgesetzt, wie im folgenden beschrieben wird, und an der Innenkante einer Stufe ist in etwa in der Mitte einer jeden Platte 14 (zwischen einander gegenüberliegenden Ecken) eine Vertiefung 16 ausgeformt, die es ermöglicht, eine Spindel 18 eines rotierenden Elementes in diese Vertiefung einzuschnappen. Zwei reversibel permanent magnetisierbare Kernstäbe 19 sind so montiert, daß sie sich zwischen den Platten erstrecken und in freien Endteilen 20 enden, die durch öffnungen in den Plat-

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ten vorstehen.

Die Öffnungen bilden vermittels einer Reibpassung, eines ; Klebstoffes oder einer äquivalenten Vorrichtung die Haltevorrichtungen, durch die die Kernelemente 19 in ihrer Lage gehalten werden. Die Kernstube 19 schließen vorzugsweise plan mit den äußeren Oberflächen der Platten 14 ab oder stehen nur sehr wenig über diese Oberflächen vor. Um Wirbelströme oder magnetische Schirmeffekte zu vermeiden, sind die Platten 14 und vorzugsweise der Bügel -12 und der Halter 10 aus Kunststoff hergestellt.

Man sieht, daß dann, wenn die beiden Kernstäbe 19 in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, die Spalte bzw. Zwischenräume zwischen den Polstückenden Spalte in einem Magnetkreis bilden und ein Flußfeld liefern, daß sich über diesen Spalt hinweg und außerhalb der jeweiligen Platte erstreckt. Entgegengesetzte Polaritäten eines solchen Flußfeldes (gekennzeichnet durch die Buchstaben N und S) sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Polaritäten N, S des Flußfeldes entsprechen der Ruhestellung des Elementes in Fig. 6 und 7. Wenn die Flußfeld-Polaritäten umgekehrt werden, um eine Bewegung zur gegenüberliegenden Endlage hin einzuleiten, sind die Polaritäten zu den dargestellten Polaritäten gerade entgegengesetzt..

Im folgenden wird nun der Rotor beschrieben.

Ein Anzeige- oder Darstellungselement 21 besitzt eine große Fläche und weist eine Oberfläche 23 auf, die einen Kontrast zur Halterung und dem Hintergrund (nicht dargestellt) bildet. Das Anzeigeelement ist so, daß seine eine Fläche 23 nach außen gerichtet ist, an einem Stab 24 befestigt, der zwei Augen bzw. ösen 26 besitzt, die sich jeweils auf einer Seite

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der Platten 14 des Bügels 12 erstrecken. Die Augen 26 nehmen jeweils einen Permanentmagneten 28 auf, der mit einer öffnung versehen ist, so daß er eine Welle bzw. eine Spindel bzw. einen Stift 18 aufnehmen und sich um diese Welle drehen kann. Die Magneten 28 sind vermittels eines Klebstoffes oder durch eine Reibpassung in den öffnungen der ösen 26 befestigt und die Magneten 28 besitzen öffnungen, um Einsätze 3O mit geringer Reibung aufzunehmen, die durchbohrt sind, um die Welle 18 aufnehmen zu können. Die Permanentmagneten 28 sind so ausgewählt und orientiert, daß ihre magnetischen Achsen (gekennzeichnet durch die Linie ^SM ~ ^NM^ ^e*^ne wesentliche Komponente quer zur Rotationsachse des Rotors besitzen. Zusammenwirkende Oberflächen der Stufen der Platte 14 und an dem Stab 24 begrenzen die Drehung des Anzexgeelementes, so daß sich dieses zwischen zwei Endlagen hin- und herbewegen kann. Dies ist am deutlichsten in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Drehung über etwa 1o5 erfolgen. In einer der Endlagen weist die Oberfläche 23 in Richtung der Blickrichtung und in der anderen Endlage (die gegen die erste Endlage ungefähr 105° versetzt ist) weist die Oberfläche 23 ungefähr mit ihrer Kante in Richtung der Blickrichtung V und es wird tatsächlich eine kleine Projektion der gegenüberliegenden, keinen Kontrast zum Hintergrund bildenden Seite des Anzexgeelementes 21 dem Blick dargeboten. Die Orientierung der Magneten 28 bezüglich der Orientierung des Spaltes ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, wo, in einer zur Schwenkachse parallelen Projektion der eine Spalt zwischen den Kernenden 20 und dem Magnet 28, der unter dem Einfluß des sich über den Spalt hinwegerstreckenden Flußes steht, dargestellt sind.

Wie in Fig. 6 gezeigt, rotiert dann, wenn die Richtung des umkehrbaren Feldes S-N aufgrund der Richtung der Magnetisierung der Kernelemente nach oben und nach rechts über den Spalt

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hinweg gerichtet ist, das Anzeigeelement in die in Fig. dargestellte Position, so daß seine Polarachse S.,-N_M versuchen kann, sich mit dem Feld S-N auszurichten, wie dies durch den entsprechenden Anschlag nahezu ermöglicht wird. In dieser Orientierung wird, wie in Fig. 6 dargestellt, die Kontrastseite 23 des Anzeigeelementes in Blickrichtung V gesehen abgedeckt. Wenn das in Fig. 6 dargestellte Feld aufgrund eines Energie- bzw. Stromstoßes in der jeweils entgegengesetzten Richtung beider Kerne 19 umgekehrt wird, dann ergibt sich ein dem in Fig. 6 dargestellten Feld gegengesetztes Feld und die Magneten 28 drehen sich und das Anzeigeelement in die in Fig. 7 dargestellte Position, so daß die Achsen der Magneten 28 wieder so nahe mit dem Spaltfeld S-N ausgerichtet sind, wie dies der mechanische Anschlag erlaubt. Bei der in Fig. 7 wiedergegebenen Ausrichtung bietet das Anzeigeelement seine Kontrastfläche in der Blickrichtung dar. Durch eine umkehrung des in Fig. 7 gezeigten Feldes rotiert das Anzeigeelement zurück in die in Fig. 6 wiedergegebene Stellung. Bei der bevorzugten Ausführungsform liefert in beiden Stellungen des Anzeigeelementes bei der anfänglichen Umkehr des Spaltfeldes der Winkel zwischen dem Magnetfeld S.-N., und dem

iftn° ιλκ° MM

iftn ιλκ Spaltfeld S-N ( der ungefähr ¹^— = 37,50 ist) ein relativ hohes und außerordentlich brauchbares Start-Drehmoment. Eine der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß ein solches Start-Drehmoment an jedem axialen Ende des Drehelementes angelegt wird, wodurch sich ein hohes Drehmoment ergibt. Es ist offensichtlich, daß die absolute Orientierung der Kernenden, die einen Kernspalt definieren, und des entsprechenden Permanentmagneten 28 in den Endlagen nicht von Bedeutung ist, sondern daß es nur auf die relative Lage dieser Elemente ankommt. Diese relativen Stellungen

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sind so gewählt, daß das vom Spaltfeld auf seinen entsprechenden Magneten ausgeübte Drehmoment in die Richtung weist, in der sich der entsprechende Magnet 28 durch seinen freigegebenen Orientierungsbereich bewegen kann, und natürlich besitzt das Drehmoment für die beiden Magneten 28 bei einer gegebenen Magnetisierungsrichtung der entgegengesetzt magnetisierten Kerne dieselbe Richtung.

Es sei weiter darauf hingewiesen, daß dann, wenn die relativen Stellungen des Magneten und des Feldes an jedem Ende einwandfrei sind, die Felder an den gegenüberliegenden Enden der Kerne und an gegenüberliegenden Permanentmagnet-Begrenzungsstellungen nicht parallel sein müssen. In der Praxis sind jedoch die Kernelemente 19 gerade, parallele handelsübliche Teile, die parallel zur Rotationsachse angeordnet sind; es handelt sich also um kostengünstige Teile, um die sehr einfach die Energieversorgungs- bzw. Umpol-Wicklungen herumgelegt werden können. Somit definieren diese Polstücke bei der bevorzugten Ausführungsform Spalte mit parallelen Orientierungen an ihren Enden.Daher sind auch die Permanentmagnet-Achsen in gleicher Weise parallel.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, besitzen die Kerne 19 Energieversorgungs- bzw. Umpol-Wicklungen 30, so daß sie im Bedarfsfall in die gewünschte Magnetisierungsrichtung gepulst werden können. Relativ große einstellbare Schrauben 32 sind in Gewindebohrungen in jeder öse 26 vorgesehen und können so eingestellt werden, daß sie zumindest teilweise das Gewicht des Anzeigeelementes und seiner Halterung ausbalancieren.

Die Kerne 19 werden mit dem Bügel 12 in der folgenden Weise zusammengebaut: Die Kerne 19 werden umwickelt, solan-

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ge sie noch vom Bügel 12 getrennt sind. Die Wicklungen 30 werden mit Hilfe von nach dem Stand der Technik bekannten Mitteln aufgebracht und die Isolierüberzüge werden/ wie dies ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist, vorzugsweise so verklebt bzw. befestigt, daß die gewickelte Spule zu einem einheitlichen bzw. einstückigen Körper verklebt ist. Die Kernenden 20 stehen aus den beiden Enden der Wicklungen hervor. Die Platten 14 des Bügels 12 bestehen aus elastischem Kunststoff und sind so flexibel gehalten, daß sie genügend weit auseinandergespreizt werden körinen, um ein Einsetzen der vorstehenden Enden des Kerns 19 in die öffnungen der Platten 14 zu ermöglichen. Nach diesem Einsetzen läßt man die Platten 14 in ihre unbelastete bzw. nicht verbogene Stellung zurückfedern, in der sie die jeweiligen Kerne in ihrer Lage halten.

Im Betrieb werden die beiden Kerne 19 einander entgegengesetzt in vorgegebenen Richtungen magnetisiert, wobei ihr Feld so wirkt, daß das Anzeigeelement jeweils in einer seiner Endlagen gehalten wird. Da die Kräfte zwischen einem Magneten 28 und seinen zugehörigen Kernenden 20 anziehend sind, wird das drehbare Element üblicherweise durch die Magnetkraft gegen eines seiner Lager gedrückt, wobei es von dem anderen Lager einen kleinen Abstand aufweist. Wenn das Anzeigeelement in Blickrichtung ein anderes Aussehen annehmen soll, werden die beiden Kerne 19 so gepulst, daß sie ihre Magnetisierung umkehren. Die umgekehrten Magnetisierungen erzeugen an jedem Paar von Enden 20 eine solche Kraft, daß der jeweilige Permanentmagnet 28 abgestoßen wird, und, wie oben erwähnt, das Bestreben zeigt, das drehbare Element bezüglich der Kernenden 20 zu zentrieren, wodurch auch die Anzeigelager

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bezüglich der Halterung zentriert werden. Das drehbare Element bewegt sich dann in seine entgegengesetzte Endlage, wobei durch die Selbstzentrierwirkung die Reibung verringert wird.

Bei der Alternative, bei der nur ein Kern Verwendung findet, ist die Anordnung prinzipiell dieselbe, wie in den Fig. 2 bis 7 dargestellt; es wird jedoch einer der Kerne 19 und seine zugehörige Wicklung 30 weggelassen. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist dieselbe, wie im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 und 3 beschrieben und auch diese Vorrichtung ist während des ersten Teils der Bewegung des Anzeigeelementes zwischen seinen Endlagen selbstzentrierend. Auf der anderen Seite ergibt sich ganz klar, daß das Drehmoment, das das Anzeigelement zu drehen versucht, bei dieser Ausführungsform wesentlich geringer ist, als bei der Vorrichtung mit zwei Kernen.

Die Erfindung schafft also ein Anzeigeelement, das auf einer Basis so montiert ist, daß es um weniger als 180 zwischen zwei Endlagen rotieren und in diesen beiden Lagen wechselweise kontrastierende Effekt« erzeugen kann. Ein magnetisierbares Element, das an der Basis befestigt ist, erstreckt sich parallel zur Rotationsachse und übt ein Drehmoment an jedem seiner freien Enden auf einen von zwei Permanentmagneten aus, die an dem Anzeigeelement so befestigt sind, daß sie außerhalb der freien Enden rotieren.

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Claims

Exemplar 1 Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann,- Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber. Dr. Ing. H. LiSKA 3011008 Str 8000 MÜNCHEN 86, DEN '"" ■ POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 NEI CANADA LIMITED, 121 Industry Street, Toronto, Canada M6M 4M3 Anzeigeelement Patentansprüche

1.J Anzeige- oder Darstellungselement, dadurch gekennzeichnet , daß auf einer Basis ein Anzeigeelement in drehbarer Weise so montiert ist, daß es bezüglich der Basis um eine Rotationsachse rotieren kann, daß Begrenzungs- bzw. Anschlagvorrichtungen zur Begrenzung der Rotation des Anzeigeelementes auf einen Bereich kleiner 180° zwischen zwei Endlagen vorgesehen sind, daß das Anzeigeelement so ausgebildet ist, daß es in den beiden Endlagen bezüglich einer Blick- bzw. Betrachtungsrichtung wechselweise kontrastierende Effekte erzeugt, daß sich zwei umkehrbar permanent magnetisierbare magnetische Elemente jeweils zwischen einem ersten und einem zweiten freien Ende erstrecken, daß jedem der magnetisierbaren Elemente eine elektrische Erregerwicklung zugeordnet ist, um das magnetisierbare Element zu magnetisieren, daß die beiden ersten freien Enden zwischen sich

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einen ersten Spalt definieren, der eine im wesentlichen zur Rotationsachse quer verlaufende Komponente besitzt, daß die beiden zweiten Enden zwischen sich einen zweiten Spalt definieren, der eine zur Rotationsachse im wesentlichen quer verlaufende Komponente besitzt, daß ein erster und ein zweiter Permanentmagnet an dem Anzeigeelement und mit diesem verdrehbar befestigt sind, und daß der erste und der zweite Magnet so angeordnet und orientiert sind, daß für jede entgegengesetzte Magnetisierung der magnetisierbaren Elemente der den Spalt überbrückende Magnetfluß ein Drehmoment in einer Richtung auf den entsprechenden Magneten so ausübt, daß sich dieser Magnet über den vorgegebenen Bewegungsbereich hinweg verdreht und daß das Drehmoment für beide Magneten dieselbe Richtung bzw. denselben Drehsinn besitzt.

2. Anzeige- oder Darstellungselement, dadurch gekennzeichnet , daß an einer Basis ein Anzeigeelement in drehbarer Weise so befestigt ist, daß es sich bezüglich dieser Basis um eine Rotationsachse verdrehen kann, daß Anschlagsvorrichtungen vorgesehen sind, um die Rotation des Anzeigeelementes auf eine Bereich kleiner 180° zu beschränken, daß das Anzeigeelement so ausgebildet ist, daß es in den beiden Endlagen bezüglich einer Blickrichtung miteinander kontrastierende Effekte erzeugt, daß zwei Permanentmagneten an dem Anzeigeelement so befestigt sind, daß sie sich mit diesem verdrehen, daß zwei stationär befestigte und umkehrbar permanentmagnetisierbare Elemente vorgesehen sind, denen jeweils eine elektrische Erregerspule zugeordnet ist, die dazu dient, diese Elemente zu magnetisieren, daß jedes der reversibel permanentmagnetisierbaren Elemente ein erstes und ein zweites freies Ende aufweist, daß die beiden ersten freien Enden und

zweiten
dxe beiden/freien Enden so ausgebildet sind,daß sie dann, wenn sie jeweils eine zueinander entgegengesetzte magne-

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tische Polarität aufweisen, einen magnetischen Flußpfad mit umkehrbarer Polarität definieren, und daß jeder der Flußpfade den Ort eines der beiden Permanentmagneten über den Drehbereich hinweg umschließt und so angeordnet ist, daß bei einer gegebenen Polarität im Spalt jedes Flußfeld ein Drehmoment in einem bestimmten Richtungssinn über den Bewegungsbereich des entsprechenden Magneten zwischen den beiden Endlagen ausübt und daß dieses Drehmoment für beide Magneten den gleichen Richtungssinn besitzt.

3. Anzeige- oder Darstellungselement, dadurch gekennzeichnet , daß es aus einem Stator und einem Rotorelement besteht, daß der Stator eine vorstehende Halterung, zwei im wesentlichen grade magnetische Kerne aus umkehrbar permanentmagnet!sierbarem Material und jeweils einem der Kerne zugeordnete Mittel umfaßt, die dazu dienen, den Kern umkehrbar permanent zu magnetisieren, wobei diese Kerne zueinander parallel und quer verlaufend zur Projektionsrichtung an der Halterung so befestigt sind, daß sie Spalte zwischen den Paaren ihrer Enden in der Nähe gegenüberliegender Seiten der Halterung definieren, daß das Rotorelement ein Anzeigeelement und zwei Laschen bzw. ösen umfaßt, die in der Nähe und außerhalb der Halterung auf gegenüberliegenden Seiten dieser Halterung angeordnet sind, und die mit dieser Halterung in drehbarer Weise so verbunden sind, daß sie sich bezüglich der Halterung um eine zu den Kernen im wesentlichen parallele Achse drehen können, daß ein Magnet in jeder öse so befestigt ist, daß er sich an einer Stelle in dem Magnetfeld verdrehen kann, das zwischen den entsprechenden Kernenden erzeugt wird, wenn die Magnetkerne entgegengesetzt magnetisiert sind, daß Mittel zur Begrenzung der Rotation des Rotorelementes auf einem Bereich von weniger als 180 vorgesehen sind und daß jeder der Permanentmagneten so

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--■-_· 4 - ■ ■'

orientiert ist, daß bei entgegengesetzt polarisierten Kernelementen das Flußfeld an beiden Enden dieser Kerneleraente ein Drehmoment im selben Sinn zwischen den Grenzen der Bewegung auf den entsprechenden Magneten und für beide Magnete in derselben Richtung ausübt.

4. Anzeige- oder Darstellungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetisierbaren Elemente im wesentlichen geradlinige magnetische Kerne sind.

5. Anzeige- oder Darstellungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der ersten und zweiten Magneten außerhalb der zugehörigen freien Enden angeordnet ist.

6. Anzeige- oder Darstellungselement, dadurch gekennzeichnet , daß an einer Basis ein Anzeigeelement in drehbarer Weise so befestigt ist, daß es sich bezüglich der Basis um eine Drehachse verdrehen kann, daß Anschlagsvorrichtungen die Verdrehung des Anzeigeelementes auf einen Bereich von weniger als 180 zwischen zwei Endlagen beschränken, daß das Anzeigeelement so ausgebildet ist, daß es in den beiden Endlagen bezüglich einer Blickrichtung miteinander kontrastierende Effekte bzw. Wirkungen erzeugt, daß wenigstens ein reversibel permanentmagnetisierbares magnetisches Element vorgesehen ist, das sich zwischen einem ersten und einem zweiten freien Ende erstreckt, daß eine elektrische Erregerwicklung jeweils einem magnetisierbaren Element zugeordnet ist, um dieses zu magnetisieren, daß erste und zweite Permanentmagnete an dem Anzeigeelement und mit diesem verdrehbar so befestigt sind, daß sie sich jeweils außerhalb des ersten und zweiten freien Endes befinden, daß jeder der ersten und zweiten Magneten

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so angeordnet und ausgerichtet ist, daß für jede der einander entgegengesetzten bzw. einander entgegengerichteten Magnetisierungen des wenigstens einen magnetisierbaren Elementes der von dem magnetisierbaren Element ausgehende Magnetfluß ein Drehmoment in einer Richtung auf den entsprechenden Magneten so ausübt, daß sich dieser Magnet über seinen Bewegungsbereich hinweg verdreht und daß dieses Drehmoment für beide Magnete dieselbe Richtung besitzt.

7. Anzeige- oder Darstellungselement, dadurch gekennzeichnet , daß es einen Stator und ein Rotorelement umfaßt, daß der Stator eine vorstehende Halterung, wenigstens einen geradlinigen magnetischen Kern aus umkehrbar permanentmagnet!sierbarem Material und jeweils dem Kern zugeordnete Mittel aufweist, die dazu dienen, den Kern reversibel permanent zu magnetisieren, wobei der Kern so befestigt ist, daß er sich quer zur Projektionsrichtung an der Halterung erstreckt, um ein magnetisches Flußfeld in der Nähe seiner Enden und in der Nähe einander gegenüberliegender Seiten der Halterung zu erzeugen, daß das Rotorelement ein Anzeigeelement und zwei Laschen bzw. ösen aufweist, die in der Nähe und außerhalb der Halterung auf einander gegenüberliegenden Seiten dieser Halterung angeordnet und mit dieser Halterung so verbunden sind, daß sie sich bezüglich der Halterung um eine im wesentlichen zu den Kernen parallele Achse verdrehen können, daß in jeder der ösen bzw. Laschen ein Magnet so befestigt ist, daß er sich in einem Bereich in dem Magnetfeld in der Nähe des entsprechenden Kernendes verdrehen kann, daß Vorrichtungen zur Begrenzung der Rotation des Rotorelementes auf weniger als 180° vorgesehen sind und daß die Permanentmagnete so orientiert sind, daß das Flußfeld an beiden Enden des Kernelementes ein Drehmoment im selben

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Sinn zwischen den Bewegungsgrenzen des entsprechenden Magneten und für beide Magnete im selben Richtungssinn ausübt.

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