DE3500459C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische, aus Perma­ nent- und Elektromagnetsystem bestehende, in einem Gehäuse angeordnete Segmentanzeigevorrichtung mit zwei Anzeigezuständen je Segment, wobei das Gehäuse mit einem Deckel mit Fenster versehen ist und an der Innenseite des Bodens des Gehäu­ ses Halterungen für jedes den jeweiligen Segmenten zuge­ ordnete, bistabile Anzeigelement vorgesehen sind.

Eine derartige Segmentanzeigevorrichtung ist beispielsweise in der US-PS 30 96 594 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung sind entsprechend einer Sieben-Segment-Anzeige mehrere, dreh­ bar gelagerte, aus einem Dauermagneten bestehende Rotoren angeordnet, die am Außenmantel eine Kennzeichnung tragen. Die Dauermagnete sind gegenüber von Elektromagneten ange­ ordnete, die in ihrer Polung umsteuerbar sind. Je nachdem, welcher Pol der Elektromagnete durch Polung des Steuerstro­ mes den Polen des Magnetrotors gegenüberliegt, wird das Kennzeichen entweder sichtbar oder nicht sichtbar sein.

Bei der vorbekannten Segmentanzeigvorrichtung sind die Anzeigelemente jedoch fest in das Gehäuse eingesetzt und können nur mit Schwierigkeit, wenn überhaupt, bei Stör­ fällen ausgewechselt werden. Außerdem ist der Aufbau der Elemente verhältnismäßig voluminös, so daß kompakte Anzei­ gesysteme damit nicht verwirklicht werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Segmentanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfacheren und gedrängten Aufbau aufweist, wobei das einzelne Anzeigeelement im Falle einer Störung oder eines Fehlers leicht ausgewechselt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Durch den besonderen Aufbau der Anzeigeelemente wird erreicht, daß diese zur Bildung des Spulengehäuses leicht ineinander­ steckbar sind, wobei zwischen den zueinander parallelen, fle­ xiblen Flanschen ein Permanentmagnet drehbar gelagert ist. In vorteilhafter Weise besteht der Elektromagnet aus einem in Richtung der Achse des Dauermagneten kreisbogenförmig überstehenden, axialen Eisenkern und einem im wesentlichen rechtwinkligen Eisenkern. Dadurch kann das Anzeigeelement zum Aufbau leicht ineinandergesteckt werden, wobei durch die kreisförmige Ausbildung des Dauermagneten sich eine problemlose Lagerung der die Anzeigefläche tragenden Zapfen in am Spulengehäuse vorgesehenen Flanschen ergibt. Außer­ dem ist durch die besondere Ausbildung der Halterungen am Boden des Gehäuses als Einschubfächer ein leichtes Einsetzen und Auswechseln der Anzeigeelemente möglich.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.

Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Gegenstand der Erfindung näher erläu­ tert werden. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der Gesamtheit der Segmentanzeigevorrichtung,

Fig. 2 zeigt in einer Frontansicht das zusammengebaute Gehäuse, wobei die Zahl "8" dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Anzeigeelementes.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt IV-IV von Fig. 2.

Die Segmentanzeigevorrichtung, die in ihrer Gesamtheit in der perspektivi­ schen Zeichnung in Fig. 1 dargestellt ist, besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, vorzugsweise aus geformtem Kunststoff, welches einen Boden 1′ und vier Seiten aufweist. Auf dem Boden 1′ sind unmittelbar durch Spritzen oder Gießen sieben kleine Fächer 2 angeordnet. In diese Fächer 2 werden Blöcke 3, von denen nur ein einziger der Übersichtlichkeit halber dargestellt ist, in Rich­ tung des Pfeiles F 1 eingesteckt, so daß in jedem Fach 2 ein Block 3 vorhanden ist.

Zwei Masken 4, 4′ sind im Innern des Gehäuses 1 an gegenüber­ liegenden Stellen, die durch die Pfeile F 2 und F 3 angedeutet sind, unter Beibehaltung eines gewissen Zwischenraumes ange­ ordnet. Darauf befindet sich ein Deckel 6, welcher in herkömm­ licher Weise ein großes Fenster aufweist.

Der in Fig. 3 dargestellte Block 3 weist einen Kunststoffträger auf, der aus einem linken Teil 10 und einem rechten Teil 11 besteht, wobei beide Teile 10, 11 durch Zusammenfügen gehalten wer­ den, in der Weise, daß am rechten Teil 11 vorgesehene Zapfen 12 in entsprechende Bohrungen am linken Teil 10 ein­ greifen. Die Form dieser zusammengefügten beiden Teile 10, 11 bildet, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Gehäuse (Spulengehäuse) 8 für eine Spule 44, die am unteren Sockel des Blockes 3 angeordnet ist, und zwei Flansche 35, 36. Diese beiden Teile 10, 11, welche den Träger des Elektromagnetsystems bilden, neh­ men nach ihrem Zusammenbau zunächst die Wicklungen 9 der Spule 44 und dann einen Rotor mit Anzeigeelement auf. Um den Rotor zwischen die zwei Flansche 35, 36 einsetzen zu können, weisen diese an ihrem unteren Teil eine Aussparung 35′′ und 36′′ auf. Die Flansche 35, 36, welche sich infolge ihrer Plastizität öffnen, um den Rotor aufzuneh­ men, schließen sich dann über ihm. Die genaue Spreizung der zwei Flansche 35, 36 wird durch das Einsetzen zweier Schwal­ benschwanzprofile 35′, 36′ in ihrem Lager im Fach 2 erhalten, wie im folgenden beschrieben wird.

Den Eisenkern bildende Statorelemente 13, 15, von denen das eine sich in einem Schlitz 14 an der Innenseite der beiden Teile 10, 11 befindet und das andere in eine Nut 16 an der Außenseite der beiden Teile 10, 11 eingeklinkt ist, wur­ den so berechnet, daß auf den Permanentmagneten 17 ein optimales Dreh­ moment ausgeübt wird. Sie weisen die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Form auf. Diese zwei Statorelemente 13, 15 bilden den Eisen­ kern der Spule 44, welche im Schnitt in den Fig. 3 und 4 dar­ gestellt ist und welche entsprechend ihrer Erregung abwechselnd an ihren Enden Nord- und Südpolarität annimmt.

Der Rotor besteht im wesentlichen aus drei Elementen, nämlich dem Permanentmagneten 17, einem äußeren, linken Kunststoffteil 18, welches einen Zapfen 19 trägt, der in eine Öffnung oder ein Lager 19′ des linken Teils 10 eingreift, und einem zweiten, äußeren Kunststoffteil 20, welches einen Zapfen 21 trägt, der in ein La­ ger 21′ des rechten Teils 11 eingreift.

Die beiden Kunststoffteile 18 und 20, welche in auseinandergezogener Form in Fig. 3 dargestellt sind, sind in Wirklichkeit zusammengesetzt, wobei ein abgeflachter Zapfen 22 in eine entsprechende Aussparung 23 im Kunststoffteil 18 eingreift. Zwischen den beiden Kunststoffteilen 18, 20 ist der Permanent­ magnet 17 vorgesehen, der auf den Zapfen 22 aufgesetzt ist. In dem dargestellten Beispiel weist dieser Permanentmagnet 17 einen Hohlraum 24 auf, in welchen ein Zapfen 25 des Kunststoffteils 20 eingreift, wodurch der Permanentmagnet 17 voll­ ständig auf seiner Achse festgelegt ist, die durch die Elemente 22, 23 begrenzt wird.

Gleichzeitig mit dem Zusammenbau des Rotors werden zwei Zapfen 26, 27 einer das Segment 5 bildenden Platte 38 in zwei Ein­ kerbungen 28, 29, die in den Kunststoffteilen 18, 20 angeordnet sind, ent­ sprechend der Pfeile F 4 und F 5 gesetzt.

Daraus ergibt sich, daß der das Segment 5 tragende Rotor ohne Schrauben und ohne Kleben zusammengesetzt ist.

Die Kunststoffteile 18, 20 weisen Nocken 30, 31 auf, welche durch ihr Gewicht die Platte 38 ausgleichen. Dieser Ausgleich kann auch auf andere Weise erhalten werden, beispielsweise durch Hinzufü­ gen eines Reguliergewichtes an den Kunststoffteilen 18 und 20. Es ist leicht ersichtlich, daß dieser Ausgleich es der Segment-Rotor-An­ ordnung ermöglicht, sehr schnell in der einen oder der anderen Richtung zu schwingen und in der gewünschten Stellung zu blei­ ben.

An dem Kunststoffteil 18 ist ein Anschlagzapfen 32 vorgesehen, um die Schwingbewegung der Platte 38 in einem Winkel von ungefähr 90° entsprechend der Anzeigestellung zu begrenzen. Zu diesem Zweck läuft der Anschlagzapfen 32 in einer in dem Flansch 36 vorgesehenen, kreisringförmigen Öffnung 33 von geeigneter Länge.

Der so gebildete Rotor wird durch Lager 19′ und 21′, die in den Flanschen 36 und 35 der durch die Zapfen 12 verbundenen Teile 10, 11 vorgesehen sind, getragen.

Am unteren Teil der Teile 10, 11 befindet sich auf der Achse des Spulengehäuses 8 die Wicklung 9. Die Enden der Wicklung 9 sind unten herausgeführt und mit Anschlußklemmen 39 versehen. Der Block 3 weist Befestigungseinrichtungen zum Einklipsen in die Fächer 2 auf. Im dargestellten Beispiel be­ stehen diese Einrichtungen aus den Schwalbenschwanzprofilen 35′, 36′, welche das äußere Ende des oberen Teiles der Flansche 35, 36 überstehen.

Diese "Klipsung" mit dem Schwalbenschwanzprofil 35′, 36′, welche in die Fächer 2 erfolgt, ist erforderlich, um die genaue Spreizung zwischen den Flanschen 35, 36, zwischen denen der Rotor schwingt, aufrechtzuerhalten.

Wie bereits beschrieben, besteht das Gehäuse 1 aus einem Boden 1′ und vier Seitenwänden, welches an der Vorderseite durch den Deckel 6 geschlossen werden kann. Am Boden 1′ sind, diesen über­ stehend, sieben kleine Fächer 2 angeordnet, welche die sieben Lager der sieben Blöcke 3 bilden, welche zur Darstel­ lung beispielsweise der Zahl "8" die sieben Segmente 5 tragen.

Jedes kleine Fach 2 und jeder Block 3 haben im wesentlichen komplementäre, rechteckförmige Querschnitte. Der Boden des Faches 2 wird gebildet durch einen Teil des Bodens 1′ des Gehäuses 1 und ist mit Öffnungen 49 zum Durchgang der Anschlußklemmen 39 versehen. Von dem Boden 1′ erheben sich vier senkrechte Wände für jedes Fach 2, von denen zwei eine geringere Höhe aufweisen, die je­ doch ausreicht, daß die vier Wände eine Umhüllung des Sockels des Blockes 3 bilden. Die höheren Wände dienen zur Führung und weisen eine Nut 37 zur Aufnahme der Schwalbenschwanzprofile 35′, 36′ auf. Die oberen Ränder der Fächer 2 begrenzen eine zum Deckel 6 parallele Ebene mit einem geringen Abstand zu diesem im Inneren des Ge­ häuses der Anschlußklemmen (Fig. 1).

Die Anordnung der beiden Teile 10, 11 des Elektromagnetsystems zusammen mit der Spule 44 und dem Rotor und dem Segment 5 bilden den Block 3, welcher getrennt vom Gehäuse 1 und sei­ nen kleinen Fächern 2 hergestellt wird. Dieser Block 3 kann leicht mit den Fingern in einer einfachen Manipulation ergriffen werden. Dadurch, daß jedes Fach 2 zwei Wände von geringe­ rer Höhe aufweist, kann der Block 3 leicht in das Fach 2 eingeschoben oder zurückgezogen werden, wobei die Finger zwischen die höheren Wände eindringen können.

Wenn ein Block 3 in sein Fach 2 eingesetzt ist, durchqueren die Anschlußklemmen 39 die zugeordneten Öffnungen 49, die im Boden 1′ des Ge­ häuses 1 vorgesehen sind. Dadurch ergibt sich eine sehr leichte, elektrische Verbindung der sieben Elektromagnetsysteme, die für die Sieben- Segmentanzeige erforderlich sind.

In Fig. 1 sind zwei entfernbare Masken 4, 4′ in Form von Platten dargestellt, welche im Innern des Gehäuses 1 auf dem oberen Teil der hohen Wände der kleinen Fächer 2 an den durch die Pfeile F 1, F 3 dargestellten Stellen angeordnet sind. Diese Masken 4, 4′ dienen zum Verdecken der Teile, welche durch das Fenster des Deckels 6 im Inneren der sieben Segmente freigelassen sind. Diese Masken 4, 4′ werden auf die Fächer 2 mit Hilfe von Zapfen 7 aufgeklipst, welche in in den hohen Wänden der genannten Fächer 2 vorgese­ hene Löcher eingesteckt werden.

Die Masken 4, 4′ weisen seitlich Schlitze 34 zum Durchgang der Zapfen 26, 27 der Platten 38 in der Anzeigestellung auf. Die Ränder der Masken 4, 4′ sind vorzugsweise nach dem Inneren des Gehäuses 1 abgerun­ det, mit Ausnahme des Randes längs des mittleren Segmentes der Ziffer "8".

Es ist leicht einzusehen, daß bei einem derartigen Aufbau der Deckel 6 und die zwei quadratischen oder eine Parallelogramm­ form aufweisenden Masken 4, 4′ in parallelen Ebenen angeordnet sind, derart, daß sieben Fenster 50 gebildet werden, die von den sieben Platten 38 durchquert werden können. Dadurch ist es möglich, daß die Segmente bei 5 A erscheinen können, um eine beliebige Zahl zu bilden, oder in eine verdeckte Stellung 5 B zurückgeführt werden können.

Am Boden 1′ des Gehäuses 1 ist außerhalb eine Platte 40 angeord­ net, an welcher siebenmal drei kleine Steckbuchsen sichtbar sind, welche den siebenmal drei Anschlußklemmen 39 der sieben Elektromagnetsysteme entspre­ chen. Diese Platte 40 weist außerdem eine gedruckte Schaltung auf, welche alle elektrischen Verbindungen zu einem trennbaren Verbinder 41 führt. Das so ausgebildete Gehäuse kann für eine Sieben-Segment­ anzeige mit Hilfe eines Steckbuchsenteils 42 des Verbinders 41 mit einem Flachkabel 43 verbunden werden. So kann nicht nur ein Block 3 im Gehäuse 1 leicht ausgewechselt werden, sondern es ist in glei­ cher Weise möglich, das gesamte Gehäuse 1 innerhalb einer An­ zeigetafel zu wechseln.

Die in der Beschreibung dargestellten Statorträger 10, 11, die Rotorelemente 18 und 20, die Gehäuseelemente 1, 4, 4′ und 6 können aus gespritztem oder gegossenem Material sein. Die Statorelemente 13, 15 bestehen aus Weicheisen, und der Permanentmagnet 17 besteht aus einem bipolaren Permanentmagneten.

Die beschriebene Anordnung eines Gehäuses zur Darstellung einer Zahl mit sieben Segmenten ist die einfachste Ausführungsform. Es ist jedoch selbstverständlich, daß, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird, es möglich ist, komplexere Gehäuse aufzubauen, beispielsweise mit vierzehn Segmenten, um Buchstaben eines alpha-numerischen Systems dar­ stellen zu können.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist, unabhängig von der Konzeption der industriellen Fabrikation, sehr wesentliche Vorteile auf:

• - Jede Zahl ist im gleichen Gehäuse als geschlossenes Ganzes zusammengesetzt,
• - sie kann durch eine Fensterscheibe, wie in Fig. 1 bei 54 dargestellt, geschützt werden,
• - die Befestigung des Gehäuses 1 auf einer Anzeige­ tafel ist in zwei verschiedenen Möglichkeiten vorge­ sehen, und zwar durch einen äußeren Kragen 45, in welchem Befestigungslöcher 46 vorgesehen sind, oder durch am Boden des Gehäuses 1 vorgesehene Füße 47, welche zur Aufnahme von Befestigungs­ schrauben 48 dienen,
• - die elektrische Verbindung ist durch das beschrie­ bene Steckverbindersystem sehr einfach.

Claims (7)

1. Elektromagnetische, aus Permanent- und Elektromagnet­ system bestehende, in einem Gehäuse angeordnete Segment­ anzeigevorrichtung mit zwei Anzeigezuständen, wobei das Gehäuse mit einem Deckel mit Fenster versehen ist und an der Innenseite des Bodens des Gehäuses Halterungen für jedes den jeweiligen Segmenten zugeordnete, bi­ stabile Anzeigeelement vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anzeigeelement folgendermaßen aufgebaut ist:
In einem Kunststoffträger, der aus zwei jeweils seitli­ che Flansche (35, 36) aufweisenden Teilen (10, 11) be­ steht, die zur Bildung eines Spulengehäuses (8) leicht ineinander steckbar sind, ist zwischen den zueinander parallelen, flexiblen Flanschen (35, 36) der Permanentmagnet (17) drehbar gelagert, wobei der magnetische Kreis aus einem den Permanentmagneten (17) kreisbogen­ förmig überstehenden, zum Spulengehäuse (8) axial liegenden Eisenkern (13) als Statorelement und einem im wesentlichen rechtwinkligen Eisenkern (15) als weiterem Statorelement, dessen eines Ende in einer Nut (16) der beiden Teile (10, 11) und unter der Spule (44) angeordnet ist, dessen anderes Ende abgebogen und gegenüber dem zum Spulen­ gehäuse (8) axial liegenden Eisenkern (13), den Permanentmagneten (17) zwischen sich aufnehmend, angeordnet ist, besteht, wobei der kreisförmig ausgebildete Permanentmagnet (17) axial zwischen zwei Kunst­ stoffteilen (18, 20) befestigt ist, welche voneinander abstehende Zapfen (19, 21) tragen, die in in den Flanschen (35, 36) vorgesehenen Lagern (21′, 19′) drehbar gelagert sind und wobei das aus einer Platte (38) bestehende Segment mit zwei Zapfen (26, 27) versehen ist, welche in Nuten (28, 29) der Kunststoffteile (18, 20) eingreifen, und daß die Halte­ rungen am Boden des Gehäuses (1) als Fächer (2) für die jeweils einen Block (3) bildenden Anzeigeelemente ausgebildet sind.

2. Segmentanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden jedes Faches (2) Öffnungen (49) aufweist, die von An­ schlußklemmen (39) durchquert werden, wobei die inneren Wände jedes Faches (2) so ausgebildet sind, daß das An­ zeigeelement leicht gleitend in sein Lager eingesteckt, aus diesem herausgezogen und somit leicht ausgewechselt werden kann.

3. Segmentanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuse (1) mit sieben kleinen Fächern (2) entsprechend einer Sieben- Segmentanzeige versehen ist.

4. Segmentanzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Fach (2) und jeder Block (3) komplementäre, im wesent­ lichen rechteckförmige Querschnittsformen aufweisen, wobei jedes Fach (2) mit jeweils gegenüberliegenden zwei senkrechten, niedrigeren Wänden und zwei höheren Wänden ausgebildet ist, deren obere Ränder eine parallele Ebene zu derjenigen des Deckels (6) mit einem geringen Abstand zwischen diesem und dem Inneren des Gehäuses (1) bilden.

5. Segmentanzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer­ halb des Bodens (1′) des Gehäuses (1) eine Platte (40) vorgesehen ist, die mit Steckbuchsen entsprechend den Anschluß­ klemmen (39) des Elektromagnetsystems und mit einer gedruckten Schal­ tung versehen ist, welche sämtliche elektrischen Verbin­ dungen mit einem steckbaren Verbinder (41) herstellt.

6. Segmentanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gewicht der das Se­ gment darstellenden Platte (38) durch die Gewichte von zwei Vorsprüngen (30, 31) an den Kunststoffteilen (18, 20) ausge­ glichen ist.

7. Segmentanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausgleich des Gewichts der als Segment dienenden Platte (38) durch an den dreh­ baren Kunststoffteilen (18, 20) vorgesehenen Reguliergewichten er­ folgt.