DE4112640A1 - Kreuzspul-anzeigegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigeinstru­ ment des Kreuzspultyps und betrifft insbesondere ein Kreuzspul-Anzeigeinstrument, das in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Automobil, dafür zum Einsatz bringbar ist, als fahrzeugfestes Anzeigeinstrument unterschiedlicher Art, wie bei­ spielsweise als Drehzahlmesser, Tachometer, Druck­ messer, insbesondere Ladedruckmesser, zu dienen.

Bisher wurde oft ein Typ von fest im Fahrzeug installiertem Anzeigeinstrument verwandt, das ein Paar von Windungen für die Erzeugung zueinander rechtwinkliger magnetischer Felder aufweist. Sich mit Änderungen der zu messenden Größe ändernder elektrischer Strom wird durch die Windungen geschickt, und ein Magnetrotor wird in Richtung eines Kombinations-Magnetfeldes in Drehung ver­ setzt, das sich aus der Kombination der durch dieses Windungspaar jeweils erzeugten Magnetfelder ergibt. Ein sich zusammen mit dem Magnetrotor drehender Zeiger zeigt die gemessene Größe an.

Ein herkömmliches Anzeigeinstrument dieses Typs weist einen Spulenträger auf, auf den Windungen derart aufgewickelt sind, daß sie zueinander senk­ recht sind. Ein scheibenförmiger Magnetrotor mit an ihm gebildeten S- und N-Polen ist innerhalb der Windungen und des Spulenträgers angeordnet. Der Magnetrotor besitzt eine Rotorwelle, die an ihm einstückig angeformt oder mit ihm dreh- und ver­ schiebungsfest verbunden ist und die sich durch das Zentrum des Rotors hindurch erstreckt.

Der Spulenträger ist an einer praktisch in seiner Mitte gelegenen Stelle in zwei Spulenträgersektio­ nen geteilt, die in Längsrichtung der Rotorwelle zueinander benachbart sind. Eine erste Spulenträ­ gersektion weist ein in ihr eingeformtes erstes Lagerloch auf und durch dieses erste Lagerloch ist ein erster Endbereich der Rotorwelle, der sich vom Magnetrotor wegerstreckt, drehbar so gelagert, daß Radialbelastung aufgenommen wird. Eine zweite Spulenträgersektion weist ein in ihr gebildetes zweites Lagerloch auf, und von diesem zweiten Lagerloch wird ein zweiter Endbereich der Rotor­ welle drehbar für Aufnahme von Radial- und Axial­ druckbelastungen gelagert. In der Peripherie des zweiten Lagerloches ist eine mit als viskose Dämpfungsflüssigkeit dienendem Siliconöl gefüllte Ausnehmung gebildet, und diese dient als Ölre­ servoir.

Das herkömmliche Instrument weist weiterhin einen an einer untengelegenen Stelle des Magnetrotors an diesem einstückig angeformten Dämpfungsvorsprung auf. Der Dämpfungsvorsprung ist in das im Ölreser­ voir enthaltene Siliconöl eingetaucht. Bei in das Siliconöl eingetauchtem Dämpfungsvorsprung wird folgender Effekt bewirkt: Wenn der Magnetrotor und die mit diesem einstückige oder fest verbundene Rotorwelle sich zusammen drehen, erfordert ihre Drehbewegung unausweichlich, daß sich auch der Dämpfungsvorsprung gegen die Viskosität des Sili­ conöls dreht. Deshalb wird die Drebewegung des Magnetrotors und der Rotorwelle durch das Sili­ conöl und den Dämpfungsvorsprung gedämpft, und diese Dämpfung dient dazu, unnötige Vibrationen der Rotorwelle zu verhindern.

Die vorstehend beschriebene Konstruktion des her­ kömmlichen Anzeigeinstrumentes bringt jedoch das folgende Problem mit sich. Bei dieser Konstruktion ist das Ölreservoir in der Peripherie des als Axialdruck-Lagereinrichtung für die Rotorwelle wirkenden zweiten Lagerloches gebildet, und der Dämpfungsvorsprung des Magnetrotors ist in das Silicon im Ölreservoir eingetaucht. Wenn das Anzeigeinstrument in einem Fahrzeug installiert ist und somit in einer Umgebung zum Einsatz kommt, in der das Instrument durch die Fahrzeugbewegung verursachten Vibrationen ausgesetzt sein kann, besteht jedoch das Risiko, daß der Magnetrotor in Axialdruckrichtung der Rotorwelle ausgelenkt wer­ den bzw. eine Versatzbewegung durchmachen kann. Im Zuge einer solchen Versatz- bzw. Auslenkbewegung des Magnetrotors verursacht diese eine entspre­ chende Verringerung in der Oberflächengröße des in das Siliconöl im Ölreservoir eingetauchten Bereiches des Dämpfungsvorsprunges, wodurch eine Verringe­ rung der vom Siliconöl auf den Dämpfungsvorsprung aufgebrachten Dämpfungskraft bewirkt wird. Auf diese Weise wird die Dämpfungskraft, die gerade im Augenblick der Vibration benötigt wird, verrin­ gert, was zu einer instabilen Dämpfung führt. Bei dem herkömmlichen Instrument war es somit schwie­ rig, wirksam unnötiger Oszillation des Zeigers, die durch Vibration verursacht wurde, zu begegnen.

Angesichts der vorstehend beschriebenen Gesichts­ punkte liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln ein Anzeigeinstrument vom Kreuzspultyp zu schaffen, das eine Dämpfungsstruktur aufweist, die in der Lage ist, Dämpfungskraft selbst dann stabil aus­ zuüben beziehungsweise aufzubringen, wenn sie Vibration unterworfen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei einem Kreuzspul-Anzeigeinstrument, bei dem eine Kreuzspule ein Paar auf einem Windungsträger senkrecht zueinander gewickelter Windungen auf­ weist und bei dem zwei Endbereiche einer sich von einem innerhalb dieser Kreuzspule angeordneten Magnetrotor, der in Abhängigkeit von einem Kombi­ nations-Magnetfeld, das sich aus der Kombination der durch diese Windungen bei Zuführung gewisser Elektrizität zu diesen jeweils erzeugten Magnet­ felder ergibt, für Drehbewegung in eine bestimmte Winkelstellung antreibbar ist, nach oben bzw. nach unten wegerstreckenden Rotorwelle durch zwei im Spulenträger gebildete Lager drehbar gelagert sind, in der nach oben weisenden Oberfläche des Magnet­ rotors eine eine viskose Flüssigkeit zur Dämpfung aufnehmende Ausnehmung gebildet und ein sich von einem Teilstück des Spulenträgers nach unten wegerstreckender bzw. vorstehender Vorsprung in diese Ausnehmung eingeführt und in die viskose Flüssigkeit eingetaucht ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist eine viskose Dämpfungsflüssigkeit aufnehmende Aus­ nehmung in der nach oben weisenden Oberfläche des Magnetrotors gebildet und ein sich von einem Teil des Spulenträgers nach unten wegerstreckender Dämpfungsvorsprung in die Ausnehmung eingeführt und in die viskose Flüssigkeit eingetaucht. Diese Anordnung bringt den folgenden Effekt mit sich, wenn das Anzeigeinstrument in einem Fahrzeug installiert ist und somit in einer Umgebung zum Einsatz kommt, in der das Instrument durch die Fahrzeugbewegung erzeugter Vibration ausgesetzt sein kann. ln dem Augenblick, in dem es durch diese Vibration zu einer Auslenkung beziehungs­ weise einer Versatzbewegung des Magnetrotors in Axialdruckrichtung der Rotorwelle kommt, tritt eine diesem Versatz beziehungsweise dieser Auslen­ kung entsprechende Vergrößerung des Oberflächenbe­ reiches des in die viskose Dämpfungsflüssigkeit eingetauchten Teils des Dämpfungsvorsprunges auf, wodurch die Dämpfungskraft vergrößert wird, die durch den Dämpfungsvorsprung auf die viskose Flüs­ sigkeit ausgeübt wird. Auf diese Weise wird die Dämpfungskraft gerade im Augenblick der Vibration vergrößert, das heißt genau dann, wenn die Dämpfungskraft benötigt wird. Deshalb ist es möglich, stabile Dämpfungswirkungen zu erzielen und somit durch Vibration erzeugter Oszillation des Zeigers wirkungsvoll zu begegnen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, rein beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Gangwerkes eines Kreuzspul-Anzeigeinstrumen­ tes nach der Erfindung, wobei die äußere Ansicht des Gangwerkes gezeigt ist;

Fig. 2 die Ansicht eines Vertikalschnittes durch die wesentlichen Teile des in Fig. 1 gezeigten Kreuzspul-Anzeigeinstrumentes; und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab die Ansicht eines längs Linie III-III gemäß Fig. 2 genommenen Schnittes.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Gangwerk 1 eines Kreuzspul-Anzeigeinstrumentes einen Spulen­ träger 11 auf, auf dem ein Paar senkrecht zueinan­ der gewickelter Windungen 12 angeordnet ist. Ein scheibenförmiger Magnetrotor 13 mit an ihm gebil­ deten S- und N-Polen ist innerhalb der Windungen 12 und des Spulenträgers 11 angeordnet. Der Magnetrotor 13 besitzt eine Rotorwelle 14, die dreh- und verschiebungsfest an ihm befestigt ist und die sich in der Mitte des Rotors 13 durch die­ sen hindurcherstreckt. Die Rotorwelle 14 ist durch den Spulenträger 11 drehbar abgestützt. Ein erstes Ende der Welle 14 erstreckt sich vom Spulenträger 11 weg, wobei ein Zeiger 15 an diesem sich weger­ streckenden freien Ende der Rotorwelle 14 befe­ stigt ist.

Der Spulenträger 11 ist an einer bezüglich seiner axialen Länge praktisch mittig gelegenen Stelle in zwei Spulenträgersektionen beziehungsweise -teil­ stücke 11a und 11b geteilt, die in Längsrichtung der Rotorwelle 14 einander benachbart sind. Die zwei Spulenträgerteilstücke 11a und 11b liegen derart aneinander an, daß sie einen Freiraum 11c zwischen sich definieren, in dem der Magnetrotor 13 angeordnet ist. Ein erstes Spulenträgerteil­ stück 11a weist ein in ihm eingeformtes erstes Lagerloch 11a¹ auf, und ein erster Endbereich der Rotorwelle 14, der sich vom Magnetrotor 13 weger­ streckt, ist durch dieses erste Lagerloch 11a¹ für Aufnahme von Radiallast drehbar gelagert. Ein zweites Spulenträgerteilstück 11b weist ein in ihm eingeformtes zweites Lagerloch 11b¹ auf, und ein zwei­ ter Endbereich der Rotorwelle 14 ist durch das zweite Lagerloch 11b¹ für Aufnahme von Radial- und Axialdruckbelastungen drehbar gelagert.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß auf der nach oben weisenden Oberfläche des Magnetrotors 13, durch welche hindurch sich der erste Endbereich der Rotorwelle 14 vom Magnetrotor 13 in das erste Lagerloch 11a¹ des ersten Spulenträgerteilstückes 11a des Spulenträgers 11 so erstreckt, daß seine Radiallast durch das Lagerloch 11a¹ aufgenommen wird, ein Ölreservoir 13c gebildet ist, das aus einer Ausnehmung zur Aufnahme von als viskose Dämpfungsflüssigkeit dienendem Siliconöl 16 besteht. Ein Dämpfungsvorsprung 11a² in Form eines sich von der Peripherie des ersten Lagerloches 11a¹ des ersten Spulenträgerteilstückes 11a weger­ streckenden zylindrischen Körpers ist in das Ölre­ servoir 13c eingeführt und in das in dem Reservoir 13c enthaltene Siliconöl 16 eingetaucht.

Wie in der Querschnittsansicht gemäß Fig. 3 gezeigt, weist der zylindrische Dämpfungsvorsprung 11a² in ihn eingeformte Schlitze 11a³ auf, wobei sich die Schlitze 11a³ radial vom ersten Lagerloch 11a¹ in gleichen Winkelabständen von 90° zueinan­ der erstrecken. Folglich besitzt der Dämpfungsvor­ sprung 11a² einen auf diese Weise vergrößerten Oberflächenbereich, und ein Teil des im Ölreser­ voir 13c enthaltenen Siliconöls 16 tritt in die Schlitze 11a³ ein. Bei Eintreten eines Teils des im Ölreservoir 13c enthaltenen Siliconöls 16 in die Schlitze 11a³ des am Spulenträgerteilstück 11a gebildeten Dämpfungsvorsprunges 11a² kann die durch die Drehbewegung des Magnetrotors 13 bewirkte Rotation des Siliconöls 16 im Reservoir 13c eingeschränkt werden, und diese Einschränkung wiederum dämpft die Drehbewegung des Magnetrotors 13.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist der Magnetrotor 13 frei um die Achse der Rotor­ welle 14 drehbar, wenn den Wicklungen 12 keine Elektrizität zugeführt wird, während dann, wenn gewisse Elektrizität den Wicklungen 12 zugeführt wird, der Magnetrotor 13 zu einer Drehbewegung um einen bestimmten Winkel angetrieben wird.

Obgleich nicht gezeigt, ist an einer Stelle ober­ halb der Rotorwelle 14 eine Haarfeder festgelegt, wobei ein Ende derselben am Spulenträger 11 befe­ stigt ist. Die Haarfeder beaufschlagt die Rotor­ welle 14 kraftmäßig in der Weise, daß die Rotor­ welle 14 in eine vorbestimmte Nullstellung zurück­ kehrt, wenn den Windungen 12 keine Elektrizität zugeführt wird und demgemäß der Magnetrotor 13 frei drehbar ist.

Wenn ein bestimmter elektrischer Strom als Antriebssignal jeder der beiden Windungen 12 zuge­ führt wird, wird der Magnetrotor 13 in Abhängig­ keit von einem Kombinations-Magnetfeld, das sich aus der Kombination der durch die Windungen 12 erzeugten Magnetfelder ergibt, um einen bestimmten Winkelausschlag, welcher der zu messenden Größe entspricht, in Drehbewegung versetzt. Diese Dreh­ bewegung des Magnetrotors 13 bewirkt, daß die mit dem Magnetrotor dreh- und verschiebungsfest ver­ bundene Rotorwelle 14 sich dreht, wodurch dem Zeiger 15 über einer (nicht gezeigten) Skalen- beziehungsweise Anzeigenscheibe eine Winkelaus­ lenkung vermittelt wird, um die gemessene Größe anzuzeigen.

Wenn das Anzeigeinstrument in einem Fahrzeug installiert wird, kommt es in einer Umgebung zum Einsatz, welche das Risiko mit sich bringt, daß das Instrument durch die Fahrzeugbewegung verur­ sachter Vibration ausgesetzt ist. In solchen Fäl­ len tritt bei Auslenkung beziehungsweise Versatz des Magnetrotors 13 in Lagerdruckrichtung der Rotorwelle 14 eine dieser Auslenkung beziehungs­ weise diesem Versatz entsprechende Vergrößerung des Oberflächenbereichs des Teils beziehungsweise Bereichs des Dämpfungsvorsprunges 11a² auf, der in das im Ölreservoir 13c enthaltene Siliconöl einge­ taucht ist. Dieser Anstieg bewirkt eine Vergröße­ rung der Dämpfungskraft, welche der Dämpungsvor­ sprung 11a² auf das Siliconöl 16 ausübt. Somit wird die Dämpfungskraft gerade dann vergrößert, wenn Vibration stattfindet und demgemäß das Wirk­ sammachen von Dämpfungskraft erforderlich ist, wodurch ermöglicht wird, eine stabile Dämpfungs­ wirkung auszuüben und somit durch Vibration bewirkter Oszillation des Zeigers wirkungsvoll zu begegnen.

Kurzgesagt vergrößert sich gemäß der Erfindung dann, wenn das Anzeigeinstrument in einem Fahrzeug installiert ist und somit in einer Umgebung zum Einsatz kommt, in der das Instrument durch die Fahrzeugbewegung verursachter Vibration ausgesetzt werden kann, in dem Augenblick, wo der Magnetrotor durch solche Vibration in Axialdruckrichtung der Rotorwelle ausgelenkt beziehungsweise verschoben wird, der Oberflächenbereich des Teils oder Bereiches des Dämpfungsvorsprunges, der in die in der Ausnehmung enthaltene viskose Dämpfungsflüssigkeit eingetaucht ist, um einen Betrag, welcher der Auslenkung beziehungsweise dem Versatz des Magnetrotors entspricht, so daß die vom Dämpfungsvorsprung auf die viskose Flüssigkeit ausgeübte Dämpfungskraft sich vergrößert. Da die Dämpfungskraft gerade in dem Augenblick der Vibration vergrößert wird, das heißt genau dann, wenn Dämpfungskraft benötigt wird, kann eine stabile Dämpfungswirkung erzielt und einer Oszillation des Zeigers wirksam begegnet werden.

Claims (3)

1. Kreuzspul-Anzeigeinstrument, bei dem eine Kreuzspule ein Paar auf einem Windungsträger (11) senkrecht zuein­ ander gewickelter Windungen (12, 12) aufweist und bei dem zwei Endbereiche einer sich von einem innerhalb dieser Kreuzspule angeordneten Magnetrotor (13), der in Abhängigkeit von einem Kombinations-Magnetfeld, das sich aus der Kombination der durch diese Windungen (12, 12) bei Zuführung gewisser Elektrizität zu diesen jeweils erzeugten Magnetfelder ergibt, für Drehbewegung in eine bestimmte Winkelstellung antreibbar ist, nach oben bzw. nach unten wegerstreckenden Rotorwelle (14) durch zwei im Spulenträger (11) gebildete Lager (11a¹, 11b¹) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der nach oben weisenden Oberfläche des Magnetro­ tors (13) eine eine viskose Flüssigkeit (16) zur Dämp­ fung aufnehmende Ausnehmung (13c) gebildet und ein sich von einem Teilstück (11a) des Spulenträgers (11) nach unten wegerstreckender bzw. vorstehender Vorsprung (11a¹) in diese Ausnehmung (13c) eingeführt und in die viskose Flüssigkeit (16) eingetaucht ist.

2. Kreuzspul-Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsvorsprung (11a²) ein sich von der Peripherie desjenigen (11a¹) der Lager (11a¹, 11b¹), das einen oberen Endbereich der Rotor­ welle (14) drehbar lagert, wegerstreckender zylindri­ scher Körper ist.

3. Kreuzspul-Anzeigeinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsvorsprung (11a²) sich vom zugeordneten Lager (11a¹) radial wegerstreckende Schlitze (11a³) aufweist.