DE4112640C2 - Kreuzspul-Anzeigeinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreuzspul- Anzeigeinstrument mit einer Kreuzspule, die ein Paar auf einem Spulenträger senkrecht zueinander gewickelte Windungen aufweist, mit einem innerhalb der Kreuzspule angeordneten Magnetrotor, der in Abhängigkeit von einem Kombinations-Magnetfeld, das sich aus der Kombination der durch diese Windungen bei Zuführung gewisser Elektrizität zu diesen jeweils erzeugten Magnetfelder ergibt, für Drehbewegung in eine bestimmte Winkelstellung antreibbar ist, und einer den Magnetrotor in Längsrichtung durchsetzenden Rotorwelle, die in einem radiale Belastung sowie einem radial und axiale Belastungen aufnehmenden, im Spulenträger gebildeten Lagern drehbar gelagert ist, bei dem zwischen dem Spulenträger und dem Magnetrotor eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, die eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Ausnehmung und mindestens einen darin eintretenden Vorsprung aufweist.

Ein derartiges Anzeigeinstrument ist aus der DE 38 43 580 A1 bekannt. Bei diesem Instrument ist die Ausnehmung in der dem radiale und axiale Belastungen aufnehmenden Lager benachbarten Innenoberfläche des Spulenträgers angeordnet. In diese mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Ausnehmung ragen zwei an der Unterseite des Magnetrotors befindliche Dämpfungsvorsprünge hinein. Eine derartige Konstruktion ist geeignet, eine Drehbewegung des Magnet­ rotors durch Flüssigkeitsreibung zu dämpfen und damit unnötige kleine Ausschläge des auf die Rotorwelle aufgesetzten Zeigers zu verhindern.

Wenn ein derartiges Anzeigeinstrument in einem Fahrzeug installiert ist und somit in einer Umgebung zum Einsatz kommt, in der das Instrument durch die Fahrzeugbewegungen verursachten Vibration ausgesetzt sein kann, besteht jedoch das Risiko, daß der Magnetrotor entgegen der axialen Druckrichtung der Rotorwelle ausgelenkt werden bzw. eine Versatzbewegung durchmachen kann. Im Zuge einer solchen Versatz- bzw. Auslenkbewegung des Magnetrotors treten die Dämpfungsvorsprünge etwas aus dem Silikon heraus. Hierdurch wird der Grad der Dämpfung merklich verringert. Auf diese Weise wird die Dämpfungskraft, die in gerade im Augenblick der Vibration benötigt wird, verringert, was zu einer instabilen Dämpfung führt.

Ein ähnliches Instrument zeigt die DD 2 67 803 A1. Auch hier ist an der Unterseite des Magnetrotors ein Dämpfungsvorsprung angeordnet, der in eine Ausnehmung an der Oberseite des Unterteils des Spulenträgers eingreift. Bei dieser Anordnung ist die den Magnetrotor tragende Trägerwelle ebenfalls nicht gegen axial vom Axial- und Radiallager weggerichtete Bewegungen gesichert. Treten bei Rüttelbewegungen Kräfte auf, die in dieser Richtung wirken, so taucht der Dämpfungszylinder etwas aus der Ausnehmung aus. Dabei wird die in die Ausnehmung eintauchende Mantelfläche des Dämpfungszylinders kleiner. Dies führt zu einer Verringerung der Dämpfungswirkung.

Weiterhin ist aus der DE-OS 16 16 039 ein Drehspulmeßwerk bekannt, bei dem sich eine Spule um einen festen Eisenkern dreht. Hier sind sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Eisenkerns Dämpfungseinrich­ tungen vorgesehen. Hierdurch ergibt sich eine aufwendige Konstruktion. Sofern nur eine Dämpfungseinrichtung vorge­ sehen sein sollte, findet sich keine Anregung, daß bei Verwendung einer einseitigen Spitzenlagerung der in die dämpfende Flüssigkeit eintauchende Vorsprung so angeordnet werden soll, daß er bei einer vom Radial- und Axiallager weggerichteten axialen Bewegung der mit dem Zeiger verbundenen Drehspule tiefer in diese Flüssigkeit eintauchen soll.

Angesichts der vorstehend beschriebenen Gesichtspunkte liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln ein Anzeigeinstrument vom Kreuzspultyp zu schaffen, das eine Dämpfungsstruktur auf­ weist, die in der Lage ist, die Dämpfungskraft selbst dann stabil auszuüben bzw. aufzubringen, wenn sie Vibrationen unterworfen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei einem Kreuzspulanzeigeinstrument der eingangs genannten Gattung die Ausnehmung in der von dem radiale und axiale Belastungen aufnehmenden Lager abgewandten Oberfläche des Magnetrotors angeordnet und der Dämpfungsvorsprung an dem Spulenträger sich in Richtung zu dem die radialen und axialen Belastungen aufnehmenden Lager erstreckend angebracht 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. In 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 Dämpfungsvor­ 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.

Kurz gesagt 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 mit einer Kreuzspule, die ein Paar auf einem Spulenträger (11) senkrecht zueinander gewickelte Windungen (12) aufweist, mit einem innerhalb der Kreuzspule angeordneten Magnet­ rotor (13), der in Abhängigkeit von einem Kombinations-Magnetfeld, das sich aus der Kombination der durch diese Windungen (12) bei Zu­ führung gewisser Elektrizität zu diesen jeweils er­ zeugten Magnetfelder ergibt, für Drehbewegung in eine bestimmte Winkelstellung antreibbar ist, und mit einer den Magnetrotor (13) in Längsrichtung durchsetzenden Rotorwelle (14), die in einem radiale Belastungen sowie einem radiale und axiale Belastungen aufnehmenden, im Spulenträger (11) gebildeten Lagern (11a₁, 11b₁) drehbar gelagert ist, bei dem zwischen dem Spulenträger (11) und dem Magnetrotor (13) eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, die eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Ausnehmung und mindestens einen darin eintretenden Vorsprung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13c) in der von dem radiale und axiale Belastungen aufnehmenden Lager (11b₁) abgewandten Oberfläche des Magnetrotors (13) angeordnet und der Dämpfungsvorsprung (11a₂) an dem Spulenträger (11) sich in Richtung zu dem die radialen und axialen Belastungen aufnehmenden Lager (11b₁) erstreckend angebracht ist.

2. Kreuzspul-Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsvorsprung (11a₂) ein zylindrischer Körper ist.

3. Kreuzspul-Anzeigeinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsvorsprung (11a₂) radiale Schlitze (11a₃) aufweist.