DE4136842A1 - Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden spulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät mit einander kreuzenden Spulen. Im Einzelnen betrifft die Erfindung eine Verbesserung von Anzeigevorrichtungen mit einander kreuzenden Spulen, wie sie vorzugsweise als in Kraftfahrzeuge montierbare Anzeigevorrichtungen verwendet werden, beispielsweise als Tachometer, als Drehzahlmesser, als Ladedruckanzeiger oder ähnliche, wobei die Anzeigevorrichtung ein Meßwerk aufweist, welches eine Anzeigewelle entsprechend der gemessenen Meßgröße antreibt, wobei die Anzeigewelle mit ihrem äußersten Ende im starren Preßverbund durch Einpassen in eine Öffnung eines Zeigers steht, wobei der Zeiger mit einer kalibrierten Skalenplatte zusammenwirkt, um den aktuellen Meßwert anzuzeigen.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird nachfolgend eine typische herkömmliche Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

Fig. 4 zeigt einen vertikalen Längsschnitt einer herkömmlichen Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen. Die Anzeigevorrichtung ist derart gestaltet, daß ein Paar von Spulen dazu geeignet sind, einander rechtwinklig überschneidende Magnetfelder durch Zuführen von elektrischem Strom auszubilden, wobei die Intensität sich entsprechend der Höhe der Meßgröße ändert, so daß ein Magnetrotor in Richtung des von dem Spulenpaar erzeugten zusammengesetzten magnetischen Felds gedreht wird, um die Höhe der Meßgröße mit Hilfe des von dem Magnetrotor gedrehten Zeigers in Verbindung mit der auf der Skalenplatte angeordneten Skala anzuzeigen.

Im Einzelnen, wie in Fig. 4 dargestellt ist, weist das Meßwerk 1 zum rotativen Antreiben der Anzeigewelle 1a entsprechend des Betrags der Meßgröße einen Spulenkern 11 auf, auf dessen äußerem Umfang zwei Spulen 12 derart angeordnet sind, daß sie einander überlappen und rechtwinklig schneiden. Ein scheibenförmiger Magnetrotor 13 mit einem Südpol und einem Nordpol ist drehbar in einem Hohlraum 11a des Spulenkerns 11 abgestützt; und eine Anzeigewelle 1a, die aus metallischen Werkstoff hergestellt ist, ist starr mit dem Magnetrotor 13 verbunden und erstreckt sich durch dessen Mittelteil. Die Anzeigewelle 1a ist in dem Spulenkern 11 derart drehbar gelagert, daß ihr eines Ende, d. h. das obere Ende der Anzeigewelle 1a wie in der Zeichnung dargestellt, nach oben aus dem Spulenkern 11 herausragt. Wenn die Spulen 12 erregt werden, dreht sich der Magnetrotor 13 zusammen mit der Anzeigewelle 1a um einen bestimmten Winkel.

Ein Wellenbund 15 für eine Spiral-Blattfeder 16 ist starr mit der Anzeigewelle 1a verbunden, wobei das innere Ende der Spiral-Blattfeder 16 an dem Wellenbund 15 und das äußere Ende der Feder an dem Spulenkern 11 befestigt ist. Wenn die Erregung der Spulen 12 abgeschaltet wird und der Magnetrotor nicht rotativ angetrieben wird, bewegt die Feder 16 die Anzeigewelle 1a in eine vorbestimmte Nullposition durch ihre Federkraft zurück.

Die Skalenplatte 18 ist mittels Befestigungsschrauben 19 fest mit dem Meßwerk 1 verbunden, und der äußerste Endteil der Anzeigewelle 1a ragt über die Skalenplatte 18 derart hinaus, daß ein aus Kunstharz-Werkstoff gefertigter Zeiger 20 im Preßverbund auf die Anzeigewelle 1a eingepaßt werden kann. Zu diesem Zweck ist der äußerste Endbereich der Anzeigewelle 1a leicht zugespitzt, um ein leichteres Einpassen in eine Preßverbund-Öffnung 20b zu ermöglichen, die in einem Vorsprung 20a des Zeigers 20 ausgebildet ist.

Darüberhinaus ist ein Meßwerkgehäuse 21 um den Spulenkern 11 herum vorgesehen, um das innere und äußere Magnetfeld zu schließen.

Bei der oben beschriebenen Anzeigevorrichtung, bei welcher der Zeiger 20 auf dem äußerste Ende der Anzeigewelle befestigt werden muß, wird zunächst der Zeiger 20 provisorisch auf das äußerste Ende der Anzeigewelle 1a aufgesteckt. In diesem Zustand wird den Spulen 12 ein elektrischer Strom zugeführt, dessen Stärke einer vorbestimmten Meßgröße entspricht. Beispielsweise wird für den Fall, daß die Anzeigevorrichtung als Tachometer benutzt wird, jeder Spule 12 ein elektrischer Strom zugeführt, dessen Stärke einer bestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise von 40 km/h, entspricht. Wenn die Spulen 12 erregt werden, wird die Lage des provisorisch auf der Anzeigewelle 1a befestigten Zeigers 20 so eingestellt, daß er in bezug auf die Skalenplatte diejenige Stellung einnimmt, die 40 km/h entspricht. Danach wird unter Beibehaltung der vorgenannten Stellung das äußerste Ende der Anzeigewelle 1a unter Einsatz von Kraft in die Preßverbund-Öffnung 20b durch Aufdrücken des Zeigers 20 eingesetzt, wodurch der Zeiger 20 in der geeigneten Stellung gehalten wird.

Wenn die Spulen 20 mit elektrischem Strom vorbestimmter Stärke entsprechend eines von der Meßgröße abgeleiteten Signals wie der Fahrzeuggeschwindigkeit oder ähnlichem erregt werden, wird der Magnetrotor 13 um einen der Höhe der Meßgröße entsprechenden Betrag durch den Einfluß des zusammengesetzten, von den Spulen erzeugten Magnetfelds gedreht, wodurch der Zeiger 20 durch die Drehung der Anzeigewelle 1a in eine vorbestimmte Stellung in bezug auf die Skalenplatte 18 gedreht wird. Im Ergebnis kann der Betrag der Meßgröße visuell durch Ablesen auf der Skala der Skalenplatte 18 wahrgenommen werden.

Wenn die Erregung der Spulen 12 abgeschaltet wird, wird der Rotor 13 durch die Federkraft der Spiralfeder 16 in die Nullstellung zurückgedreht.

Da jedoch bei der zuvor beschriebenen herkömmlichen Anzeigevorrichtung das äußerste Ende der Anzeigewelle 1a unter Einsatz von Kraft durch Aufdrücken des Zeigers 20 in dessen Preßverbund-Öffnung 20b eingesetzt wird, nachdem der Zeiger 20 in eine angenommene, visuell wahrgenommene Stellung in bezug auf die Skalenplatte 18 gebracht wurde, während den Spulen 12 ein elektrischer Strom zugeführt wird, der einem vorbestimmten Betrag der Meßgröße entspricht, tritt ein Fehler dadurch auf, daß eine kleine Relativdrehung zwischen der Anzeigewelle 1a und dem Zeiger 20 dadurch erzeugt wird, daß die Außenoberfläche der Anzeigewelle 1a oder die Innenwandoberfläche der Preßverbund- Öffnung 20b des Zeigers 20 beschädigt wird oder die Preßverbund-Öffnung 20b des Zeigers 20 leicht deformiert wird.

Wenn ein solcher zuvor beschriebener Fehler auftritt, wird der Zeiger 20 auf der Anzeigewelle 1a in einer von der vorbestimmten Anzeigestellung abweichenden Stellung befestigt, wodurch die Meßgenauigkeit durch den Zeiger verringert wird, was zu einem falschen Meßwert der momentan zu messenden Meßgröße führt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen zu schaffen, bei welcher eine Abweichung der Stellung eines Zeigers von einer vorbestimmten Stellung korrigiert werden kann, so daß der Zeiger starr auf eine Anzeigewelle in geeigneter Stellung relativ zu der Anzeigewelle befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gelöst, mit einem Spulenkern, um welchen ein Paar von Spulen derart gewickelt sind, daß sich diese einander überschneiden, wobei eine Oberfläche einer inneren, oberen Wand eines Hohlraums mit einer ersten Eingriffseinrichtung versehen ist; einem Magnetrotor, der drehbar in dem Hohlraum des Spulenkerns abgestützt ist und eine obere Oberfläche aufweist, die der Oberfläche der inneren, oberen Wand gegenüberliegend angeordnet ist und mit einer zweiten Eingriffseinrichtung versehen ist; einer Anzeigewelle, die fest mit einem Mittelteil des Magnetrotors verbunden ist, wobei die Anzeigewelle durch Erregen der Spulen mit elektrischem Strom entsprechend des Betrags der Meßgröße rotierend antreibbar ist; einem Zeiger, der auf die Anzeigewelle durch Einsetzen des äußersten Endes der Anzeigewelle in einer in dem Zeiger ausgebildete Preßverbund-Öffnung unter Krafteinsatz befestigt ist; und einer Skalenplatte mit einer darauf angebrachten Skala, die durch Zusammenwirken mit dem Zeiger den Betrag der Meßgröße anzeigt, wobei die erste Eingriffseinrichtung und die zweite Eingriffseinrichtung derart ausgebildet sind, daß sie miteinander im Eingriff gelangen, wenn die Anzeigewelle nach oben bewegt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt einer Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Konstruktion mit dem Magnetrotor und den damit verbundenen Einheiten dargestellt ist;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Magnetrotors der Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Konstruktion des Magnetrotors dargestellt ist, und

Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt einer herkömmlichen Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen.

In der Zeichnung sind identische oder ähnliche Elemente im Vergleich mit der herkömmlichen, anhand von Fig. 4 beschriebenen Anzeigevorrichtung mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Konstruktion mit dem Magnetrotor und den damit verbundenen Einheiten dargestellt ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist ein zylindrischer Vorsprung 13a auf der oberen Oberfläche des kreisrunden, scheibenförmigen Magnetrotors 13 an einer Stelle in der Nähe der äußeren Umfangskante des Rotors angeformt. Der Magnetrotor 13 ist drehbar in einem Hohlraum 11a eines Spulenkerns 11 abgestützt.

Darüberhinaus ist eine zylindrische Ausnehmung 11b in der oberen, inneren Wand des Spulenkerns 11 eingeformt, welche der oberen Oberfläche des Magnetrotors gegenüberliegend angeordnet ist, um mit dem zylindrischen Vorsprung 13a des Magnetrotors 13 in Eingriff gelangen zu können.

Nachfolgend wird die Funktion der in der zuvor beschriebenen Weise gestalteten Anzeigevorrichtung beschrieben.

Wenn der Zeiger 20 in einer von der vorbestimmten Stellung abweichenden Lage auf die Anzeigewelle 1a montiert wurde, während der äußerste Endbereich der Anzeigewelle 1a in die in dem Zeiger 20 ausgebildete Preßverbund-Öffnung 20b eingesetzt wurde, wird die Anzeigewelle 1a nach oben gezogen, während der Zeiger 20 festgehalten wird, um die zuvor genannte abweichende Lage korrigieren zu können. Das bewirkt, daß der zylindrische Vorsprung 13a in Eingriff mit der zylindrischen Ausnehmung 11b des Spulenkerns 11 gebracht wird. Solange diese Lage beibehalten wird, kann die Anzeigewelle 1a nicht gedreht werden. Jedoch kann der Zeiger 20 relativ zu der Anzeigewelle 1a durch Krafteinsatz gegen den durch die Preßkraft des Preßverbunds hervorgerufenen Widerstand gedreht werden, wenn der Zeiger 20 auf die Anzeigewelle 1a aufgesetzt ist. Infolgedessen wird die Abweichung der Lage dadurch korrigiert, daß der Zeiger 20 um einen der Abweichung entsprechenden Winkel derart in diejenige Richtung gedreht wird, daß die Abweichung kompensiert wird.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im einzelnen die Konstruktion des Magnetrotors dargestellt ist. Die Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch der Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei nur die nachfolgend beschriebenen Unterschiede vorhanden sind.

Im Einzelnen sind wie in Fig. 3 dargestellt eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Vorsprüngen 13b vorgesehen, wobei jeder einen dreieckigen Querschnitt hat und einstückig auf der oberen Oberfläche des Magnetrotors 13 angeformt ist und die Vorsprünge in gleichen Abständen in Umfangsrichtung zueinander im Randbereich des Magnetrotors um die Anzeigewelle 1a herum angeordnet sind. Entsprechend ist eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Ausnehmungen 11b (nicht dargestellt), wovon jede eine dreieckige Kontur aufweist, im Randbereich der oberen Wand des Spulenkerns 11 um ein Lagerloch für die Anzeigewelle 1a herum eingeformt, um mit den Vorsprüngen 13b in Eingriff gelangen zu können. Der Magnetrotor 13 ist drehbar in dem Spulenkern 11 abgestützt und die innere obere Oberfläche des Spulenkerns 11 mit den darin eingeformten Ausnehmungen 11b ist der oberen Oberfläche des Magnetrotors 13 gegenüberliegend angeordnet.

Gemäß dieser Konstruktion kann die abweichende Stellung des Zeigers 20 in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel korrigiert werden. Weil die Funktion der Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen nach dem zweiten Ausführungsbeispiel identisch der Funktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, ist eine wiederholte Beschreibung nicht erforderlich.

Bei den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen waren ein Vorsprung bzw. mehrere Vorsprünge an dem Magnetrotor 13 ausgebildet und eine Ausnehmung bzw. mehrere Ausnehmungen in den Spulenkern 11 eingeformt, um mit dem Vorsprung bzw. den Vorsprüngen des Magnetrotors in Eingriff gebracht werden zu können. Jedoch ist es auch möglich, den Vorsprung bzw. die Vorsprüngen an dem Spulenkern 11 auszubilden und eine Ausnehmung bzw. mehrere Ausnehmungen an dem Magnetrotor 13 vorzusehen. Ein wesentliches Merkmal ist allgemein darin zu sehen, daß Eingriffseinrichtungen miteinander in Eingriff gelangen, wenn die Anzeigewelle 1a nach oben gezogen wird, wozu auf der oberen Oberfläche des Magnetrotors 13 Eingriffseinrichtungen und auf der inneren oberen Oberfläche des Spulenkerns 11, die der oberen Oberfläche des Magnetrotors 13 in dem Hohlraum 11a des Spulenkerns 11 gegenüberliegend angeordnet ist, Eingriffseinrichtungen ausgebildet sind.

Aus der vorstehenden Beschreibung kann in dem Fall, in dem der Zeiger nicht in der korrekten Lage auf die Anzeigewelle eingepaßt wurde und sich durch Einsetzen des äußersten Endteils der Anzeigewelle unter Krafteinsatz in die Preßverbund-Öffnung eines Zeigers eine Lageabweichung ergeben hat, diese Lageabweichung dadurch korrigiert werden, daß die Anzeigewelle hochgezogen wird, wodurch die beiden Eingriffseinrichtungen in Eingriff miteinander gebracht werden. Infolgedessen kann der Zeiger starr in der geeigneten Stellung relativ zu der Anzeigewelle an die Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen montiert werden. Infolgedessen kann die Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen einen Betrag der Meßgröße mit hoher Genauigkeit anzeigen, während diese genauen Anzeigeeigenschaften jederzeit beibehalten werden.

Claims (10)

1. Anzeigevorrichtung mit einander kreuzenden Spulen, mit einem Spulenkern, um welchen ein Paar von Spulen derart gewickelt sind, daß sich diese einander rechtwinklig überschneiden, wobei eine Oberfläche einer inneren, oberen Wand eines Hohlraums mit einer ersten Eingriffseinrichtung versehen ist;
einem Magnetrotor, der drehbar in dem Hohlraum des Spulenkerns abgestützt ist und eine obere Oberfläche aufweist, die der Oberfläche der inneren, oberen Wand gegenüberliegend angeordnet ist und mit einer zweiten Eingriffseinrichtung versehen ist;
einer Anzeigewelle, die fest mit einem Mittelteil des Magnetrotors verbunden ist, wobei die Anzeigewelle durch Erregen der Spulen mit elektrischem Strom entsprechend des Betrags der Meßgröße rotierend antreibbar ist;
einem Zeiger, der auf die Anzeigewelle durch Einsetzen des äußersten Endes der Anzeigewelle in einer in dem Zeiger ausgebildete Preßverbund-Öffnung unter Krafteinsatz befestigt ist;
und einer Skalenplatte mit einer darauf angebrachten Skala, die durch Zusammenwirken mit dem Zeiger den Betrag der Meßgröße anzeigt, wobei die erste Eingriffseinrichtung und die zweite Eingriffseinrichtung derart ausgebildet sind, daß sie miteinander im Eingriff gelangen, wenn die Anzeigewelle nach oben bewegt wird.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Eingriffseinrichtung eine konkave Form und die zweite Eingriffseinrichtung eine konvexe Form hat.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Eingriffseinrichtung eine zylindrische Ausnehmung und die zweite Eingriffseinrichtung einen zylindrischen Vorsprung aufweist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Eingriffseinrichtung mit einer Mehrzahl von sich in Radialrichtung erstreckenden Ausnehmungen versehen ist, wovon jede eine dreieckige Kontur aufweist, und die zweite Eingriffseinrichtung eine Mehrzahl von sich in Radialrichtung erstreckende Vorsprünge aufweist, wovon jeder einen dreieckigen Querschnitt aufweist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Eingriffseinrichtung eine konvexe Form und die zweite Eingriffseinrichtung eine konkave Form hat.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Eingriffseinrichtung einen zylindrischen Vorsprung und die zweite Eingriffseinrichtung eine zylindrische Ausnehmung aufweist.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Eingriffseinrichtung eine Mehrzahl von sich in Radialrichtung erstreckende Vorsprünge aufweist, wovon jeder einen dreieckigen Querschnitt aufweist, und die zweite Eingriffseinrichtung mit einer Mehrzahl von sich in Radialrichtung erstreckenden Ausnehmungen versehen ist, wovon jede eine dreieckige Kontur aufweist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der äußerste Endbereich der Anzeigewelle leicht zugespitzt ist.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzeigewelle aus metallischem Werkstoff und der Zeiger aus Kunstharz- Werkstoff hergestellt ist.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein fest mit der Anzeigewelle verbundener Wellenbund und eine Spiral-Blattfeder vorgesehen sind, deren inneres Ende mit dem Wellenbund und deren äußeres Ende mit dem Spulenkern verbunden ist, wobei die Spiral-Blattfeder dazu dient, die Anzeigewelle in eine vorbestimmte Nullstellung zurückzubewegen, während die Erregung der Spulen mit elektrischem Strom abgeschaltet ist und der Magnetrotor deshalb nicht rotativ angetrieben wird.