DE4340708A1 - Zeigerinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeigerinstrument mit einem Meßwerk und einem mit einer Zeigerwelle des Meßwerks verbundenen Zeiger, sowie mit einer dem Zeiger zugeordneten, formangepaßten Skalie­ rung.

Unter formangepaßter Skalierung soll dabei eine solche ver­ standen werden, bei der die Verbindungslinie der einzelnen Skalenwerte der Skalierung von einem Kreisbogen abweicht, der durch die Spitze eines um eine gedachte ortsfeste Achse schwenk­ baren Zeigers erzeugt wird. Die Verbindungslinie der einzelnen Skalenwerte kann dabei durchaus ein Kreisbogen sein, dessen Mittelpunkt dann allerdings nicht mit der Schwenkachse des Zeigers zusammenfällt, es ist aber auch denkbar, die Verbin­ dungslinie stetig, aber nicht kreisbogenförmig gekrümmt oder gar annähernd entsprechend einer Geraden auszubilden.

Bei Zeigerinstrumenten, bei denen ein um eine ortsfeste Achse schwenkbarer Zeiger vorgesehen ist, weist die Zeigerspitze im Anzeigebereich des Zeigerinstrumentes unterschiedliche Abstände zum jeweiligen Skalenwert der formangepaßten Skalierung auf. Dies führt dazu, daß zumindest diejenigen Skalenwerte, bei denen die Zeigerspitze weiter beabstandet zum zugeordneten Skalenwert ist, schlecht ablesbar sind. Außerdem ist dort das optische Erscheinungsbild des Zeigerinstrumentes für den Betrachter gestört.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zeigerinstrument mit formangepaßter Skalierung zu schaffen, bei dem die Zeiger­ spitze trotz konstanter Zeigerlänge der Skala exakt folgen kann.

Gelöst wird die Aufgabe bei einem Zeigerinstrument der eingangs genannten Art dadurch, daß die Lage der Zeigerwelle mittels eines Antriebes veränderbar ist, derart, daß die Zeigerwelle äquidistant entlang einer Kurve zum jeweils vom Zeiger anzuzei­ genden Skalenwert bewegt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Zeigerinstrument werden damit zwei Bewegungen überlagert, nämlich die Schwenkbewegung des Zeigers durch die Ansteuerung des Meßwerkes, um den konkreten Meßwert, beispielsweise die Drehzahl eines Motores oder die Geschwindig­ keit eines Fahrzeuges anzugeben, ferner wird über einen Antrieb, der insbesondere einen Elektromotor aufweist, die Lage der Zeigerwelle verändert. Dies führt zu einer quasi Verkürzung bzw. Verlängerung des Zeigers, so daß bei entsprechender Ansteuerung des Antriebes die Zeigerwelle äquidistant entlang einer Kurve zum jeweils vom Zeiger anzuzeigenden Skalenwert bewegt wird und damit die Zeigerspitze der Verbindungslinie der einzelnen Skalenwerte der Skalierung folgt.

Die Ortsverlagerung der Zeigerwelle kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Es wird als bevorzugt angesehen, wenn das Meßwerk mit einer Trägerplatte verbunden ist, die mittels des Antriebes um eine parallel zur Zeigerwelle angeordnete Achse schwenkbar ist. Dies bedeutet, daß das Meßwerk mit der diesem stationär zugeordneten Zeigerwelle aufgrund der Verbindung des Meßwerkes mit der Trägerplatte ortsveränderlich ist, nämlich um die parallel zur Zeigerwelle angeordnete Schwenkachse der Trägerplatte. Da die Achse der Zeigerwelle beabstandet zur Schwenkachse der Trägerplatte angeordnet ist, führt eine Schwenkbewegung der Trägerplatte zu einer Ortsveränderung der Zeigerwelle und damit der Zeigerspitze mit einer Bewegungskom­ ponente in Längsrichtung des Zeigers, so daß die Zeigerspitze der formangepaßten Skalierung folgen kann.

Der Antrieb, der insbesondere als Elektromotor ausgebildet ist, ist zweckmäßig über ein Getriebe mit der Trägerplatte bewegungs­ gekoppelt. Die Trägerplatte ist vorteilhaft als sich zumindest über einen Teilkreis erstreckende Scheibe ausgebildet, die konzentrisch zu ihrem Kreismittelpunkt mit einer Verzahnung versehen ist, wobei mit der Verzahnung ein vom Antrieb beauf­ schlagbares Getrieberad zusammenwirkt. Vorteilhaft ist die Verzahnung am Kreisbogenumfang der Trägerplatte angeordnet, somit als Außenverzahnung ausgebildet. Die Verzahnung sollte sich über einen Kreisbogen von mindestens 180° erstrecken, womit gewährleistet ist, daß mit dem Zeiger ein Winkel von mindestens 90° bestrichen werden kann.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Meßwerk und der Antrieb gemeinsam angesteu­ ert werden. Der dem Meßwerk zugeleitete Meßwert wird in üblicher Art und Weise in eine entsprechende Schwenkstellung des Zeigers relativ zum Meßwerk umgesetzt, während eine mit diesem Meßwert korrelierende Ansteuerungsgröße für den Antrieb zu einer Veränderung der Lage der Zeigerwelle führt, die bedingt, daß die Zeigerspitze mit dem dem Meßwert zugeordneten Skalenwert der formangepaßten Skalierung korreliert.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Figuren selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist die Erfindung anhand zweier Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zeigerinstrumentes mit einer formangepaßten Skalierung, die entlang eines Kreisbogens verläuft und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zeigerinstrumentes mit einer formangepaßten Skalierung, die annähernd entlang einer Geraden verläuft.

Fig. 1 zeigt ein Zeigerinstrument 1 mit einem Meßwerk 2, das extern angesteuert wird, beispielsweise über ein Element zum Erfassen der Drehzahl eines Motores. Die Ausgangswelle des Meßwerkes 2 ist als Zeigerwelle 3 ausgebildet. Mit dieser ist ein Zeiger 4 drehfest verbunden, das heißt, es führt der Zeiger 4 bei einer Schwenkbewegung der Zeigerwelle 3 eine entsprechende Schwenkbewegung durch. Mit der Bezugsziffer 5 ist eine dem Zeiger 4 zugeordnete Skalierung bezeichnet. Diese verläuft entlang eines Kreisbogens 6, dessen Mittelpunkt mit der Bezugs­ ziffer 7 bezeichnet ist. Der Anzeigebereich, der im linken Abschnitt des Zeigerinstrumentes 1 gezeigt ist, erstreckt sich über einen Winkel, der geringer ist als 90°. Der rechte Bereich des Zeigerinstrumentes ist für weitere, vorliegend nicht interessierende Anzeigen vorgesehen. Die Zahlenwerte der Skalierung 5 reichen vom Wert 0 bis zum Wert 20 und versinn­ bildlichen die Drehzahlwerte des Motors von 0 Umdrehungen pro Minute bis 2000 Umdrehungen pro Minute.

Fig. 1 verdeutlicht den Zeiger 4 in seiner dem Drehzahlwert 0 zugeordneten Stellung, bei der die Drehachse 8 der Zeigerwelle 3 beabstandet zum Mittelpunkt 7 der Skalierung 5 angeordnet ist. Würde im Betrieb des Zeigerinstrumentes 1 das Meßwerk 2 statio­ när verbleiben, das heißt, der Zeiger 4 um die Drehachse 8 schwenken, hätte dies zur Folge, daß sich die Zeigerspitze 9 entlang der strichpunktierten Linie 10 bewegen würde und damit nicht auf einer Linie, die äquidistant zum Kreisbogen 6 ver­ läuft, wie sie durch die strichlierte Linie 11 verdeutlicht ist.

Um zu gewährleisten, daß eine Bewegung der Zeigerspitze 9 entlang dieser Linie 11 erfolgt, ist die Bewegung des Zeigers 4 durch Ansteuerung des Meßwerkes 2 mit einer Bewegung einer angetriebenen Trägerplatte 12 gekoppelt, die das Meßwerk 2 aufnimmt.

Die Trägerplatte 12 ist als Kreisscheibe mit Außenverzahnung 13 ausgebildet und um eine ortsfeste Mittelachse 14 drehbar gelagert. Die ortsfeste Lagerung erfolgt beispielsweise auf einer nicht näher gezeigten Lagerplatte, die gleichfalls einen Elektromotor 15 aufnimmt, der über ein Getriebe 16 bewegungs­ schlüssig mit der Außenverzahnung 13 der Trägerplatte 12 verbunden ist.

Das Meßwerk 2 ist mit der Trägerplatte 12 fest verbunden, derart, daß die Drehachse 8 der Zeigerwelle 3 parallel zur Mittelachse 14 der Trägerplatte 12 verläuft. Über den Drehzahl­ geber werden das Meßwerk 2 und der Elektromotor 15 gemeinsam angesteuert. Dies bedingt eine überlagerte Bewegung des Zeigers 4, die aus der Schwenkbewegung der Zeigerwelle 3 und der Bewegung des Meßwerkes 2 infolge der Verstellung der Träger­ platte 12 herrührt. Verdeutlicht ist in Fig. 1 der Weg der Drehachse 8 der Zeigerwelle 3 bei einer Schwenkbewegung der Trägerplatte 12 um 180°. Diese Figur veranschaulicht, daß ausgehend von der gezeigten Nullstellung des Zeigers, die Drehachse 8 der Zeigerwelle 3 entlang eines Kreisbogens 17 um die Mittelachse 14 der Trägerplatte 12 herumgeführt wird, wobei die Drehachse 8 bei Erreichen der Zeigerstellung, die dem Skalenwert 20 entspricht, die durch die Bezugsziffer 18 ver­ deutlichte Position einnimmt. Während das Meßwerk 2 somit die normale Schwenkbewegung des Zeigers 4 vorgibt, bedingt die überlagerte Bewegung des Meßwerkes 2 durch das Verschwenken der Trägerplatte 12 eine Ortsverlagerung der Drehachse 8 des Zeigers 4 im Sinne einer quasi Verkürzung des Zeigers, so daß die Zeigerspitze 9 entlang der Linie 11 geführt wird.

Fig. 2 zeigt in weiter vereinfachter Darstellung die Verhält­ nisse bei einer annähernd entlang einer Geraden verlaufenden Skalierung, wie sie durch die strichlierte Linie 11 wiedergege­ ben ist. Verdeutlicht ist dort wiederum eine Drehzahlanzeige für die Skalenwerte von der gezeigten Zeigerstellung Drehzahlwert 0 bis zum maximalen Drehzahlwert 15, der einer Motordrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute entspricht. Mit der Ausführungsform nach Fig. 1 übereinstimmende Teile sind der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, würde dann, wenn der Zeiger 4 um eine ortsfeste Drehachse 8 schwenkbar wäre, die Zeigerspitze entlang der strichpunktierten Linie 10 geführt werden und der Zeiger 4 dabei die schraffierte Fläche 19 beschreiten. Damit die Zeigerspitze annähernd der geraden Linie 11 folgt, wird dort über nicht näher dargestellte Mittel das Meßwerk 2, verdeutlicht durch die Drehachse 8 von dessen Zeigerwelle 3, ausgehend von dem durch die Bezugsziffer 8 verdeutlichten Punkt entlang einer geschlos­ senen Schleife in Richtung der Pfeile A zum Endpunkt 18 bewegt. Die Bewegung des Meßwerkes 2 entlang dieser Schleife 20 kann beispielsweise durch eine entsprechend gestaltete Steuerkurve erfolgen. Bei einer Bewegung der Drehachse 8 entlang der Schleife 20 wird der Zeiger 4, ausgehend von der Zeigerstellung nach Fig. 22, bis zum Erreichen der unteren Totpunktstellung 21 auf der Schleife 20 in seiner Zeigerlänge quasi verkürzt und auf dem Weg zum Endpunkt 18 quasi verlängert, so daß die Zeiger­ spitze 9 der Linie 11 folgt.

Beide Ausführungsformen veranschaulichen, daß die Lage der Zeigerwelle 3 mittels des Antriebes durch den Elektromotor 15 und das Getriebe 16 veränderbar ist, derart, daß die Zeigerwelle 3 äquidistant entlang einer Kurve 17 bzw. 20 zum jeweils vom Zeiger 4 anzuzeigenden Skalenwert bewegt wird.

Claims (9)

1. Zeigerinstrument mit einem Meßwerk und einem mit einer Zeigerwelle des Meßwerks verbundenen Zeiger, sowie mit einer dem Zeiger zugeordneten, formangepaßten Skalierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Zeigerwelle (3) mittels eines Antriebes (15, 16) veränderbar ist, derart, daß die Zeigerwelle (3) äquidistant entlang einer Kurve (17, 20) zum jeweils vom Zeiger (4) anzuzeigenden Skalen­ wert bewegt wird.

2. Zeigerinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierung (5) entlang eines Kreisbogens (6) verläuft.

3. Zeigerinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierung (5) annähernd entlang einer Geraden (11) verläuft.

4. Zeigerinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (2) mit einer Trägerplatte (12) verbunden ist, die mittels des Antriebes (15, 16) um eine parallel zur Zeigerwelle (3) angeordneter Achse (14) schwenkbar ist.

5. Zeigerinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Motor, insbesondere einen Elek­ tromotor (15) und ein Getriebe (16) umfaßt, wobei der Motor (15) über das Getriebe (16) mit der Trägerplatte (12) bewegungsgekoppelt ist.

6. Zeigerinstrument nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (12) als sich zu­ mindest über einen Teilkreis erstreckende Scheibe ausgebil­ det ist, die konzentrisch zum Kreismittelpunkt (14) mit einer Verzahnung (13) versehen ist, wobei mit der Ver­ zahnung (13) ein Getrieberad (16) zusammenwirkt.

7. Zeigerinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (12) eine Außenverzahnung aufweist.

8. Zeigerinstrument nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verzahnung (13) sich über einen Kreisbo­ gen von mindestens 180° erstreckt.

9. Zeigerinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (2) und der Antrieb (15, 16) gemeinsam angesteuert werden.