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Die
Erfindung betrifft ein Zeigerinstrument mit einem Meßwerk und
einem mit einer Zeigerwelle des Meßwerks verbundenen Zeiger,
sowie mit einer dem Zeiger zugeordneten, formangepaßten Skalierung.
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Unter
formangepaßter
Saklierung soll dabei eine solche verstanden werden, bei der die
Verbindungslinie der einzelnen Skalenwerte der Skalierung von einem
Kreisbogen abweicht, der durch die Spitze eines um eine gedachte
ortsfeste Achse schwenkbaren 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 Verbindungslinie stetig, aber nicht
kreisbogenförmig
gekrümmt
oder gar annähernd
entsprechend einer Geraden auszubilden.
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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.
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Aus
der
DE-PS 310 528 ist
ein Zeigerinstrument mit einem mit einer Zeigerwelle verbundenen Zeiger,
sowie mit einer dem Zeiger zugeordneten Form angepaßten Skalierung
bekannt, wobei die Lage der Zeigerwelle mittels eines Antriebes
veränderbar
ist. Hierbei ist die Skala spiralförmig ausgestaltet und der Zeiger
bewegt sich auf einer dieser angepaßten Bewegungsbahn.
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Die
DE-PS 361 431 beschreibt
eine Anzeige eines Meßinstruments
mit ebenfalls spiralförmiger Skala,
bei der ein Zeiger über
eine mit dem Zeiger fest verbundenen Zahnstange über ein Zahnrad derart angetrieben
wird, daß er
eine spiralförmige
Bewegung ausführt.
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Die
JP-A 63313016 beschreibt
ein Zeigerinstrument mit einem Zeiger, der um eine Drehachse drehbar
ist, wobei die Drehachse sich außerhalb der Zeigerlängsachse
befindet. Hierbei führt
die Zeigerspitze eine kreisbogenförmige Bewegung aus.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zeigerinstrument mit
formangepaßter
Skalierung zu schaffen, bei dem die Zeigerspitze trotz konstanter Zeigerlänge der
Skala exakt folgen kann.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch ein Zeigerinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs
1.
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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 Geschwindigkeit
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.
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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 Bewegungskomponente
in Längsrichtung
des Zeigers, so daß die
Zeigerspitze der formangepaßten
Skalierung folgen kann.
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Der
Antrieb, der insbesondere als Elektromotor ausgebildet ist, ist
zweckmäßig über ein
Getriebe mit der Trägerplatte
bewegungsgekoppelt. 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 beaufschlagbares 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.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, daß das
Meßwerk
und der Antrieb gemeinsam angesteuert 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.
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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.
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In
den Figuren ist die Erfindung anhand zweier Ausführungsformen beispielsweise
dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Zeigerinstrumentes mit einer formangepaßten Skalierung,
die entlang eines Kreisbogens verläuft und
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2 eine
schematische Darstellung eines Zeigerinstrumentes mit einer formangepaßten Skalierung,
die annähernd
entlang einer Geraden verlauft.
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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
Bezugsziffer 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
versinnbildlichen die Drehzahlwerte des Motors von 0 Umdrehungen
pro Minute bis 2000 Umdrehungen pro Minute.
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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 stationär 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 verläuft, wie sie
durch die strichlierte Linie 11 verdeutlicht ist.
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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.
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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 bewegungsschlüssig mit der Außenverzahnung 13 der Trägerplatte 12 verbunden
ist.
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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
Drehzahlgeber 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 Trägerplatte 12 herrührt. Verdeutlicht
ist in 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 verdeutlichte
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.
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2 zeigt
in weiter vereinfachter Darstellung die Verhältnisse bei einer annähernd entlang
einer Geraden verlaufenden Skalierung, wie sie durch die strichlierte
Linie 11 wiedergegeben 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 1 übereinstimmende
Teile sind der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Wie der 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 geschlossenen 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 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
Zeigerspitze 9 der Linie 11 folgt.
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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.