DE4340709A1 - Anzeigeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Anzeigeeinrichtungen der genannten Art dienen der Anzeige und Überwachung von Betriebszuständen von Maschinen und Geräten, in Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen ermöglichen sie dem Fahrzeugführer die Kontrolle über das Fahrzeug. Infolgedessen sollen die Anzeigeeinrichtungen unter allen vorkommenden Umgebungsbedingungen insbesondere unter stark wechselnden Lichtverhältnissen, stets rasch und eindeutig ablesbar sein.

Bei der Instrumentierung von Landfahrzeugen haben sich trotz des Aufkommens digitaler elektronischer Anzeigen analog anzeigende Zeigerinstrumente, bei denen der jeweilige Anzeigewert durch die Stellung eines über eine Skala spielenden Zeigers dargestellt wird, in großem Umfang behauptet. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß der Fahrzeugführer durch Erfahrung rasch ein Gefühl dafür entwickelt, welche Zeigerstellungen einen normalen oder wünschenswerten Betriebszustand widerspiegeln, so daß er in der Lage ist, diese Zeigerstellungen schnell und ohne besondere Aufmerksamkeit zu interpretieren.

Diese letzte Eigenschaft analog anzeigender Zeigerinstrumente kommt aber nur dann zum Tragen, wenn sich der Zeiger und auch die den Anzeigewert darstellenden Markierungen kontrastreich vom Hintergrund abheben. Ein grundsätzliches Problem beim Einsatz in Fahrzeugen besteht darin, daß für die gute Erkennbarkeit am Tage andere Kriterien gelten als für die Nacht. Es sind daher in der Vergangenheit zahlreiche Anstrengungen unternommen worden, die Erkennbarkeit solcher Zeigerinstrumente durch geeignete Farb- und/oder Beleuchtungswahl zu optimieren. So ist es für die Nachterkennung wichtig, daß die Instrumente zwar ausreichend, aber blendfrei ausgeleuchtet werden, damit die Nachtadaption der Augen des Fahrzeugführers nicht beeinträchtigt werden. Normale Farben für die Zeiger und Markierungen, die unter Tageslicht im Auflicht ausreichenden Kontrast zum Hintergrund entwickeln, können sich im Nachtbetrieb infolge von Streustrahlung und anderer Effekte nur ungenügend vom Hintergrund abheben.

Es ist daher für im Auflicht beleuchtete Zeigerinstrumente in Kraftfahrzeugen bereits vorgeschlagen worden, für den Farbanstrich von Zeigern und Markierungen der Skalen Farben zu verwenden, die unter Lichteinfluß zur aktiven Aussendung sichtbaren Lichts angeregt werden (fluoreszierende Farben). Vorzugsweise erfolgt diese Aktivierung durch den Anteil ultravioletter Strahlung im Tageslicht und dementsprechend auch durch künstliche Beleuchtung mit Lichtquellen, die einen hohen Anteil solcher Strahlung aussenden. Um den Kontrast zwischen den Zeigern und Markierungen der Skalen einerseits und dem Hintergrund andererseits weiter zu erhöhen und vor allem, um die stets auftretende störende Streustrahlung zu unterdrücken, ist es auch bekannt, durch entsprechende Filter den sichtbaren Anteil der Strahlung künstlicher Lichtquellen zurückzuhalten (sog. Schwarzlichtlampen). Unter dem Licht dieser Lampen erscheint der gesamte nicht mit UV-aktiven Farben versehene Hintergrund schwarz, während die fluoreszierenden Zeiger und Skalenmarkierungen hell erstrahlen. Für das die Instrumente zum Betrachter hin abschirmende Deckglas ist diese Maßnahme in dieser Form nicht durchführbar, da hierdurch die Erkennbarkeit der Anzeigewerte nicht mehr gegeben ist. Infolgedessen sind die fluoreszierenden Farben ungeschützt dem Sonnenlicht oder der davon herrührenden Streustrahlung mit einem ebenfalls hohen Anteil ultravioletter Strahlung ausgesetzt. Es ist seit langem bekannt, daß dadurch die Lebensdauer dieser Farben stark beeinträchtigt wird: Sie verblassen und büßen mit der Zeit auch ihre Fähigkeit zur Fluoreszenz ein.

Aus der US-PS 3 105 954 ist die Verwendung von Farben für Verkehrsleiteinrichtungen bekannt, die so pigmentiert sind, daß sie unter Tageslichteinfluß Licht einer Wellenlänge oder eines Wellenlängengemischs reflektieren, während sie bei Dunkelheit durch eine Schwarzlichtquelle zur Fluoreszenz angeregt Licht einer anderen Wellenlänge ausstrahlen.

Die Anwendung dieser Technik auf Anzeigeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen ist in der US-PS 4 536 656 beschrieben. Dort sind für die Überwachung der Betriebszustände wichtige Markierungen oder Zeichen in Farben gedruckt, die je nach Beleuchtung durch das Tageslicht oder eine oder alternativ eine andere künstliche Lichtquelle in unterschiedlichen Farben erscheinen. Die unterschiedlichen künstlichen Lichtquellen werden dabei je nach der Erkennung des zu überwachenden Betriebszustandes als "normal" oder "unnormal" eingeschaltet. Die dafür erforderlichen mehrfach vorhandenen Lichtquellen und Schaltungen hierfür erscheinen sehr aufwendig und kostenträchtig. Wechselnde Hervorhebungen einzelner Zeichen unabhängig von der vorgegebenen Farbwahl beim Druck sind außerdem nicht möglich. Auch unterliegen die verwendeten Farben mit fluoreszierenden Pigmenten der schnellen Alterung durch den UV-Anteil des Sonnenlichts.

Aus der US-PS 4 841 155 ist eine Anzeigeeinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der die genannten Nachteile der Einrichtungen nach dem Stand der Technik dadurch beseitigt werden sollen, daß anstelle der Markierungen auf dem Zifferblatt die umgebende Fläche mit einer fluoreszierenden Farbe ausgelegt ist, wobei diese Farbe bevorzugt in einer Wellenlänge strahlt, wenn sie durch eine Schwarzlichtlampe beaufschlagt ist, und Licht einer anderen Wellenlänge reflektiert, wenn sie dem Tageslicht ausgesetzt ist. Die Markierungen, Ziffern und Zeichen sind darauf in gewöhnlicher weißer Farbe aufgedruckt. Mit dieser Ausbildung mag es zwar gelingen, eine unerwünschte Eigenschaft phosphorhaltiger Farben, nämlich ihre Ausbreitung über die ursprüngliche Begrenzung hinaus bei Alterung, zu unterdrücken, jedoch sind keine Vorkehrungen getroffen, die verwendete UV-aktive Farbe vor dem ständigen Einfluß entweder des Tageslichts oder der Strahlung der UV-Lichtquelle zu schützen. Sie altert daher schnell und erfüllt schon bald nicht mehr die ihr zugedachte Aufgabe, den Hintergrund der Anzeigeeinrichtung mit hohem Kontrast von den Markierungen, Ziffern und Zeichen abzuheben.

Aus der US-PS 2 428 792 ist ebenfalls eine Anzeigeeinrichtung im Kraftfahrzeug bekannt, bei der mehrere bevorzugt UV-Licht aussendende Lichtquellen zur Auflichtbeleuchtung verwendet werden. Das Zifferblatt ist dunkel gehalten und weist Ziffern und Markierungen aus einer Farbe auf, die unter Tageslicht eine Farbeindruck hervorruft, der dem ähnlich ist oder ganz entspricht, der bei Beleuchtung durch die UV- Lichtquelle entsteht, beispielsweise ist in beiden Fällen der Farbeindruck "gelb". Auch die Zeigerspitze ist mit der genannten Farbe versehen. Zur Abwehr des als schädlich für die Lebensdauer der zur Fluoreszenz fähigen Farbe erkannten Anteils von ultravioletter Strahlung im Tageslicht ist das Deckglas mit einer Filterscheibe unterlegt oder selbst als ein solches Filter ausgebildet. Für das in der US-PS angegebene Beispiel einer gelb reflektierenden und gelb fluoreszierenden Farbe ist hierfür ein Gelbfilter vorgesehen. Für eine Anzeigeeinrichtung mit mehreren Farben ist ein solches, nur eine Wellenlänge des sichtbaren Lichts durchlassendes, die gesamte Skala abdeckendes Filter nicht geeignet, weil damit die übrigen Farben für den Betrachter nicht oder nicht ausreichend sichtbar sind.

Dem gleichen Zweck dient das in der US-PS 4 424 449 gezeigte Deckglas eines verkehrsleitenden Zeichens. Dieses Deckglas weist eine UV-Strahlung filternde Wirkung auf und bewahrt so die fluoreszierenden Pigmente der auf dem Zeichentableau verwendeten Farben vor dem Ausblassen durch den UV-Anteil des Tageslichts. Während der lichtschwachen Tageszeit ist das Zeichen durch eingebaute UV-Lampen beleuchtet. Nachteilig ist der geringe Aufmerksamkeitswert des Zeichens am Tage, da die Anregung der fluoreszierenden Pigmente in den Farben dann nur durch den sichtbaren Teil des Tageslichts erfolgen kann und dementsprechend geringer ist als mit zusätzlicher UV-Anregung. Auch ist keine besondere Hervorhebung von Teilen des Zeicheninhalts vorgesehen oder möglich.

Schließlich ist es aus der US-PS 4 878 453 bekannt, die Zeiger von Anzeigeeinrichtungen durch eine feststehende Blende zeitweise abzudecken. Dabei erfaßt die Blende einen Bereich der Skala unterhalb des Nullpunktes und der Zeiger wird durch magnetische Kräfte unter die Blende gezogen, wenn er in die Nähe dieses Nullpunktes kommt. Durch diese Maßnahme soll ein einheitliches dunkles Erscheinungsbild der Anzeigeeinrichtung im ausgeschalteten Zustand erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeeinrichtung nach dem Gattungsbegriff anzugeben, die eine wesentlich höhere Lebensdauer der verwendeten fluoreszierenden Farben gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung zur Anzeige von Betriebszuständen, insbesondere in Fahrzeugen, mit wenigstens einem im Auflicht beleuchtbaren Zeigerinstrument, mit einem hinter einer Anzeigeebene angeordneten Meßwerk, dessen drehbar gelagerte Welle die Anzeigeebene durchdringt und an ihrem freien Ende einen über einer auf der Anzeigeebene aufgebrachten, aus Ziffern und/oder Markierungen bestehenden, kreissektorförmigen Skalierung spielenden Zeiger trägt, ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger eine UV-Strahlung absorbierende Kreisscheibe ist, deren Durchmesser so gewählt ist, daß ein Teil der Skalierung zum Betrachter hin ständig abgedeckt ist, daß an einer Stelle des Umfangs der Scheibe ein sektorförmiger Ausschnitt vorgesehen ist, der einen wechselnden Teil der Skalierung von der Abdeckung durch die Scheibe ausnimmt, und daß wenigstens der unter der Scheibe befindliche und von ihr abgedeckte Teil der Skalierung mit unter UV-Strahlung fluoreszierender Farbe aufgebracht ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß ständig der größte Teil der mit fluoreszierender Farbe aufgebrachten Skalierung gegen den Einfluß ultravioletter Strahlung durch die Scheibe abgedeckt ist und daher weniger altert. Ferner ist vorteilhaft, daß beim Übergang von Tageslichtbeleuchtung zu künstlicher Beleuchtung mit UV-Licht und umgekehrt kein Wechsel des Farbeindrucks der Skalierung auftritt, so daß bei gleichzeitigem Einfluß beider Lichtquellen keine störenden Mischfarben auftreten.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Scheibe für das Spektrum des sichtbaren Lichts transparent ist. Dadurch sind auch die augenblicklich von der Scheibe abgedeckten und daher nicht fluoreszierenden Teile der Skalierung sehr gut sichtbar.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Scheibe aus dotiertem Polymethylmetacrylat besteht. Hierdurch läßt sich die Masse der Scheibe und ihr Trägheitsmoment gering halten. Außerdem ist mit diesem Werkstoff eine kostengünstige Fertigung möglich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung besteht eine zum Ausschnitt der Scheibe hin weisende Zeigermarkierung aus einem aufgebrachten Zeigerkörper. Dieser Zeigerkörper erlaubt die freie Gestaltung des Instrumentenzeigers ohne Einschränkung durch die Scheibenabmessungen.

Vorteilhaft gleicht bei der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung die Masse des Zeigerkörpers und dessen Moment die durch den Ausschnitt hervorgerufene Unwucht der Scheibe aus. Dies ermöglicht in einfacher Weise die Herstellung eines bereits vollkommen ausgewuchteten sektorförmig ausgeschnittenen Scheibenzeigers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 schematisch die Anzeigeeinrichtung in der Draufsicht, Fig. 2 ebenfalls schematisch die gleiche Anzeigeeinrichtung in Seitenansicht. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion sind in der Zeichnung mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Anzeigeeinrichtung weist unterhalb einer Anzeigeebene 1 ein elektrisch angetriebenes Meßwerk 2 auf, dessen Zeigerwelle 3 durch eine Öffnung der Anzeigeebene 1 ragt. Zentrisch um die Zeigerwelle 3 ist auf der Anzeigeebene 1 eine Skalierung 4 und Ziffern 5 aufgebracht. Skalierung 4 und Ziffern 5 bestehen aus einer Farbe, deren Pigmente unter dem Einfluß ultravioletter Strahlung in einer Farbe aufleuchten (fluoreszieren), während sie ohne UV-Bestrahlung in einer anderen Farbe erscheint. Genauer gesagt, ist die verwendete Farbe von einem Typ, dessen Pigmente das auffallende sichtbare Licht annähernd ungebrochen reflektieren, z. B. weißes Licht weitgehend zurückwerfen und dadurch weiß erscheint. Gleichzeitig weisen dieselben Pigmente, oder im Falle der Verwendung eines Pigmentgemischs eine andere Gruppe von Pigmenten, die Eigenschaft der Fluoreszenz auf und erstrahlen bei Bestrahlung durch eine UV-Lichtquelle aktiv in einer abweichenden Farbe. Je nach der chemischen Zusammensetzung der Pigmente erfolgt diese Strahlung in einer solchen Wellenlänge, daß die mit dieser Farbe dargestellten Markierungen und Ziffern kräftig rot oder grün oder auch gelb erscheinen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten die Pigmente Yttrium- Europium-Oxid, das bei auffallendem weißem (Tages)Licht weiß erscheint, aber rotes Licht emmitiert, wenn die Strahlungsquelle ultraviolettes Licht enthält.

Auf die Zeigerwelle 3 ist am freien Ende eine im wesentlichen kreisförmige Scheibe 6 aus einem zwar durchsichtigen, aber ultraviolette Strahlung absorbierenden Werkstoff aufgesteckt. Ein solcher Werkstoff ist z. B. ein Polymethylmetacrylat, das unter dem Handelsnamen "PLEXIGLAS" in dieser speziellen Einfärbung erhältlich ist. Der Durchmesser der Scheibe 6 ist so gewählt, daß die auf einem konzentrischen Kreis zur Zeigerwelle 3 auf der Anzeigeebene 1 aufgebrachten Ziffern 5 durch die Scheibe 6 abgedeckt sind, während die auf einem weiter außen liegenden zweiten konzentrischen Kreis angebrachten Markierungen 4 freiliegen. An einer Stelle des Umfangs der Scheibe 6 ist ein sektorförmiger Ausschnitt 7 vorgesehen, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß jeweils eine der auf dem inneren konzentrischen Kreis aufgebrachten Ziffern 5 unbedeckt von der Scheibe 6 ist. Auf diesen sektorförmigen Ausschnitt 7 zielt eine vom Zentrum der Scheibe 6 ausgehende oder dieses kreuzende strichförmige Markierung 8, die vorteilhaft mit zum im allgemeinen dunkel gehaltenen Untergrund der Anzeigeebene 1 kontrastiert, also beispielsweise weiß ausgelegt oder gedruckt ist.

Beim Betrieb der Anzeigeeinrichtung in einem Fahrzeug wird das Meßwerk 2 durch (nicht dargestellte) elektrische Einrichtungen aktiviert und die Zeigerwelle 3 je nach der Größe der darzustellenden Meßwerte mehr oder weniger weit aus der Nullstellung verdreht. Mit der Zeigerwelle 3 ist die Scheibe 6 fest verbunden; sie dreht sich entsprechend mit der Zeigerwelle 3, die Scheibe 6 stellt also eine sogenannten Scheibenzeiger dar. Dabei spielt der sektorförmige Ausschnitt 7 über die Ziffern 5 und gibt jeweils eine aus der Überdeckung durch die Scheibe 6 frei und setzt diese Ziffer entweder der im Tageslicht enthaltenen ultravioletten Strahlung (Tagbetrieb) oder der Strahlung einer (nicht dargestellten) UV-Lichtquelle (Nachtbetrieb) aus. Die Richtung der auf die Anzeigeeinrichtung auftreffenden Strahlung ist in Fig. 2 durch die Schar paralleler Pfeile 9 angedeutet.

Infolge der auftreffenden ultravioletten Strahlung erstrahlen die mit der fluoreszierenden Farbe aufgebrachten Markierungen 4 um die Scheibe und die von dem Ausschnitt 7 in der Scheibe 6 freigegebene aktuelle Ziffer in auffälliger Weise in hellem Rot, während die für die Beurteilung des augenblicklichen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs nicht relevanten Ziffern nicht von der UV-Strahlung beaufschlagt werden und daher weiß erscheinen. Bei der Verwendung der Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs leuchtet also nur die Ziffer hellrot, die dem augenblicklichen Geschwindigkeitswert entspricht. Dadurch ist jeweils nur eine Ziffer der ultravioletten Strahlung ausgesetzt, wodurch sich die Lebensdauer der für die Ziffern verwendeten fluoreszierenden Farbe um ein Mehrfaches verlängert. Zusätzlich weist die Zeigermarkierung 8 auf diesen Wert hin. Dadurch erkennt der Fahrzeugführer auf einen Blick und in besonders einprägsamer Weise unmißverständlich seine gerade gefahrene Geschwindigkeit, so daß auf diese Weise ein erheblicher Beitrag zur Verkehrssicherheit geleistet ist.

Anstelle einer lediglich durch eine Farbmarkierung auf der Scheibe (6) aufgebrachter Zeiger kann ein Zeigerkörper (10) vorgesehen sein, dessen Spitze (11) in den Ausschnitt (7) ragt.

Claims (10)

1. Anzeigeeinrichtung zur Anzeige von Betriebszuständen, insbesondere in Fahrzeugen, mit wenigstens einem im Auflicht beleuchtbaren Zeigerinstrument, mit einem hinter einer Anzeigeebene angeordneten Meßwerk, dessen drehbar gelagerte Welle die Anzeigeebene durchdringt und an ihrem freien Ende einen über einer auf der Anzeigeebene aufgebrachten, aus Ziffern und/oder Markierungen bestehenden, kreissektorförmigen Skalierung spielenden Zeiger trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger eine UV- Strahlung absorbierende Kreisscheibe (6) ist, deren Durchmesser so gewählt ist, daß ein Teil der Skalierung (5) zum Betrachter hin ständig abgedeckt ist, daß an einer Stelle des Umfangs der Scheibe (6) ein sektorförmiger Ausschnitt (7) vorgesehen ist, der einen wechselnden Teil der Skalierung (5) von der Abdeckung durch die Scheibe (6) ausnimmt, und daß wenigstens der unter der Scheibe (6) befindliche und von ihr abgedeckte Teil der Skalierung (5) mit unter UV-Strahlung fluoreszierender Farbe aufgebracht ist.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) für das Spektrum des sichtbaren Lichts transparent ist.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) aus dotiertem Polymethylmetacrylat besteht.

4. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) eine zum Ausschnitt (7) hin weisende Zeigermarkierung (8) aufweist.

5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigermarkierung (8) aus einem aufgebrachten Zeigerkörper (10) besteht.

6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Zeigerkörpers (10) und dessen Moment die durch den Ausschnitt (7) hervorgerufene Unwucht der Scheibe (6) ausgleicht.

7. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (11) des Zeigerkörpers (10) in den Ausschnitt (7) ragt.

8. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, außerhalb des Durchmessers der Scheibe (6) liegender, kreissektorförmiger Teil der Skalierung (4) ebenfalls in einer unter UV-Strahlung fluoreszierender Farbe aufgebracht ist.

9. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unter UV-Strahlung fluoreszierenden Farbe für die Skalierung (4) und die unter UV-Strahlung fluoreszierenden Farbe für die Skalierung (5) von unterschiedlicher Zusammensetzung ist.

10. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unter UV- Strahlung fluoreszierende Farbe für die Skalierung (4, 5) Yttrium-Europium-Oxid enthält.