DE9112802U1

DE9112802U1 - Anzeigevorrichtung

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Publication number: DE9112802U1
Application number: DE9112802U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 1991-12-19
Anticipated expiration: 2001-10-16

Description

ANZEIGEVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Anzeigevorrichtungen dieser Gattung dienen zur elektromagnetisch betätigten optischen Anzeige. Durch Ansteuerung des Elektromagneten kann das Anzeigeelement in eine von zwei stabilen Stellungen gebracht werden, in der Regel in eine sichtbare und eine unsichtbare Stellung. Es kann eine einzige Anzeigevorrichtung mit einem Anzeigeelement vorgesehen sein; in den meisten Anwendungsfällen sind jedoch mehrere Anzeigevorrichtungen kombiniert, wobei die Anzeigeelemente beispielsweise zu einer Matrix-Anzeige oder zu einer Sieben-Segment-Anzeige angeordnet sind. Diese Anzeigevorrichtungen eignen sich insbesondere für großformatige Anzeigen, sind energiesparend, da sie nur für das Umschalten Strom benötigen, und sind robust und langlebig.

Bei den bekannten Anzeigevorrichtungen ist die Drehachse des das Anzeigeelement tragenden Drehorgans stets senkrecht zur Längsachse des Magnetkerns des Elektromagneten angeordnet. Bei einer aus DE 31 48 276 Al bekannten Anzeigevorrichtung ist das Drehorgan mit seiner Drehachse vor dem Ende des

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Magnetkerns angeordnet, wodurch sich ein großer Platzbedarf für die Anzeigevorrichtung ergibt. Bei einer aus DE 28 22 704 C2 bekannten Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Gattung ist das Drehorgan konzentrisch mit der Längsmitte des Magnetkerns angeordnet, so daß das Drehorgan den Magnetkern in der Ebene seiner Längsachse drehbar umschließt. Auch hierdurch ergibt sich ein erheblicher Platzbedarf. Außerdem ist eine aufwendige Lagerung des Drehorgans durch ein den Elektromagneten ebenfalls umschließendes Rohr notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die wenig Platz beansprucht und aus wenigen Einzelteilen mechanisch einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgeraäßen Anzeigevorrichtung ist im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik die Drehachse des Drehorgans parallel zur Längsachse des Magnetkerns angeordnet. Das Drehorgan, welches das Anzeigeelement trägt, ist dadurch in einer Ebene vor dem einen Ende des Magnetkerns drehbar. An dem Drehorgan sind zwei Permanentmagnete angebracht, die senkrecht zur Drehebene des Drehorgans und entgegengesetzt zueinander polarisiert sind. Bei dem einen Permanentmagneten ist somit der Südpol und bei dem anderen Permanentmagneten der Nordpol dem Magnetkern des Elektromagneten zugewandt. Die Permanentmagnete sind so beabstandet an dem Drehorgan angeordnet, daß je nach der Magnetisierungsrichtung des Magnetkerns des Elektromagneten jeweils einer der Permanentmagneten angezogen und der jeweils entge-

gengesetzt polarisierte abgestoßen werden. Durch Ummagnetisieren des Magnetkerns des Elektromagneten wird dadurch das Drehorgan zwischen zwei Anschlagstellungen hin- und hergeschwenkt und das Anzeigeelement wird zwischen seinen zwei stabilen Stellungen, z. B. der sichtbaren und der unsichtbaren Stellung verschwenkt.

Die Anschlagstellungen des Drehorgans sind so festgelegt, daß der jeweils von dem Elektromagneten angezogene Permanentmagnet nicht vollständig in fluchtende Anordnung zu dem Magnetkern des Elektromagneten gelangen kann. Dadurch ist gewährleistet, daß bei Ummagnetisierung des Magnetkerns auf den nun gleichnamig gepolten Permanentmagneten nicht nur eine axiale Abstoßungskraft wirkt, sondern auch eine radiale Abstoßungskraftkomponente, die das Drehorgan in Drehung versetzen kann. Aufgrund der magnetischen Remanenz des Magnetkerns des Elektromagneten ist zur Betätigung der Anzeigevorrichtung nur ein kurzer Stromstoß durch die Spule des Elektromagneten notwendig, um den Magnetkern zu magnetisieren. Der magnetisierte Magnetkern zieht den entsprechenden ungleichnamig gepolten Permanentmagneten an und hält dadurch das Drehorgan stabil in der entsprechenden Anschlagstellung, ohne daß es hierzu einer weiteren Energiezuführung bedarf. Erst ein entgegengesetzt gepolter Stromstoß durch die Spule des Elektromagneten bewirkt eine Ummagnetisierung des Magnetkerns und damit ein Verschwenken des Drehorgans, worauf nun der andere Permanentmagnet angezogen und das Drehorgan stabil in der anderen Anschlagstellung gehalten wird.

Die Anzeigevorrichtung ist äußerst platzsparend, da das Drehorgan zusätzlich zu dem Einbauvolumen des Elektromagneten nur noch die unmittelbar vor dem Elektromagneten senkrecht zu dessen Längsachse angeordnete Drehebene bean-

sprucht. Weiter ist eine äußerst einfache Montage des Elektromagneten und Lagerung des Drehorgans möglich. Der Elektromagnet kann zwischen zwei zu seiner Achse senkrechten Stirnwänden eines Gehäuses eingesetzt werden, wobei diese Stirnwände gleichzeitig die außerhalb des Umfangs des Elektromagneten liegende Drehachse des Drehorgans lagern. Schließlich kann die dem Drehorgan zugewandte Stirnwand des Gehäuses auch die Anschlagstellungen in äußerst einfacher Weise definieren, indem diese Stirnwand einen den Drehwinkel des Drehorgans festlegenden Ausschnitt aufweist, in welchen ein senkrecht zur Drehebene von dem Drehorgan abstehender Anschlagzapfen eingreift.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung besteht aus wenigen kostengünstigen Einzelteilen, so daß sich neben den geringen Herstellungskosten auch geringe Montagekosten ergeben. Insbesondere besteht die Anzeigevorrichtung aus folgenden Einzelteilen:

a) Das als Sichtfläche dienende Anzeigeelement,

b) das Drehorgan mit seiner Drehachse,

c) das Gehäuse,

d) der Elektromagnet, bestehend aus Magnetkern und Spule,

e) die zwei in das Drehorgan eingesetzten Permanentmagnete.

Die Teile a), b) und c) sind jeweils einstückige Kunststoffspritzteile. Zur Montage wird das Anzeigeelement an dem Drehorgan befestigt, die Permanentmagnete werden in das Drehorgan eingesetzt, das Drehorgan wird mit seiner Drehachse in das Gehäuse eingesetzt und der Elektromagnet wird in

das Gehäuse eingesetzt.

Die geringen Abmessungen der Anzeigevorrichtungen ermöglichen insbesondere eine unmittelbare platzsparende Anordnung auf einer Platine, die die Ansteuerungsschaltung aufweist. Die Anordnung der Anzeigevorrichtungen kann somit optimal nach der Form und Anordnung der Anzeigeelemente für den gewünschten Display gewählt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht der Anzeigevorrichtung,

Figur 2 eine Stirnansicht der Anzeigevorrichtung in der einen Betriebsstellung und

Figur 3 eine entsprechende Stirnansicht der Anzeigevorrichtung in der anderen Betriebsstellung.

Die Anzeigevorrichtung ist in einem Gehäuse 10 montiert, welches ein einstückiges Kunststoffspritzgußteil ist. Das Gehäuse 10 weist im wesentlichen Kastenform auf und hat zwei parallele Stirnwände 3, deren Form in den Figuren 2 und 3 zu sehen ist. Die Stirnwände 3 haben im wesentlichen guadratische Form, wobei in einer Ecke der Stirnwände 3 ein rechtwinkliger Ausschnitt 11 vorgesehen ist, der somit zwei zueinander senkrechte und zu den Seitenkanten der Stirnwand

3 parallele Anschlagkanten bildet. Zwischen die beiden Stirnwände 3 des Gehäuses 10 ist ein Elektromagnet eingesetzt, der aus einer Spule 4 und einem koaxial in die Spule

4 eingesetzten stabförmigen Magnetkern 6 aus einem Weicheisen geeigneter magnetischer Remanenz besteht. Der Magnetkern

6 ist mit seiner Längsachse senkrecht zu den Stirnwänden 3 angeordnet und wird mit seinen beiden jeweils über die Spule 4 hinausragenden Enden in Aussparungen der Seitenwände 3 eingelegt, so daß sich eine einfache Befestigung und Montage des Elektromagneten in dem Gehäuse 10 ergibt.

Außerhalb der einen, in Figur 1 linken Stirnwand 3 ist ein Drehorgan 2 angeordnet, das unmittelbar vor der Stirnwand 3 in einer zu dieser Stirnwand 3 parallelen Ebene um eine Drehachse 8 drehbar ist. Die Drehachse 8 verläuft parallel zur Längsachse des Magnetkernes 6 und außerhalb des Umfangs der Spule 4 in dem Gehäuse 10 und ist drehbar in den beiden Stirnwänden 3 gelagert. Das Drehorgan 2 und seine Drehachse 8 sind einstückig gespritzte Kunststoffteile. Die Drehachse 8 wird in dem Gehäuse 10 axial durch einen Sprengring gehalten, der auf das dem Drehorgan 2 entgegengesetzte Ende der Drechachse 8 aufgesetzt ist.

Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, weist das Drehorgan 2 die Form eines in der Drehebene liegenden T auf, wobei die Drehachse 8 an dem Ansatzpunkt des Längsarmes an den Querarmen des T angeordnet ist. In bezug auf die Drehachse 8 weist das Drehorgan 2 somit drei Arme auf. An dem über den Umfang des Gehäuses 10 hinausragenden Ende des Längsarmes ist ein Anzeigeelement 1 in Form eines langgestrecken dünnen Blattes befestigt. Das Anzeigeelement 1 bildet die Sichtfläche eines Segmentes einer Sieben-Segment-Anzeige .

Etwa in der Mitte des Längsarmes des Drehorgans 2 ist ein Anschlagzapfen 9 angespritzt, der senkrecht zur Schwenkebene von dem Drehorgan 2 absteht und in den Ausschnitt 11 der Stirnwand 3 eingreift. Der Anschlagzapfen 9 begrenzt in Zusammenwirken mit dem Ausschnitt 11 den Drehwinkel des

Drehorgans 2 auf 90°. Das Drehorgan kann somit zwischen der in Figur 2 gezeigten Anschlagstellung, in welcher das Anzeigeelement 1 nach oben in eine sichtbare Position geschwenkt ist, und einer in Figur 3 gezeigten Anschlagstellung verschwenkt werden, in welcher das Anzeigeelement 1 aus der sichtbaren in eine unsichtbaren Stellung der Sieben-Segment-Anzeige geschwenkt ist.

In die beiden Querarme des Drehorgans 2 ist jeweils ein tablettenförmiger Permanentmagnet 5 bzw. 7 in das Drehorgan 2 eingesetzt. Die beiden Permanentmagnete 5 und 7 sind parallel zur Drehachse 8 und damit parallel zur Längsachse des Magnetkerns 6 polarisiert, wobei sie jedoch entgegengesetzt zueinander polarisiert sind, so daß bei dem Permanentmagneten 5 der Nordpol der Stirnwand 3 zugewandt und der Südpol von dieser Stirnwand 3 abgekehrt ist, während bei dem Permanentmagneten 7 der Südpol der Stirnwand 3 zugewandt und der Nordpol von der Stirnwand 3 abgewandt ist.

Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Querarme des Drehorgans 2 so ausgebildet und die Permanentmagnete 5 und 7 so in diese Querarme eingesetzt, daß sich die verlängerte Fluchtlinie der Längs-Mittelachse des Magnetkerns 6 in jeder Schwenkstellung des Drehorgans 2 dessen Drehebene stets zwischen den beiden Permanentmagneten 5 und 7 schneidet. In der in Figur 2 dargestellten Anschlagstellung hat sich der Permanentmagnet 5 der Längsachse des Magnetkerns 6 maximal genähert und der Permanentmagnet 7 hat den maximalen Abstand von der Längsachse des Magnetkerns 6. Schwenkt das Drehorgan 2 in die andere in Figur 3 gezeigte Anschlagstellung, so bewegt sich der Permanentmagnet 5 zunehmend von der Längsachse des Magnetkerns 6 in der einen Richtung (nach oben) weg, während sich der Permanentmagnet 7 von der anderen Seite (von rechts) der Längsachse des Ma-

gnetkerns 6 nähert. Es ist dabei zu betonen, daß sich die beiden Permanentmagnete 5 und 7 in den beiden Anschlagstellungen jeweils nicht vollständig bis in eine axial fluchtende Ausrichtung mit der Längsachse des Magnetkerns 6 bewegen können. In beiden Anschlagstellungen bleibt vielmehr jeweils ein kleiner Winkelversatz zwischen der Mittel-Längsachse des Magnetkerns 6 und der Mittelachse des jeweiligen Permanentmagneten 5 bzw. 7.

Die Anzeigevorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Die Anzeigevorrichtung solle sich in der in Figur 2 gezeigten Anschlagstellung befinden. Der Magnetkern 6 des Elektromagneten ist so magnetisiert, daß sein in Figur 1 linkes, dem Drehorgan 2 zugewandtes Ende den magnetischen Südpol und sein rechtes Ende den magnetischen Nordpol bilden. Dem magnetischen Südpol des Magnetkerns 6 steht somit der Nordpol des Permanentmagneten 5 gegenüber. Der Permanentmagnet 5 wird von dem Magnetkern 6 angezogen und das Drehorgan 2 mit dem Anzeigeelement 1 wird in der in Figur 2 gezeigten Anschlagstellung durch die Magnetkraft gehalten.

Soll die Anzeigevorrichtung in die andere in Figur 3 gezeigte stabile Stellung umgeschaltet werden, so wird über die Steuerung der Spule 4 ein Stromstoß der Polarität zugeführt, die zu einer Ummagnetisierung des Magnetkerns 6 führt. Dadurch wird das in Figur 1 linke Ende des Magnetkerns 6 der magnetische Nordpol und das rechte Ende der Südpol. Nun steht der Nordpol des Magnetkerns 6 dem Nordpol des Permanentmagneten 5 gegenüber und stößt diesen magnetisch ab. Aufgrund des Winkelversatzes zwischen den Mittelachsen des Magnetkerns 6 und des Permanentmagneten 5 weist die magnetische Abstoßungskraft außer der axialen Komponente auch eine radiale Komponente auf, durch welche das Drehorgan 2 im

Uhrzeigersinn (in den Figuren 2 und 3) in Drehung gesetzt wird. Während sich der Permanentmagnet 5 aufgrund der magnetischen Abstoßung von dem Magnetkern 6 entfernt, nähert sich der Permanentmagnet 7 von der anderen Seite dem Magnetkern 6. Da der Permanentmagnet 7 entgegengesetzt zu dem Permanentmagneten 5 gepolt ist, kehrt er dem Magnetkern 6 seinen magnetischen Südpol zu und wird daher von dem Magnetkern 6 angezogen. Die auf den Permanentmagneten 7 von dem Magnetkern 6 ausgeübte magnetische Anziehungskraft nimmt zu, bis das Drehorgan 2 in die in Figur 3 gezeigte Anschlagstellung gelangt, in welcher der Magnetkern 6 aufgrund seiner remanenten Magnetisierung den Permanentmagneten 7 und damit das Drehorgan 2 festhält.

Aufgrund der magnetischen Remanenz des Magnetkernes 6 wird das Drehorgan 2 in den beiden Anschlagstellungen jeweils stabil festgehalten, bis der Magnetkern 6 durch einen entgegengesetzten Steuerstromimpuls ummagnetisiert wird. Zum Festhalten des Drehorgans 2 und damit des Anzeigeelements 1 in den beiden stabilen Stellungen ist daher keine Stromzufuhr zu der Spule 4 und damit kein Energieverbrauch notwendig.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Anzeigevorrichtung mit einem drehbar gelagerten Drehorgan, das um einen vorgegebenen Drehwinkel zwischen zwei Anschlagstellungen drehbar ist, mit einem an dem Drehorgan außermittig und parallel zu dessen Drehachse angebrachten Anzeigeelement, mit zwei an dem Drehorgan angeordneten Permanentmagneten und mit einem auf die Permanentmagnete einwirkenden Elektromagneten, der einen von einer Spule gesteuerten stabförmigen Magnetkern aufweist, wobei der Magnetkern je nach seiner Magnetisierungsrichtung durch seine Einwirkung auf die Permanentmagnete das Drehorgan in die eine oder die andere Anschlagstellung dreht und in dieser Anschlagstellung hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (8) des Drehorgans (2) und die Längsachse des Magnetkerns (6) parallel und im Abstand zueinander verlaufen, daß das Drehorgan (2) in einer Drehebene vor dem einen Ende des Magnetkerns (6) drehbar ist, daß die zwei Permanentmagnete (5, 7) mit zur Drehachse (8) paralleler, einander entgegengesetzter Polarisierung derart in der Drehebene voneinander beabstandet an dem Drehorgan (2) angeordnet sind, daß bei der Drehbewegung des Drehorgans (2) zwischen den Anschlagstellungen die Mittelachse des Magnetkerns (6) die Drehebene stets zwischen den Permanentmagneten (5, 7) schneidet und in jeder der beiden Anschlagstellungen jeweils der eine Permanentmagnet (5 bzw. 7) sich der Mittelachse des Magnetkerns (6) maximal

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von einer Seite nähert, während der andere Permanentmagnet (7 bzw. 5) sich von der Mittelachse nach der anderen Seite maximal entfernt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 der Elektromagnet zwischen zwei zur Mittelachse des Magnetkerns (6) senkrechten Stirnwänden (3) eines Gehäuses (10) eingesetzt ist und daß die Drehachse (8) des Drehorgans (2) außerhalb des Umfangs der Spule (4) des Elektromagneten in diesen Stirnwänden (3) gelagert ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehorgan (2) in seiner Drehebene im wesentlichen dreiarmig ausgebildet ist, wobei an einem Arm das Anzeigeelement (1) und an jedem der beiden anderen Arme jeweils einer der Permanentmagnete (5, 7) angeordnet ist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehorgan (2) einen außermittig zu seiner Drehachse (8) angeordneten Anschlagzapfen (9) aufweist, der zur Festlegung der Anschlagstellungen in einen Ausschnitt (11) der einen Stirnwand (3) des Gehäuses (10) eingreift.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (5, 7) als in ihrer Polarisationsrichtung flache Tabletten in das Drehorgan (2) eingesetzt sind.