WO2007036474A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

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WO2007036474A1 PCT/EP2006/066561 EP2006066561W WO2007036474A1 WO 2007036474 A1 WO2007036474 A1 WO 2007036474A1 EP 2006066561 W EP2006066561 W EP 2006066561W WO 2007036474 A1 WO2007036474 A1 WO 2007036474A1
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ring
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Axel Foerster
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    • Y10S116/00—Signals and indicators
    • Y10S116/06—Pointer structure

Definitions

  • the invention relates to a display device with a ring pointer, which has the shape of a ring or ring segment and is movably mounted in the circumferential direction, with a drive unit which the ring pointer in
  • Circumferential direction drives wherein the ring pointer has a stop surface and the display device has a stop which cooperates with the stop surface limiting the circumferential movement of the ring pointer.
  • Exempt display panel from its own components for a multi-function display can, for example, from various Classifieds or a larger graphic display.
  • the regularly circular ring pointer must be relatively dimensionally stable despite its usually filigree design so that it does not deform too much under the force of the drive.
  • the ring pointer must be stored at several points over its circumference, with the arrangement of three radial bearings has proven to be useful over the circumference.
  • a speed indicator of high display precision is sufficient to provide a powerful drive unit, which gives the ring pointer, for example, in case of severe braking sufficient acceleration.
  • the high tangential forces on the ring pointer in this case can provide an unwanted radial offset, which not only affects the display precision for the moment of the offset, but also desynchronizes the pointer.
  • the drive unit is permanently out of engagement with the ring pointer due to disengagement of the ring pointer.
  • previous embodiments provide radial stops that limit the possible radial offset of the ring pointer. The production of these attacks in coordination with the geometry of the filigree ring pointer, however, requires the highest manufacturing precision, resulting in significant costs.
  • the key advantage of the arrangement of the stop in accordance with the invention is that the tangential force on the ring pointer from the drive unit, if for the purpose of synchronization of the ring pointer in
  • Circumferential direction is driven against the stop, due to the only small distance of the stop from the drive unit produces a small release torque on the ring pointer.
  • the vanishingly small release torque does not result in any significant radial offset, so that radial stops limiting the radial offset of the display device can be omitted.
  • the distance of the stop from the force application point of the drive unit to the ring pointer can be up to a quarter of the largest ring diameter. Defined at an angle over the circumference, the distance of the stop from the force application point of the drive unit with respect to the actual pivot point of the ring pointer can be up to 45 °.
  • the drive unit has a driven gear and the ring pointer is provided with a circumferentially extending teeth, which is in engagement with the output gear.
  • This toothing can expediently point outwards, so that the inner area of the ring pointer is available free of the drive unit for other display units.
  • the display device comprises a control of the drive unit, which is designed such that the drive unit for synchronization moves the stop surface against the stop. In this process, the maximum possible forces and thus the highest disengaging torques for the ring pointer arise.
  • the ring pointer expediently has a pointing element or a pointer flag and a base element bearing the pointing element, which is mounted in a decentralized manner.
  • the base element is preferably annular.
  • the drive unit of the pointer can advantageously be arranged next to the base element, as a result of which a flat design can be achieved.
  • the bearing can be arranged in a plane which is common to the plane of the pointer or the basic element, whereby a tilting moment is avoided and the sensitivity is increased Vibrations can be reduced.
  • the basic element may additionally have a central guide which does not penetrate the plane of a dial or the display. Particularly favorable in this case is a storage by means of three over the circumference of the base element in approximately uniformly distributed bearings or radial bearings. This makes it possible to achieve an exact guidance of the basic element.
  • bearings can for example also be biased relative to the support body so as to compensate for possible tolerances. It is also advantageous if one of the three radial bearings is connected to the drive unit at the same time. In this way, a bearing can be saved by the drive unit also takes over the function of a bearing. As a result, the manufacturing cost and the required installation space can be reduced.
  • the radial bearings may also be expediently designed as a thrust bearing at the same time. Particularly useful is a U-shaped trained profile of these preferably as a small
  • Wheels formed bearing elements so that the ring pointer is included in the region of the bearing element of this.
  • the movement of the ring pointer can be frictionally, for example by means of a biased friction wheel, or positively driven.
  • the latter is sufficient with a toothing particularly high display precision. It is advantageous if the pointer drive has an engaging in a toothing of the base element gear.
  • the drive unit can directly on the outside of the
  • Basic element can be arranged, both of which can be arranged in particular in a common plane when the drive unit engages the circumference of the support body.
  • the drive unit can be arranged invisibly for the viewer.
  • the base element is provided with a central opening, which has an unobstructed view a behind it, additional display allows.
  • Particularly compact is a substantially flat disc shape of the primitive.
  • the base element can perform a largely arbitrary trajectory, which may be elliptical, for example, so as to visually highlight certain pointer positions. Particularly useful because the viewer is familiar with a circular disk shape of the primitive. A particularly favorable development is given by the fact that the basic element is a circular ring.
  • Figure 1 is a perspective view of a ring pointer with a drive unit and bearings.
  • Figure 2 is a perspective view of the ring pointer of Figure 1 from the other side.
  • a display device 1 according to the invention are each shown, wherein a display scale is omitted.
  • Essential components shown are a ring pointer 2, a drive unit 3 and a
  • the ring pointer is provided with a circumferentially extending 5 teeth 6 on the outer diameter.
  • the toothing 6 is connected to a driven gear 7 of the drive unit 3 in connection, which has a stepping motor, which provides for a propulsion of the ring pointer 2 in the circumferential direction 5 or against the circumferential direction 5.
  • the ring pointer 2 is mounted on the carrier element 4 by means of three radial bearings 9, 9a, each having a roller with a U-shaped element facing the base end profile, in which the toothed outer circumference of the ring pointer 2 is guided.
  • the designated with 9a radial bearing 9a is resilient, so that it is elastically yielding radially outward.
  • a stop 10 is arranged on the carrier element 4, which limits the movement of the ring pointer 2 in memoris ⁇ chtung 5.
  • the ring pointer 2 has a stop surface 11 which comes into abutment against the stop 10 in a zero position of the ring pointer 2.
  • a controller 12 of the stepping motor 8 is designed such that for synchronization, the stop surface 11 of the ring pointer 2 is moved against the stop 10 and in this way the zero position is detected.
  • the abutment surface 11 is part of the basic element of the ring pointer 2, which points radially inward from the ring pointer 2.
  • the stop 10 is disposed in close proximity to the output gear 7, wherein the distance is less than a quarter of the maximum ring diameter D of the ring pointer 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1) mit einem Ringzeiger (2), welcher in Umfangsrichtung (5) beweglich gelagert ist, mit einer Antriebseinheit (3), welche den Ringzeiger (2) in Umfangsrichtung (5) antreibt, wobei der Ringzeiger (2) mit eines Anschlags (10) hinsichtlich seiner Umfangsbewegung begrenzt zusammenwirkt. Insbesondere bei der Synchronisation kommt es bei herkömmlichen Ringzeigeranordnungen häufig zu einem radialen Ausrücken, was die Erfindung zu vermeiden versucht. Zur Lösung des Problems wird vorgeschlagen, den Anschlag (10) direkt bei der Antriebseinheit (3) anzuordnen. Der entscheidende Vorteil der besteht darin, dass die Tangentialkraft auf den Ringzeiger (2) aus der Antriebseinheit ein nur kleines Ausrückmoment an dem Ringzeiger (2) erzeugt.

Description

Beschreibung
Anzeigevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem Ringzeiger, welcher die Form eines Rings oder Ringsegmentes aufweist und in Umfangsrichtung beweglich gelagert ist, mit einer Antriebseinheit, welche den Ringzeiger in
Umfangsrichtung antreibt, wobei der Ringzeiger eine Anschlagsfläche aufweist und die Anzeigevorrichtung einen Anschlag aufweist, welcher mit der Anschlagsfläche die Umfangsbewegung des Ringzeigers begrenzend zusammenwirkt.
Im Zeitalter zunehmender Informationsdichte im Cockpit eines Kraftfahrzeuges sind insbesondere Hersteller von Kombinationsinstrumenten vor die große Herausforderung gestellt, eine hohe Dichte der Information mit teilweise sicherheitsrelevanter Bedeutung gut wahrnehmbar zu präsentieren. Hierbei sind auch einschlägige Sicherheitsvorschriften zu beachten, die eine gewisse Präzision beispielsweise der Geschwindigkeitsanzeige bei hinreichender Ausfallsicherheit gewährleisten sollen. Daneben muss diese komplexe Funktion mit einem ansprechenden Design versehen werden, was der Funktionalität häufig enge Grenzen setzt und die Anforderungen an die Gesamtkonstruktion entscheidend prägt.
Bei der Verdichtung der Informationen haben sich so genannte Ringzeiger, wie sie beispielsweise in der EP 9, 9a9, 9a7 338 Bl beschrieben sind, als zweckmäßig erwiesen, da diese Zeigegeräte keine zentrale Zeigerachse erfordern und auf diese Weise eine Analoganzeige im klassischen Sinne ermöglichen und gleichzeitig den Zentralbereich des
Anzeigefeldes befreit von eigenen Bauelementen für eine Multifunktionsanzeige freilassen. Eine derartige Multifunktionsanzeige kann beispielsweise aus verschiedenen Kleinanzeigen oder einem größeren graphikfähigen Display bestehen .
Im Vergleich zu herkömmlichen Zeigern mit zentralen Zeigerachsen ist der Vortrieb eines Ringzeigers, dessen
Lagerung und dessen Synchronisierung für eine genaue Anzeige sehr viel aufwändiger. Der regelmäßig kreisförmige Ringzeiger muss trotz seiner meist filigranen Ausführung verhältnismäßig formstabil sein, damit er sich nicht unter der Kraft des Antriebes zu stark verformt. Hinzukommt, dass der Ringzeiger an mehreren Punkten über seine Umfang gelagert werden muss, wobei sich die Anordnung von drei Radiallagern über den Umfang als zweckmäßig erwiesen hat.
Damit beispielsweise eine Geschwindigkeitsanzeige der hohen Anzeigepräzision genügt, ist eine leistungsstarke Antriebseinheit vorzusehen, die dem Ringzeiger beispielsweise im Falle einer heftigen Bremsung eine hinreichende Beschleunigung verleiht. Die hohen tangentialen Kräfte an dem Ringzeiger können hierbei für einen ungewollten Radialversatz sorgen, der nicht nur für den Moment des Versatzes die Anzeigepräzision beeinträchtigt, sondern auch den Zeiger desynchronisiert. Im schlimmsten Fall steht die Antriebseinheit dauerhaft nicht mehr mit dem Ringzeiger im Eingriff aufgrund des Ausrückens des Ringzeigers. Um dies zu verhindern, sehen bisherige Ausführungsformen radiale Anschläge vor, die den möglichen Radialversatz des Ringzeigers begrenzen. Die Fertigung dieser Anschläge in Abstimmung auf die Geometrie des filigranen Ringzeigers erfordert jedoch höchste Fertigungspräzision, wodurch erhebliche Kosten entstehen.
In Ansehung der Probleme und Nachteile des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch bei hoher Antriebsleistung ein Radialversatz des Ringzeigers insbesondere bei einem Synchronisieren mittels des Verfahrens gegen einen Nullanschlag vermieden wird.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird vorgeschlagen, den Anschlag direkt bei der Antriebseinheit anzuordnen.
Der entscheidende Vorteil der Anordnung des Anschlages in erfindungsgemäßer Weise besteht darin, dass die Tangentialkraft auf den Ringzeiger aus der Antriebseinheit, wenn zum Zwecke der Synchronisation der Ringzeiger in
Umfangsrichtung gegen den Anschlag gefahren wird, aufgrund des nur geringen Abstandes des Anschlages von der Antriebseinheit ein nur kleines Ausrückmoment an dem Ringzeiger erzeugt. Das verschwindend geringe Ausrückmoment führt zu keinem signifikanten Radialversatz, so dass den Radialversatz begrenzende Radialanschläge der Anzeigevorrichtung fortgelassen werden können.
Obgleich die Anordnung des Anschlags in nächster Nähe zu der Antriebseinheit sinnvoll ist, hat es sich gezeigt, dass der Abstand des Anschlags von der Krafteinleitungsstelle der Antriebseinheit auf den Ringzeiger bis zu einem Viertel des größten Ringdurchmessers betragen kann. In einem Winkel über den Umfang definiert kann der Abstand des Anschlags von der Krafteinleitungsstelle der Antriebseinheit mit Bezug auf den eigentlichen Drehpunkt des Ringzeigers bis zu 45° betragen.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausbildung der Anzeigevorrichtung, bei der die Antriebseinheit ein Abtriebszahnrad aufweist und der Ringzeiger mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Verzahnung versehen ist, die mit dem Abtriebszahnrad in Eingriff steht. Diese Verzahnung kann zweckmäßig nach außen weisen, so dass der Innenbereich des Ringzeigers frei von der Antriebseinheit für andere Anzeigeeinheiten zur Verfügung steht.
Zur Vermeidung exzessiver Geräuschentwicklungen zu Zeiten schnellen Vortriebs des Ringzeigers sind insbesondere mittels elastischer Elemente gedämpfte Zahnräder oder beschichtete Kontaktflächen an den Verzahnungen bzw. Zahnrädern zweckmäßig.
Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen besonders bei einer
Anordnung voll zum Tragen, bei welcher die Anzeigevorrichtung eine Steuerung der Antriebseinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Antriebseinheit zur Synchronisation die Anschlagsfläche gegen den Anschlag fährt. Bei diesem Vorgang entstehen die maximal möglichen Kräfte und damit auch die höchsten Ausrückmomente für den Ringzeiger.
Eine hervorragende Ablesbarkeit ergibt sich, wenn der Ringzeiger eine sich radial erstreckende Zeigerfahne aufweist. Auf diese Weise bekommt der Betrachter den gewohnt ergonomischen Eindruck eines klassischen Zeigerinstruments. Em Höchstmaß an Stabilität und Präzision wird erlangt, wenn der Ringzeiger an drei Stellen entlang des Umfangs radial jeweils mittels eines Radiallagers gelagert ist. Zur Erleichterung der Montage kann von den Radiallagern eines federnd ausgebildet sein, so dass es radial elastisch nachgiebig ist.
Der Ringzeiger weist zweckmäßig ein Zeigeelement oder eine Zeigerfahne und ein das Zeigeelement tragendes Grundelement auf, welches dezentral gelagert ist. Hierbei ist das Grundelement vorzugsweise ringförmig. Durch die außermittige Lagerung ist es möglich, auf eine zentrale Zeigerwelle oder Achse zu verzichten und dennoch die übliche, kreisförmige Bewegung des Zeigers zu erreichen. Der durch die
Bewegungsbahn des Zeigers eingeschlossene, zentrale Bereich kann großflächige Anzeigen, wie beispielsweise LCD-Anzeigen, problemlos aufnehmen. Zugleich kann die Antriebseinheit des Zeigers mit Vorteil neben dem Grundelement angeordnet sein, wodurch sich eine flache Bauform erreichen lässt. Dabei kann die Lagerung in einer mit der Ebene des Zeigers oder des Grundelements gemeinsamen Ebene angeordnet sein, wodurch ein Kippmoment vermieden und die Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen reduziert werden kann. Das Grundelement kann hierbei zusätzlich eine zentrale, die Ebene eines Zifferblattes oder der Anzeige nicht durchdringende Führung aufweisen. Besonders günstig ist hierbei eine Lagerung mittels dreier über den Umfang des Grundelements in etwa gleichmäßig verteilten Lagerstellen bzw. Radiallagern. Hierdurch lässt sich eine exakte Führung des Grundelements erreichen. Diese Lagerstellen können beispielsweise auch gegenüber dem Tragkörper vorgespannt sein, um so mögliche Toleranzen auszugleichen. Vorteilhaft ist es hierbei auch, wenn eines der drei Radiallager zugleich mit der Antriebseinheit verbunden ist. Hierdurch kann eine Lagerstelle eingespart werden, indem die Antriebseinheit zugleich auch die Funktion einer Lagerstelle übernimmt. Hierdurch lassen sich der Herstellungsaufwand und der erforderliche Einbauraum reduzieren.
Die Radiallager können zweckmäßig auch zugleich als Axiallager ausgebildet sein. Besonders sinnvoll ist dabei ein U-fόrmig ausgebildetes Profil dieser bevorzugt als kleine
Räder ausgebildeten Lagerelemente, so dass der Ringzeiger im Bereich des Lagerelementes von diesem umfasst ist.
Die Bewegung des Ringzeigers kann kraftschlüssig, beispielsweise mittels eines vorgespannten Reibrades, oder formschlüssig angetrieben sein. Letzteres genügt mit einer Verzahnung besonders hoher Anzeigepräzision. Dabei ist es günstig, wenn der Zeigerantrieb ein in eine Verzahnung des Grundelements eingreifendes Zahnrad aufweist. Die Antriebseinheit kann unmittelbar außenseitig an dem
Grundelement angeordnet werden, wobei beide insbesondere auch in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein können, wenn die Antriebseinheit am Umfang des Tragkörpers eingreift. Mit Vorteil kann die Antriebseinheit für den Betrachter unsichtbar angeordnet werden.
Zweckmäßig ist das Grundelement mit einer zentralen Durchbrechung versehen, welche einen ungehinderten Blick auf eine dahinter liegende, zusätzliche Anzeige ermöglicht. Besonders kompakt ist eine im Wesentlichen flache Scheibenform des Grundelements.
Das Grundelement kann eine weitgehend beliebige Bewegungsbahn ausführen, die beispielsweise ellipsenförmig sein kann, um so bestimmte Zeigerstellungen optisch hervorzuheben. Besonders sinnvoll, weil dem Betrachter geläufig ist eine Kreisscheibenform des Grundelements. Eine besonders günstige Weiterbildung ist dadurch gegeben, dass das Grundelement ein Kreisring ist.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung ohne Einschränkungswirkung auf selbiges beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ringzeigers mit einer Antriebseinheit und Lagerungen.
Figur 2 eine perspektivische Ansicht des Ringzeigers aus Figur 1 von der anderen Seite.
In Figur 1 und 2 sind jeweils eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 dargestellt, wobei eine Anzeigeskala fortgelassen ist. Wesentliche dargestellte Bauelemente sind ein Ringzeiger 2, eine Antriebseinheit 3 und ein
Trägerelement 4. Der Ringzeiger ist mit einer sich in Umfangsrichtung 5 erstreckenden Verzahnung 6 am äußeren Durchmesser versehen. Die Verzahnung 6 steht mit einem Abtriebszahnrad 7 der Antriebseinheit 3 in Verbindung, die einen Schrittmotor aufweist, der für einen Vortrieb des Ringzeigers 2 in Umfangsrichtung 5 oder entgegen der Umfangsrichtung 5 sorgt. Der Ringzeiger 2 ist auf dem Trägerelement 4 mittels dreier Radiallager 9, 9a gelagert, die jeweils eine Rolle mit einem U-förmigen dem Grundelement zugewendeten Stirnprofil aufweisen, in welchem der verzahnte äußere Umfang des Ringzeigers 2 geführt ist. Das mit 9a bezeichnete Radiallager 9a ist federnd ausgebildet, so dass es radial nach außen elastisch nachgiebig ist. In unmittelbarer Nähe zu der Antriebseinheit 3 ist an dem Trägerelement 4 ein Anschlag 10 angeordnet, der die Bewegung des Ringzeigers 2 in Umfangsπchtung 5 begrenzt. Mit dem Anschlag 10 korrespondierend weist der Ringzeiger 2 eine Anschlagsfläche 11 auf, die an dem Anschlag 10 in einer Nullposition des Ringzeigers 2 zur Anlage kommt. Eine Steuerung 12 des Schrittmotors 8 ist derart ausgebildet, dass zur Synchronisation die Anschlagsfläche 11 des Ringzeigers 2 gegen den Anschlag 10 gefahren wird und auf diese Weise die Nullposition festgestellt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist die Anschlagsfläche 11 Bestandteil des Grundelements des Ringzeigers 2, die von dem Ringzeiger 2 radial nach innen weist. Der Anschlag 10 ist in nächster Nähe zu dem Abtriebszahnrad 7 angeordnet, wobei der Abstand weniger als ein Viertel des maximalen Ringdurchmessers D des Ringzeigers 2 beträgt.

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung (1) mit einem Ringzeiger (2), welcher die Form eines Rings oder Ringsegmentes aufweist und in
Umfangsrichtung (5) beweglich gelagert ist, mit einer Antriebseinheit (3), welche den Ringzeiger (2) in Umfangsrichtung (5) antreibt, wobei der Ringzeiger (2) eine Anschlagsfläche (11) aufweist und die Anzeigevorrichtung (1) einen Anschlag (10) aufweist, welcher mit der Anschlagsflache (11) die Umfangsbewegung des Ringzeigers (2) begrenzend zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (10) direkt bei der Antriebseinheit (3) angeordnet ist.
2. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Anschlags (10) von der
Krafteinleitungsstelle der Antriebseinheit (3) auf den Ringzeiger (2) kleiner ist als ein Viertel des größten Ringdurchmessers (D) .
3. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) ein Abtriebszahnrad (7) aufweist und der Ringzeiger (2) mit einer sich m
Umfangsrichtung (5) erstreckenden Verzahnung (6) versehen ist, die mit dem Abtriebszahnrad (7) im Eingriff steht.
4. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (12) der Antriebseinheit (3) derart ausgebildet ist, dass die Antriebseinheit (3) zur Synchronisation die Anschlagsfläche (11) gegen den Anschlag (10) fährt.
5. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzeiger (2) eine Zeigerfahne (13) aufweist.
6. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzeiger (2) an drei Stellen entlang des Umfangs radial jeweils mittels eines Radiallagers (9, 9a) gelagert ist.
7. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radiallager (9, 9a) federnd ausgebildet ist, so dass es radial elastisch nachgiebig ist.
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