CN102331272B - 用于指示仪表的刻度元件，组合仪表和带刻度元件的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于指示仪表(2)的具有标度的刻度元件(3)，其中，标度借助激光压印方法压印到刻度元件(3)的体积中。刻度元件(3)还可以具有一个同样压印在体积中的散射结构(12)。

Description

用于指示仪表的刻度元件，组合仪表和带刻度元件的车辆

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的指示仪表，例如里程表的刻度元件。本发明还涉及一种组合仪表以及一种带有这种刻度元件的车辆。

背景技术

由DE19904597A1已知一种带有半透明的刻度元件的指示仪表，其中，指针布置在刻度元件之后并且被照亮。在此，标度可以刻入刻度元件的表面内，从而确保尽可能好地受到保护以防受损。

尤其用于车辆组合仪表的指示仪表一方面需要具有功能性，另一方面也需要在视觉上美观地与整体设计融为一体。期望的是可以尽可能不作妥协地兼顾功能性、车辆客舱中的集成性和视觉感观。此外，指示仪表应该能够个性化地与驾驶员在不同驾驶情况下的需求相匹配。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种刻度元件，它可以特别灵活地构造和与其周围环境融为一体。此外，本发明的另一个技术问题在于，提供一种组合仪表和一种带有刻度元件的车辆。

该技术问题按本发明通过一种刻度元件、组合仪表、指示仪表和车辆解决。

按照本发明的一个方面，提供了一种用于指示仪表的带有标度的刻度元件，其中，标度借助激光压印方法(Laserschussverfahren)压印到刻度元件的体积中。

标度在此及以下尤其理解为刻度，即序列，在其它情况下也理解为一些分类并不严格的读数标记，它们与指针或类似装置共同作用来显示数值。标度这个词还应该包括例如通过数字、词语或符号对刻度作的标记。

按本发明的刻度元件尤其设计为透明或部分透明的，其中，也可以设计为一定区域透明而另一部分区域不透明。

按照本发明的另一个方面，提供了一种用于指示仪表的带有标度的刻度元件，其中，标度压印到刻度元件的体积中，并且其中，刻度元件还具有同样压印到所述体积中的散射结构。

在一种实施形式中，散射结构设计为基本上平行于刻度元件的两个平行的主要表面定向的扁平的盘。

在此，散射结构既可以集成在刻度元件刻度盘的体积中，也可以施加在一个同样优选由玻璃构成的单独的散射盘中，该散射盘与刻度盘一起构成刻度元件。

散射结构尤其用于这样散射相应入射的光线，使得该光线在散射结构内可以被观察者看到。借助这种散射结构可以在刻度盘中产生例如由散射光线形成的指示针。

在这种实施形式中，标度和散射结构也均可以借助激光压印方法压印。

激光压印方法适用于尤其在玻璃体中引入缺陷部位或空心结构。对于刻度元件尤其使用玻璃。激光压印方法具有这样的优点，即该方法不仅可以将标度引入表面中，而且可以引入玻璃的体积中。这使得可以将结构引入多个平面中，从而一方面可以尽可能好地利用刻度元件中现有的空间，另一方面还可以产生吸引人的3D效果，尤其是当刻度元件附加地被适当照亮的时候。

因此在一种实施形式中，标度由设置在刻度元件体积中的空心体、表面和/或紧密堆叠的压印层构成，其中，构成所述标度的空心体、表面和/或紧密堆叠的压印层可以成组地布置在多个平面内。

以此方式可以例如将刻度设置在一个平面内，并且将刻度带有数字的标记设置在另一个平面中。这种结构使得可以用颜色和强度可变的侧面入射光对刻度和数字进行不同的照明。这具有的优点是，指示仪表能够以技术上简单的方式构造得不仅在视觉上吸引人，而且也非常便于使用和一目了然。

按照本发明的一个方面，所述刻度元件使用在组合仪表的指示仪表中。在此，可以是组合仪表所有的或只有部分的指示仪表具有这种刻度元件。

在一种实施形式中，指示仪表具有一个与指针轴抗扭地连接的指针，该指针带有一个可由指针轴驱动的、用于指示刻度元件上的数值的指针尖(Zeigerfahne)。因此，该实施形式将带有通过激光压印方法制造的标度的刻度元件与传统的“机械”指针尖相结合。

在另一种实施形式中，指示仪表具有一个带指针尖的指针，该指针尖由散射结构上散射的光线形成。在这种实施形式中取代传统的“机械”指针尖实现了“光学”指针尖。这种实施形式的优点是，它实现了设置指针尖时的更大的灵活性，此外节省了结构空间，因为指针尖设置在散射结构中并且因此设置在刻度元件本身中。

通过适当选择用于产生指针尖的光线，还可以影响其可视性和视觉整体感官。尤其是刻度元件的照明并且特别是指针尖的颜色和强度可以与行驶情况，尤其是环境亮度以及驾驶员的期望相匹配。

为了产生光学指针尖以有利的方式设置以下部分：

-一个散射结构，其在应产生指针尖的体积中延伸，并且将射入到所述体积中的光朝观察者散射，从而使所述体积可见；散射结构尤其平行于刻度元件的主要表面延伸。

-一个用于将光线引入散射结构的装置。该装置由光阑构成，要么用于引入例如由一个或多个光纤限定的光束，要么用于产生平面光线及其边界。

在此，光阑尤其可以这样构造，使得其遮盖刻度元件边界面的整个或较宽的区域(例如主要表面区域和扁平盘情况下的外周面)，并且只具有一条用于使光线有针对性地照射通过的缝隙。在此，光阑是可移动的，例如可旋转的，至少缝隙的位置是可变的，以便能够改变所产生的指针尖的位置。

当使用“光学”指针尖时，存在各种将为此所需的光线引入刻度元件中的可能性。在一种实施形式中，刻度元件设计为圆盘。形成指针尖的光线由中心、从侧面或通过圆盘的底面引入散射结构中。

此外，以有利的方式设有一个用于将基础照明的光线引入刻度元件中的装置。这种基础照明不用来产生“光学”指针尖，为此该光线仅仅或附加地从散射结构外部引入刻度元件中，以便三维地照明标度和数字或指针尖。

按照本发明的一个方面，一种指示仪表带有至少一个按本发明的刻度元件，其中，指示仪表具有显示屏，并且刻度元件布置在该显示屏之前或之后或者设计为该显示屏的一部分。

指示仪表可以集成在组合仪表中。由于刻度元件是透明的，所以它可以布置在显示屏之前或之后或设计为显示屏的一部分。显示屏例如可以是液晶屏幕，例如TFT屏幕、等离子体屏幕或其它屏幕。

布置在刻度元件之后的物体的可视性还取决于刻度元件当前的照明情况。因此可以通过以下方式实现具有多种功能的指示仪表，即刻度元件布置在另一个刻度元件、另一个屏幕或另一个指示器之前并且根据需要在各种指示功能之间转换。在此，各种指示功能可以要么分别只使用各种刻度元件、屏幕或指示器中的一个，要么使用多个元件的组合。

在此，刻度元件可以合理地补充屏幕上的指示。例如在显示屏中经常出现这样的问题，即当日光照射强烈时只能很困难地辨认显示屏上的指示。为了解决这个问题，可以将这种屏幕与按本发明的刻度元件相结合，其中，该刻度元件具有刻入的、带有标记或数字的刻度并且由此具有静态的信息。与刻度元件结合的屏幕同样可以具有带标记或数字的刻度，但它附加地具有指针和相应的动态信息。当在强烈光照下屏幕上静态信息的显示只能很困难地辨认时，刻度元件取而代之。指针在这种情况下由于其运动还能够被更好地辨认出。

按照本发明的一个方面，将按本发明的刻度元件使用在车辆中。在此，该刻度元件既可以用在组合仪表中，也可以用在车辆的其它部位上。由于刻度元件是透明的，它例如可以布置在车辆挡风玻璃的区域中。

按本发明的刻度元件具有这样的优点，即由于它是透明的并且可以通过适当照明改变其外形，该刻度元件可以特别灵活地被使用。它还节省了结构空间，因为指针尖可以设置在刻度元件的体积中。

附图说明

以下参照附图进一步阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示意性示出带有按本发明一种实施形式的刻度元件的组合仪表；

图2示意性示出按图1的刻度元件的立体图；

图3示意性示出按图1的刻度元件的侧视图；

图4示意性示出按图1的组合仪表的刻度元件的立体图；

图5示意性示出剖切带有按本发明第一种实施形式的刻度元件的指示仪表的横剖面；

图6示意性示出剖切带有按本发明第二种实施形式的刻度元件的指示仪表的横剖面；

图7示意性示出带有按本发明第三种实施形式的刻度元件的指示仪表的立体图；

图8示意性示出带有按本发明第四种实施形式的刻度元件的指示仪表的俯视图；

图9示意性示出按本发明第五种实施形式的组合仪表的前视图；

图10示意性示出按图9的组合仪表的侧视图；

图11示意性示出按图9的组合仪表的立体图；

图12示意性示出按本发明第六种实施形式的组合仪表的前视图；

图13示意性示出按图12的组合仪表的侧视图；

图14示意性示出按图12的组合仪表的立体图。

具体实施方式

相同的部件在所有的附图中配设有相同的附图标记。

图1示意性示出了一个用于车辆的组合仪表1，其带有多个设置在共同壳体6中的带有刻度元件3的指示仪表2，例如里程表、转速计、油箱液面高度显示器和冷却水温度显示器。这些指示仪表2具有带刻度4和标记或数字5的刻度元件3以及在图1中未示出的指针，借助指针可以指示刻度元件3上的数值。在壳体6中还设置有另一个带液晶屏幕7的指示仪表。

图2示出按图1的刻度元件3的细节。刻度元件3具有一个由玻璃构成的透明圆形刻度盘8，该刻度盘8带有第一主要表面10和与之平行的第二主要表面11以及外周面13。在刻度元件3的安装状态下，第二主要表面11朝向观察者，其中，第一主要表面10构成刻度元件3的底侧。刻度盘8还具有用于布置未在图2中示出的指针的中心孔9。

借助激光压印方法或激光雕刻将刻度4和标记或数字5引入刻度盘8的体积中。这些刻度4和标记或数字5在刻度盘8的玻璃中形成了多组布置在不同平面中的缺陷部位或空心体14，并且成为入射光线的散射中心，该光线使它们显露出来从而可以被看到。

在刻度盘8的体积中还设有散射结构12，该散射结构由一些基本上相互平行并且平行于刻度盘8的主要表面10，11布置的压印面构成。在所示实施形式中，散射结构在刻度盘8自身内布置在刻度4下方，即布置在第一主要表面10和刻度4之间。该散射结构从中心孔9出发在刻度盘8的整个圆周上延伸直至其外部区域。散射结构12将入射光散射并且由此使其在刻度盘8内部可见。

图3示意性示出刻度盘8的侧面。在该视图中可以清晰地看出不同组的空心体14布置在刻度盘8的不同平面内，并且可以看出由一些压印层组成的散射结构12的尺寸。

图4示意性示出四个刻度元件3的立体图，它们在所示实施形式中是里程表、转速计、冷却水温度显示器和油箱液面高度显示器的刻度元件。

图5示意性示出剖切带有按本发明第一种实施形式的刻度元件3的指示仪表2的横剖面。指示仪表2除了刻度元件3还包括指针15，借助该指针在刻度4上指示数值。

指针15布置在轴16上并且可以通过驱动器17(通常是步进电动机)旋转。该指针15具有抗扭地布置在轴16上的带有镜子19的指针头18，镜子19可以安装在指针头18倾斜的端面上。指针15不具有传统的指针尖，该指针尖通过光线如下形成：

由一个未示出的光源，例如激光器提供光线20，该光线沿着轴16的轴线27射入指针15，为此轴和指针头由一种合适的透明材料构成。镜子19使光线20转向并且平行于刻度盘8的主要表面10，11射入散射结构12中。

光线20在散射结构中被散射，由此它在刻度盘8中可以作为发光的条带被看到。这样控制驱动器17，使得它将指针头18旋转相应于需要在刻度元件3上指示的数值的角度。以此方式，指针头18以及镜子19的旋转致使被转向的光线20旋转，该光线由此形成光学指针尖。

图6示意性示出剖切带有按本发明第二种实施形式的刻度元件3的指示仪表2的横剖面，其中，散射结构12设置在单独的散射盘21内，该散射盘与刻度盘8共同构成刻度元件3。散射盘21具有与刻度盘8相同的直径并且以其第二主要表面32贴靠在刻度盘8的第一主要表面10上。散射盘21的第一主要表面31在安装状态下构成刻度元件3的底侧。

在按第二种实施形式的刻度元件3中，只有散射盘21具有中心孔22，光线20可以如所述的那样穿过该中心孔22引入散射结构12中。

在第二种实施形式的一种未示出的变型方案中，刻度盘8也具有中心孔，例如用于照明刻度4的光可以通过该中心孔射入。

在图5和图6所示的实施形式中，构成光学指针尖的光通过刻度盘8内的中心孔9或散射盘21内的中心孔22射入散射结构12中。然而对此还可以考虑其它可能方案。

图7示意性示出带有按本发明第三种实施形式的刻度元件3的指示仪表2的立体图。这种实施形式与第一和第二种实施形式的区别在于，构成光学指针尖的光通过第一主要表面10射入为清楚起见未在图7中示出的、布置在刻度盘8内的散射结构12中。

为此在第三种实施形式中设有一个非透明的可旋转盘23，该可旋转盘23以其第二主要表面33贴靠在刻度盘8的第一主要表面10上并且构成光阑。可旋转盘23的第一主要表面26在安装状态下构成刻度元件3的底侧。

可旋转盘23抗扭地安装在轴25上，该轴25可以通过一个未示出的驱动器(例如步进电动机)旋转。可旋转盘23具有缝隙24，垂直于主要表面10，11，26，33入射的光线20通过该缝隙24入射到刻度盘8和布置在该刻度盘中的散射结构12中。通过缝隙24射出并且在散射结构12中散射的光由此构成光学指针尖。

这样控制驱动器，使得它将可旋转盘23旋转相应于需要在刻度元件3上指示的数值的角度并且由此相对于固定的刻度盘8扭转。以此方式，可旋转盘23以及缝隙24的旋转致使由透过的光线20形成的光学指针尖旋转。

在一种未示出的实施形式中，取代带有缝隙24的可旋转盘23而设置至少两个基本上不透明的盘，它们中的至少一个可以旋转。在这种实施形式中，在所述盘旋转时释放一个逐渐变宽的、可以透光的缝隙。因此在这种实施形式中，指针尖不是通过一个狭窄的发光区域而是通过被照亮的平面的边缘实现。

图8示意性示出带有按本发明第四种实施形式的刻度元件3的指示仪表2的俯视图。这种实施形式与前述实施形式的区别在于，构成光学指针尖的光通过外周面13射入为清楚起见未在图8中示出的、布置在刻度盘8内的散射结构12中。

为此在第四种实施形式中设有一个非透明的可旋转的空心圆柱体28，该空心圆柱体以其内表面34贴靠在刻度盘8的外周面13上并且构成光阑。可旋转的空心圆柱体28抗扭地安装在未示出的轴上，该轴可以通过一个未示出的驱动器(例如步进电动机)旋转。

可旋转的空心圆柱体28具有缝隙29，垂直于外周面13入射的光线20通过该缝隙射入刻度盘8和布置在该刻度盘中的散射结构12中。通过缝隙29射出并且在散射结构12中散射的光由此构成光学指针尖。

这样控制驱动器，使得它将可旋转的空心圆柱体28旋转相应于需要在刻度元件3上指示的数值的角度并且由此相对于固定的刻度盘8扭转。以此方式，可旋转的空心圆柱体28以及缝隙29的旋转致使由透过的光线20形成的光学指针尖旋转。

在图8所示的实施形式中，刻度盘8具有中心孔9，该中心孔可由不透光的材料填充或被施加反射层，并且用于吸收或反射通过缝隙29射入的光，使得光学指针尖被限制在外周面13与中心孔9之间的区域30上。

同样可以考虑所述实施形式的结合，例如将在图5、图7和图8中描述的引入光线的不同可能性与图5和图6中所示的散射结构的两种不同布置相结合。因此，不仅能在通过中心孔9或22引入光线时设置单独的散射盘21，在通过第一主要表面10或31或者通过外周面13引入光线时也能设置单独的散射盘21。

此外，多种引入光线的可能性可以相互结合，以便以不同方式方法(例如用不同的强度和不同的颜色)对刻度元件3的不同元件彼此独立地进行照明。例如可以通过中心孔9引入用于光学指针尖的光、通过外周面13引入用于照明刻度4的光并且通过第一主要表面10引入用于背景照明的光，其中，当应该照明整个刻度元件3或其较宽的区域时，也可以不使用光阑。

图9示意性示出按本发明第五种实施形式的组合仪表1的前视图。按照这种实施形式的组合仪表1具有一个唯一的由玻璃制成的刻度盘8，在该刻度盘8的体积中刻有四个刻度元件3。因此刻度盘8按照这种实施形式不是圆的，而是如整个组合仪表1那样设计为镰刀形。

图10示意性示出按图9的组合仪表1的侧视图。在该侧视图中可以看出，靠着刻度盘8的第一主要表面10设置有一个屏幕35，其第二主要表面37贴靠在刻度盘8的第一主要表面10上并且该屏幕35以其第一主要表面36构成组合仪表1的背面。

因此按照第五种实施形式，屏幕35，例如等离子体屏幕设置在刻度盘8之后。在所示实施形式中，指针在屏幕35上指示。但也可以考虑设置一个贯穿刻度盘8和/或屏幕35的孔，并且按照图1至图8所描述的那样实现“光学”指针尖。

图11示意性示出按图9的组合仪表1的立体图。在该立体图中可以清楚地看出屏幕35布置在刻度盘8之后。

图12示意性示出按本发明第六种实施形式的组合仪表1的前视图。该实施形式与第五种实施形式的区别在于其具有液晶屏幕，刻度盘8是该液晶屏幕的一部分。

在图13的侧视图中可以看出，在刻度盘8的第一主要表面10上布置有一块液晶38，该液晶38在另一侧由一块遮护盘39遮盖，遮护盘39具有与刻度盘8相同的形状，这在图14的立体图中可以看出。

在第五和第六种实施形式的一种未示出的变型方案中，设有多个如前述实施形式中那样的刻度盘8，其中所有或单个的刻度盘可以与屏幕35相结合。在第五种实施形式的另一种变型方案中，一个未集成在组合仪表1中的指示仪表2既具有刻度元件3又具有屏幕35。

附图标记清单

1组合仪表

2指示仪表

3刻度元件

4刻度

5数字

6壳体

7液晶屏幕

8刻度盘

9中心孔

10第一主要表面

11第二主要表面

12散射结构

13外周面

14空心体

15指针

16轴

17驱动器

18指针头

19镜子

20光线

21散射盘

22中心孔

23可旋转的盘

24缝隙

25轴

26底侧

27轴线

28可旋转的空心圆柱体

29缝隙

30区域

31第一主要表面

32第二主要表面

33第二主要表面

34内表面

35屏幕

36第一主要表面

37第二主要表面

38液晶

39遮护盘

Claims (13)

1.一种用于指示仪表(2)的具有标度的刻度元件(3)，其中，所述标度压印到所述刻度元件(3)的体积中，并且其中，该刻度元件(3)还具有一个同样压印在所述体积中的散射结构(12)，其特征在于，所述散射结构(12)设计为平行于所述刻度元件(3)的两个平行的主要表面(10，11，31，32)定向的扁平的盘。

2.按权利要求1所述的刻度元件(3)，其中，所述标度借助激光压印方法压印到所述刻度元件(3)的体积中。

3.按权利要求1或2所述的刻度元件(3)，其中，所述标度由设置在所述刻度元件(3)体积中的空心体(14)、表面和/或紧密堆叠的压印层构成。

4.按权利要求3所述的刻度元件(3)，其中，构成所述标度的空心体(14)、表面和/或紧密堆叠的压印层成组地布置在多个平面内。

5.按权利要求1所述的刻度元件(3)，其中，所述刻度元件(3)由玻璃构成。

6.一种带有至少一个指示仪表(2)的组合仪表(1)，该指示仪表(2)带有一个按权利要求1至5之一所述的刻度元件(3)。

7.按权利要求6所述的组合仪表(1)，其中，所述指示仪表(2)具有一个带指针尖的指针(15)，该指针尖由在所述散射结构(12)上散射的光线形成。

8.按权利要求7所述的组合仪表(1)，其中，所述刻度元件(3)设计为圆盘，并且形成所述指针尖的光线(20)由中心、从侧面或通过所述圆盘的底面引入所述散射结构(12)中。

9.按权利要求7所述的组合仪表(1)，其中，所述指针与指针轴抗扭地连接并且指针尖由指针轴驱动，用于指示所述刻度元件(3)上的数值。

10.按权利要求6至9之一所述的组合仪表(1)，其中，设有一个用于将基础照明的光线引入所述刻度元件(3)中的装置。

11.一种指示仪表(2)，带有按照权利要求1至5之一所述的刻度元件(3)，其中，所述标度压印到所述刻度元件(3)的体积中，其中，所述指示仪表(2)具有显示屏，并且所述刻度元件(3)布置在该显示屏之前或之后或者设计为该显示屏的一部分。

12.一种车辆，带有按权利要求1至5之一所述的刻度元件(3)或按照权利要求11所述的指示仪表(2)。

13.按权利要求12所述的车辆，其中，所述刻度元件(3)布置在该车辆挡风玻璃的区域中。