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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung bzw. ein Kombiinstrument
für ein Kraftfahrzeug mit einem Ziffernblatt sowie einem
ersten und zweiten Zeiger. Solche Anzeigevorrichtungen sind beispielsweise
für Tachometer zur Darstellung einer ersten und einer zweiten
Geschwindigkeit bekannt. Beispielsweise werden Anzeigen mit so genanntem "LED-Kranz"
(LED: Light Emitting Diode) oder Anzeigen mittels LCD (Liquid Crystal
Display) mit einzeln schaltbaren Segmenten mit Hinterleuchtung eingesetzt.
Außerdem sind frei programmierbare LCD bekannt. Alternativ
dazu werden auch Scheibenzeiger mit drehbarem Zeiger, Getriebe und
Hinterleuchtung verwendet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige
von zwei Anzeigewerten bereitzustellen, die technisch und wirtschaftlich
vorteilhaft ist.
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Diese
Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen
Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes aufgezeigt.
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Die
Erfindung geht aus von einer Anzeigevorrichtung für ein
Kraftfahrzeug mit einem Ziffernblatt sowie einem ersten und zweiten
Zeiger, wobei der erste Zeiger vor dem Ziffernblatt und der zweite Zeiger
hinter dem Ziffernblatt drehbar angetrieben angeordnet ist und wobei
Beleuchtungsmittel für eine beleuchtete Darstellung von
Zeigerstellungen vorgesehen sind. Der Kern der Erfindung liegt darin,
dass fest positionierte Leuchtmittel hinter dem Ziffernblatt vor gesehen
sind, die einen Bereich beleuchten, innerhalb dem der zweite Zeiger
unterschiedliche Zeigerstellungen einnehmen kann. Damit sind vorteilhafterweise
mit einer Scheibenzeigeranordnung auch geringste Anzeigewertdifferenzen
darstellbar z. B. Anzeigen kleiner Geschwindigkeitsänderungen von
beispielsweise circa 1 km/Stunde stufenlos möglich. Insbesondere
sind derartige Anzeigevorrichtungen vergleichsweise sehr kostengünstig
zu realisieren. Zum Beispiel kann die Konstruktion besonders einfach
sein, wenn das Ziffernblatt aus genau einem Bauteil gebildet ist,
ggf. mit unterschiedlich ausgebildeten Abschnitten.
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Vorteilhafterweise
weist das Ziffernblatt Abschnitte auf, welche zur Erkennung von
Zeigerstellungen des zweiten Zeigers ausgebildet sind. Insbesondere
kann ein Fahrer bei Betrachtung der Anzeigevorrichtung bzw. kann
dieser von vorne die Zeigerstellung des vorderen Zeigers als auch
des zweiten Zeigers hinter dem Ziffernblatt erkennen. Jedem Zeiger
kann jeweils ein eigener Anzeigewert zugeordnet und abgelesen werden,
insbesondere gleichzeitig. Neben der einfachen Montage ist diese
Lösung sehr nutzerfreundlich.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, dass das Ziffernblatt einen transparenten Abschnitt
und/oder eine Freilassung aufweist, so dass von vorne Zeigerstellungen
des zweiten Zeigers erkennbar sind. Damit kann mit dem Ziffernblatt,
das transparente bzw. lichtdurchlässige und nicht transparente
bzw. lichtundurchlässige Abschnitte aufweisen kann, auf
engstem Raum eine Anzeigeebene realisiert werden, die für
zwei unabhängige Zeiger jeweils ein Anzeigefeld bereitstellt.
Das Ziffernblatt kann beispielsweise eine dünne Scheibe
mit von vorne sichtbarer Skalierung bzw. ablesbaren Zahlenwerten
und/oder Symbolen sein.
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Vorteilhafterweise
ist hinter dem Ziffernblatt ein von den Leuchtmitteln ausleuchtbarer
Hohlraum vorgesehen, innerhalb dem der zweite Zeiger aufgenommen
ist. Damit kann eine vorteilhafte Leuchtwirkung bzw. eine Hinterleuchtung
bereitgestellt werden, die insbesondere den gesamten rückwärtigen Bereich
hinter der Ziffernblattebene ausleuchtet. Insbesondere kann vorteilhaft
erreicht werden, dass die Hinterleuchtung des Zifferblattes und
die beleuchtete Anzeige des Stellung des hinteren bzw. zweiten Zeigers
mit einer bzw. der selben Lichtquelle erfolgt.
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Vorteilhafterweise
kann im Bereich hinter dem Ziffernblatt durch die fest positionierten
Leuchtmittel ein Lichtkasten entstehen, der in einer vorgebbaren
Farbe leuchtet. Beispielsweise über eine Kontrastfarbe
zur Farbwirkung des Lichtkastens kann der zweite Zeiger mit einer
anderen Farbe beleuchtet werden. Damit kann eine optisch ansprechende
und vom menschlichen Auge gut erfassbare Zeigerstellung des zweiten
Zeigers für einen Betrachter realisiert werden.
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Es
ist überdies vorteilhaft, dass die Leuchtmittel und der
zweite Zeiger derart abgestimmt sind, dass von den Leuchtmitteln
in den zweiten Zeiger Licht einkoppelbar und an eine Oberfläche
des zweiten Zeigers weiterleitbar ist. Damit ist eine elegante Möglichkeit
gegeben, Licht von dem fest positionierten Leuchtmittel an eine
gewünschte Fläche des zweiten Zeigers zu bringen,
welche unter der Wirkung der Lichteinstrahlung mittels der Leuchtmittel leuchtet
und dadurch erkennbar wird. Andere Flächen des zweiten
Zeigers, die z. B. lichtundurchlässig sind, können
unbeleuchtet bzw. dunkel bleiben, was eine kontrastreiche Leuchtwirkung
von einem Abschnitt des zweiten Zeigers ermöglicht bzw.
die Ablesbarkeit der Zeigerstellung des zweiten Zeigers erhöhen
kann. Die leuchtende Oberfläche des zweiten Zeigers strahlt
insbesondere in Richtung des Zifferblattes ab, insbesondere in Richtung
des transparenten bzw. mit Freilassung versehenen Bereichs. Vorteilhafterweise
kann der zweite Zeiger gezielt an- bzw. ausgeschaltet bzw. aktiv
und passiv gesetzt werden.
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Gegebenfalls
kann über die Lichteinkopplung in den zweiten Zeiger eine
weitere Information, z. B. eine Warnung mittels dem zweiten Zeiger
realisiert werden. Dies kann beispielsweise durch An- und/oder Ausschalten
der Leuchtmittel, durch blinkende Leuchtmittel und/oder durch einen Änderung der
Beleuchtungsfarbe des Zeigers erfolgen.
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Vorteilhafterweise
ist der zweite Zeiger vollständig oder teilweise aus einem
lichtdurchlässigen Material gebildet. Dies kann beispielsweise
ein Glas- oder Kunststoffmaterial sein, beispielsweise PMMA (Polymethylmethacrylat)
oder ein anderer glasähnlicher Kunststoff. Vorteilhafterweise
kann somit ein besonders gut visuell erkennbarer Kontrast des selbst direkt
bzw. aktiv beleuchteten zweiten Zeigers gegenüber benachbarten
dunkleren Bereichen realisiert werden.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass der zweite Zeiger lichtdurchlässige
Bereiche mit Reflektionsflächen aufweist, um das von den
Leuchtmitteln eingekoppelte Licht an die Oberfläche des
zweiten Zeigers zu lenken. Die betreffende Oberfläche ist
insbesondere die Fläche, an der eingekoppeltes Licht wieder den
Zeiger verlassen kann. Der Lichtaustritt kann fokussiert bzw. gebündelt
oder in unterschiedliche Richtung aufgefächert erfolgen,
z. B. durch optische Elemente wie Linsen, Spiegel oder dergleichen
unterstützt. Damit können definierte Bereiche
des zweiten Zeigers Licht abstrahlen, wodurch eine Person die beleuchtete
Zeigerstellung erkennen kann. Die Abstrahlung des Lichtes kann auch
dort erfolgen, wo Licht von den Leuchtmitteln ansonsten z. B. aus
konstruktiven Gründen nicht oder nur sehr abgeschwächt
ankommen kann. Dies ermöglicht eine effektive Beleuchtung
des zweiten Zeigers und eine platzsparende Bauweise der Anzeigevorrichtung.
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Insbesondere
können auf engem Raum auch von der Lichtquelle entfernte
Bereiche des zweiten Zeigers gut beleuchtet werden. Überdies
lassen sich auch unterschiedliche Formgebungen des zweiten Zeigers
realisieren, ohne dass dies einer beleuchteten Darstellung des zweiten
Zeigers entgegensteht. Mit dem zweiten Zeiger muss lediglich ein Weg
für das Licht innerhalb des zweiten Zeigers bereitgestellt
werden, um das Licht von der Stelle der Einkopplung zur Stelle des
Lichtaustritts bzw. der betreffenden Oberfläche des zweiten
Zeigers zu lenken.
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Besonders
bevorzugt ist es, dass der zweite Zeiger so ausgebildet ist, dass
von der Oberfläche des zweiten Zeigers kommendes Licht
auf die am Ziffernblatt vorhandenen Abschnitte trifft. Die betreffenden
am Ziffernblatt vorhandenen Abschnitte sind insbesondere durch Freilassungen
oder Aussparungen bzw. transparente Bereiche des Ziffernblatts gebildet, womit
die beleuchtete Darstellung der Zeigerstellung des zweiten Zeigers
möglich wird. Unter dem transparenten Bereich des Zifferblatts
kann auch ein nur teils bedruckter bzw. nur teilweise lichtundurchlässiger
Bereich eines ansonsten lichtdurchlässigen Zifferblattabschnitts
verstanden werden.
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In
einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
sind die Leuchtmittel so angeordnet, Licht auf eine rückwärtige
Seite eines Anzeigeabschnitts des Ziffernblattes abzustrahlen. Damit
können auch die Bereiche des Ziffernblatts hinterleuchtet
werden, welche vom ersten Zeiger überfahren werden. Beispielsweise
kann ein von einer Drehachse der Zeiger ausgehender radial anschließender
innerer Ziffernblattbereich, mit welchem dem ersten Zeiger ein Anzeigewert
zugeordnet werden kann, von vorne erkennbar zumindest punktuelle
beleuchtet werden. Dies kann z. B. durch unbedruckte bzw. lichtdurchlässige
Flächen, z. B. Punkte, Streifen oder Symbole bzw. Zahlen
realisiert werden. Diese Stellen sind somit gut von vorne erkennbar
gemacht. So kann eine beleuchtete Anzeige und Zuordnung der Zeigerstellung
des ersten Zeigers erfolgen. Hingegen können z. B. radial
weiter außen liegende Bereiche des Ziffernblattes, die
außerhalb der Länge des ersten Zeigers liegen
und nicht mehr von diesem überstrichen werden, transparent
für die beleuchtete Zeigerdarstellung des dahinter liegenden
zweiten Zeigers dienen.
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Schließlich
wird weiter vorgeschlagen, dass Drehwellen des ersten und des zweiten
Zeigers konzentrisch angeordnet vorhanden sind, die über
einen Doppelmotor antreibbar sind. Damit kann eine Technik zur Herstellung
von Zeigern, insbesondere unter Nutzung eines Aufpressens der Zeigerelemente
vorteilhaft ermöglicht werden. Insbesondere kann ein Doppelmotor
ohne externes Getriebe genutzt werden, wodurch insbesondere vorteilhafterweise
weniger Montage- bzw. Fertigungsfehler bzw. höhere Qualitätsniveaus
erreichbar sind.
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Als
Leuchtmittel kommen insbesondere LED's ein oder mehrfarbig z. B.
bei Verwendung ei ner Multi-Colour-LED oder dergleichen in Frage.
Alternativ können auch andere Leuchtmittel z. B. Lichtleiter
oder dergleichen verwendet werden.
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Figurenbeschreibung
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In
den beiden Figuren ist jeweils ein Ausschnitt zwei unterschiedlicher
Ausführungsbeispiele der Erfindung stark schematisiert
gezeigt und unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher
erläutert.
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Im
Einzelnen zeigt
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1:
einen stark schematisierten Schnitt durch einen Ausschnitt einer
ersten erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung und
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2:
einen weiteren stark schematisierten Schnitt durch einen Ausschnitt
einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anzeigenvorrichtung.
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In
den beiden Figuren sind für sich entsprechende Bauteile
der beiden gezeigten Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen
verwendet.
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1 zeigt
teilweise unter Weglassung von Details, beispielsweise Zuleitungen
oder Befestigungen, ein erfindungsgemäßes Kombiinstrument
im Schnitt. Die Anzeigevorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug
ist beispielsweise im Armaturenbrett eines Fahrzeugs eingebaut,
wobei die Anzeigevorrichtung 1 beispielsweise von einem
Fahrzeugführer von vorne mit Blickrichtung gemäß Pfeil
P1 ablesbar ist. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst in der
Regel neben einer nicht dargestellten vorderen Abdeckung einen vorderen
ersten Zeiger 2 und einen hinteren Zeiger 3. Zwischen
den beiden Zeigern 2, 3 ist ein Ziffernblatt 4 vorhanden,
durch welches hier senkrecht eine gemeinsame Drehachse D der beiden
Zeiger 2, 3 verläuft. Das Ziffernblatt 4 liegt
auf einer beispielsweise zylindrischen Aufnahme 5. Vom
Ziffernblatt 4 ist über die Aufnahme 5 eine
Bodenplatte 6 beabstandet, die sich parallel zum Ziffernblatt 4 erstreckt.
Im Bereich der Drehachse D ist aus Blickrichtung P1 betrachtet hinter
der Bodenplatte 6 eine Antriebseinheit für eine angetriebene
Drehbewegung der beiden Zeiger 2 und 3 beispielsweise
als elektrischer Doppelmotor 7 positioniert.
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Mit
dem Doppelmotor 7 kann eine Zeigerwelle 8 des
zweiten Zeigers 3 und eine konzentrisch dazu innen verlängert
dazu angeordnete Zeigerwelle 9 des ersten Zeigers 2 drehbar
angetrieben werden. An der Zeigerwelle 8, welche einen
etwas größeren Außendurchmesser aufweist
als die zweite Zeigerwelle 9, ist in deren oberen Abschnitt
der hintere bzw. zweite Zeiger 3 fest aufgenommen. Die
innere Zeigerwelle 9 des ersten bzw. vorderen Zeigers 2 ist über
eine Öffnung im Ziffernblatt 4 durch diese hindurch
verlängert, wobei der vordere Zeiger 2 über
einen Zeigerstummel 10 fest an der Zeigerwelle 9 positioniert
ist.
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Das
Ziffernblatt 4 weist einen bedruckten beispielsweise teilkreisförmigen
Anzeigeabschnitt 11 auf, in dessen Teilkreismittelpunkt
die Drehachse D liegt. Radial weiter außen zum Anzeigeabschnitt 11 ist
ein transparenter Teilringabschnitt 12 im Ziffernblatt 4 ausgebildet.
Der Teilringabschnitt 12 kann beispielsweise als äußerer
Abschnitt am Anzeigeabschnitt 11 anschließen.
Der Teilringabschnitt 12 ist insbesondere im Wesentlichen
unbedruckt bzw. transparent bzw. der Anzeigeabschnitt 11 durchleuchtbar
bzw. zumindest überwiegend bedruckt. Von vorne ist durch
den transparenten Teilringabschnitt 12 der Zeiger 3 von
hinten beleuchtet sichtbar.
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In 1 sind
des Weiteren stark schematisiert angedeutete Lichtquellen 13 und 14 auf
der Vorderseite der Bodenplatte 6 positioniert. Die Lichtquellen 13, 14 können
beispielsweise durch LED bzw. Lichtleiter gebildet sein. Prinzipiell
sind jedoch auch andere Arten von Lichtquellen möglich.
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Die
Lichtquellen 13, 14 sind im Bereich eines von
dem Ziffernblatt 4, der Aufnahme 5 und der Bodenplatte 6 umgebenen
freien Lichtkastens 15 angeordnet, so dass zumindest ein
wesentlicher Teil des abgestrahlten Lichts der Lichtquellen 13, 14 in
Richtung zum Ziffernblatt 4 bzw. gegen Richtung P1 abstrahlt.
Dies ist vereinfacht bzw. schematisch durch fächerartig
von den Lichtquellen 13, 14 wegverlaufende Striche
angedeutet. Prinzipiell können die Lichtquellen 13, 14 auch
an anderen Positionen im Lichtkasten 15, z. B. an anderen
Stellen auf der Bodenplatte 6 bzw. darin versenkt bzw.
auch an der nach oben sich erstreckenden Aufnahme 5 aufgenommen
sein. Des Weiteren kann auch nur eine Lichtquelle oder es können
mehrere Lichtquellen vorhanden sein, beispielsweise an der Bodenplatte 6 bezüglich
der Drehachse D näher bzw. weiter weg liegende bzw. an
anderen umfänglich zur Drehachse D liegenden Stellen.
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Gegebenfalls
sind zumindest Teile der Innenwandungen des Lichtkastens 15 bzw.
Oberflächen der Aufnahme 5 und/oder der Bodenplatte 6 durch
reflektierendes Material gebildet, so dass eine Reflektion des von
den Lichtquellen 13, 14 abgehenden Lichtes eine
Erhöhung der Leuchtleistung bzw. der Beleuchtung des Lichtkastens 15 ermöglicht.
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Beispielsweise
kann der vordere Zeiger 2 zur Darstellung einer Geschwindigkeit
für ein Fahrzeug dienen, wie dies bekannte bzw. übliche
Anzeigeinstrumente in der Art eines Tachometers ermöglichen. Zur
Darstellung einer stufenlosen bzw. feinen Abstufung von Anzei gewerten,
beispielsweise für eine zweite Geschwindigkeit, insbesondere
welche kleine Geschwindigkeitsänderungen mit Inkrementen
von beispielsweise 1 km/Stunde anzeigen sollen, kann der hintere
Zeiger 3 vorgesehen sein.
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Der
Zeiger 3 wird durch die Leuchtmittel 13, 14 derart
beleuchtet bzw. dessen Umgebung im Lichtkasten 15 ausgeleuchtet,
dass die jeweilige Zeigerstellung des hinteren Zeigers 3 durch
den Teilringabschnitt 12 von vorne bzw. mit Blickrichtung
gemäß Pfeil P1 sichtbar ist. Hierfür
ist ein Vorderabschnitt 3a des Zeigers 3 von einem
Innenabschnitt 3b des Zeigers 3 so in Richtung
zum Ziffernblatt 4 über eine Abwinklung versetzt,
dass der Vorderabschnitt 3a nur geringfügig beabstandet
ist von der hinteren bzw. rückwärtigen Seite des
Teilringabschnitts 12.
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Zur
Anzeige beispielsweise einer ersten Geschwindigkeit mit dem vorderen
Zeiger 2 ist der Anzeigeabschnitt 11 über
die Breite b bzw. zur Anzeige einer zweiten Geschwindigkeit mit
dem hinteren Zeiger 3 der Teilringabschnitt 12 über
eine Breite a ausgebildet.
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Die
Lichtquellen 13, 14 dienen insbesondere zur Darstellung
bzw. zur beleuchteten Anzeige einer Zeigerstellung des hinteren
Zeigers 3, können aber auch Licht durch entsprechende
transparente oder ausgesparte Ausschnitte (nicht gezeigt) im Anzeigeabschnitt 11 zum
Beispiel punktuell oder linienförmig abstrahlen bzw. zur
Beleuchtung des Anzeigeabschnitts 11 dienen.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gegenstandes, wobei wiederum nur ein Teil einer Anzeigevorrichtung 1 ohne
ein Ziffernblatt gezeigt ist. 2 zeigt
eine unterbrochen bzw. geschnitten gezeigte Zeigerwelle 9 für
den nicht dargestellten vorderen Zeiger und eine Zeigerwelle 8 für
den gezeigten alternativen hinteren Zeiger 3. Außerdem
ist teilweise eine Bodenplatte 6 mit einem rückwärtig
dazu angeordneten Doppelmotor 7 gezeigt. Vorderseitig auf
der Bodenplatte 6 ist eine stark schematisierte Lichtquelle 13 beispielsweise
eine LED oder ein Lichtleiter dargestellt, mit welcher die Möglichkeit
besteht den Zeiger 3 an- und auszuschalten bzw. die Farbe
zu wechseln, wenn z. B. ein Multi-Colour-LED verwendet wird. Der
beleuchtbare Zeiger 3 ist im Ausführungsbeispiel
gemäß 2 lichtdurchlässig
bzw. glasartig, beispielsweise aus dem Kunststoff PMMA gebildet.
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Die
Lichtquelle 14, deren Leuchtkegel über fächerartig
dargestellte Striche angedeutet ist und nicht zum Ziffernblatt abstrahlt
sondern quer dazu, wird über eine lichtdurchlässige
Einkoppelfläche 16 des Zeigers 3 in das
Innere des Zeigers 3 eingekoppelt. Das eingekoppelte Licht
von der Lichtquelle 14 wird gemäß des
Strahlengangs S im Inneren des Zeigers 3 über
eine erste schräge Reflektionsfläche 17 zu
einer zweiten dazu z. B. parallelen Reflektionsflä che 18 gespiegelt,
an welcher das eintreffende Licht zu einer weiteren Reflektionsfläche 19 gespiegelt wird.
Von der Reflektionsfläche 19 kann das Licht zum
Beispiel durch eine Oberfläche bzw. Austrittsfläche 20 am
vorderen Ende des Zeigers 3 aus dem Zeiger 3 austreten
und im Bereich des nicht dargestellten transparenten Teilringabschnitts
eines ebenfalls nicht dargestellten Ziffernblatts, das aber wie
in 1 gezeigt angeordnet sein kann, von vorne gemäß Pfeil
P1 als beleuchtetes Segment bzw. als beleuchteter Teilabschnitt
des Zeigers 3 erkannt werden. Damit kann jede Zeigerstellung
des drehbar um die Achse D drehbaren aufgenommen Zeigers 3 für einen
Betrachter der Anzeigevorrichtung gemäß 2 erkennbar
sein. Die nicht gezeigten Elemente der Anzeigenvorrichtung 1 gemäß 2 können
insbesondere entsprechend der Anordnung gemäß 1 ausgestaltet
sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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