DE19541886B4

DE19541886B4 - Zeigerinstrument

Info

Publication number: DE19541886B4
Application number: DE19541886A
Authority: DE
Inventors: Hans-Günter BENNER
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2015-11-11
Also published as: DE19541886A1

Abstract

Zeigerinstrument mit einem für eine Durchleuchtung mittels einer Lichtquelle ausgebildeten, auf einem Lichtleiter angeordneten transluszenten Zifferblatt, bei dem der Lichtleiter eine Lichteinkoppelfläche in seinem radial äußeren Bereich hat, wobei vor der Lichteinkoppelfläche (12, 19) ein Lichtverteiler (5) angeordnet ist und wobei die Lichtquelle (Lampe 7) zum Einkoppeln des Lichts in den Lichtverteiler (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zifferblatt (4) abgewandte Seite des Lichtleiters (3) eine konkave Wölbung (14) hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeigerinstrument mit einem für eine Durchleuchtung mittels einer Lichtquelle ausgebildeten, auf einem Lichtleiter angeordneten transluzenten Zifferblatt, bei dem der Lichtleiter eine Lichteinkoppelfläche in seinem radial äußeren Bereich hat.
Zeigerinstrumente der vorstehenden Art werden beispielsweise als Tachometer oder Drehzahlmesser in heutigen Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind allgemein bekannt. Das Zifferblatt eines solchen Zeigerinstrumentes hat Markierungen für Zahlen, Symbole oder Skalenstriche, die sich in ihrer Lichtdurchlässigkeit oder ihrer Färbung von den übrigen Bereichen abheben. Dieses Zifferblatt besteht beispielsweise aus einer farbigen, überwiegend lichtdurchlässigen Folie, die auf dem Lichtleiter aufgebracht ist. Hinter dem Lichtleiter ist eine Lampe als Lichtquelle angeordnet. Mit der Lampe wird Licht in den Lichtleiter eingekoppelt, welches durch das Zifferblatt zu einem Betrachter gelangt.
Nachteilig bei einem solchen Zeigerinstrument ist, dass die Durchleuchtung des Zifferblattes ungleichmäßig ist. Beispielsweise erzeugt die Lampe auf dem Zifferblatt einen hellen Fleck. Weiterhin können in Bohrungen des Lichtleiters angeordnete Befestigungsschrauben auf dem Zifferblatt Schatten hervorrufen.
Aus der GB 2 237 385 A ist ein Anzeigeinstrument bekannt mit einem für eine Durchleuchtung mittels einer Lichtquelle ausgebildeten, auf einem Lichtleiter angeordneten transluszenten Zifferblatt, bei dem der Lichtleiter eine Lichteinkoppelfläche in seinem radial äußeren Bereich hat, wobei vor der Lichteinkoppelfläche ein Lichtverteiler angeordnet ist und die Lichtquelle zum Einkoppeln des Lichts in den Lichtverteiler ausgebildet ist.
Die DE 72 36 649 U beschreibt einen aus einem transparenten Werkstoff gefertigten ringförmigen Lichtverteiler für ein Messgerät.
Die DE 33 00 271 A beschreibt ein beleuchtetes Anzeigegerät, bei dem von einer einzigen Lichtquelle in eine Lichtleiterscheibe Licht gelangt, welches mittels eines Lichtteilers in zwei entgegengerichtete Strahlengänge aufgeteilt wird und zur transluszenten Beleuchtung eines Zifferblattes verwendet wird.
Die DE 1 156 245 A beschreibt schließlich die Beleuchtung einer Anzeigevorrichtung, die eine Skala und einen mit der Skala zusammen wirkenden Zeiger aufweist, wobei die Beleuchtungseinrichtung als Auflichtbeleuchtungsvorrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Zeiger und einer die Skala betrachtenden Person angeordnet ist, wobei Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt wird und mittels des Lichtleiters das Zifferblatt in Auflicht beleuchtet wird und der Lichtleiter eine konkave Wölbung aufweist.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Zeigerinstrument der eingangs genannten Art möglichst einfach konstruktiv zu gestalten. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Zeigerinstrument nach Anspruch 1 gelöst.
Durch diese Gestaltung wird das Licht zuerst in dem Lichtverteiler gleichmäßig verteilt, bevor es über den radial äußeren Bereich verteilt in den Lichtleiter des Zifferblattes gelangt. Hierdurch wird von der Lichtquelle kein heller Fleck auf dem Zifferblatt erzeugt. Schrauben im Lichtleiter werden keine Schatten mehr hervorrufen, da das Licht von allen Seiten her auf die Schrauben trifft. Weiterhin wird eine Umlenkung des Lichts konstruktiv einfach dadurch erreicht, dass die dem Zifferblatt abgewandte Seite des Lichtleiters eine konkave Wölbung hat. Diese Wölbung wirkt damit als Reflektor, der von der Seite kommendes Licht zum Betrachter hin reflektiert. Dabei ist es gleichgültig, ob die Reflektion durch die Grenzschicht des Lichtleiters zur Luft hin erfolgt oder ob an dieser Stelle eine Schicht auf den Lichtleiter aufgebracht ist.
Der Lichtverteiler könnte beispielsweise ein innen verspiegelter Lichtkasten mit mehreren darin angeordneten Lampen sein. Eine konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Lichtverteiler ein aus deinem transparenten Werkstoff gefertigter ring- oder scheibenförmiger Lichtleiter ist.
In einem aus einem transparenten Werkstoff gefertigten Lichtverteiler verteilt sich das Licht besonders gleichmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Lichtverteiler Spiegel oder Lichtsperren zum gleichmäßigen Verteilen des Lichts hat. Als Spiegel eignen sich beispielsweise in den als Lichtleiter ausgebildeten Lichtverteiler eingearbeitete Abschrägungen, Bohrungen oder Langlöcher, da sie flach auf eine Grenzfläche Luft/Lichtleiter fallendes Licht reflektieren. Durch diese Weiterbildung der Erfindung wird das Licht durch Mehrfachreflexion im Lichtverteiler zerstreut. Hierdurch läßt sich eine gleichmäßige Durchleuchtung des Zifferblattes mit einer einzigen punktförmigen Lichtquelle erreichen.
Fremdlichteinflüsse, die eine gleichmäßige Helligkeit des Zifferblattes verhindern, lassen sich einfach dadurch vermeiden, daß auf der dem Zifferblatt abgewandten Seite des Lichtleiters eine lichtundurchlässige Blende angeordnet ist, welche annähernd dieselbe Ausdehnung aufweist wie das Zifferblatt. Weiterhin wird durch diese Weiterbildung der Erfindung verhindert, daß durch das transluzente Zifferblatt das Meßwerk des Zeigerinstrumentes zu sehen ist.
Das erfindungsgemäße Zeigerinstrument ist einfach zu montieren, wenn der Lichtleiter einen umlaufenden Rand hat, und der Lichtverteiler zum Einkoppeln des Lichts in diesen Rand ausgebildet ist. Durch diese Gestaltung kann der Lichtleiter zur Montage mit dem Lichtverteiler ineinandergesteckt werden. Die Lichteinkoppelfläche des Lichtleiters und die Lichtauskoppelfläche des Lichtverteilers sind damit automatisch aufeinander ausgerichtet.
Das erfindungsgemäße Zeigerinstrument hat sehr kleine Abmessungen, wenn der Rand des Lichtleiters zum Hintergrei fen der Blende ausgebildet und der Lichtverteiler an der Rückseite der Blende angeordnet ist.
Das Zifferblatt wird besonders gleichmäßig durchleuchtet, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Wölbung des Lichtleiters die Form einer Parabel hat.
Das Zeigerinstrument ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung leicht zu montieren, wenn der Lichtverteiler zur Befestigung in dem Zeigerinstrument ausgebildet ist und wenn er mit der Blende und dem Lichtleiter formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist. Hierbei werden die Bohrungen für die Befestigungsschrauben ausschließlich in dem Lichtverteiler eingearbeitet.
Die Erfindung ist auch auf ein Zeigerinstrument mit einem beleuchteten Zeiger anwendbar, wenn die Lichtquelle ein Lichtleitelement zum Zuführen von Licht einer Zentrallichtquelle ist. Durch diese Gestaltung können Zeiger und Zifferblatt mit einer einzigen Lichtquelle beleuchtet werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zeigerinstrument,
2 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zeigerinstrumentes,
3 eine Draufsicht auf einen Lichtleiter des Zeigerinstrumentes nach den 1 oder 2.
Die 1 zeigt ein Zeigerinstrument 1 mit einem Meßwerk 2 und einem Lichtleiter 3, auf dessen Vorderseite ein transluzentes Zifferblatt 4 befestigt ist. Zwischen dem Lichtleiter 3 und dem Meßwerk 2 ist ein Lichtverteiler 5 angeordnet. Dieser Lichtverteiler 5 hat an seiner zum Meßwerk 2 gerichteten Seite eine Ausnehmung 6, in welcher eine Lampe 7 angeordnet ist, und auf der der Lampe 7 gegenüberliegenden Seite eine lichtundurchlässige Blende 8. Von der Lampe 7 wird Licht in den Lichtverteiler 5 eingekoppelt. Vor dem Zifferblatt 4 befindet sich ein drehfest auf dem Ende einer zum Meßwerk 2 führenden Welle 9 montierter Zeiger 10. Der Lichtleiter 3 des Zifferblattes 4 hat einen nach hinten gerichteten umlaufenden Rand 11. Der innere Umfang des umlaufenden Randes 11 dient dabei als Lichteinkoppelfläche 12. Dieser umlaufende Rand 11 umschließt den Lichtverteiler 5. Durch diese Anordnung hat der Lichtverteiler 5 gegenüber der Lichteinkoppelfläche 12 des Lichtleiters 3 des Zifferblattes 4 eine Lichtauskoppelfläche 13. Die zur Blende 8 gerichtete Seite des Lichtleiters 3 hat eine Wölbung 14. Zwischen der Wölbung 14 und der Blende 8 befindet sich Luft.
Das Licht gelangt damit vom Lichtverteiler 5 radial nach außen gerichtet in den umlaufenden Rand 11 des Lichtleiters 3. Dort wird das Licht mittels zweier Spiegel 15, 16 in den vorderen Bereich des Lichtleiters 3 umgelenkt und gelangt anschließend gegen die Wölbung 14. Die Wölbung 14 dient als Spiegel, der flach auf die Grenzschicht Luft/-Lichtleiter fallendes Licht durch das Zifferblatt 4 zu einem Betrachter umlenkt.
Die Ausführungsform nach 2 unterscheidet sich von der aus 1 dadurch, daß auf die Wölbung 14 des Lichtleiters 3 eine aus einem lichtundurchlässigen Material bestehende Schicht 17 als Blende aufgebracht ist. Weiterhin hat der Lichtverteiler 5 eine axiale Lichtauskoppelfläche 18 und gegenüberliegend dazu der Lichtleiter 3 des Zifferblattes 4 eine axiale Lichteinkoppelfläche 19.
Die 3 zeigt den Lichtverteiler 5 aus den 1 oder 2. Dieser Lichtverteiler 5 ist aus einem transparenten Werkstoff gefertigt und hat Langlöcher 20, 21, Abschrägungen 22, 23 zur Reflexion von Licht und Flächen 24, 25 als Lichtsperren. Dadurch wird das Licht gleichmäßig im Lichtverteiler 5 verteilt. Zur Verdeutlichung der Ausbreitung des Lichts im Lichtverteiler 5 sind in der 3 gestrichelt dargestellte Pfeile als Lichtstrahlen eingezeichnet. Die in den 1 und 2 eingezeichnete Lampe 7 wird bei einer Montage des Zeigerinstruments 1 in die Ausnehmung 6 eingesetzt. Weiterhin sind in der Zeichnung Bohrungen 26–28 für nicht dargestellte Befestigungsschrauben zu erkennen.

Claims

Zeigerinstrument mit einem für eine Durchleuchtung mittels einer Lichtquelle ausgebildeten, auf einem Lichtleiter angeordneten transluszenten Zifferblatt, bei dem der Lichtleiter eine Lichteinkoppelfläche in seinem radial äußeren Bereich hat, wobei vor der Lichteinkoppelfläche (12, 19) ein Lichtverteiler (5) angeordnet ist und wobei die Lichtquelle (Lampe 7) zum Einkoppeln des Lichts in den Lichtverteiler (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zifferblatt (4) abgewandte Seite des Lichtleiters (3) eine konkave Wölbung (14) hat.
Zeigerinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtverteiler (5) ein aus einem transparenten Werkstoff gefertigter ring- oder scheibenförmiger Lichtleiter ist.
Zeigerinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtverteiler (5) Spiegel (Langloch 20, 21, Abschrägung 22, 23) oder Lichtsperren (Flächen 24, 25) zum gleichmäßigen Verteilen des Lichtes hat.
Zeigerinstrument nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Zifferblatt (4) abgewandten Seite des Lichtleiters (3) eine lichtundurchlässige Blende (8, Schicht 17) angeordnet ist, welche annähernd dieselbe Ausdehnung aufweist wie das Zifferblatt (4).
Zeigerinstrument nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (3) einen umlaufenden Rand (11) hat und der Lichtverteiler (5) zum Einkoppeln des Lichtes in diesen Rand (11) ausgebildet ist.
Zeigerinstrument nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) des Lichtleiters (3) zum Hintergreifen der Blende (8, Schicht 17) ausgebildet und der Lichtverteiler (5) an der Rückseite der Blende (8, Schicht 17) angeordnet ist.
Zeigerinstrument nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (14) des Lichtleiters (3) die Form einer Parabel hat.
Zeigerinstrument nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtverteiler (5) Mittel (Bohrungen 26–28) zur Befestigung in dem Zeigerinstrument (1) hat und dass er mit der Blende (8, Schicht 17) und dem Lichtleiter (3) formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist.
Zeigerinstrument mit einem beleuchteten Zeiger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein Lichtleitelement zum Zuführen von Licht einer Zentrallichtquelle ist.