DE19744183B4

DE19744183B4 - instrument cluster

Info

Publication number: DE19744183B4
Application number: DE1997144183
Authority: DE
Inventors: Stefan Graf; Christoph Wache
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: DE19744183A1

Abstract

Kombiinstrument mit analogen und/oder digitalen Anzeigen, mit einem Systemträger, auf dem die analogen und/oder digitalen Anzeigen direkt oder indirekt verankert sind, mit Kaltkathodenlampen zum Be- und/oder Hinterleuchten der analogen und/oder digitalen Anzeigen, die auf der Rückseite des Systemträgers elektrisch kontaktiert sind, mit einer Frontplatte, die auf der dem Betrachter zugewandten Seite angeordnet ist und mit zwischen dem Systemträger und den Kaltkathodenlampen mäanderförmig angeordneten Heizwendeln, wobei die mäanderförmigen Heizwendeln direkt auf den Systemträger (10) oder auf einer flexiblen Folie aufgebracht sind, die im wesentlichen die Form des Systemträgers hat und die zwischen Systemträger und Kaltkathodenlampen eingebracht ist.Instrument cluster with analogue and / or digital displays, with a system support on which the analogue and / or digital displays are anchored directly or indirectly, with cold cathode lamps for backlit and / or backlit analogue and / or digital displays located on the back of the System support are contacted electrically, with a front panel, which is arranged on the viewer side facing and meandering between the system carrier and the cold cathode lamps heating coils, the meandering heating coils are applied directly to the system support (10) or on a flexible film, the has essentially the shape of the system carrier and which is introduced between system carrier and cold cathode lamps.

Description

Stand der TechnikState of the art

Diese Erfindung betrifft die Anzeigen in einem -Kombiinstrument, insbesondere für Kraftfahrzeuge. In einem Kombiinstrument sind üblicherweise eine Vielzahl verschiedenster Anzeigen integriert. So sind beispielsweise eine Tank- und/oder Temperaturanzeige, die Anzeige eines Drehzahlmessers, eine Tachoanzeige oder eine Anzeige der Uhrzeit für den Fahrer des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Diese verschiedenen Informationen können nun über eine entsprechende Analoganzeige mit einem sich vor einer Skalenscheibe drehenden Zeiger oder auch in digitaler Form mittels eines Flüssigkristalldisplays angezeigt werden. Bei allen Anzeigen ist es notwendig, eine entsprechende Beleuchtung bzw. Hinterleuchtung vorzusehen, die ein gutes Ablesen bei den verschiedensten Licht- und Temperaturverhältnissen gewährleistet. Üblicherweise werden für die Beleuchtung der einzelenen Anzeigen jeweils Kaltkathodenröhren vorgesehen, da diese eine hohe Leuchtdichte bei vergleichsweise niedriger Leistungsaufnahme, eine lange Lebensdauer und eine im wesentlichen gleichmäßige Lichtausbeute bieten.These The invention relates to the displays in a combination instrument, in particular for motor vehicles. In an instrument cluster are usually one Many different displays integrated. Such are, for example a tank and / or temperature gauge, the display of a tachometer, a speedometer or a time display for the driver of the motor vehicle provided. This different information can now over a corresponding analog display with a in front of a dial rotating pointer or in digital form by means of a liquid crystal display are displayed. For all ads it is necessary to have a corresponding Provide lighting or backlighting, which is a good read in the most diverse light and temperature conditions guaranteed. Usually be for the illumination of the individual displays each cold cathode tubes provided Since these have a high luminance at comparatively low power consumption, a long life and a substantially uniform light output Offer.

Beim Betrieb eines Fahrzeuges unterliegt das Kombiinstrument den verschiedensten Temperaturschwankungen. Da Kaltkathodenröhren bezüglich beleuchtungsintensität und ihres Farbortes temperaturabhängig sind und insbesondere bei sehr tiefen Temperaturen nur noch unzureichend oder gar nicht mehr arbeiten, ist es üblich, eine Wärmequelle vorzusehen. So ist aus EP 0 612 416 B1 bekannt, für Flüssigkristallanzeigen mit einer als Leuchtstofflampe ausgebildeten Lichtquelle als Wärmequelle ein Folienheizelement vorzusehen, das auf der Rückseite der Flüssigkristallanzeige so angebracht ist, daß sich zwischen Flüssigkristallanzeige und Folienheizelement die Leuchtstofflampe befindet.When operating a vehicle, the instrument cluster is subject to the most varied temperature fluctuations. Since cold cathode tubes are temperature-dependent with regard to illumination intensity and their color location and only work inadequately or not at all, especially at very low temperatures, it is customary to provide a heat source. That's how it is EP 0 612 416 B1 It is known to provide for liquid crystal displays with a light source formed as a fluorescent light source as a heat source, a foil heating element which is mounted on the back of the liquid crystal display so that the fluorescent lamp is located between the liquid crystal display and foil heating.

Aus der DE 195 41 875 A1 ist ein Anzeiginstrument mit einer Kaltkathodenröhrenlampe bekannt, die auf der Rückseite einer Skalenscheibe angeordnet ist. Die Skalenscheibe hat eine Vielzahl von durchleuchteten Anzeige- oder Messgerätemustern. Um die Kaltkathoden-Röhrenlampe ist ein spiralförmiges Heizgerät angeordnet, das zur Erwärmung der Kaltkathoden-Röhrenlampe eingeschaltet wird.From the DE 195 41 875 A1 For example, a display instrument with a cold cathode tube lamp is known, which is arranged on the back of a dial. The dial has a variety of illuminated display or gauge patterns. Arranged around the cold cathode tube lamp is a spiral heater which is turned on to heat the cold cathode tube lamp.

Aus der US 4,931,685 ist eine Entladungslampe bekannt, bei der eine Heizfolie unmittelbar auf den Lampenkörper aufgebracht ist.From the US 4,931,685 a discharge lamp is known in which a heating foil is applied directly to the lamp body.

Es ist ebenso üblich, die Kaltkathodenröhren mit einem Heizstreifen zu versehen, welcher auf die Röhren aufgeklebt wird, oder beispielsweise die Displays mit einem Heizdraht zu verspannen, so daß auch bei tiefen Temperaturen eine kurze Schaltzeit der Flüssigkristallanzeigen gegeben ist.It is just as common the cold cathode tubes with to provide a heating strip, which adhered to the tubes is to clamp or, for example, the displays with a heating wire, so that too at low temperatures a short switching time of the liquid crystal displays given is.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch die Anordnung mäanderförmiger Heizwendeln auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Leuchtstofflampen eine flächige Heizung des gesamten Kombiinstrumentes erfolgt. Im Gegensatz zu der bisherigen Praxis, bei welcher separate Heizungen für die als Beleuchtung dienenden Leuchtstofflampen der analogen Anzeigen und für die Displays vorzusehen sind, wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Anzahl der Anschlüsse für das Heizelement im Gegensatz zu jeweils separaten Heizungselementen reduziert, was sich wiederum positiv auf die Fertigung und damit die Kosten auswirkt.The inventive arrangement with the features of the main claim has the advantage that by the arrangement of meandering heating coils on the side facing away from the viewer of the fluorescent lamps area Heating of the entire instrument cluster is done. In contrast to the previous practice, in which separate heaters for as Lighting analog displays and fluorescent lamps for the Displays are provided is in the inventive arrangement the number of connections for the Heating element in contrast to each separate heating elements reduced, which in turn has a positive effect on the production and thus the costs.

Durch die in den Unteransprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.By in the subclaims cited activities are advantageous developments and improvements in the main claim given arrangement possible.

So ist es vorteilhaft, die Heizwendeln direkt gleich auf dem Systemträger aufzudrucken. So kann beispielsweise eine sehr einfache elektrische Kontaktierung der Heizelemente über die Rückseite des Systemträgers, die häufig gleichzeitig als Leiterplatte dient, erfolgen. Desweiteren wirkt der Systemträger so als Reflektor, so daß die von den Heizwendeln abgestrahlte Wärme ausschließlich in Richtung der Leuchtstofflampen und der Frontplatte reflektiert wird.So It is advantageous to print the heating coils directly on the system tray directly. For example, a very simple electrical contact the heating elements over the backside of the system carrier, the common simultaneously serves as a circuit board done. Furthermore, it works the system carrier so as a reflector, so that the heat radiated from the heating coils exclusively in Direction of the fluorescent lamps and the front panel is reflected.

Das Aufdrucken des Heizelementes auf eine flexible Folie, welche dann beispielsweise durch eine weiße Farbe gleichzeitig als Reflektor dient, ermöglicht eine geschickte Anpassung an verschiedenste Formen der Kaltkathodenröhren. Desweiteren kann eine mit entsprechend mäanderförmigen Heizwendeln bedruckte flexible Folie bereits als Bauteil in den Fertigungsprozeß eingebracht werden.The Printing the heating element on a flexible film, which then for example, by a white one Color also serves as a reflector, allows a clever adjustment to various forms of cold cathode tubes. Furthermore, a with corresponding meandering heating coils printed flexible film already introduced as a component in the manufacturing process become.

Ein weiterer Vorteil ist gegeben, wenn die flexible Folie mit den aufgedruckten Heizleitern transmissiv ausgebildet wird, da dann der Systemträger wiederum als Reflektor wirkt.One Another advantage is given when the flexible film with the printed Heat conductors transmissive is formed, because then turn the system tray acts as a reflector.

Letztendlich hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß die vorgegebene Heizleistung sehr einfach durch eine entsprechende Ausbildung des Heizdrahtes, beispielsweise anhand des Drahtdurchmessers, der Länge des Drahtes, über Schlingenweite der Heizwendel sowie über die angelegten Spannungen durch eine Variation der Amplitude der angelegten Gleichspannung oder über eine Variation des Tastverhältnisses eines Pulsweiten-modulierten Signal mit konstanter Amplitude eingestellt werden kann.At long last has the arrangement according to the invention the advantage that the given heating power very easy by an appropriate training of the heating wire, for example based on the wire diameter, the Length of the Wire, over loop width the heating coil as well as over the applied voltages by a variation of the amplitude of the applied DC voltage or over a variation of the duty cycle a pulse width modulated signal with constant amplitude set can be.

Ausführungsbeispieleembodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im weiteren näher erläutert.embodiments The invention are shown in the drawing and in the other explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 den Prinzipaufbau von Trägerplatte, Kaltkathodenröhre und Frontscheibe, 1 the basic structure of carrier plate, cold cathode tube and windscreen,

2 die flexible Folie mit aufgedruckter Heizwendel 2 the flexible film with printed heating coil

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt einen Systemträger 10, welcher Aussparungen und Stege aufweist. Diese Aussparungen und Stege dienen dazu, die verschiedenen Bauteile wie Schrittmotor und Ansteuerung der Zeiger, Halterungen zur Aufnahme verschiedenster Displays und die mechanische Konstruktion der Zeiger aufzunehmen. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Systemträgers sind verschieden geformte Kaltkathodenröhren 11a und 11b dargestellt. Diese Kaltkathodenröhren sind an ihren Enden jeweils mit einem Sockel 12 und einem Kontakt 13 versehen. Die Kaltkathodenröhren werden mit ihrem Sockel 12 auf dem Systemträger 10 montiert und auf der Rückseite des Systemträgers elektrisch kontaktiert. Zur elektrischen Kontaktierung kann auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Systemträgers 10 eine hier nicht dargestellte Leiterplatte vorgesehen werden. Ebenso ist es möglich, daß bereits auf der Rückseite des Systemträgers 10 entsprechende Leiterbahnen vorgesehen sind und so diese Rückseite die Funktion der Leiterplatte übernimmt. Die Anordnung von Systemträger 10, Kaltkathodenröhren 11a und 11b wird üblicherweise mit einer Frontplatte 14 verdeckt. Eine solche Frontplatte ist beispielsweise aus lichtleitendem Material als Leuchtscheibe, auf welche die Ziffernblätter aufgedruckt sind, ausgeführt. Die hier nicht dargestellten Zeiger der analogen Anzeigen sind dann auf die ebenfalls nicht dargestellten Achsen der Schrittmotoren, die auf dem Systemträger 10 montiert sind, aufgesteckt. Zwischen dem Systemträger 10 und den Kaltkathodenröhren 11a und 11b ist eine flexible Folie 15 dargestellt, auf welcher symbolhaft Heizwendeln 20 dargestellt sind, die zu 2 noch genauer erläutert werden. 1 shows a system carrier 10 which has recesses and webs. These recesses and webs are used to accommodate the various components such as stepper motor and control of the hands, brackets for holding various displays and the mechanical construction of the hands. On the side facing the viewer of the system carrier are different shaped cold cathode tubes 11a and 11b shown. These cold cathode tubes are each at their ends with a socket 12 and a contact 13 Mistake. The cold cathode tubes are with their socket 12 on the system tray 10 mounted and electrically contacted on the back of the system carrier. For electrical contacting can on the side facing away from the viewer of the system carrier 10 a circuit board, not shown here are provided. It is also possible that already on the back of the system carrier 10 corresponding conductor tracks are provided and so this back takes over the function of the circuit board. The arrangement of system carrier 10 , Cold cathode tubes 11a and 11b is usually with a front panel 14 covered. Such a front panel, for example, made of light-conducting material as a light panel on which the dials are printed executed. The pointers of the analog displays, not shown here, are then on the axes of the stepper motors, also not shown, which are on the system carrier 10 are mounted, plugged. Between the system carrier 10 and the cold cathode tubes 11a and 11b is a flexible foil 15 represented on which symbolic heating coils 20 are shown that too 2 will be explained in more detail.

2 zeigt symbolhaft die flexible Folie 15 mit den aufgedruckten Heizwendeln 20. Der Einfachheit halber wurde die flexible Folie 15 hier ohne die für die Anzeigen notwendigen Aussparungen, beispielsweise zum Durchführen der einzelnen Zeigerachsen, dargestellt. In 2 sind symbolhaft die Kaltkathodenröhren 11a und 11b dargestellt, die zwischen Heizeinrichtung und Frontplatte montiert sind. Die Heizwendeln sind mit ihrem Heizeingang 21 elektrisch kontaktiert, von Kaltkathodenröhre zu Kaltkathodenröhre geführt und hinter jeder Kaltkathodenröhre mäanderförmig jeweils über die Länge jeder Kaltkathodenröhre aufgedruckt. Nachdem so alle Kaltkathodenröhren mit einer zugeordneten mäanderförmigen Heizwendel versehen sind, wird die Heizeinrichtung über einen Heizausgang 22 wiederum elektrisch kontaktiert. Vorteilhafterweise geschieht dies ebenfalls über die sowieso vorhandene, hier nicht dargestellte Leiterplatte. Die flexible Folie 15 mit den mäanderförmig aufgedruckten Heizwendeln 22 weist im wesentlichen die Form des Systemträgers 10 auf. Dabei ist es auch möglich, die flexible Folie 15 flächig auf den Systemträger 10 aufzukleben, wodurch sich eine einfache Handhabung beim Zusammenbau ergibt. 2 symbolically shows the flexible film 15 with the printed heating coils 20 , For the sake of simplicity, the flexible film 15 here without the necessary recesses for the displays, for example, for performing the individual pointer axes represented. In 2 are symbolic of the cold cathode tubes 11a and 11b shown, which are mounted between heater and front panel. The heating coils are with their heating input 21 electrically contacted, led from cold cathode tube to cold cathode tube and printed behind each cold cathode tube meandering in each case over the length of each cold cathode tube. After so all cold cathode tubes are provided with an associated meandering heating coil, the heater is via a heating output 22 in turn contacted electrically. Advantageously, this also happens via the anyway existing, not shown here PCB. The flexible foil 15 with the meander-shaped printed heating coils 22 essentially has the shape of the system carrier 10 on. It is also possible, the flexible film 15 flat on the system carrier 10 stick, resulting in easy handling during assembly.

Der Systemträger 10 kann zusätzlich mit einer Schicht zur thermischen Reflexion versehen werden, welche bewirkt, daß die von der Heizeinrichtung zur Verfügung gestellte Wärme in Richtung Kaltkathodenröhren reflektiert wird. Damit wird der vom Systemträger und der Frontplatte eingeschlossene Raum insgesamt geheizt, wodurch nicht nur die Kaltkathodenröhren, sondern auch die digitalen. Anzeigen wie die Displays erwärmt werden, wodurch wiederum keine separate Heizung für die Displays vorgesehen werden muß. Soll der Systemträger 10 als Reflektor genutzt werden, so ist es vorteilhaft, die flexible Folie 15 stark transmissiv auszubilden. Alternativ kann die flexible Folie 15 weiß lackiert werden und dann selbst als Reflektor dienen. Ebenso ist es denkbar, daß die Heizwendeln 20 direkt auf dem Systemträger aufgedruckt werden. In diesem Fall kann die Heizwendel auf dem Systemträger 10 zum Aufbringen kalt oder heißverstemmt werden.The system carrier 10 may additionally be provided with a layer for thermal reflection, which causes the heat provided by the heater is reflected toward cold cathode tubes. This heats the space enclosed by the leadframe and the front panel as a whole, which causes not only the cold cathode tubes, but also the digital ones. Displays how the displays are heated, which in turn no separate heating for the displays must be provided. Should the system carrier 10 be used as a reflector, so it is advantageous to the flexible film 15 strongly transmissive form. Alternatively, the flexible film 15 be painted white and then serve as a reflector. It is also conceivable that the heating coils 20 printed directly on the system tray. In this case, the heating coil on the system carrier 10 to apply cold or hot stiffened.

Die elektrische Isolation des Heizdrahtes erfolgt durch Beschichtung oder Oxidation desselben.The electrical insulation of the heating wire is done by coating or oxidation of the same.

Die Heizleistung kann über das Material des Heizdrahtes, über die Dicke des Heizdrahtes sowie über die Gesamtfläche der einzelnen Leiterbahn vorgewählt und über die anliegende Spannung variiert werden. So ist es möglich, die anliegende Spannung beispielsweise durch eine Variation der Amplitude bei Gleichspannung oder aber über die Variation des Tastverhältnisses eines Pulsweiten-modulierten Signals mit konstanter Amplitude zu beeinflussen und so die Heizleistung zu steuern.The Heating power can over the material of the heating wire, about the thickness of the heating wire as well as over the total area the individual conductor track selected and over the applied voltage can be varied. So it is possible the applied voltage, for example, by a variation of the amplitude at DC or over the variation of the duty cycle a pulse width modulated constant amplitude signal influence and so to control the heating power.

Beim Betrieb eines so aufgebauten Kombiinstrumentes wird nach dem Anlegen der Versorgungsspannung an die Heizeinrichtung die abgegebene Wärme konvektiv an die Röhren und die übrigen Bauelemente weitergegeben, wodurch sich diese ebenfalls erwärmen. Der Widerstand der Heizwendeln bzw. der Folie kann dabei so ausgelegt werden, daß sich beim Zuschalten der Versorgungsspannung eine Heizleistung von ca. 40 W ergibt. Über einen Sensor kann die Temperatur erfaßt und bei Überschreiten eines Grenzwertes die Heizung wieder abgeschaltet werden. Ebenfalls ist es möglich, eine Regelung der Heizleistung beispielsweise über das Tastverhältnisses des Pulsweiten-modulierten Signals zu realisieren.When operating a combination instrument constructed in this way, after the application of the supply voltage to the heating device, the heat released is transmitted convectively to the tubes and the other components, as a result of which they also heat up. The resistance of the heating coils or the film can be designed so that there is a heating power of about 40 W when switching on the supply voltage. About a sensor The temperature can be detected and the heater can be switched off again when a limit value is exceeded. It is also possible to realize a control of the heating power, for example via the duty cycle of the pulse width-modulated signal.

Mit diesem Kombiinstrument ist ein kompaktes und intelligentes Heizsystem geschaffen worden welches sich auf das gesamte Kombiinstrument und nicht nur auf einzelne Komponenten bezieht. Eine Anpassung an andere Kombiinstrumente und ähnliche Applikationen ist durch eine einfache Layout- bzw. Konstruktionsänderung möglich.With This instrument cluster is a compact and intelligent heating system which has been created on the entire instrument cluster and not refers only to individual components. An adaptation to other instrument clusters and similar Applications is by a simple layout or design change possible.

Claims

Kombiinstrument mit analogen und/oder digitalen Anzeigen, mit einem Systemträger, auf dem die analogen und/oder digitalen Anzeigen direkt oder indirekt verankert sind, mit Kaltkathodenlampen zum Be- und/oder Hinterleuchten der analogen und/oder digitalen Anzeigen, die auf der Rückseite des Systemträgers elektrisch kontaktiert sind, mit einer Frontplatte, die auf der dem Betrachter zugewandten Seite angeordnet ist und mit zwischen dem Systemträger und den Kaltkathodenlampen mäanderförmig angeordneten Heizwendeln, wobei die mäanderförmigen Heizwendeln direkt auf den Systemträger (10) oder auf einer flexiblen Folie aufgebracht sind, die im wesentlichen die Form des Systemträgers hat und die zwischen Systemträger und Kaltkathodenlampen eingebracht ist.Instrument cluster with analogue and / or digital displays, with a system support on which the analogue and / or digital displays are anchored directly or indirectly, with cold cathode lamps for backlit and / or backlit analogue and / or digital displays located on the back of the System carrier are electrically contacted, with a front panel, which is arranged on the side facing the viewer and with meandering between the system carrier and the cold cathode lamps heating coils, wherein the meandering heating coils directly to the system carrier ( 10 ) or are applied to a flexible film which has substantially the shape of the system carrier and which is introduced between system carrier and cold cathode lamps.

Kombiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln auf dem Systemträger zur Befestigung kalt- oder heißverstemmt sind.Instrument cluster according to claim 1, characterized that the Heating coils on the system carrier cold or hot stalked for attachment.

Komiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Folie stark transmissiv ist und der Systemträger als Wärmereflektor wirkt.A musical instrument according to claim 1, characterized that the flexible film is highly transmissive and the system carrier as heat reflector acts.

Kombiinstrument nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Folie weiß ausgestaltet ist und gleichzeitig als Reflektor wirkt. Instrument cluster according to claim 1 or 3, characterized characterized in that flexible foil designed white is and at the same time acts as a reflector.