DE4340709A1 - Anzeigeeinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Anzeigeeinrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Anzeigeeinrichtungen der genannten Art dienen der
Anzeige und Überwachung von Betriebszuständen von
Maschinen und Geräten, in Land-, Wasser- und
Luftfahrzeugen ermöglichen sie dem Fahrzeugführer die
Kontrolle über das Fahrzeug. Infolgedessen sollen die
Anzeigeeinrichtungen unter allen vorkommenden
Umgebungsbedingungen insbesondere unter stark
wechselnden Lichtverhältnissen, stets rasch und
eindeutig ablesbar sein.
Bei der Instrumentierung von Landfahrzeugen haben sich
trotz des Aufkommens digitaler elektronischer Anzeigen
analog anzeigende Zeigerinstrumente, bei denen der
jeweilige Anzeigewert durch die Stellung eines über
eine Skala spielenden Zeigers dargestellt wird, in
großem Umfang behauptet. Dies ist unter anderem darauf
zurückzuführen, daß der Fahrzeugführer durch Erfahrung
rasch ein Gefühl dafür entwickelt, welche
Zeigerstellungen einen normalen oder wünschenswerten
Betriebszustand widerspiegeln, so daß er in der Lage
ist, diese Zeigerstellungen schnell und ohne besondere
Aufmerksamkeit zu interpretieren.
Diese letzte Eigenschaft analog anzeigender
Zeigerinstrumente kommt aber nur dann zum Tragen, wenn
sich der Zeiger und auch die den Anzeigewert
darstellenden Markierungen kontrastreich vom
Hintergrund abheben. Ein grundsätzliches Problem beim
Einsatz in Fahrzeugen besteht darin, daß für die gute
Erkennbarkeit am Tage andere Kriterien gelten als für
die Nacht. Es sind daher in der Vergangenheit zahlreiche
Anstrengungen unternommen worden, die Erkennbarkeit
solcher Zeigerinstrumente durch geeignete Farb-
und/oder Beleuchtungswahl zu optimieren. So ist es für
die Nachterkennung wichtig, daß die Instrumente zwar
ausreichend, aber blendfrei ausgeleuchtet werden, damit
die Nachtadaption der Augen des Fahrzeugführers nicht
beeinträchtigt werden. Normale Farben für die Zeiger
und Markierungen, die unter Tageslicht im Auflicht
ausreichenden Kontrast zum Hintergrund entwickeln,
können sich im Nachtbetrieb infolge von Streustrahlung
und anderer Effekte nur ungenügend vom Hintergrund
abheben.
Es ist daher für im Auflicht beleuchtete
Zeigerinstrumente in Kraftfahrzeugen bereits
vorgeschlagen worden, für den Farbanstrich von Zeigern
und Markierungen der Skalen Farben zu verwenden, die
unter Lichteinfluß zur aktiven Aussendung sichtbaren
Lichts angeregt werden (fluoreszierende Farben).
Vorzugsweise erfolgt diese Aktivierung durch den Anteil
ultravioletter Strahlung im Tageslicht und
dementsprechend auch durch künstliche Beleuchtung mit
Lichtquellen, die einen hohen Anteil solcher Strahlung
aussenden. Um den Kontrast zwischen den Zeigern und
Markierungen der Skalen einerseits und dem Hintergrund
andererseits weiter zu erhöhen und vor allem, um die
stets auftretende störende Streustrahlung zu
unterdrücken, ist es auch bekannt, durch entsprechende
Filter den sichtbaren Anteil der Strahlung künstlicher
Lichtquellen zurückzuhalten (sog. Schwarzlichtlampen).
Unter dem Licht dieser Lampen erscheint der gesamte
nicht mit UV-aktiven Farben versehene Hintergrund
schwarz, während die fluoreszierenden Zeiger und
Skalenmarkierungen hell erstrahlen. Für das die
Instrumente zum Betrachter hin abschirmende Deckglas
ist diese Maßnahme in dieser Form nicht durchführbar,
da hierdurch die Erkennbarkeit der Anzeigewerte nicht
mehr gegeben ist. Infolgedessen sind die
fluoreszierenden Farben ungeschützt dem Sonnenlicht
oder der davon herrührenden Streustrahlung mit einem
ebenfalls hohen Anteil ultravioletter Strahlung
ausgesetzt. Es ist seit langem bekannt, daß dadurch die
Lebensdauer dieser Farben stark beeinträchtigt wird:
Sie verblassen und büßen mit der Zeit auch ihre
Fähigkeit zur Fluoreszenz ein.
Aus der US-PS 3 105 954 ist die Verwendung von Farben
für Verkehrsleiteinrichtungen bekannt, die so
pigmentiert sind, daß sie unter Tageslichteinfluß Licht
einer Wellenlänge oder eines Wellenlängengemischs
reflektieren, während sie bei Dunkelheit durch eine
Schwarzlichtquelle zur Fluoreszenz angeregt Licht einer
anderen Wellenlänge ausstrahlen.
Die Anwendung dieser Technik auf Anzeigeeinrichtungen
in Kraftfahrzeugen ist in der US-PS 4 536 656
beschrieben. Dort sind für die Überwachung der
Betriebszustände wichtige Markierungen oder Zeichen in
Farben gedruckt, die je nach Beleuchtung durch das
Tageslicht oder eine oder alternativ eine andere
künstliche Lichtquelle in unterschiedlichen Farben
erscheinen. Die unterschiedlichen künstlichen
Lichtquellen werden dabei je nach der Erkennung des zu
überwachenden Betriebszustandes als "normal" oder
"unnormal" eingeschaltet. Die dafür erforderlichen
mehrfach vorhandenen Lichtquellen und Schaltungen
hierfür erscheinen sehr aufwendig und kostenträchtig.
Wechselnde Hervorhebungen einzelner Zeichen unabhängig
von der vorgegebenen Farbwahl beim Druck sind außerdem
nicht möglich. Auch unterliegen die verwendeten Farben
mit fluoreszierenden Pigmenten der schnellen Alterung
durch den UV-Anteil des Sonnenlichts.
Aus der US-PS 4 841 155 ist eine Anzeigeeinrichtung für
Kraftfahrzeuge bekannt, bei der die genannten Nachteile
der Einrichtungen nach dem Stand der Technik dadurch
beseitigt werden sollen, daß anstelle der Markierungen
auf dem Zifferblatt die umgebende Fläche mit einer
fluoreszierenden Farbe ausgelegt ist, wobei diese Farbe
bevorzugt in einer Wellenlänge strahlt, wenn sie durch
eine Schwarzlichtlampe beaufschlagt ist, und Licht
einer anderen Wellenlänge reflektiert, wenn sie dem
Tageslicht ausgesetzt ist. Die Markierungen, Ziffern
und Zeichen sind darauf in gewöhnlicher weißer Farbe
aufgedruckt. Mit dieser Ausbildung mag es zwar
gelingen, eine unerwünschte Eigenschaft
phosphorhaltiger Farben, nämlich ihre Ausbreitung über
die ursprüngliche Begrenzung hinaus bei Alterung, zu
unterdrücken, jedoch sind keine Vorkehrungen getroffen,
die verwendete UV-aktive Farbe vor dem ständigen
Einfluß entweder des Tageslichts oder der Strahlung der
UV-Lichtquelle zu schützen. Sie altert daher schnell
und erfüllt schon bald nicht mehr die ihr zugedachte
Aufgabe, den Hintergrund der Anzeigeeinrichtung mit
hohem Kontrast von den Markierungen, Ziffern und
Zeichen abzuheben.
Aus der US-PS 2 428 792 ist ebenfalls eine
Anzeigeeinrichtung im Kraftfahrzeug bekannt, bei der
mehrere bevorzugt UV-Licht aussendende Lichtquellen zur
Auflichtbeleuchtung verwendet werden. Das Zifferblatt
ist dunkel gehalten und weist Ziffern und Markierungen
aus einer Farbe auf, die unter Tageslicht eine
Farbeindruck hervorruft, der dem ähnlich ist oder ganz
entspricht, der bei Beleuchtung durch die UV-
Lichtquelle entsteht, beispielsweise ist in beiden
Fällen der Farbeindruck "gelb". Auch die Zeigerspitze
ist mit der genannten Farbe versehen. Zur Abwehr des
als schädlich für die Lebensdauer der zur Fluoreszenz
fähigen Farbe erkannten Anteils von ultravioletter
Strahlung im Tageslicht ist das Deckglas mit einer
Filterscheibe unterlegt oder selbst als ein solches
Filter ausgebildet. Für das in der US-PS angegebene
Beispiel einer gelb reflektierenden und gelb
fluoreszierenden Farbe ist hierfür ein Gelbfilter
vorgesehen. Für eine Anzeigeeinrichtung mit mehreren
Farben ist ein solches, nur eine Wellenlänge des
sichtbaren Lichts durchlassendes, die gesamte Skala
abdeckendes Filter nicht geeignet, weil damit die
übrigen Farben für den Betrachter nicht oder nicht
ausreichend sichtbar sind.
Dem gleichen Zweck dient das in der US-PS 4 424 449
gezeigte Deckglas eines verkehrsleitenden Zeichens.
Dieses Deckglas weist eine UV-Strahlung filternde
Wirkung auf und bewahrt so die fluoreszierenden
Pigmente der auf dem Zeichentableau verwendeten Farben
vor dem Ausblassen durch den UV-Anteil des Tageslichts.
Während der lichtschwachen Tageszeit ist das Zeichen
durch eingebaute UV-Lampen beleuchtet. Nachteilig ist
der geringe Aufmerksamkeitswert des Zeichens am Tage,
da die Anregung der fluoreszierenden Pigmente in den
Farben dann nur durch den sichtbaren Teil des
Tageslichts erfolgen kann und dementsprechend geringer
ist als mit zusätzlicher UV-Anregung. Auch ist keine
besondere Hervorhebung von Teilen des Zeicheninhalts
vorgesehen oder möglich.
Schließlich ist es aus der US-PS 4 878 453 bekannt, die
Zeiger von Anzeigeeinrichtungen durch eine feststehende
Blende zeitweise abzudecken. Dabei erfaßt die Blende
einen Bereich der Skala unterhalb des Nullpunktes und
der Zeiger wird durch magnetische Kräfte unter die
Blende gezogen, wenn er in die Nähe dieses Nullpunktes
kommt. Durch diese Maßnahme soll ein einheitliches
dunkles Erscheinungsbild der Anzeigeeinrichtung im
ausgeschalteten Zustand erreicht werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Anzeigeeinrichtung nach dem Gattungsbegriff anzugeben,
die eine wesentlich höhere Lebensdauer der verwendeten
fluoreszierenden Farben gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Maßnahmen.
Die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung zur Anzeige von
Betriebszuständen, insbesondere in Fahrzeugen, mit
wenigstens einem im Auflicht beleuchtbaren
Zeigerinstrument, mit einem hinter einer Anzeigeebene
angeordneten Meßwerk, dessen drehbar gelagerte Welle
die Anzeigeebene durchdringt und an ihrem freien Ende
einen über einer auf der Anzeigeebene aufgebrachten,
aus Ziffern und/oder Markierungen bestehenden,
kreissektorförmigen Skalierung spielenden Zeiger trägt,
ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger
eine UV-Strahlung absorbierende Kreisscheibe ist, deren
Durchmesser so gewählt ist, daß ein Teil der Skalierung
zum Betrachter hin ständig abgedeckt ist, daß an einer
Stelle des Umfangs der Scheibe ein sektorförmiger
Ausschnitt vorgesehen ist, der einen wechselnden Teil
der Skalierung von der Abdeckung durch die Scheibe
ausnimmt, und daß wenigstens der unter der Scheibe
befindliche und von ihr abgedeckte Teil der Skalierung
mit unter UV-Strahlung fluoreszierender Farbe
aufgebracht ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich der
Vorteil, daß ständig der größte Teil der mit
fluoreszierender Farbe aufgebrachten Skalierung gegen
den Einfluß ultravioletter Strahlung durch die Scheibe
abgedeckt ist und daher weniger altert. Ferner ist
vorteilhaft, daß beim Übergang von
Tageslichtbeleuchtung zu künstlicher Beleuchtung mit
UV-Licht und umgekehrt kein Wechsel des Farbeindrucks
der Skalierung auftritt, so daß bei gleichzeitigem
Einfluß beider Lichtquellen keine störenden Mischfarben
auftreten.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die
Scheibe für das Spektrum des sichtbaren Lichts
transparent ist. Dadurch sind auch die augenblicklich
von der Scheibe abgedeckten und daher nicht
fluoreszierenden Teile der Skalierung sehr gut
sichtbar.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß die Scheibe aus dotiertem Polymethylmetacrylat
besteht. Hierdurch läßt sich die Masse der Scheibe und
ihr Trägheitsmoment gering halten. Außerdem ist mit
diesem Werkstoff eine kostengünstige Fertigung möglich.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung besteht
eine zum Ausschnitt der Scheibe hin weisende
Zeigermarkierung aus einem aufgebrachten Zeigerkörper.
Dieser Zeigerkörper erlaubt die freie Gestaltung des
Instrumentenzeigers ohne Einschränkung durch die
Scheibenabmessungen.
Vorteilhaft gleicht bei der erfindungsgemäßen
Anzeigeeinrichtung die Masse des Zeigerkörpers und
dessen Moment die durch den Ausschnitt hervorgerufene
Unwucht der Scheibe aus. Dies ermöglicht in einfacher
Weise die Herstellung eines bereits vollkommen
ausgewuchteten sektorförmig ausgeschnittenen
Scheibenzeigers.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 schematisch die Anzeigeeinrichtung in
der Draufsicht, Fig. 2 ebenfalls schematisch die gleiche
Anzeigeeinrichtung in Seitenansicht. Gleiche Bauteile
mit gleicher Funktion sind in der Zeichnung mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Anzeigeeinrichtung weist unterhalb einer
Anzeigeebene 1 ein elektrisch angetriebenes Meßwerk 2
auf, dessen Zeigerwelle 3 durch eine Öffnung der
Anzeigeebene 1 ragt. Zentrisch um die Zeigerwelle 3 ist
auf der Anzeigeebene 1 eine Skalierung 4 und Ziffern 5
aufgebracht. Skalierung 4 und Ziffern 5 bestehen aus
einer Farbe, deren Pigmente unter dem Einfluß
ultravioletter Strahlung in einer Farbe aufleuchten
(fluoreszieren), während sie ohne UV-Bestrahlung in
einer anderen Farbe erscheint. Genauer gesagt, ist die
verwendete Farbe von einem Typ, dessen Pigmente das
auffallende sichtbare Licht annähernd ungebrochen
reflektieren, z. B. weißes Licht weitgehend zurückwerfen
und dadurch weiß erscheint. Gleichzeitig weisen
dieselben Pigmente, oder im Falle der Verwendung eines
Pigmentgemischs eine andere Gruppe von Pigmenten, die
Eigenschaft der Fluoreszenz auf und erstrahlen bei
Bestrahlung durch eine UV-Lichtquelle aktiv in einer
abweichenden Farbe. Je nach der chemischen
Zusammensetzung der Pigmente erfolgt diese Strahlung in
einer solchen Wellenlänge, daß die mit dieser Farbe
dargestellten Markierungen und Ziffern kräftig rot oder
grün oder auch gelb erscheinen. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel enthalten die Pigmente Yttrium-
Europium-Oxid, das bei auffallendem weißem (Tages)Licht
weiß erscheint, aber rotes Licht emmitiert, wenn die
Strahlungsquelle ultraviolettes Licht enthält.
Auf die Zeigerwelle 3 ist am freien Ende eine im
wesentlichen kreisförmige Scheibe 6 aus einem zwar
durchsichtigen, aber ultraviolette Strahlung
absorbierenden Werkstoff aufgesteckt. Ein solcher
Werkstoff ist z. B. ein Polymethylmetacrylat, das unter
dem Handelsnamen "PLEXIGLAS" in dieser speziellen
Einfärbung erhältlich ist. Der Durchmesser der
Scheibe 6 ist so gewählt, daß die auf einem
konzentrischen Kreis zur Zeigerwelle 3 auf der
Anzeigeebene 1 aufgebrachten Ziffern 5 durch die
Scheibe 6 abgedeckt sind, während die auf einem weiter
außen liegenden zweiten konzentrischen Kreis
angebrachten Markierungen 4 freiliegen. An einer Stelle
des Umfangs der Scheibe 6 ist ein sektorförmiger
Ausschnitt 7 vorgesehen, dessen Abmessungen so gewählt
sind, daß jeweils eine der auf dem inneren
konzentrischen Kreis aufgebrachten Ziffern 5 unbedeckt
von der Scheibe 6 ist. Auf diesen sektorförmigen
Ausschnitt 7 zielt eine vom Zentrum der Scheibe 6
ausgehende oder dieses kreuzende strichförmige
Markierung 8, die vorteilhaft mit zum im allgemeinen
dunkel gehaltenen Untergrund der Anzeigeebene 1
kontrastiert, also beispielsweise weiß ausgelegt oder
gedruckt ist.
Beim Betrieb der Anzeigeeinrichtung in einem Fahrzeug
wird das Meßwerk 2 durch (nicht dargestellte)
elektrische Einrichtungen aktiviert und die
Zeigerwelle 3 je nach der Größe der darzustellenden
Meßwerte mehr oder weniger weit aus der Nullstellung
verdreht. Mit der Zeigerwelle 3 ist die Scheibe 6 fest
verbunden; sie dreht sich entsprechend mit der
Zeigerwelle 3, die Scheibe 6 stellt also eine
sogenannten Scheibenzeiger dar. Dabei spielt der
sektorförmige Ausschnitt 7 über die Ziffern 5 und gibt
jeweils eine aus der Überdeckung durch die Scheibe 6
frei und setzt diese Ziffer entweder der im Tageslicht
enthaltenen ultravioletten Strahlung (Tagbetrieb) oder
der Strahlung einer (nicht dargestellten) UV-Lichtquelle
(Nachtbetrieb) aus. Die Richtung der auf die
Anzeigeeinrichtung auftreffenden Strahlung ist in Fig. 2
durch die Schar paralleler Pfeile 9 angedeutet.
Infolge der auftreffenden ultravioletten Strahlung
erstrahlen die mit der fluoreszierenden Farbe
aufgebrachten Markierungen 4 um die Scheibe und die von
dem Ausschnitt 7 in der Scheibe 6 freigegebene aktuelle
Ziffer in auffälliger Weise in hellem Rot, während die
für die Beurteilung des augenblicklichen
Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs nicht relevanten
Ziffern nicht von der UV-Strahlung beaufschlagt werden
und daher weiß erscheinen. Bei der Verwendung der
Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs leuchtet also nur die Ziffer
hellrot, die dem augenblicklichen Geschwindigkeitswert
entspricht. Dadurch ist jeweils nur eine Ziffer der
ultravioletten Strahlung ausgesetzt, wodurch sich die
Lebensdauer der für die Ziffern verwendeten
fluoreszierenden Farbe um ein Mehrfaches verlängert.
Zusätzlich weist die Zeigermarkierung 8 auf diesen Wert
hin. Dadurch erkennt der Fahrzeugführer auf einen Blick
und in besonders einprägsamer Weise unmißverständlich
seine gerade gefahrene Geschwindigkeit, so daß auf
diese Weise ein erheblicher Beitrag zur
Verkehrssicherheit geleistet ist.
Anstelle einer lediglich durch eine Farbmarkierung auf
der Scheibe (6) aufgebrachter Zeiger kann ein
Zeigerkörper (10) vorgesehen sein, dessen Spitze (11)
in den Ausschnitt (7) ragt.
Claims (10)
1. Anzeigeeinrichtung zur Anzeige von
Betriebszuständen, insbesondere in Fahrzeugen, mit
wenigstens einem im Auflicht beleuchtbaren
Zeigerinstrument, mit einem hinter einer Anzeigeebene
angeordneten Meßwerk, dessen drehbar gelagerte Welle
die Anzeigeebene durchdringt und an ihrem freien Ende
einen über einer auf der Anzeigeebene aufgebrachten,
aus Ziffern und/oder Markierungen bestehenden,
kreissektorförmigen Skalierung spielenden Zeiger trägt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger eine UV-
Strahlung absorbierende Kreisscheibe (6) ist, deren
Durchmesser so gewählt ist, daß ein Teil der
Skalierung (5) zum Betrachter hin ständig abgedeckt
ist, daß an einer Stelle des Umfangs der Scheibe (6)
ein sektorförmiger Ausschnitt (7) vorgesehen ist, der
einen wechselnden Teil der Skalierung (5) von der
Abdeckung durch die Scheibe (6) ausnimmt, und daß
wenigstens der unter der Scheibe (6) befindliche und
von ihr abgedeckte Teil der Skalierung (5) mit unter
UV-Strahlung fluoreszierender Farbe aufgebracht ist.
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) für das Spektrum
des sichtbaren Lichts transparent ist.
3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) aus dotiertem
Polymethylmetacrylat besteht.
4. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) eine zum
Ausschnitt (7) hin weisende Zeigermarkierung (8)
aufweist.
5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zeigermarkierung (8) aus einem
aufgebrachten Zeigerkörper (10) besteht.
6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masse des Zeigerkörpers (10)
und dessen Moment die durch den Ausschnitt (7)
hervorgerufene Unwucht der Scheibe (6) ausgleicht.
7. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 5
oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (11) des
Zeigerkörpers (10) in den Ausschnitt (7) ragt.
8. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, außerhalb des
Durchmessers der Scheibe (6) liegender,
kreissektorförmiger Teil der Skalierung (4) ebenfalls
in einer unter UV-Strahlung fluoreszierender Farbe
aufgebracht ist.
9. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die unter UV-Strahlung
fluoreszierenden Farbe für die Skalierung (4) und die
unter UV-Strahlung fluoreszierenden Farbe für die
Skalierung (5) von unterschiedlicher Zusammensetzung
ist.
10. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unter UV-
Strahlung fluoreszierende Farbe für die
Skalierung (4, 5) Yttrium-Europium-Oxid enthält.
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DE4340709B4 DE4340709B4 (de) | 2006-11-23 |
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