DE102004006289A1

DE102004006289A1 - Anordnung mit einer beweglichen Lichtquelle

Info

Publication number: DE102004006289A1
Application number: DE102004006289A
Authority: DE
Inventors: Peter Brandt; Alf Dr. Burau; Gerhard Friepes
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (2) mit einer Spannungsquelle (4), mit einem beweglichen Element, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle (26), welche von der Spannungsquelle (4) mit Betriebsspannung versorgt wird, wobei sich die Lichtquelle (26) mit dem beweglichen Element bewegt. Daneben ist ein entsprechendes Anzeigeinstrument (1) mit einem beweglichen Zeiger, an dem mindestens eine elektrisch betreibbare Lichtquelle (26) angebracht ist, Gegenstand der Erfindung. Herkömmliche einschlägige Anordnungen bringen besondere räumliche Restriktionen bei der Anordnung benachbarter Bauelemente aufgrund der zu der Lichtquelle (26) geführten Leitungen mit sich. Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem die Anordnung (2) eine erste Spule (20) und eine zweite Spule (8) aufweist, mittels derer die Energie elektromagnetisch von der Spannungsquelle (4) auf die Lichtquelle (26) übertragen wird. Der Verzicht auf eine elektrisch leitende Verbindung bewirkt daneben auch eine verlängerte Lebensdauer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Spannungsquelle, mit einem beweglichen Element, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle, welche von der Spannungsquelle mit Betriebsspannung versorgt wird, wobei sich die Lichtquelle mit dem beweglichen Element bewegt. Daneben ist ein Anzeigeinstrument mit einem beweglichen Zeiger, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle, die sich mit dem Zeiger bewegt Gegenstand der Erfindung.

An einem beweglichen Element angeordnete Lichtquellen sind hinlänglich beispielsweise aus Anzeigeinstrumenten bekannt, bei welchen eine elektrische Lichtquelle die Zeigerfahne beleuchtet und in fester Verbindung mit dem Zeiger steht. Zur Versorgung der Lichtquelle, welche regelmäßig als Leuchtdiode, Laser, CCFL bzw. Kaltkathodenröhre ausgebildet ist, findet in der Regel eine flexible Folie mit eingebetteten elektrischen Leitern Anwendung, dessen Leiter mit einer Grundleiterplatte eines verschiedene Anzeigeinstrumente aufnehmenden Kombinationsinstrumentes in Verbindung stehen. Beim Verschwenken des Zeigers wird die Folie entsprechend der Drehbewegung mitgeführt bzw. verformt. Ein gravierender Nachteil der beschriebenen Anordnung liegt darin, dass die elektrische Verbindung der Lichtquelle konstruktive Restriktionen bei der Anordnung anderer Anzeigeelemente in diesem Bereich mit sich bringt. So ist es beispielsweise nicht möglich, den Zeiger vor einer großen LC-Anzeige anzuordnen, ohne mittels der elektrischen Leitungen zu der Lichtquelle die Darstellung der LC-Anzeige zu beeinträchtigen.

Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Anordnung bzw. ein Anzeigeinstrument der oben genannten Art zu schaffen, welches eine Stromversorgung der beweglichen Lichtquelle gewährleistet, ohne dass die benachbarten Bauelemente besonderen konstruktiven Restriktionen unterliegen. Insbesondere soll bei einer kreisförmigen Bewegung der Lichtquelle der Bereich zwischen dem Zentrum der Drehung und der Lichtquelle weitestgehend von Bauteilen der Spannungsversorgung der Lichtquelle frei bleiben können.

Zur erfindungsgemäßen Lösung wird ein Gegenstand gemäß der unabhängigen Patentansprüche 1 oder 2 vorgeschlagen. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Energieversorgung der Lichtquelle unter Verzicht auf eine feste elektrisch leitende Verbindung zwischen der Spannungsquelle und der Lichtquelle. Die vorgeschlagene elektromagnetische Übertragung der Energie hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, dass die Bewegung der Lichtquelle keinerlei Verschleiß der Bauelemente hervorruft, welche die Lichtquelle mit der elektrischen Betriebsspannung versorgen. Der aufgrund von Vibrationen insbesondere im Bereich der Automobiltechnik häufig zu beklagende Bruch von Lötstellen oder flexiblen bewegten Leiterbahnen stellt bei einer Anordnung gemäß der Erfindung keinen Nachteil- mehr dar.

Ein besonders hoher Wirkungsgrad der Übertragung der Energie zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule ergibt sich, wenn sich zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule ein Übertragungselement erstreckt, welches für die erste Spule und die zweite Spule jeweils ein Kern bildet. Mit Vorteil be steht dieser Kern im Wesentlichen aus einem Material mit einer besonders hohen relativen Permeabilität, insbesondere einer relativen Permeabilität von mindestens 10 H/m. beispielsweise kann das Übertragungselement vollständig aus Metall bestehen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Zeiger um einen Ringzeiger handelt, welcher drehbar gelagert ist, die erste Spule an einer Umfangsposition an dem Ringzeiger befestigt ist und die zweite Spule ortsfest angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, in dem von dem Ringzeiger umgebenen Bereich weitere Anzeigeinstrumente gleichsam von dem Ringzeiger eingerahmt beliebig anzuordnen. Zum Beispiel kann besonders vorteilhaft eine großflächige graphikfähige Anzeige, insbesondere eine LC-Anzeige, organische Leuchtdiodenanzeige, Feldemissionsanzeige oder Vakuumfloureszenzanzeige dort angeordnet werden. Eine andere Möglichkeit liegt darin, dass die erste Spule beweglich auf einem festen Kern, der vorzugsweise eine kreisrunde, elliptische oder ovale Form aufweist, in Erstreckungsrichtung dieses festen Kerns möglichst hoher Permeabilität verschieblich gelagert ist.

Besonders zweckmäßig lässt sich bei einer Ausbildung des Zeigers als Ringzeiger der Ringzeiger gleichzeitig als ringförmiges Übertragungselement möglichst hoher Permeabilität ausbilden. Ohne, dass die Funktion als magnetischer Leiter beeinträchtigt wird, kann der Ringzeiger, bzw. das Übertragungselement eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Verzahnung aufweisen, mittels derer die Bewegung des Ringzeigers sich in Umfangsrichtung von einem Schrittmotor auf den Ringzeiger übertragen werden kann. Zweckmäßig weisen die Spulen jeweils eine Spulenachse auf und das Übertragungselement er streckt sich im Wesentlichen entlang dieser Spulenachse. Die zweite Spule ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit Vorteil mit einer Wechselspannung beaufschlagt, wobei zweckmäßig verschiedene Beleuchtungsmodi durch Variation der Spannung eingestellt werden können. Mit Vorteil kann, insbesondere um Helligkeitsschwankungen der bewegten Lichtquelle in Abhängigkeit von der Position zu vermeiden, die Betriebsspannung der zweiten Spule mit der Position der ersten Spule variieren. Die zweite Spule ist sinnvoll als Stator-Spule mit einer Hauptleiterplatte ortsfest elektrisch verbunden und gegebenenfalls auf dieser befestigt. Hier ist es sinnvoll, die zweite Spule in einem Bereich anzuordnen, welcher gegenüber dem Betrachter visuell abgeschirmt ist.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung lediglich zur Verdeutlichtung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Anzeigeinstruments gemäß der Erfindung in einer Draufsicht.
In der 1 ist ein Anzeigeinstrument 1 mit einer Anordnung 2 gemäß der Erfindung dargestellt. Als gemeinsamer Träger der erfindungswesentlichen Bauelemente und weiterer nicht dargestellter Komponenten dient eine Hauptleiterplatte 3.
Ortsfest an der Hauptleiterplatte sind eine Spannungsquelle 4, ein erster Antrieb 5, eine LC-Anzeige 6, ein zweiter Antrieb 7 und eine zweite Spule 8 in elektrischer Verbindung befestigt. Daneben sind eine erste Lagerung 9 und eine Führung 10 an der Hauptleiterplatte 3 rein mechanisch befestigt.
Von dem als Schrittmotor ausgebildeten ersten Antrieb 5 wird ein als Ringzeiger 11 ausgebildetes Übertragungselement 12 in der Weise angetrieben, dass es sich in Umfangsrichtung des Ringzeigers 11 bedarfsgerecht bewegt. Zu diesem Zweck treibt der erste Antrieb 5 ein Zahnrad 13 an, welches mit einer sich in Umfangsrichtung des Ringzeigers 11 auf dem Innendurchmesser angeordnete Verzahnung 14 zusammenwirkt. Das Übertragungselement 12 bzw. der Ringzeiger 11 besteht aus einem metallischen Material hoher Permeabilität. An einer ersten Umfangsposition 15 in der Nähe des ersten Antriebs 5 ist die zweite Spule 8 ortsfest verbunden mit der Hauptleiterplatte 3 angeordnet, wobei sich der Ringzeiger 11 als Kern 16 in Richtung einer zweiten Spulenachse 17 durch die zweite Spule 8 hindurch erstreckt. Der Ringzeiger 11 ist hierbei relativ zu der zweiten Spule 8 beweglich ausgebildet. Fest an einer zweiten Umfangsposition 19 des Ringzeigers 11 befindet sich eine erste Spule 20, wobei sich der Ringzeiger 11 als Kern 16 hoher Permeabilität entlang einer ersten Spulenachse 21 durch die erste Spule 20 hindurch erstreckt. Die erste Spule 20 ist fest mit dem Ringzeiger 11 verbunden.
Die als Stator ausgebildete zweite Spule 8 wird mittels der Spannungsquelle 4 mit einer Wechselspannung 25 beaufschlagt, wobei das sich in dem Kern 16 ändernde Magnetfeld eine Betriebsspannung für eine mit der ersten Spule 20 elektrischen Verbindung stehende Lichtquelle 26 in der ersten Spule 20 induziert. Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet die beschriebene Anordnung in Kombination mit einem zentralen Zeiger 30, wobei der zentrale Zeiger 30 in irgendeiner Weise der Anzeige der beweglichen Lichtquelle 26 zugeordnet sein kann, beispielsweise kann die Lichtquelle 26 einen Sollwert für den Zeiger 30 anzeigen.
An dem Ringzeiger 11 ist eine zweite Lagerung 22 angebracht, welche mit der Führung 10 die Bewegung des Ringzeigers in Umfangsrichtung führend zusammenwirkt.

1: Anzeigeinstrument
2: Anordnung
3: Hauptleiterplatte
4: Spannungsquelle
5: erster Antrieb
6: LC-Anzeige
7: zweiter Antrieb
8: zweite Spule
9: erste Lagerung
10: Führung
11: Ringzeiger
12: Übertragungselement
13: Zahnrad
14: Verzahnung
15: erste Umfangsposition
16: Kern
17: zweite Spulenachse
19: zweite Umfangsposition
20: erste Spule
21: erste Spulenachse
22: zweite Lagerung
25: Wechselspannung
26: Lichtquelle
30: Zeiger

Claims

Anordnung (2) mit einer Spannungsquelle (4), mit einem beweglichen Element, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle (26), welche von der Spannungsquelle (4) mit Betriebsspannung versorgt wird, wobei sich die Lichtquelle (26) mit dem beweglichen Element bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (2) eine erste Spule (20) und eine zweite Spule (8) aufweist, die Lichtquelle (26) mit der ersten Spule in elektrischer Verbindung steht, sich die erste Spule (20) mit der Lichtquelle (26) bewegt, die zweite Spule (8) ein Magnetfeld ändert und/oder erzeugt, die Änderung des Magnetfeldes in der ersten Spule eine Spannung induziert, die Lichtquelle (26) mittels der in der ersten Spule aufgrund der Änderung des Magnetfeldes induzierten Spannung betreibbar ist.
Anzeigeinstrument (1) mit einem beweglichen Zeiger, mit mindestens einer elektrisch betreibbaren Lichtquelle (26), die sich mit dem Zeiger bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeinstrument (1) eine erste Spule (20) und eine zweite Spule (8) aufweist, die Lichtquelle (26) mit der ersten Spule (20) in Verbindung steht, welche sich mit der Lichtquelle (26) bewegt, die zweite Spule (8) ein Magnetfeld ändert und/oder erzeugt, die Änderung des Magnetfeldes in der ersten Spule (20) eine Spannung induziert, die Lichtquelle (26) mittels der in der ersten Spule (20) aufgrund der Änderung des Magnetfeldes induzierten Spannung betreibbar ist.
Anordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der ersten Spule (20) und der zweiten Spule (8) ein Übertragungselement (12) erstreckt, welches für die erste Spule (20) und die zweite Spule (8) jeweils einen Kern (16) bildet.
Anordnung (2) nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (16) im Wesentlichen aus einem Material mit einer relative Permeabilität von mindestes 10 H/m besteht.
Anordnung (2) nach Anspruch 3 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zeiger um einen Ringzeiger (11) handelt, welcher drehbar gelagert ist, die erste Spule (20) an einer Umfangsposition an dem Ringzeiger (11) befestigt ist, die zweite Spule (8) ortsfest angeordnet ist.
Anordnung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzeiger (11) als ringförmiges Übertragungselement (12) ausgebildet ist.
Anordnung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzeiger (11) eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Verzahnung (14) aufweist.
Anordnung (2) nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Spulen eine Spulenachse (17, 21) aufweist und sich das Übertragungselement (12) im Wesentlichen entlang der Spulenachse (17, 21) erstreckt.
Anordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8) mit einer Wechselspannung beaufschlagt ist.
Anordnung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8) mit einer Hauptleiterplatte (3) elektrisch verbunden und/oder auf dieser befestigt ist.
Anordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8) mit einer Betriebsspannung beaufschlagt wird, welche in Abhängigkeit von der Position der ersten Spule (20) variiert.