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Dokumentenidentifikation DE69305382T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0556954
Titel Anzeigevorrichtung
Anmelder Mark IV Industries Ltd., St. Laurent, Quebec, CA
Erfinder Browne, John, Oakville, Ontario L6H 4H7, CA
Vertreter Fischer, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 68165 Mannheim
DE-Aktenzeichen 69305382
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 21.01.1993
EP-Aktenzeichen 933004202
EP-Offenlegungsdatum 25.08.1993
EP date of grant 16.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse G09F 9/37
IPC-Nebenklasse G09F 9/30   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft eine Anzeige- oder Hinweisvorrichtung, bei der zur Verwendung in Anzeige- oder Hinweiseinrichtungen zum selektiven Anzeigen in eine Betrachtungsrichtung eine Scheibe mit kontrastierenden entgegengesetzten Seiten benutzt wird, und bei der mindestens ein Lichtleitfaserende genutzt wird, das dem Betrachtungsort bei einer Scheibenausrichtung angezeigt wird, die in den meisten Ausführungsformen der Anzeige der helleren Seite der Scheibe in Betrachtungsrichtung entspricht. Die Betrachtungsrichtung deckt sich mit beabsichtigten Betrachtungsorten. Bei einer Variante der vorliegenden Erfindung ist die Scheibe so konstruiert, daß sie bei der anderen Position der Scheibe ein einzelnes Faserende verdunkelt. Bei einer anderen Variante der Erfindung gibt es zwei Faserbündelenden, wobei in jeder Position der Scheibe eines angezeigt und eines verdunkelt wird. Bei letzterer Variante wird die Farbe des Lichtes, das von dem jeweiligen Faserende ausgestrahlt wird, unter Berücksichtigung der Farbe der Seite der Scheibe, die gleichzeitig angezeigt wird, ausgewählt.

Der Begriff "Scheibe" definiert in vorliegendem Dokument einen relativ flachen Körper, der eine Mittelebene definiert. Er muß nicht kreisförmig sein. Bei bevorzugten Gesichtspunkten des vorliegenden Dokuments ist die Scheibe länglich mit parallelen Seiten und vorzugsweise gerundeten Enden.

Der Begriff "lichtleitende" Faser in diesem Dokument schließt eine einzelne große Faser bzw. ein Faserbündel ein, die/das an einem Ende so angeordnet ist, daß sie/es Licht von einer Quelle empfängt, um Licht in die Nähe der in vorliegendem Dokument beschriebenen Scheibe zu leiten. In dieser Anmeldung werden weder das von der Scheibe entfernte Ende der Faser noch die Leuchtguelle, die beide herkömmlicher Art sein können, erörtert. "Nach vorne" bedeutet in diesem Dokument von der Vorrichtung aus zum beabsichtigten Betrachtungsort und "nach hinten" bedeutet die entgegengesetzte Richtung.

Die Art von Anzeigeelement, um die es in der Erfindung geht, stellt eine Scheibe bzw. einen eine Gruppierung von Scheiben umfassenden Musterbereich bereit, zum Betrachten von einem Betrachtungsort, der sich in der Mitte möglicher Betrachtungsorte befindet, deren geometrischer Ort ein Kegel ist, dessen Scheitelpunkt sich an der Scheibe bzw. dem Musterbereich befindet. Der Kegel muß keine Drehfläche sein, ist es jedoch normalerweise. Die Anzeige- oder Hinweisvorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung darstellt, ist so ausgebildet, daß sie um 180º zwischen Begrenzungspositionen drehbar ist, um dem Betrachtungsort in zwei Begrenzungspositionen der Scheibendrehung kontrastierende Musterbereiche anzuzeigen. In der Hauptausführungsform zeigt die Scheibe in einer EIN-Begrenzungsposition eine helle Seite an und in einer AUS-Begrenzungsposition eine dunkle Seite, und in der EIN-Position ist die helle Seite aufgrund von reflektiertem Umgebungslicht sichtbar. Zusätzlich ist die Scheibe bzw. der Musterbereich in der EIN-Position so ausgebildet, daß das Licht aus einer Lichtleitfaser das reflektierte Umgebungslicht ergänzen kann.

Eine derartige Vorrichtung ist in der am 16. Juli 1986 eingereichten europäischen Patentanmeldung 86 401 583.9, Veröffentlichungs-Nr. 0 210 913 (im folgenden Anmeldung '913 genannt) offenbart. Bei der Anmeldung '913 dreht sich eine elektromagnetisch angetriebene Scheibe zum Anzeigen einer helleren bzw. einer dunkleren Seite um ihren Durchmesser. Ein Ende einer Lichtleitfaser ist hinter der mit Öffnungen versehenen Scheibe plaziert, so daß in ihrer EIN-Stellung Licht aus der Faser durch die Scheibe scheint, um die Wirkung des reflektierten Umgebungslichts zu erhöhen; während die Scheibe oder eine Anfügung daran in der AUS-Stellung der Scheibe die Faser Betrachtern gegenüber abdeckt. Ein Nachteil der mit Öffnungen versehenen Scheibe war, daß bei einer Drehung um annähernd 180º die Faser mindestens den Radius der Scheibe hinter ihr haben mußte, was bedeutete, daß der Lichtkegel von der Scheibe sehr klein war oder die Öffnung zu groß sein mußte, was den Umgebungslicht reflektierenden Bereich der Scheibe verringert. Bei einer Drehung um wesentlich weniger als 180º mußten spezielle Anfügungen an der Scheibe bereitgestellt werden, um die Faser in der AUS- Position gegenüber dem Betrachter abzudecken.

US-Patent 5 055 832 (im folgenden Patent '832 genannt) vom 8. Oktober 1991, das den gleichen Eigentümer wie diese Anmeldung hat, überwindet die erläuterten Nachteile der Anmeldung '913 dadurch, daß eine kontrastierend gefärbte Scheibe bereitgestellt wird, die um annähernd 180º drehbar ist und mit einer radial nach innen gerichteten Kerbe versehen ist, die von einer peripheren Kante aus nach innen zu einem Ort nahe bei der Scheibenachse, jedoch auf einer Seite derselben verläuft. Wenn die hellere Seite der Scheibe angezeigt wurde, schien die Faser durch das innere Ende der Kerbe, um die Aufmerksamkeit des Betrachters zu erregen. Wenn die dunklere Seite der Scheibe angezeigt wurde, wurde das Faserende von einem Bereich der Scheibe verdunkelt. Die beschriebene Anordnung der Kerbe konnte verwendet werden, weil der Dauermagnet, der mit der Scheibe drehbar und so angetrieben war, daß er eine solche Drehung verursachte, an einem axialen Ende der Scheibe gelegen war, so daß weder der Antriebskern dazu neigte, die Scheibendrehung zu stören noch automatische Wickeltechniken, die zum Wickeln der Erregerspule für die Antriebsspule benutzt wurden, dazu neigten, die Faser oder ihre Halterung zu stören, was die Verwendung der ins Zentrum gerichteten Kerbe erlaubte.

Andere Scheiben werden jedoch von einem Paar Kerne angetrieben, deren Enden im Verhältnis zur Schwenkachse quer verschoben sind und die auf einen Magneten innerhalb des Draufsichtbereiches der Scheibe selbst wirken, um die Scheibe um ungefähr 1800º zu drehen. Die Konstruktion erforderte, daß sich die eine Kante der Scheibe axial ungefähr auf halber Strecke entlang derselben am Kern und den Kernhalterungen vorbei zwischen Begrenzungspositionen drehte. Ein Beispiel dafür wird im US-Patent 4 577 427 vom 25.März 1986 (im folgenden Patent '427 genannt), das den gleichen Eigentümer wie die vorliegende Anmeldung hat, gezeigt. Auf den Inhalt dieses Patents wird im folgenden Bezug genommen, er ist jedoch durch Bezugnahme in diesem Patent enthalten. Da eine Kante einer von zwei Kernen angetriebenen Scheibe eingekerbt werden mußte, um es der Scheibe zu ermöglichen, sich an den Kernen und Kernhalterungen vorbei zu drehen, und da für die Kerne die automatischen Wickeltechniken wünschenswert waren, war eine Beabstandung zwischen dem Kern und der Lichtleitfaser erforderlich. Somit konnte die annähernd ins Zentrum gerichtete Kerbe nicht benutzt werden.

Wenn von dem "axialen Ende" der Scheibe gesprochen wird, wird davon ausgegangen, daß die Maße der Scheibe als "axial, Breite und Dicke" anstelle der gängigen "Länge, Breite und Dicke" bezeichnet werden können, wobei "axial" parallel zu der Schwenkachse der Scheibe gemessen bedeutet.

Diese Erfindung stellt daher eine Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 dar, bei der eine Scheibe um 180º zwischen zwei Begrenzungspositionen drehbar ist, in denen sie jeweils ihre kontrastierenden Seiten in eine Betrachtungsrichtung anzeigt. Eine Lichtleitfaser ist so angeordnet, daß sie sich in der Nähe der äußeren Kante der Scheibe und hinter derselben in einer der Begrenzungspositionen der Scheibe und in der Nähe einer solchen Kante an einem axialen Ende der Scheibe befindet. Die Scheibe ist so geformt, daß sie ein solches Faserende (in Betrachtungsrichtung) in einer Position der Scheibe (normalerweise der AUS-Position) verdunkelt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibenachse, an einem Ort, der über der Scheibenachse das Spiegelbild des das Faserende verdunkelnden Scheibenbereichs ist, befindet sich ein Ausschnitt, der eine Weiterführung der Kante der Scheibe bildet, wodurch es der Scheibe bei der Drehung in beide Richtungen zwischen Begrenzungspositionen ermöglicht wird, die Faser und ihre Halterung bzw. Tragvorrichtung zu passieren.

Da die Kerne sich nicht näher als in der Mitte entlang der Achse der Scheibe befinden und die Faser sich an einem Ende befindet, gibt es ausreichend Abstand für ein automatisches Wickeln der Kerne.

Die Tatsache, daß der Ausschnitt in einer "Ecke" an einem axialen Ende der Scheibe und mit einem größtmöglichen Abstand zur Achse liegt hat Vorteile, die über eine gute Beabstandung vom Kern hinausgehen.

Die Kerbe zum Passieren der Faserhalterung ist so klein und vorzugsweise so weit weg vom Zentrum wie möglich anzubringen, da sie den Anzeigebereich und damit die Erscheinung der Scheibe schmälert. Um einen minimalen Kerbenbereich zu erhalten, ist die Kerbe vorzugsweise durch eine Kante parallel zur Drehachse definiert. Die andere Kante befindet sich vorzugsweise in einem Winkel von 90º dazu. Befindet sich die Schwenkachse der Scheibe in einem senkrecht zur Achse der Lichtleitfaser stehenden Winkel, wird oder kann die Querkante so gewinkelt sein, daß der Winkel etwas über oder etwas unter 90º beträgt.

Wenn die nicht eingekerbte Kante der Scheibe das Faserende bedeckt, liegt die hellere Seite der Scheibe dem Faserende gegenüber. Die Reflexion des Lichtes der Faser von der Scheibe zurück kann bei einigen Scheibenhintergründen gegenüber dem Betrachter zufällige Lichtreflexionen hervorrufen und die Erscheinung des Hinweises bzw. der Anzeige schmälern. Der Bereich der helleren Seite der Scheibe, der die Scheibenstrahlung aufnimmt, ist deshalb manchmal abgedunkelt, um das Licht und solche zufälligen Reflexionen zu absorbieren. Dies ist eine Verringerung des Bereichs der hellen Seite der Scheibe, die in einigen Anwendungen toleriert werden kann.

Der Dauermagnet ist vorzugsweise in Draufsicht innerhalb des Umfangs der Scheibe gehaltert. Der Magnet ist vorzugsweise so gehaltert, daß in jeder Begrenzungsposition ein Pol des Magneten dicht bei einem der Antriebskerne bleibt. Obwohl die Magnetkraft zwischen dem Dauermagneten und dem Antriebskern sich bei angemessener Beabstandung umgekehrt zum Quadrat des Abstandes zwischen ihnen verändert, gibt es eine untere Grenze für die Nähe zueinander, in die die Magnete gebracht werden können. Dies kommt daher, daß der Dauermagnet der Scheibe bei den verwendeten Kernen (obwohl sie von relativ hoher Remanenz sind) bei einer bestimmten Nähe den Kernmagnetismus überwindet und sich an den Kern anschließt. Der Abstand in einer Begrenzungsposition muß somit ausreichend sein, um dies zu vermeiden. (Für die große Variationsbreite an Kernmaterialien und dem resultierenden remanenten Magnetismus und die große Bandbreite von Dauermagneten und Abständen muß dieser Abstand empirisch bestimmt werden). Zum Zwecke der Toleranzregelung sollte der einmal bestimmte Abstand daher durch einen Fortsatz der Kernhalterung (nicht des Kerns selbst, um zu vermeiden, daß die Dicke der Scheibenlage in die Rechnung mit einbezogen werden muß) beibehalten werden. Zum Zwecke der Toleranzregelung sollte das Faserende nicht als Anschlag verwendet werden. Es muß daher eine Einrichtung bereitgestellt werden, um das Faserende hinter der Scheibe in jener Begrenzungsposition zu positionieren, in der der Scheibenbereich die Faser verdunkelt.

In den Zeichnungen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen, zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht von vorn auf Anzeige- oder Hinweiselemente gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Stimseitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Elementes von Figur 1,

Figur 3 eine rückwärtige perspektivische Ansicht einer Leiste von Anzeige- oder Hinweiselementen, wie sie in Figur 1 gezeigt sind,

Figur 4 eine Teil-Seitenansicht der Elemente in Figur 1, wobei einige Bestandteile weggelassen wurden,

Figur 5 eine Teil-Stirnseitenansicht, die die Beziehung der magnetischen Teile zueinander zeigt,

Figur 6 eine Seitenansicht im Schnitt, die den Ort des Faserendes im Verhältnis zu den anderen Bestandteilen zeigt,

Figur 7 die Einführung eines Faserbündels in seine Halterung, Figur 8 die Geometrie des Ausschnitts,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht von vorn auf Elemente mit jeweils zwei Fasern,

Figuren 10 und 11 schematisch die Scheibe der Figur 9 in jeweils kontrastierenden Ausrichtungen.

Figur 1 zeigt den Rahmen 10, der in Längsrichtung entlang Richtung L verläuft, wobei ein solcher Rahmen in der bevorzugten Ausführungsform an jedem Ende mit Einrichtungen versehen ist, die Halterungsnuten 12 definieren, die es ermöglichen, daß eine Vielzahl von Rahmen 10 nebeneinander an quer verlaufenden, in den Nuten 12 aufgenommenen Verbindungsteilen gehaltert werden können, um eine Gruppe zu bilden. Die quer verlaufende Richtung ist durch T - T-Linien angezeigt. Eine entsprechende Methode zum Haltern von in Längsrichtung verlaufenden Anzeigerahmen ist im US-Pat. Nr. 3 942 274 vom 9. März 1976 von Winrow gezeigt, wobei jedoch in jenem Patent die quer verlaufenden Nuten nach vorne gerichtet sind.

Die Buchstaben L, T sind so zu verstehen, daß sie eine Anzeigeebene in einer solchen Vorrichtung definieren, und die Senkrechte P zu einer solchen Ebene (Fig. 6) ist so zu verstehen, daß sie in Richtung des Betrachtungsortes gerichtet ist und die Umkehrung der beabsichtigten Betrachtungsrichtung darstellt. Wenn von beabsichtigten Betrachtungsrichtungen und -orten gesprochen wird, muß beachtet werden, daß diese sich im Zentrum eines Kegels von Betrachtungsorten befinden, die bei verschiedenen Anwendungen unterschiedlich sind, wobei innerhalb eines solchen Kegels die Anzeige oder der Hinweis klar angezeigt wird.

Es wird ebenso angemerkt, daß in den bevorzugten (jedoch nicht in allen) Anwendungen die Scheiben in einem Winkel A zur beabsichtigten Betrachtungsrichtung stehen, so daß ihre Schwenkachsen sich überlappen können. Dieser Winkel wäre normalerweise zwischen 3º und 10º groß, wird jedoch so klein gewählt werden, daß die Scheibenflächen vom beabsichtigten Betrachtungsort aus gesehen werden können. Falls sich die Elemente zum Beispiel auf einem Schild über einer Autobahn befänden, könnte die beabsichtigte Betrachtungsrichtung für einen Autofahrer bei einem Winkel von 5º über der Horizontalen liegen. Somit hätte die Richtung P und die Richtung der Lichtleitfasern einen abfallenden Winkel von 5º, um die Aufmerksamkeit des Kfz-Fahrers auf sich zu lenken, wohingegen der Winkel Aº (beispielsweise) 3º unter diesem läge.

In den Zeichnungen definiert der Rahmen 10 an jedem Ende und zwischen benachbarten der in Längsrichtung angeordneten Scheiben 16 Querwände 14. Jede Querwand 14 ist mit einem nach vorne gerichteten Halterungsfortsatz 18 versehen. Benachbarte Halterungsfortsätze 18 sind zur Aufnahme der Spindeln 22 der Scheiben 16 mit einander zugewandten Vertiefungen 20 versehen. Wie in Fig. 4 am besten gezeigt ist, sind die einander zugewandten Vertiefungen 20 von benachbarten Fortsätzen 20 [sic] in Richtung nach vorne verschoben, um die Schwenkachse der Scheibe weit genug in die Vertikale zu neigen, so daß die Vertiefungen 20 auf entgegengesetzten Seiten eines Fortsatzes 18 überlappen (das heißt, in Bezug auf die Reihenrichtung seitlich gegeneinander verschoben sind). Die Vertiefungen sind, wie vorstehend erklärt, normalerweise so verschoben, daß zwischen den Spindelachsen und der Senkrechten ein Winkel von ungefähr 3º erzeugt wird

In der bevorzugten Form der Erfindung ist die Scheibe von der Art, wie sie in den US-Patenten Nr. 3 871 945 (im folgenden 1945 genannt) vom 18. März 1975 und (dessen Ausscheidung) Nr. 3 953 274 (im folgenden '3274 genannt) vom 27. April 1976, die beide den gleichen Eigentümer wie diese Anmeldung haben und beide Winrow et al. als Erfinder angeben, offenbart. Die Scheibe ist somit aus drei geschichteten Lagen gefertigt, wobei die mittlere Lage eine Öffnung in der Form eines Magneten und zur Aufnahme eines Magneten von ungefähr der gleichen Dicke wie solche mittleren Lagen hat. Es ist offensichtlich, daß diese Konstruktionsmethode die bevorzugte asymmetrische Anordnung des Magneten bis zu dem gewünschten Ausmaß ohne Schwierigkeiten ermöglicht, da die mittlere Lage an dem gewählten Ort lediglich gelocht und der Magnet während der Herstellung der Scheibe eingeführt wird. In der patentierten Konstruktion ist die mittlere Lage darüberhinaus so geformt, daß sie vorstehende Spindeln bereitstellt, die die Halterungsspindeln der Scheibe bilden. (Es ist anzumerken, daß jede der äußeren Lagen Teillagen haben kann. Die der dunklen Seite entsprechende äußere Lage ist gewöhnlich dunkles Band über dieser, um die dunkle äußere Oberfläche auf der letzten Scheibe zu erzeugen. Die entgegengesetzte Seite der Scheibe wird gewöhnlich eine Teilschicht aus Vinyl aufweisen, die in der benötigten leuchtenden Farbe gefärbt ist und die eine äußere transparente schützende Ummantelung ist. Normalerweise wird die Scheibe jedoch als eine dreilagige Schichtung zusammengefügt, wobei die dunkel beschichteten Mylar-Teillagen als eine Einzellage auf eine Seite der zentralen Lage aufgebracht werden und die schützenden Vinylbeschichtungs- Teillagen als eine Einzellage auf der anderen Seite der zentralen Lage aufgebracht werden.

Auch wenn die erfinderischen Gesichtspunkte, die in diesem Dokument definiert werden, der zuvor patentierten laminaren Scheibe angepaßt sind, muß betont werden, daß unter den breiten Gesichtspunkten der Erfindung, einschließlich des Gesichtspunkts der Neigung der Scheibenachsen im Verhältnis zu den Reihenachsen und des Gesichtspunkts des Anschlagens der Scheibe an einen Kontakt innerhalb der Scheibenkante nicht auf die Benutzung der patentierten Scheibe beschränkt sind.

Die Scheibe 14, die bevorzugt so konstruiert ist wie in den US-Patenten '945 und '3274 definiert, umfaßt eine Schichtung aus drei Lagen. Jede der beiden Lagen 24 und 26 kann aus zwei Teillagen gefertigt sein. Die auf der hellen Seite befindliche Lage 24 ist gewöhnlich eine innere Teillage aus Vinyl, die auf die helle Farbe gefärbt und mit einer äußeren transparenten schützenden Teillage konstruiert ist. Die auf der dunklen Seite befindliche Lage 26 ist gewöhnlich eine Einzellage aus Band, um die dunkle Farbe bereitzustellen. Die mittlere Lage 28 besteht bevorzugt aus Mylar, um der des Magneten 30 zu entsprechen. Die Mylar-Lage ist fest genug, um die verlaufenden Wellenstümpfe 22, die als ein integraler Teil der mittleren Lage gebildet sind, zu tragen. Die Wellenstümpfe 22 können in verteifungen 20 eingeführt werden, indem die (aufgrund der Elastizität des Mylar) elastische Scheibe zum Erreichen der Einführung etwas gebogen wird.

Wie am besten in Fig. 1 gezeigt wird, ist die mittlere Lage 28 mit einem Schlitz bereitgestellt, der so geformt ist, daß er den Dauermagneten 30 aufnimmt, der bevorzugt aus der Kupfer-Nickel-Eisenlegierung Cunife gefertigt ist, die magnetisiert ist, um eine magnetische Achse in der Mittelebene der Scheibe quer zur Schwenkachse, die durch die Spindeln 20 definiert ist, bereitzustellen. Die Pole "N" und "S" des Dauermagneten sind in den Zeichnungen angegeben.

Die Aussparung in der mittleren Lage 28 der Scheibe und der darin befindliche Magnet sind bevorzugt quer zur Schwenkachse angeordnet und so verschoben, daß sie sich alle auf einer Seite der Schwenkachse ungefähr auf halber Strecke zwischen den Stümpfen 22 befinden. An der Kante gegenüber dem äußeren (hier "N"-Pol des Magneten) ist zu einem Zweck, der im folgenden besprochen wird, eine Kerbe 36 bereitgestellt.

Die Scheibe hat bevorzugt eine größere Länge als Breite, damit die Tatsache genutzt werden kann, daß bei vielen Anwendungen, wie zum Beispiel Busschildern, in vertikaler Abmessung mehr Platz zur verfügung steht als in horizontaler Abmessung, so daß die Höhe der Scheiben zum Verleihen einer besseren Sichtbarkeit vergrößert wird.

Die Form der Scheibe ist ein Kompromiß. Eine ovale Scheibe, die an jedem Ende in Halbkreisen endete, würde bei Scheiben, die zusammen eine Diagonale definieren, einen besseren visuellen Eindruck vermitteln als ein Rechteck. Die ovale Scheibe nutzt jedoch den zur Verfügung stehenden Anzeigebereich nicht in dem gewünschten Ausmaß. Es wird daher die Kompromißform, mit gerundetem Ende und Ecken, wie gezeigt, benutzt.

Wie angemerkt ermöglicht die Benutzung überlappender Vertiefungen und abgewinkelter Spindeln eine lückenlosere Nutzung des zur Verfügung stehenden Anzeigeraumes in einer Reihe dadurch, daß die Scheiben enger zusammen plaziert werden können.

Ein Antrieb zum Drehen der Scheibe in die eine oder andere Richtung wird durch eine Einrichtung zur Bildung eines umkehrbaren magnetischen Feldes bereitgestellt, die sich außerhalb der Scheibe befindet und auf den Dauermagneten 30 wirkt. Die außerhalb befindliche Einrichtung zur Bereitstellung eines Feldes ist in der bevorzugten Ausführungsform durch ein Paar Kernglieder 38 aus Hartstahl bereitgestellt, der eine relativ hohe Remanenz aufweist. Die Kernglieder 38 sind auf jeder Seite des Rahmens ortsfest befestigt und verlaufen durch darin befindliche Bohrungen, um wie gezeigt hinter dem Rahmen vorzustehen, und vor dem Rahmen in die Nähe des Scheiben- (und Magnet-) ortes vorzustehen, wenn die Scheibe die eine oder andere ihrer kontrastierenden Seiten in Betrachtungsrichtung anzeigt. Der geformte Kunststoffrahmen stellt auf jeder Seite nach innen gerichtete Widerlager 40 bereit, die jeweils einen Kern 38 angrenzend an das vordere Ende des Kerns teilweise umgeben&sub5; Wie in Fig. 2 gezeigt wird, hat das vordere Ende eines jeden Widerlagers 40 eine nach vorn und nach innen geneigte Oberfläche, die vor dem vorderen Ende des Kernglieds 38 gelegen ist und ein Paar Anschläge oder Gelenke 42 bereitstellt, die so geformt sind, daß sie die Scheibe 16 innerhalb ihrer Kante berühren. Die die Scheibe berührende Oberfläche der Gelenke bzw. Anschläge 42 ist so klein wie möglich; in feuchten Bedingungen wird Oberflächenspannung den Punkt an seinem Platz halten, wenn die Berührungsfläche zu groß ist.

Der Kontakt wird innerhalb der Kante der Scheibe 16 hergestellt, da bei der Konstruktion der Scheibe manchmal ein kleiner (nicht sichtbarer) Ansatz aus Klebstoff oder klebendem Material auf der Kante zurückbleibt. Der nach innen verschobene Kontakt berührt solches Material nicht und das Risiko, daß die Scheibe festklebt, ist damit verringert.

Ein Gelenk 42 stoppt die Scheibe in einer Begrenzungsposition, die einer Position entspricht, die von dem Ende des Kerns 38 beabstandet ist, da bevorzugt Hartstahl für die Polteile verwendet wird. Dieses Material hat, obwohl es eine relativ hohe Remanenz aufweist, eine geringere Remanenz als einige Kernmaterialien (wie zum Beispiel Vicalloy), die zuvor zum Steuern von Anzeigescheiben verwendet wurden. Bei den Kernen 38 aus Hartstahl muß deshalb darauf geachtet werden, daß die Enden der Kerne 38 und des Dauermagneten 30 der Scheibe so voneinander beabstandet sind, daß der Dauermagnet die magnetische Polarität des Kerns 38 nicht ändern und keinen Anschluß der Scheibe verursachen kann. Demgemäß sind Gelenke 42 so geformt, daß die gewünschte Beabstandung erreicht wird, die gemäß den verwendeten Kernen 38 und dem verwendeten Magneten 30 bestimmt werden wird.

Die Scheibe gegenüber dem Magneten 30 ist mit der Kerbe 36 versehen, die so geformt ist, daß sie den Kern 38 und das Widerlager 40 während der Drehung der Scheibe freistellt.

Es ist anzumerken, daß, obwohl die Beabstandung des Kernendes vom Magneten in gestoppter Position wichtig ist, dies gewöhnlich durch Maßnahmen außerhalb der Scheibe erreicht wird. Bevorzugt wird der Rahmen 10 während des Zusammenbaus in einer Zwinge gehalten, während eine der Zwinge zugeordnete Werkzeugbestückung die Kerne in einen Anschlag einführt, der zur Zwinge und zur Werkzeugbestückung gehört. Der Kern 38 wird dann durch Reibung an seinem Platz gehalten.

Gemäß den durch diese Erfindung eingeführten neuen Merkmalen wird nun die Lichtleitfaseranordnung in der Vorrichtung besprochen. Mit Ausnahme der Kernkerbe 36 und des Faserausschnitts 110 ist die Scheibe bevorzugt symmetrisch um die Schwenkachse.

Der Ausschnitt 110 befindet sich an derselben Kante wie die Kerbe 36 und so weit wie möglich von der Kernkerbe 36 entfernt und ist somit an einem axialen Ende der Scheibe gelegen. Somit wäre bei einer quadratischen oder rechteckigen Scheibe, die beide in den Umfang der Erfindung fallen, der Ausschnitt 110 in einer Ecke der Scheibe angeordnet und die gezeigte Position entspricht in Anbetracht der gerundeten Enden der Scheibe der Ecke.

Eine Bohrung 114 in der Rückwand des Gehäuses 10 setzt sich auf beiden Seiten der Rückwand in einem nach vorne gerichteten Vorsprung 116 bzw. einem nach hinten gerichteten Vorsprung 118 fort. Da die Richtung der Lichtleitfaser ziemlich wichtig ist, bildet die Bohrung 114 eine satte Anlage mit der Faserhülse.

Die Lichtleitfaser 122 (die selbst ein großes Bündel winziger Fasern ist) oder eine einzelne große Faser sein kann, insbesondere, wenn sie aus Kunststoff mit geeigneten Lichtleiteigenschaften ist, ist von einer schützenden Kunststoffumhüllung 123 bedeckt und verläuft von einer nicht gezeigten Lichtquelle zu einer Metallhülse, die das Bündel umschließt, wobei sie sein Strahlungsausgangsende 128 frei läßt. Die Hülse umfaßt einen weiteren hinteren Zylinder 126 und einen schmäleren vorderen Zymder 124, die zwischen sich die nach vorn gerichtete Schulter 130 definieren. Der dünnere Zylinder 124 bildet mit den Wänden der Bohrung 114 einen Reibungsschluß und die äußere Wand 132 des hinteren Vorsprungs wirkt als ein Anschlag für die Schulter 130, um den Ort des Ausgangsfaserendes 128 zu bestimmen. Der Ort des Faserendes 128 ist nicht besonders kritisch, er muß jedoch (um nicht als Anschlag für die Scheibe zu wirken) hinter dem Bereich 134 (der ein Spiegelbild des Ausschnitts 110 entlang der Schwenkachse ist) sein, wenn in der AUS-Begrenzungsposition der Bereich 134 das Licht aus dem Faserende 128 blockiert. Das Faserende 128 muß dann hinter der Scheibe sein, da die Beabstandung von Scheibenmagnet 30 und Kern 38 kritisch ist und durch Anschläge 42, die auf die Scheibenoberfläche wirken, bestimmt wird.

Der Ausschnitt 110 ist so bemessen, daß das Licht vom Faserende in der EIN-Begrenzungsposition der Scheibe den Betrachtungsort erreichen kann. Der Kerbenbereich ist auf ein Minimum beschränkt, da er von der Erscheinung des Punktes in der EIN-Position ablenkt. Somit ist bei der bevorzugten Form des Ausschnitts die Kante 136 parallel zur Schwenkachse und die Kante 138 ist annähernd senkrecht dazu. Sollte das Anzeigeelement die Schwenkachse senkrecht zur Betrachtungsrichtung haben, würde eine wirklich senkrechte Kante 138 verwendet, wobei der Ort der Kante 138 (wie in der bevorzugten Ausführungsform) so gewählt würde, daß sie die Lichtleitfaser und ihre Tragvorrichtung freihalten würde, wenn sie sich zwischen Begrenzungspositionen hin und her bewegt, und daß sie in der EIN-Position den Durchgang der Strahlung vom Lichtleitfaserende in den gewünschten Kegel um die Betrachtungsrichtung ermöglicht. (In den meisten Fällen hat der für die verwendete Lichtleitfaser spezifizierte Kegel einen Öffnungswinkel von 15º, was einer Drehfläche von 7 1/2º von der beabsichtigten Betrachtungsachse entspricht.)

Wenn wie hier die Schwenkachse der Scheibe um 3º-10º zur Ebene L-T der Gruppierung geneigt ist, muß die Kante 138 für einen Ausschnitt in der oberen Ecke zur Kante 136 um ein wenig mehr als 90º geneigt sein (siehe Fig. 8), um das Faserbündel und die Halterung freizustellen, und falls eine Faser und ein Ausschnit der unteren Kante bereitgestellt wären, könnte die Kante 138 zur Kante 136 in einem Winkel von geringfügig weniger als 90º stehen und dennoch die Halterung des Faserendes freihalten und den Durchgang des Strahlungskegels von der Faser ermöglichen.

Der Spiegelbild-Bereich 134 der Scheibe blockiert in der AUS- Position der Scheibe das Licht von der Faser gegenüber dem Betrachter. Es wurde festgestellt, daß bei bestimmten Oberflächenausführungen der Innenseite des Rahmens 10 eine bestimmte Lichtmenge von der Faser manchmal von der helleren Seite der Scheibe reflektiert wird und dann zufällig um die Scheibenwand im Gehäuse 10 reflektiert wird, so daß ein Teil dieser Strahlung den Betrachter erreicht, mit der Folge, daß die Anzeigeerscheinung geschmälert wird. Dementsprechend ist der Bereich 134 auf der helleren Seite der Scheibe bevorzugt mit einem geschwärzten, absorbierenden Überzug bereitgestellt, um Reflexionen stark zu reduzieren. Zu diesem Zweck wird die weitere Schmälerung der Scheibenerscheinung in der EIN- Position aufgrund des geschwärzten Bereichs akzeptiert. Für spezielle Zwecke kann der geschwärzte Bereich größer oder kleiner als der Ausschnitt 110 sein.

Kerne 38 stehen vom Rahmen nach hinten vor und haltern Erregerwicklungen 46, die die Kerne in der gewünschten Polarität magnetisieren. Das Überbrückungselement 48 aus Eisen, das weichmagnetische Eigenschaften besitzt, ist hinter den Wicklungen 46 an den Kernen 38 befestigt, um den Magnetkreis zwischen den Kernen 38 zu schließen. Anschlußpfosten 50 sind so angebracht, daß sie entsprechend jedem Kern 38 vom Rahmen nach hinten vorstehen und sind an ihrem rückwärtigen Ende so konstruiert, daß sie an einen nicht gezeigten Stromkreislauf angeschlossen werden können. Die Leitungen 52 zu den Wicklungen 46 sind bevorzugt an den Anschlußpfosten 50 an deren hinterem Ende angelötet. Die Wicklungen 46 sind in Reihe geschaltet, so daß eine Erregung der gepaarten Anschlußpfosten die gepaarten Kerne 38 magnetisiert, so daß eines der vorderen Kernenden positiv und das andere negativ ist. Diese Polaritäten werden zum Drehen der Scheibe gleichzeitig umgekehrt.

Die Wicklungen 46 und Kerne 38 werden bevorzugt von automatischen Maschinen gewickelt, die für den Wickelkopf einen minimalen Radius um jeden Kern erfordern. Es ist ein solcher Radius, der es erfordert, daß der Vorsprung 118 für die Faser so weit weg vom nächsten Kern wie möglich ist, in diesem Fall bei einer zentralen Kernkerbe in der "Ecke" der Scheibe. Dies ist auch der Grund dafür, daß der Ausschnitt 110 für die Faser in keiner der bevorzugten Anordnungen mit der Kernkerbe verbunden werden kann. Die erweiterten Vorsprünge 118 und 116 für die Faserhülse müssen wiederum für die Strahlung von der Lichtleitfaser einen Grad an Genauigkeit bereitstellen.

In anderen Konstruktionen als dem "Sandwichpunkt" der US- Patente '945 und '3274 könnte sich der Kern an einem axialen Ende der Scheibe und die Faser und die Faserkerbe könnten sich am anderen axialen Ende der Scheibe befinden. Bei dem Sandwichpunkt ist jedoch der Magnet in eine Vertiefung eingelassen, die von einer Sandwichlage zu umgeben ist, damit er sich nicht zu nah an einer Ecke befinden kann.

Der Dauermagnet 30 ist bevorzugt ein relativ flacher, aus Cunife gefertigter Metallmagnet, dessen magnetische Achse und dessen Ort wie angegeben sind. Der Ort und die Ausrichtung bedeuten, daß der radial nach außen gerichtete Pol "N" in der Zeichnung das angetriebene Element zum Betrieb der Vorrichtung ist, wohingegen der radial nach innen gerichtete Pol beim Betreiben keine wesentliche Rolle spielt.

Bei vielen Anwendungen wäre es vorteilhaft, einen flachen Magneten zu verwenden, dessen Polachse senkrecht zur Scheibenebene steht. Metallmagnete sind jedoch gewöhnlich nicht geeignet, wenn sie so magnetisiert sind, und Plastikmagneten können zwar so magnetisiert sein, sind jedoch bei Verwendung mit dem Sandwichpunkt zu schwach.

Bei geneigten Scheibenachsen, wie in Fig. 4 gezeigt, hilft die asymmetrische Anordnung der Scheibe, wie in Fig. 1 gezeigt, dem Betrieb der Scheibe. Wie angemerkt, wird bei allen Scheiben eine Kerbe und ein Ausschnitt von einer Seite weggenommen und der Magnet zur anderen hin verschoben. Die Gewichtsbelastung zugunsten der Seite der Magnetverschiebung zusammen mit der axialen Neigung unterstützt die Scheibe dabei, mit dem Drehen zu beginnen, sobald der Kern umgekehrt wird, um sie von einer Begrenzungsposition loszulösen. Dies macht den Betrieb der Scheibe zuverlässiger.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, hat der Dauermagnet 30 in seiner Ruhe- Begrenzungsposition von Fig. 2 seine äußere Kante 31 (die dem N-Pol entspricht) innerhalb eines 45º schräg angeschnittenen Kerns, dessen Achse senkrecht zur Scheibenruheposition ist und der sich vom Kernende in Richtung der Scheibe ausdehnt. Der Ort der äußersten Kante 31 des Dauermagneten ist mit E bezeichnet, die Grenzen des Kegels wie sie in Fig. 5 erscheinen sind als CR bzw. CL definiert. Es ist offensichtlich, daß die äußere Kante 31 des Dauermagneten sich weit innerhalb dieses Kegels befindet. Die praktische Auswirkung ist, daß bei Umkehrung des Kernmagnetismus die abstoßende Kraft vom Kern auf den Magneten gegenüber der Scheibe eher senkrecht als parallel ist, wodurch der Scheibe ein gutes Startdrehmoment verliehen und die Notwendigkeit des Bereitstellens eines zusätzlichen polarisierten Magneten vermieden wird. Die Kerne 38 sind natürlich so gelegen, daß derselbe Effekt auftritt, wenn die Scheibe sich in ihrer, der in Fig. 2 gezeigten Begrenzungsposition entgegengesetzten Begrenzungsposition befindet, das heißt mit dem N-Ende des Dauermagneten links und der Kerbe rechts. Das geometrische Verhältnis bleibt offensichtlich gleich wenn, wie gezeigt, die Kerne 38 in Bezug auf die Schwenkachse symmetrisch angeordnet sind.

Wie zuvor bemerkt, gilt das gerade beschriebene Merkmal sowie das Merkmal, das sich auf den von der Scheibe nach innen gerichteten Anschlag für die Scheibe bezieht, für einzeln verwendete Scheiben ebenso wie für eine Vielzahl von Scheiben in Reihen; und beide Merkmale gelten für Scheiben unabhängig davon, ob ihre Schwenkachsen senkrecht zur Betrachtungsrichtung oder in einem leichten Winkel zur Senkrechten liegen.

Wenn sie in Betrieb ist, ist die Scheibe um ungefähr 180º zwischen ihrer EIN-Position (mit der Kerbe 36 und dem Ausschnitt 110 links in Figur 1) und ihrer AUS-Position mit der Kerbe und dem Ausschnitt rechts in Figur 1 drehbar, wobei die Drehung in der Richtung stattfindet, in der die Kerbe 36 und der Ausschnitt 110 am weitesten vom Betrachtungsort weg, d.h. hinter die Schwenkachse bewegt werden. Die Kerne sind magnetisiert wie in Fig. 2 angegeben (angegeben durch punktiertes "N" und "S"). Die Faserenden 128 sind jeweils ständig erleuchtet. Die Scheibe hätte sich in die EIN-Position der mittleren Scheibe in Fig. 1 gedreht und wäre in dieser Position geblieben. Das Licht von der Faser scheint durch den Ausschnitt 110, um die Aufmerksamkeit des Betrachters innerhalb eines Kegels um die beabsichtigte Betrachtungsrichtung zu erregen. Die hellere Seite der Scheibe wird angezeigt und entspricht gewöhnlich der Farbe der Faserstrahlung. Die entgegengesetzte dunklere Seite der Scheibe entspricht gewöhnlich der Farbe des Rahmens und der zugeordneten Kleinteile. Wenn Wicklungen 46 erregt werden, um die Polarität der Kerne umzukehren, dreht sich die Scheibe unter der Steuerung des radial außen liegenden, hier "N"-Pols des Dauermagneten 30 (entgegen dem Uhrzeigersinn in Figur 2), wobei die Kerbe den einen und dann den anderen Kern 38 und seine Halterung passiert und der Ausschnitt die Faserspitze 128 und die Zwinge 124 passiert, bis die nicht eingekerbte Kante der Scheibe an dem linken Anschlag 42 ruht. Die Scheibe ist nun in der AUS-Position, wobei der Bereich 134 das Licht von der Lichtleitfaser gegenüber dem Betrachter blockiert und die dunkle Seite der Scheibe angezeigt wird. Die Scheibe wird in dieser Position bleiben, bis die Polarität der Kerne wieder umgeschaltet wird, ab welchem Zeitpunkt sie sich wieder in die EIN-Position dreht, wobei sie sich so dreht, daß die Kerbe und der Ausschnitt wieder hinten und am weitesten vom Betrachter entfernt passieren.

Bei allen Gesichtspunkten der Erfindung kann die Polarität des Dauermagneten umgekehrt werden und der Betrieb und die Vorteile bleiben dieselben, wobei die Positionen der Scheibe durch entgegengesetzte Magnetisierungen der Kerne erreicht werden.

Figur 9 zeigt als eine Variante zur bevorzugten Ausführungsform eine zweite Lichtleitfaser mit dem Ende 128A, mit dem Tragevorsprung 116A (der gleich ausgerichtete hintere Vorsprung ist nicht gezeigt), die zweite Faser befindet sich an einem Ort am entgegengesetzten axialen Ende der Scheibe und der von der Faser 128 entgegengesetzten Seite der Schwenkachse mit Tragevorsprüngen 116A (der hintere Vorsprung 118 ist nicht gezeigt) von den Vorsprüngen 116, 118 mit einem zusätzlichen Ausschnitt 110A, um das Faserbündel und den Vorsprung 116A freizustellen. Bei dieser Anordnung zeigt die Scheibe eine Faser 128 in einer Begrenzungsposition und die andere Faser 128A in der anderen Begrenzungsposition an. Somit können zum Beispiel (Figur 10) eine Faser 128 und die zusammen mit ihr angezeigte Seite 24 gegenüber dem Betrachter rot anzeigen, und in der anderen Scheibenausrichtung (Figur 11) die andere Faser 128A und die zusammen mit ihr angezeigte Scheibenseite 26 grün. Der Gruppierungshintergrund hat die jeweils am besten geeignete Farbe. Der elektromagnetische Antrieb wird derselbe sein wie der in Bezug auf Figur 1 beschriebene.

Die Anwendung hat die Verwendung der Scheibe mit einer "Eck-" Kerbe für eine Lichtleitfaser in Bezug auf die bevorzugte Scheibenform des Patents '427 erörtert. Viele Varianten werden jedoch als in den Erfindungsumfang fallend betrachtet. Wie zuvor dargelegt können die Achsen parallel zur Gruppierung sein anstatt geneigt, wie in Patent '427. Die Achsen können jede beliebige Ausrichtung haben. Der magnetisch Antrieb kann unterschiedlich sein, zum Beispiel auf einem Magneten oder dem Ende der Scheibe, wie in Patent '832.


Anspruch[de]

1. Anzeige- oder Hinweisvorrichtung, welche eine Betrachtungsrichtung (P) definiert und einen Rotor (16 + 22) und eine Halterung (10) einschließt, wobei der Rotor folgendes umfaßt:

Eine schwenkbar angebrachte Scheibe (16), die eine hellere und eine dunklere Seite (24, 26) anzeigt und eine in Axialrichtung verlaufende Schwenkachse aufweist, und die Scheibe (16) verläuft in Radialrichtungen senkrecht zur Axialrichtung, wobei die Scheibe um ungefähr 180º zwischen zwei Begrenzungspositionen drehbar ist, welche jeweils die hellere (24) bzw. die dunklere (26) Seite in der Betrachtungsrichtung (P) anzeigen, wobei die Scheibe (16) an einer Kante mit einem Ausschnitt (110) versehen ist,

eine an der Halterung (10) angebrachte Lichtleitfaser (122, 128), deren Ende (128) ungefähr in die Betrachtungsrichtung (P) zeigt und sich in jeder Begrenzungsposition hinter der Scheibe (16) befindet, um beim Drehen der Scheibe zwischen den Begrenzungspositionen ein Berühren der Scheibe (16) zu vermeiden,

wobei das Faserende (128) so angeordnet ist, daß es in der Betrachtungsrichtung (P) durch den Ausschnitt (110) freiliegt, wenn die hellere Seite (24) der Scheibe (16) angezeigt wird, und von der Scheibe (16) verdeckt ist, wenn die dunklere Seite (26) der Scheibe angezeigt wird,

Bewegungseinrichtungen (30, 38), die so angeordnet sind, daß sie die Scheibe (16) zwischen zwei Begrenzungspositionen schwenken können,

dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (16) in der Axialrichtung länger ist als in den Radialrichtungen, und daß der Ausschnitt (110) sich nahe an einem axialen Ende der Scheibe (16) befindet.

2. Anzeige- oder Hinweisvorrichtung nach Anspruch 1, bei der auf der helleren Seite (24) der Scheibe (16) ein kleiner dunklerer Bereich vorgesehen ist, wobei der kleine dunklere Bereich so angeordnet ist, daß er dem Faserende (128) gegenüberliegt, wenn die dunkle Seite (26) der Scheibe (16) in der Betrachtungsrichtung (P) angezeigt wird.

3. Anzeige- oder Hinweisvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Scheibe (16) einen in ihr befindlichen Dauermagneten (30) umfaßt, dessen einer Pol von der Schwenkachse der Scheibe weiter entfernt ist als der andere Pol, und bei der ein Paar Kernglieder (38) an der Halterung (10) angebracht sind, wobei jeweils ein Kernende jedes der Kernglieder (38) so angeordnet ist, daß es in einer Begrenzungsposition hinter der Stelle liegt, an der sich ein Pol befindet.

4. Anzeige- oder Hinweisvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Scheibe (16) im wesentlichen parallele Seiten und konvex verlaufende Enden aufweist, die an genau bezeichneten Ecken auf die Seiten treffen, wobei es sich nicht um eine Ecke handelt, an der sich der Ausschnitt (110) befindet.







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