专利名称：刻度仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刻度仪，尤其是用于在汽车仪表盘中显示车速或者发动机转速的 刻度盘。
背景技术：
汽车中的现代组合显示装置除了模拟的或者数码的圆形刻度仪(里程表，转速 计)之外，还包括了可设置的多功能LCD显示器，后者不仅可装在刻度仪表盘之间的位置， 还可以直接安装于刻度仪内。刻度显示仪的中心部位最好可以安装可设置的LCD显示器。 若采用一个单独的且较大面积的LCD显示器，相比使用两个或多个LCD显示器而言，则是有 意义的，因为这个唯一的LCD显示器不仅可以充分利用刻度仪之间的区域来显示信息，还 可以利用刻度仪的中心区域。在所有这些要求中的问题是，IXD显示器具有一定的结构深度和宽度以及高度，并 且还具有矩形的显示面积，而刻度仪的中心区域却都为圆形。另外一个问题是，常规的刻度 仪中都有一个指示器，该指示器通常情况下都由一个安装于刻度盘后方中心的驱动装置来 驱动。在采用常规设计结构时，指示器容易和IXD显示器发生冲突，因为如果IXD显示器的 尺寸超出了最小限定尺寸(越来越希望这点)，至少LCD显示器的边缘都会处于指示器的活 动路径内。为了避免上述情况，目前熟知的是，采样如下的指示器其由外向内指向地环绕刻 度盘旋转。为此，此类指示器大致按照仪表盘尺寸的外部的齿轮通过一个齿轮传动装置移 动。但是，这种设计方案的制造成本较昂贵。另外一种已知的选择方案就是，把指示器设计成钩形，使得指示器“包围”IXD显示
ο但是，次类指示器的弓形运动路径与常规的运动路径相比缩短了。对于外部运动 的齿轮解决方案，可能也会遇到这个问题。例如，DE 4321146A1中公开了一种显示器单元，包括一个中央显示器以及一个指 示器仪表，其中，该指示器仪表具有一个被按照读数方向设置在显示器后面的驱动装置、一 个包围着显示器的刻度盘以及一个可以借助于该驱动装置摆动的指示器，其中，指示器的 与该驱动装置相对应的区域被设置在显示器的后面，而指示器的与该刻度盘相对应的区域 被设置为与该刻度盘相邻，其中，刻度盘被设置在显示器的显示面的平面中，或者被设置在 该平面的前方。DE 102004056992A1公开了一种显示器单元，包括一个显示器，一个安装于显示器 前方的刻度盘(该刻度盘具有内圈，该内圈在由前面观察时包围了显示器)，和一个指示 器，该指示器由一个安装于刻度盘反面的驱动装置驱动，其中该指示器的前端部件在刻度 盘前方可以旋转，其中，指示器从显示器的外圈，沿着第一个方向通过一个缝隙(该缝隙位 于显示器的前端表面和刻度盘的后表面之间)延伸，一直延伸到指示器的旋转中心，然后 拐弯，沿着第二个方向，从指示器的旋转中心离开，并且沿着刻度盘的前表面开始延伸。
3
在上述结构形式中，有个问题始终未能得到解决，就是当使用较大的显示器时，若 指示器可以触及到圆形刻度仪上一段特定的弓形区域，则指示器容易和显示器发生冲突。 在常规的刻度尺寸中，圆形刻度仪上的指示器路径一般从时钟上的8点位置开始，到4点位
置结束。
发明内容
因此，对于刻度仪，人们仍希望即使采用较大的LCD显示器，指示器也不会与其冲 突，尤其是在时钟上的8点开始到4点结束的条件下，指示器的路径既没有间隙也没有任何 间断。通过将指示器指针与驱动条角度错开地设置，就可以即使在使用了 LCD显示器的 条件下，也可按照常规尺寸来设计指示器的显示路径，也就是说，不需要缩减指示器的路 径，或者说不存在显示间隙。角度错开的含义是，与指示器指针不同，驱动条相对于刻度盘 取得一个另外的角度。在此，驱动条与指示器指针之间，必须通过合适的机械元件来连接。 其作用是，按照角度偏差的朝向情况，指示器指针可以在驱动条之前或者之后运动。在显示器平面的前方或后方的设置是根据驾驶者的视线方向决定的。显示器前方 的任何物件，在驾驶者视觉里就是处于显示器的前方，同样地显示器后方的任何物件，在驾 驶者眼里就是显示器后方的物件。在驱动条和指示器指针的角度错开，允许了在总仪表盘上使用根据本发明的刻度 仪，既可以具有大面积的LCD显示器，正如前文描述的那样，也可以应用在没有LCD显示器 的经典变形中。由此，也可以制造具有不同显示平面的刻度仪的变形，而不必再修改指示
ο优选地，所述指示器在指示器指针与驱动条之间具有一个弓形的或者相切的针 臂，该针臂至少部分地被设置在显示器平面之前。该针臂连接指示器指针以及驱动条，并且 由此把驱动条所产生旋转力传导到指针上。因为驱动条位于显示器所在平面的后方，因此 指针必须被设置为至少部分地位于显示器平面的前方，从而可使指示器指针被定位在显示 器平面上方。在另一种实施方式中，指示器具有一个被设置在驱动条上并且在显示器平面前方 的指示器环、指示器环片或者指示器片，指示器指针被安装于这些部件上。通过环绕结构， 可使指示器比较容易地实现力学上的平衡，并且指示器在力学上具有较大的稳定性。此外， 还有一个优点，指示器在旋转时，指示器环、指示器环片、指示器片本身的旋转不会被驾驶 者觉察出，驾驶者往往只会发现指示器的旋转。尤其是当指示器环、指示器环片、指示器片 位于刻度盘前方的情况下，此类结构的优点更加显著。在一种实施形式中，刻度盘被设计或安装于显示器平面上。在此，刻度盘可以通过 标记、压制、粘贴或者其它某种方式清晰地固定在显示器平面上，当然也可以作为单独的刻 度底盘。而且，刻度盘也可以越过显示器平面而安装，尤其当使用的显示器平面是多功能显 示器的情况下。优选地，将刻度盘由一个特别是圆形或者圆环形的刻度底盘构成。刻度盘可以单 独地固定在显示器平面上。或者，刻度盘可以位于显示器平面前方一定距离处。在后一种 情况下，针臂、指示器环、指示器环片或者指示器片，至少可以部分地被设置在刻度盘和显示器平面之间，由此这些部件在刻度盘后方的旋转运动，可以被遮掩起来，不会进入驾驶者 的视线。借助于这一设计，刻度盘的输出信息基本可以实现零偏差，因为驾驶者只需要观察 刻度盘以及指示器即可。优选地，驱动装置被安装在刻度盘后方的正中心。因此，驱动装置中的驱动条可以 直接置于刻度盘中心。若驱动装置不位于上述正中心位置，驱动条则必须再通过适当的传 动装置来驱动，因为驱动条本身应当可旋转地安装于刻度盘中心或中线部位。优选地，所述显示器平面是多功能显示器。这种多功能显示器优选地采用IXD显 示器或者OLED(有机发光二极管)显示器。因此，位于刻度仪之间或者后方的区域，可以 得到充分的利用，从而可以在此设置一个可自由编程的显示器。由此可使所有和汽车相关 的重要信息尽可能大地显示在刻度仪上，例如，关于导航仪、收音机、空调、车载计算机的信
自 AjVAjV 尼、，寸寸ο
下文结合了一个结构实例，并且借助于图解，描述了本发明的其他个别特点。其中，图1所示的，是一个驾驶舱大致的俯视图，该驾驶舱配置了根据本发明制造 的转速计以及一个速度计；图2所示的，是一个驾驶舱大致的俯视图，该驾驶舱配置了根据本发明替代实施 的转速计以及速度计。
具体实施例方式在图1中，显示了附图标记为1的客车驾驶舱的完整情况。该驾驶舱1包括了设 置在左侧的转速计2和设置在右侧的速度计3，以及设置在转速计和速度计之间的大平面 IXD显示器4，该IXD显示器分别插入到转速计2和速度计3的区域中，下文将再作详细描 述。转速计2以及速度计3被基本上相同地结构，因此下文仅以转速计2为例，描述其 结构情况。转速计2被实施为圆形的刻度仪，并且包括一个指示器5，一个用来驱动指示器 的驱动装置7，以及一个刻度盘6。刻度盘6由一个圆形的刻度底盘8以及位于中心的圆形空隙9构成，因此刻度盘6 为圆环形。刻度盘6位于LCD显示器4的前方，两者之间的间隙大约为2毫米，因此在刻度 底盘8和IXD显示器4之间存在一整条缝隙。在刻度底盘8的正中心IXD显示器4的后方， 安装了由步进电动机构成的驱动装置7，该驱动装置与用于控制的相关的电子设备相连。指示器5由多个部件组成。位于IXD显示器4后方的驱动条5A直接和位于刻度 盘6中心位置的驱动装置7相连。指示器指针5C安装在刻度底盘8的前方，并且沿着径向 由内圈指向外圈，或者也可以设定为由外圈指向内圈并且位于刻度盘6的中心位置上(但 是图1中并没有标出这种情况)。驱动条5A以及指示器指针5C相互之间互成角度α，并 且通过弓形的针臂5Β连接。该针臂(驾驶者看不见)基本上被安装在刻度底盘8的后方， 位于刻度底盘8和IXD显示器4之间的间隙内。为了与指示器指针5C连接，针臂5Β从刻 度盘8后方穿出。针臂5Β与驱动条5Α在刻度底盘8的后方，以机械连接的形式，通过弓形 缝隙10来连接(这种连接情况驾驶者同样看不见)。
此类结构中，允许使用单独的IXD显示器(图中4所示)，例如可以安装在刻度底 盘8中的圆形空隙9以及刻度仪2和3之间，从而可以大面积地显示驾驶者需要的信息，指 示器5由于采用了弓形针臂5B，从而避免了 LCD显示器4之间的冲突，也就是说，当转速计 3的读数在5500UPM以内时，指示器5以及其部件，不会和IXD显示器4发生撞击。根据所选定的指示器5的形状，指示器指针5C和驱动条5A之间通过针臂5B而互 成角度α，因此指示器5不会发生撞击，并且依旧可以实现类似于时钟的8点和4点之间的 常规显示区域。相应地，速度计3的读数在0至大约60公里/小时之间，也同样如此。指示器的 形状构造为指针位于驱动条的后方。根据指针5Α所要求的在刻度盘6上的起始和终止位置，并且根据IXD显示器4的 高度，可以给出上述的错开角度以及弓形尺寸和驱动条5Α的半径。与前文描述的实施例相比，图2中显示的刻度仪基本上仅仅不同的是指示器5' 和刻度底盘8'的形状。其它部件对应于上面的实施方式。在图2中所显示的实施方式中，驱动条5Α和指示器指针5C通过环绕的指示器环 5Β'相连接，其中指示器指针5C固定在指示器环5Β'上，指示器环5Β'的重量可以均衡地 分布到指示器5'上，也就是说，可以比较容易地实现平衡，因此，当指示器5'旋转时，不 会再受到重力作用，只受到旋转惯性力的作用。刻度底盘8'被固定在IXD显示器4上，从而使位于刻度底盘8 ‘前方的指示器环 5Β'在驾驶员的视线范围内。但是，通过作为环的实施，驾驶者不能够觉察得到指示器环 5Β'的旋转，尤其是如果指示器环5Β'的材质没有光泽并且/或者指示器环5Β'的颜色和 LCD显示器4或者刻度盘8'的背景色相近时。因此，对于驾驶者而言，只能看到在颜色或 者亮度上突出的、旋转着的指示器指针5C。通过配有指示器环5B'的结构形式，驱动条5A和指示器5C之间可以呈现任何角 度，并且可以容易地适应任意大小的IXD显示器4，和/或可以适应指示器指针5C在刻度盘 6上的期望起始和终止位置。指示器指针5C以及驱动条5A都是按照其起始位置示出的。 指示器指针的终止位置5C"(即指示器指针的最大振幅处5C")以及驱动条的终止位置 5A"，在图中都以点的方式示出。在此，用箭头Al示出了对于指示器指针5C所实现的旋转 角度，而用箭头A2示出了对于驱动条5A所实现的旋转角度。上文描述的各类结构形式，相互之间可以任意自由组合，可不局限于客车的应用 领域，在所有的设备仪器或者其它类型的汽车都可以运用。如果需要，可以同时把刻度仪显 示器和多功能显示器叠加在一起使用，例如在船舶、飞机、火车、摩托车等领域。
权利要求
1.一种刻度仪，其中包括显示器平面、指示器、用于驱动指示器的驱动装置，以及安装 于显示器平面前方的刻度盘，其中，指示器包括位于显示器平面后方且和驱动装置相连的 驱动条，以及位于显示器平面前方且和刻度盘共同作用的指示器指针，其特征在于，指示器 指针与驱动条被角度错开地设置。
2.根据权利要求1所述的刻度仪，其特征在于，所述指示器在指示器指针和驱动条之 间具有一个弓形或者相切的针臂，该针臂至少部分地被设置在显示器平面的前方。
3.根据权利要求1所述的刻度仪，其特征在于，所述指示器具有一个被设置在驱动条 上并且在显示器平面前方的指示器环、指示器环片或者指示器片，所述指示器指针被安装 于其上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的刻度仪，其特征在于，所述刻度盘被设计或者安 装在显示器平面上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的刻度仪，其特征在于，所述刻度盘由圆形或者圆 环形的刻度底盘构成。
6.根据权利要求5所述的刻度仪，其特征在于，所述刻度底盘被设置在显示器平面之 前的一定距离处。
7.根据权利要求6所述的刻度仪，其特征在于，所述针臂被至少部分地设置在所述刻 度底盘和显示器平面之间。
8.根据权利要求6所述的刻度仪，其特征在于，所述指示器环或指示器环片或指示器 片被至少部分地设置在所述刻度底盘和显示器平面之间。
9.根据权利要求1至3、7和8中任一项所述的刻度仪，其特征在于，所述驱动装置被设 置在刻度盘后方的中心部位。
10.根据权利要求1至3、7和8中任一项所述的刻度仪，其特征在于，所述显示器平面 是一个多功能显示器，其中，所述多功能显示器是IXD显示器或者OLED显示器。
全文摘要
本发明涉及一种刻度仪，尤其是用于在汽车仪表盘中显示车速或者发动机转速的刻度仪，包括显示器平面、指示器、用于驱动指示器的驱动装置，以及安装于显示器平面之上或者前方的刻度盘，其中，多部件的指示器具有位于显示器平面后方且与驱动装置连接在一起的驱动条，以及位于显示器平面的前方且与刻度盘共同工作的指示器指针。本发明的特征在于，本刻度仪的指示器指针与驱动条被角度错开地设置。因此，在大面积的LCD显示器上，利用独立的读数指示器显示模拟型刻度。
文档编号G01D13/22GK102126434SQ20111002534
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年1月20日
发明者托思腾·迪特尔 申请人:福特全球技术公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
