[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine transparente Abdeckung für tragbare Messinstrumente.
[0002] An Armbanduhren dient diese Abdeckung, das sogenannte Uhrenglas, dem Schutz des Zifferblattes und der empfindlichen Zeiger. Beim Tragen der Armbanduhr ist das Uhrenglas mechanischen Belastungen ausgesetzt, welche im Laufe der Zeit unschöne Gebrauchsspuren wie Kratzer und Abschürfungen auf der Oberfläche hinterlassen. Üblicherweise besteht das Uhrenglas aus Kristallglas, Acrylglas oder Mineralglas. Diese Materialien weisen jedoch eine geringe Kratzfestigkeit auf. Eine Verbesserung bringt die Verwendung von Saphirglas, jedoch ist auch bei Abdeckungen aus diesem Material die Kratzfestigkeit nicht hoch genug, um Kratzer und/oder Abschürfungen zu vermeiden.
[0003] Aus der US 6 111 821 ist ein Uhrenglas bekannt, dass vollständig aus polykristallinem Diamant besteht.
Da Diamant der härteste bekannte Werkstoff ist, bietet ein Uhrenglas aus Diamant die bestmögliche Kratzfestigkeit, jedoch ist Diamant extrem teuer, so dass das Uhrenglas gemäss der US 6 111 821 für eine Serienproduktion nicht geeignet erscheint und folgerichtig kaum eingesetzt wird.
[0004] Es besteht daher die Aufgabe, eine Abdeckung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine hohe Kratzfestigkeit aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
[0005] Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Abdeckung im Wesentlichen aus einem durchsichtigen Träger und einer Diamant-Deckscheibe besteht, welche Diamant-Deckscheibe die in Gebrauchslage aussen liegende Seite des Trägers zumindest bereichsweise überdeckt.
[0006] Der durchsichtige Träger stellt dabei die mechanische Stabilität sicher,
während die Diamant-Deckscheibe die verschleiss- und kratzfeste Oberfläche definiert. Da die erfindungsgemässe Abdeckung lediglich eine vergleichsweise dünne Diamant-Schicht in Form der Diamant-Deckscheibe aufweist, ist die Abdeckung kostengünstig realisierbar und somit auch für die Serienproduktion geeignet.
Trotzdem bietet die erfindungsgemässe Abdeckung eine optimale Kratzfestigkeit.
[0007] Je nach Form und Grösse der Abdeckung oder des damit abzudeckenden Zifferblattes kann es auch ausreichend sein, nur einen Teil des Trägers mit der Diamant-Deckscheibe zu überdecken und beispielsweise einen Randbereich, auf dem eventuelle Kratzer nicht oder nur wenig störend wirken würden, freizulassen, wodurch die Kosten für die Abdeckung weiter reduziert werden können.
[0008] Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Abdeckung sieht jedoch vor, dass die Diamant-Deckscheibe die in Gebrauchslage aussen liegende Seite des Trägers vollständig überdeckt.
Dabei ergibt sich neben dem Schutz der gesamten Oberfläche der Abdeckung auch ein harmonischeres optisches Erscheinungsbild der Abdeckung ohne Übergangsbereichen zwischen mit der Diamant-Deckscheibe überdeckten Bereichen und freien Bereichen des Trägers.
[0009] Um eine gute mechanische Verbindung zwischen dem Träger und der Diamant-Deckscheibe zu erzielen und ein Lösen dieser Verbindung auch bei mechanischer Beanspruchung zu vermeiden, ist es zweckmässig, wenn die Diamant-Deckscheibe mit transparentem Klebstoff auf dem Träger aufgeklebt ist, und wenn der Klebstoff insbesondere einen auf die optischen Eigenschaften des Trägers oder der Diamant-Deckscheibe abgestimmten Brechungsindex aufweist.
Dadurch werden zudem optische Störungen wie Verzerrungen oder dergleichen beim Betrachten des Zifferblatts beziehungsweise der Zeiger durch die Abdeckung vermieden.
[0010] Der Klebstoff kann insbesondere ein Giessharz oder ein UV-aushärtender Kleber sein. Diese Materialien lassen sich gut verarbeiten, ermöglichen eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen Träger und Diamant-Deckscheibe und weisen für diese Anwendung gute optische Eigenschaften auf.
[0011] Es ist zweckmässig, wenn die Dicke der Diamant-Deckscheibe 1/20 bis 1/3, insbesondere 1/10 bis 1/5 der Dicke des Trägers beträgt.
Dadurch können die Kosten für die Diamant-Deckscheibe minimiert werden, die trotzdem eine ausreichende Stärke zur Erzielung einer guten Kratzfestigkeit aufweist.
[0012] Ein gutes Verhältnis zwischen mechanischer Stabilität und Kratzfestigkeit der Abdeckung einerseits und Kosteneffizienz andererseits kann insbesondere erzielt werden, wenn der Träger eine Dicke von etwa 1 mm und die Diamant-Deckscheibe eine Dicke von etwa 0,1 mm bis 0,2 mm aufweist.
[0013] Der Träger besteht aus durchsichtigem Material, insbesondere aus Glas, Saphirglas, Kunststoff. Diese an sich für Uhrengläser bekannten Materialien weisen eine gute mechanische Grundstabilität auf, sind leicht und können kostengünstig verarbeitet werden.
[0014] Üblicherweise sind Abdeckungen der eingangs genannten Art und somit die erfindungsgemässen Träger flach ausgebildet.
Es ist jedoch auch möglich, dass der Träger eine zylindrisch oder sphärisch gewölbte Oberfläche aufweist. Die Diamant-Deckscheibe kann in diesem Fall durch Abscheidung von Diamant-Material auf einen entsprechend geformten Träger angefertigt werden.
[0015] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein tragbares Messinstrument mit einer vorbeschriebenen erfindungsgemässen transparenten Abdeckung.
[0016] Die erfindungsgemässe Abdeckung kann auch für andere Messinstrumente, insbesondere für solche, die in der freien Natur verwendet werden und daher starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, beispielsweise für Kompasse, verwendet werden.
[0017] Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Abdeckung anhand der Zeichnung näher erläutert.
[0018] Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse einer Armbanduhr.
[0019] Eine Armbanduhr,
deren Armband in der Figur der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, weist ein Gehäuse 1 auf, an dem unterseitig ein Bodenteil 2 lösbar angeschraubt ist. Im Innenraum des Gehäuses 1 sind das Uhrwerk 3, das Zifferblatt 4 sowie die Zeiger 5 gelagert. Oberseitig ist das Gehäuse 1 durch eine transparente Abdeckung 6 verschlossen, die das Betrachten von Zeigern 5 und Zifferblatt 4 ermöglicht, diese jedoch vor Verschmutzung und Beschädigung schützt und ein Eindringen von Fremdkörpern oder Feuchtigkeit in den Innenraum des Gehäuses 1 verhindert.
[0020] Die Abdeckung 6 weist einen durchsichtigen Träger 7 auf, der beispielsweise aus Glas, Saphirglas oder durchsichtigem Kunststoff bestehen kann. Dadurch weist dieser einerseits ein geringes Eigengewicht auf und ist kostengünstig, andererseits wird die mechanische Stabilität der Abdeckung 6 sichergestellt.
An seiner aussen liegenden Seite wird der Träger 7 von einer Diamant-Deckscheibe 8 überdeckt. Die Dicke d1 der Diamant-Deckscheibe 8 beträgt etwa 1/10 der Dicke d2 des Trägers 7. Dadurch weist die Diamant-Deckscheibe eine ausreichende Kratzfestigkeit auf, um die Abdeckung 6 vor Beschädigungen zu schützen. Die geringe Dicke d1 ermöglicht jedoch zugleich eine kostengünstige Herstellung der Diamant-Deckscheibe und somit der gesamten Abdeckung 6, so dass auch Serienfertigungen zu marktverträglichen Preisen möglich sind.
[0021] Die Diamant-Deckscheibe 8 ist mit einem in der Figur nicht erkennbaren transparenten Klebstoff auf den Träger 7 aufgeklebt, so dass die beiden Teile fest miteinander verbunden sind.
Die optischen Brechungseigenschaften des Klebstoffes sind an die optischen Eigenschaften des Trägers 7 oder der Diamant-Deckscheibe 8 angepasst, so dass das Betrachten des Zifferblattes 4 und der Zeiger 5 problemlos und verzerrungsfrei möglich ist.
[0022] Die Herstellung der erfindungsgemässen Abdeckung kann erfolgen, indem zunächst ein Träger beispielsweise aus Silizium mit einer Diamant-Beschichtung versehen wird. Hierzu kann Vorzugsweise ein Mikrowellen-Plasma-CVD-Verfahren verwendet werden, welches eine gute optische Qualität des Diamantmaterials gewährleistet. Die diamantierte Oberfläche kann unter Verwendung von Diamantkorn als Schleifmittel poliert werden. Anschliessend wird der Träger beispielsweise durch Auflösen in einem Flusssäure/Salpetersäure-Gemisch entfernt.
Aus der so gewonnenen reinen Diamant-Schicht kann die Diamant-Deckscheibe in der gewünschten Form mittels Laser ausgeschnitten werden. Dabei entstehende Verunreinigungen können durch eine Behandlung mit Chrom-Schwefel-Säure entfernt werden. Die fertige Diamant-Deckscheibe kann abschliessend mittels einer optischen Klebeverbindung unter Verwendung von Giessharz beziehungsweise eines UV-aushärtenden Klebers auf dem durchsichtigen Träger montiert werden.
The invention relates to a transparent cover for portable measuring instruments.
At watches this cover, the so-called watch glass, the protection of the dial and the sensitive pointer is used. When wearing the watch, the watch glass is exposed to mechanical stress, which in the course of time leave unsightly signs of wear such as scratches and abrasions on the surface. Usually the watch glass consists of crystal glass, acrylic glass or mineral glass. However, these materials have a low scratch resistance. An improvement brings the use of sapphire crystal, but even with covers made of this material, the scratch resistance is not high enough to avoid scratches and / or abrasions.
From US 6 111 821 a watch glass is known that consists entirely of polycrystalline diamond.
Since diamond is the hardest known material, a diamond watch glass offers the best possible scratch resistance, but diamond is extremely expensive, so that the watch glass according to US 6 111 821 does not seem suitable for mass production and consequently is rarely used.
It is therefore an object to provide a cover of the type mentioned, which has a high scratch resistance and is inexpensive to produce.
The inventive solution to this problem is that the cover consists essentially of a transparent support and a diamond cover plate, which cover diamond cover the outside in use position side of the carrier at least partially.
The transparent support ensures the mechanical stability,
while the diamond cover disc defines the wear and scratch resistant surface. Since the inventive cover only has a comparatively thin diamond layer in the form of the diamond cover plate, the cover is inexpensive to implement and thus suitable for mass production.
Nevertheless, the inventive cover provides optimal scratch resistance.
Depending on the shape and size of the cover or the dial to be covered, it may also be sufficient to cover only a portion of the carrier with the diamond cover plate and, for example, a border area on which any scratches would not or only slightly disturbing effect which will further reduce the cost of coverage.
However, a preferred embodiment of the inventive cover provides that the diamond cover plate completely covers the side lying in the position of use of the wearer.
This results in addition to the protection of the entire surface of the cover and a more harmonious visual appearance of the cover without transition areas between covered with the diamond cover disc areas and free areas of the wearer.
In order to achieve a good mechanical connection between the carrier and the diamond cover plate and to avoid loosening of this compound even under mechanical stress, it is expedient if the diamond cover plate is glued to the carrier with transparent adhesive, and if the adhesive in particular has a refractive index which is matched to the optical properties of the carrier or the diamond cover disk.
This also optical interference such as distortions or the like when viewing the dial or the pointer through the cover are avoided.
The adhesive may in particular be a casting resin or a UV-curing adhesive. These materials are easy to process, provide a secure and durable bond between the backing and the diamond cover and have good optical properties for this application.
It is expedient if the thickness of the diamond cover plate 1/20 to 1/3, in particular 1/10 to 1/5 of the thickness of the carrier.
This can minimize the cost of the diamond shroud, which nevertheless has sufficient strength to achieve good scratch resistance.
A good relationship between mechanical stability and scratch resistance of the cover on the one hand and cost efficiency on the other hand can be achieved in particular if the carrier has a thickness of about 1 mm and the diamond cover plate has a thickness of about 0.1 mm to 0.2 mm ,
The support is made of transparent material, in particular glass, sapphire crystal, plastic. These materials, which are known per se for watch glasses, have a good mechanical basic stability, are lightweight and can be processed inexpensively.
Usually, covers of the type mentioned and thus the inventive carrier are flat.
However, it is also possible that the carrier has a cylindrically or spherically curved surface. The diamond cover plate can be made in this case by deposition of diamond material on a correspondingly shaped carrier.
The invention also relates to a portable measuring instrument with a previously described inventive transparent cover.
The cover according to the invention can also be used for other measuring instruments, in particular for those which are used in the wild and are therefore exposed to strong mechanical loads, for example for compasses.
An exemplary embodiment of a cover according to the invention is explained in greater detail below with reference to the drawing.
The single FIGURE shows a longitudinal section through the housing of a wristwatch.
[0019] A wristwatch,
whose bracelet is not shown in the figure for the sake of simplicity, has a housing 1, on the underside of a bottom part 2 is detachably screwed. In the interior of the housing 1, the movement 3, the dial 4 and the hands 5 are mounted. On the upper side, the housing 1 is closed by a transparent cover 6, which allows the viewing of hands 5 and dial 4, but this protects against dirt and damage and prevents ingress of foreign bodies or moisture in the interior of the housing 1.
The cover 6 has a transparent support 7, which may for example consist of glass, sapphire crystal or transparent plastic. As a result, this one hand has a low weight and is inexpensive, on the other hand, the mechanical stability of the cover 6 is ensured.
On its outer side of the carrier 7 is covered by a diamond cover plate 8. The thickness d1 of the diamond cover disk 8 is approximately 1/10 of the thickness d2 of the carrier 7. As a result, the diamond cover disk has sufficient scratch resistance to protect the cover 6 from damage. The small thickness d1, however, at the same time allows a cost-effective production of the diamond cover plate and thus the entire cover 6, so that even mass production at market prices are possible.
The diamond cover plate 8 is glued with a non-recognizable in the figure transparent adhesive on the carrier 7, so that the two parts are firmly connected.
The optical refractive properties of the adhesive are adapted to the optical properties of the carrier 7 or the diamond cover plate 8, so that the viewing of the dial 4 and the pointer 5 is possible without problems and distortion.
The preparation of the inventive cover can be done by first a carrier is provided for example of silicon with a diamond coating. For this purpose, preferably a microwave plasma CVD method can be used, which ensures a good optical quality of the diamond material. The diamond-coated surface can be polished using diamond grain as an abrasive. Subsequently, the carrier is removed, for example, by dissolution in a hydrofluoric acid / nitric acid mixture.
From the pure diamond layer thus obtained, the diamond cover plate can be cut out in the desired shape by means of laser. The resulting impurities can be removed by a treatment with chromium-sulfuric acid. The finished diamond cover plate can finally be mounted on the transparent support by means of an optical adhesive bond using casting resin or a UV-curing adhesive.