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Die Erfindung betrifft eine Uhr gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Transponderuhren sind beispielsweise
unter dem Namen „Ski
Data Key Watch" oder
als „Swatch Rccess" auf dem Markt. Solche
Uhren dienen beispielsweise als Berechtigungsausweis und Fernsteuermittel
etwa zum Öffnen
von Türen
oder aber als elektronisches Abbuchungskonto für Abrechnungssysteme bei der
Benutzung von Skiliften, Parkgaragen oder ähnlichem. Hierbei ist beispielsweise
eine Armbanduhr mit einem Transponder ausgerüstet, welcher mit einem von
einem Lesegerät
ausgesandten elektromagnetischen Wechselfeld kommuniziert. Das vom
Lesegerät
ausgesendete Wechselfeld dient neben dem Datenaustausch auch zur
Energieversorgung des Transponders. Im Allgemeinen besteht der Transponder
aus einer flachen und schmalen Ringspule, an deren Spulenende ein
Transponderschaltkreis angeschlossen ist, welcher einen integrierten Speicher
und Modulator aufweist. Die in der Antenne induzierte Spannung versorgt
einerseits den integrierten Schaltkreis mit Energie und auf der
anderen Seite wird durch die Rückwirkung
des integrierten Schaltkreises auf das magnetische Wechselfeld die Kommunikation
mit dem Lesegerät
bewerkstelligt. Die Empfindlichkeit der Antenne hängt nach
dem Induktionsgesetz von der Fläche
ab, die von der als Ringspule ausgebildeten Antenne umschlossen
wird, und steigt mit wachsender Fläche. Daher umschließt die Antennenspule
eine möglichst
große
Fläche,
um die Lesereichweite zu erhöhen.
Dies hat zur Folge, dass die Transponderantenne so nah wie möglich an der
Innenwand des Gehäuses
angeordnet ist. Ist das Uhrenge häuse
aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt und umschließt das Uhrengehäuse die Transponderantenne,
so kann aufgrund der Induktionsspannung, die durch das magnetische
Wechselfeld induziert wird, ein Gegenfeld erzeugt werden, welches
das vom Lesegerät
ausgesandte Feld im Bereich der Transponderspule stark abschwächen kann.
Daraus resultierend ist der Datenfluss zwischen Transponder und
Lesegerät
gestört.
Gemäß dem Stand
der Technik werden Transponderuhren mit einem Gehäuse aus
elektrisch nicht leitfähigem Material,
wie z. B. Kunststoff oder Keramik, hergestellt, um damit den oben
beschriebenen Abschirmungseffekt durch das in leitfähigen Materialien
induzierte Gegenfeld zu vermeiden.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Antenne
außerhalb
des Uhrengehäuses,
im Falle einer Armbanduhr also beispielsweise in das Armband zu
verlegen. In der
EP
0 439 724 B2 wird eine solche Lösung für eine magnetische Langwellenantenne
einer Funkarmbanduhr beschrieben. Neben dem grundsätzlichen
Nachteil, dass die im Armband integrierte Antenne tragebedingt sehr
verschleißgefährdet und
damit störanfällig ist,
kann der Forderung, dass die Antennenspule eine möglichst
große
Fläche einfließen soll,
bei Einsatz der Antenne im Uhrenarmband nur bedingt Rechnung getragen
werden.
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Die
DE 199 26 271 A1 beschreibt eine Funkarmbanduhr
mit einem metallenen Gehäusemittelteil. Demzufolge
wird bereits in der
DE
199 26 271 A1 die Problematik der Wechselwirkung eines
eingestrahlten elektromagnetischen Wechselfeldes mit einem metallenen
Gehäusemittelteil
behandelt. Hierbei kann gemäß dieser
Druckschrift eine Resonanz und Güteverstimmung
auftreten, wenn die Antenne in unmittelbarer Nachbarschaft des metallenen
Gehäusemittelteils
angeordnet ist. Zur Lösung
des Problems schlägt
die
DE 199 26 271
A1 vor, zwischen der magnetischen Langwellenantenne und
dem metallenen Gehäusemittelteil
einen elektrisch nicht leitenden Distanzring anzuordnen, welcher
20 bis 30% des Armbanduhreninnendurchmessers ausmacht. Die in dieser
Druckschrift vorgeschlagene Lösung
ist, aufgrund der sich unterscheidenden elektromagnetischen Feldverteilungen
bei Funkuhren und bei Transponderuhren, nicht unmittelbar auf die
Problemstellung übertragbar,
eine Transponderuhr mit einem metallenen Gehäuse auszustatten.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe
zugrunde, eine Uhr mit einer Transpondereinheit mit zumindest abschnittsweise
metallenem Gehäuse
vorzuschlagen, die über
eine verbesserte Empfangsempfindlichkeit verfügt und bei der die Antennenspule
im Gehäuse
angeordnet ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Uhr
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung geht ganz allgemein
von einer Uhr mit einem Gehäuse
sowie einer Transpondereinheit aus. Hierbei weist die Transpondereinheit
eine Antennenspule auf. Des Weiteren ist die Antennenspule innerhalb
des Gehäuses
angeordnet. Ausgehend davon weist das Gehäuse der Transponderuhr zumindest
einen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gefertigten ersten
Abschnitt auf. Des Weiteren ist der erste Abschnitt dergestalt ausgebildet, dass
die eingeschlossene Fläche
jeder im ersten Abschnitt geschlossenen elektrischen Leiterbahn
bzw. die Gesamtheit mehrerer solcher eingeschlossenen Flächen, die
von der Antennenspule eingeschlossene Fläche nicht oder nur teilweise überdeckt.
Die Erfindung basiert also auf der Idee, dass die Antennenspule
nicht von einer geschlossenen elektrischen Leiterbahn vollständig eingeschlossen
sein darf, da in einer geschlossenen elektrischen Leiterbahn durch
ein magnetisches Wechselfeld ein Induktionsstrom hervorgerufen wird,
welcher wiederum ein magnetisches Feld erzeugt, welches dem ursprünglichen
magnetischen Wechselfeld entgegengerichtet ist. Dadurch bedingt
kann die Antennenspule, welche vollständig von der geschlossenen
elektrischen Leiterbahn umschlossen ist, durch das in der elektrischen
Leiterbahn induzierte magnetische Gegenfeld vom ursprünglich eingestrahlten
magnetischen Wechselfeld abgeschirmt werden. Durch die erfindungsgemäßen Merkmale
wird demgemäß bei einem
Gehäuse,
mit zumindest einen ersten Abschnitt aus einem elektrisch leitenden
Werkstoff, die Ausbildung eines Magnetfeldes, welches das ursprünglich eingestrahlte
Magnetfeld von der Antennenspule abschirmt bzw. stark abschwächt, unterbunden.
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Für
das Prinzip der Erfindung ist es ohne Belang wie der elektrisch
leitende erste Abschnitt des Gehäuses
ausgebildet ist, solange ein Induktionsstrom unterbunden wird, welcher
bewirkt, dass das ursprünglich
eingestrahlte magnetische Wechselfeld im Bereich der Antennenspule
abgeschirmt bzw. stark abgeschwächt
wird. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse ein
ringförmig
ausgebildetes und in Umfangrichtung geschlossenes Gehäusemittelteil
zur Aufnahme zumindest der Antennenspule auf. Weiter weist das Gehäusemittelteil
zumindest einen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff hergestellten
ersten Abschnitt auf, welcher in Umfangrichtung durch zumindest
einen elektrisch nicht leitenden zweiten Abschnitt unterbrochen ist.
In einem dergestalt ausgebildeten Gehäusemittelteil kann kein in
Umfangrichtung verlaufender Strom induziert werden, dessen vom Strompfad
eingeschlossene Fläche
die von der Antennenspule eingeschlossene Fläche we sentlich überdeckt.
Daraus folgend, wird das ursprünglich
eingestrahlte magnetische Wechselfeld im Bereich der Antennenspule nicht
durch das in der eingeschlossenen Fläche des Strompfads erzeugte
magnetische Feld abgeschirmt bzw. stark abgeschwächt.
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Ist die erfindungsgemäße Uhr eine
transportable Uhr, so ist es sinnvoll, am Gehäusemittelteil zumindest eine,
bei einer Armbanduhr zwei Haltevorrichtungen vorzusehen, an welchen
ein Armband bzw. Halterband befestigt werden kann.
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Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der erste Abschnitt aus zumindest einem metallischem Werkstoff
gefertigt. Die zumindest abschnittweise Ausbildung des Gehäuses aus
einem metallischen Werkstoff ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei
hochwertigen Uhren aus gestalterischen und/oder funktionalen Gründen gewünscht.
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Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der zumindest eine elektrisch nicht leitende zweite Abschnitt
zumindest abschnittsweise aus einem nicht leitenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff
oder Keramik, gefertigt.
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Eine weitere Ausführungsform besteht darin, den
zweiten Abschnitt als Luftspalt vorzusehen.
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Aus gestalterischen Gründen ist
es sinnvoll, im Bereich des zumindest einen zweiten Abschnitts zumindest
ein Stellelement zur Einstellung der Uhr, insbesondere eine Druckvorrichtung
und/oder eine Krone vorzusehen. Da der zweite Abschnitt den ersten
Abschnitt unterbricht, kann ein aus gestalterischen Gesichtspunkten
störender
Eindruck entstehen, der durch die Anordnung eines Stellelements kaschiert
wird.
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Nach einem besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiel
wird das gesamte Gehäusemittelteil durch
einen ringförmigen
ersten Abschnitt gebildet, welcher in Umfangrichtung durch einen
zweiten Abschnitt unterbrochen wird. Dergestalt lässt sich
eine Transponderuhr herstellen, die über ein Gehäusemittelteil verfügt, welches
nahezu vollständig
aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist und daher den Anforderungen
im Hinblick auf Gestaltung, Funktionalität und Stabilität entspricht,
welche, insbesondere aber nicht ausschließlich, an Uhren im höherwertigen Marktsegment
gestellt werden.
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Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist das Gehäusemittelteil
zumindest einen ringförmigen
und in Umfangrichtung geschlossenen dritten Abschnitt aus einem
elektrisch nicht leitenden Material sowie zumindest einen ersten
Abschnitt auf, der den dritten Abschnitt zumindest abschnittweise
umhüllt.
Ein dergestalt ausgebildetes Gehäusemittelteil
zeigt also einen dritten Abschnitt, welcher in Umfangrichtung geschlossen
ist. Durch den geschlossenen dritten Abschnitt wird den Anforderungen
an Dichtheit und Stabilität
des Uhrengehäuses
Rechnung getragen. Der dritte Abschnitt kann in diesem Ausführungsbeispiel
beispielsweise als ringförmiger
Kern ausgebildet sein, welcher von einem ersten Abschnitt umhüllt wird,
der in Umfangrichtung unterbrochen ist. Hierbei wird durch den ersten
Abschnitt gestalterischen Anforderungen Rechnung getragen. Eine
weitere Ausführungsform
besteht darin, den zweiten und den dritten Abschnitt als integrale
Einheit auszubilden.
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Nach einem weiteren besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist der dritte Abschnitt als Container zur Aufnahme des Uhr werks
ausgebildet und wird lediglich in den aus einem metallischen Werkstoff
hergestellten ersten Abschnitt eingesetzt.
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Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist das Gehäuse
zumindest einen Gehäuseboden
und/oder zumindest einen Gehäusedeckel
auf, der zumindest abschnittsweise aus zumindest einem nicht leitenden
Werkstoff gefertigt ist. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil,
da in einem Gehäuseboden
bzw. Gehäusedeckel
aus einem elektrisch leitenden Werkstoff durch ein magnetisches
Wechselfeld Ströme
induziert werden können. Schließen die
Induktionsströme
die Fläche
der Antennenspule ein, so kann das ursprünglich eingestrahlte magnetische
Wechselfeld durch das entgegenwirkende magnetische Feld abgeschirmt
bzw. stark abgeschwächt
werden.
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Nach einem besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist der Gehäusedeckel
im Wesentlichen als Uhrglas ausgebildet.
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Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das Gehäusemittelteil
und/oder der Gehäuseboden
und/oder der Gehäusedeckel
aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt, welches schneckenförmig gewickelt
ist und wobei die Wicklungen zueinander in elektrisch nicht leitendem
Kontakt stehen.
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Die Erfindung wird nachstehend näher anhand
der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Uhr
in Draufsicht und in Seitenansicht.
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2 eine
zweite Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Uhr
in Draufsicht und in Seitenansicht.
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Die 1a zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Uhr 1 in
Draufsicht. In der Darstellung der 1a ist
das Gehäusemittelteil 2 des
Gehäuses 3 dargestellt.
Das Gehäusemittelteil 2 weist
einen ringförmigen
und in Umfangrichtung geschlossenen und als Container 4 ausgebildeten
dritten Abschnitt auf (schraffiert gezeichnet). Das vorliegende
Ausführungsbeispiel
zeigt eine Armbanduhr. Hierzu sind an zwei gegenüberliegenden Seiten des Containers 4 jeweils
eine Haltevorrichtung 12 zur Halterung jeweils eines der
beiden Teile eines Armbandes angeformt, von denen die rechte Haltevorrichtung 12 exemplarisch
dargestellt ist (schraffiert gezeichnet). Die Haltevorrichtungen 12 und
der Container 4 bilden somit eine integrale Einheit. Der
Container 4 ist aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff,
wie beispielsweise Kunststoff oder Keramik, gefertigt und nimmt
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
das Uhrwerk (nicht dargestellt) sowie die Transpondereinheit, bestehend
aus Transponderschaltkreis 5 und Antennenspule 6 auf.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird der Container 4 auf seiner Oberseite durch einen als
Uhrglas 7 ausgebildeten Gehäusedeckel sowie auf seiner
Unterseite durch einen Gehäuseboden 8 (in 1b gezeigt) geschlossen. Da auch in einem
Gehäuseboden 8 bzw.
Gehäusedeckel 7,
der aus einem elektrisch leitenden Wirkstoff hergestellt ist, durch
das eingestrahlte magnetische Wechselfeld Ströme induziert werden können, die,
wenn die von ihnen eingeschlossene Fläche die Fläche der Antennenspule 6 vollständig überdeckt, das
vom Lesegerät
ausgesandte Magnetfeld im Bereich der Antennenspule 6 abschirmen
bzw. stark abschwächen
können,
sind der Gehäusedeckel 7 und der
Gehäuseboden 8 aus
einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff gefertigt. Um eine möglichst
hohe Empfindlichkeit der Transpondereinheit zu erreichen, ist die
Antennenspule 6 möglichst
nahe an der ringförmigen
Innenwandung 9 des Containers 4 angeordnet. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
verläuft die
Antennenspule 6 in einer Ebene parallel zu den durch das
Uhrglas 7 sowie dem Gehäuseboden 8 festgelegten
Ebenen. Wie in der 1a zu erkennen, wird
der ringförmig
ausgebildete Container 4 von einem einstückigen und
ringförmig
ausgebildeten, aus einem metallischen Werkstoff hergestellten, ersten Abschnitt 10 umhüllt. Der
erste Abschnitt 10 ist in seiner Umfangrichtung durch einen
radial und über
die gesamte Höhe
des ersten Abschnitts verlaufenden als Schlitz ausgebildeten zweiten
Abschnitt 11 unterbrochen. Demzufolge wird der zweite Abschnitt 11 durch
einen Luftspalt 11 gebildet. Aufgrund des erfindungsgemäßen Luftspalts 11 im
ersten Abschnitt 10 wird sichergestellt, dass in dem aus
einem metallischen Werkstoff hergestellten ersten Abschnitt 10 kein
Strom induziert werden kann, dessen eingeschlossene Fläche die
von der Antennenspule 6 eingeschlossene Fläche vollständig überdeckt.
Durch den Luftspalt 11 im ersten Abschnitt 10 wird
vielmehr sichergestellt, dass die von einem Induktionsstrom eingeschlossene
Fläche
vielmehr nur im Randbereich der Antennenspule 6 verläuft, so
dass ein Großteil
der von der Antennenspule 6 eingeschlossenen Fläche nicht
oder nur wenig von dem im ersten Abschnitt 10 erzeugten
magnetischen Gegenfeld durchsetzt wird. Demzufolge wird sichergestellt,
dass das von einem Lesegerät
erzeugte magnetische Wechselfeld in einem weiten Bereich innerhalb
der durch die Antennenspule 6 festgelegten Fläche ungestört auf die
Antennenspule 6 wirkt.
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Des Weiteren sind an den ringförmig ausgebildeten
ersten Abschnitt zwei gegenüberliegend
angeordnete Vorsprünge 20 angeformt,
welche die an den Container 4 angeformten Haltevorrichtungen 12 überdecken.
In der Zeichnung ist der linke Vorsprung 20 exemplarisch
dargestellt.
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Die 1b zeigt
die Ausführungsform
der 1a in Seitenansicht. Das Gehäusemittelteil 2 weist
einen Container 4 (gestrichen schraffiert gezeichnet) auf,
der von einem aus einem metallischen Werkstoff gefertigten ersten
Abschnitt 10 umhüllt wird.
Der Container 4 ist ringförmig und wird auf seiner Oberseite
durch ein Uhrglas 7 sowie auf seiner Unterseite durch einen
Gehäuseboden 8 abgeschlossen.
Des Weiteren sind an der Außenseite
des Containers 4 beidseitig gegenüberliegend angeordnete Haltevorrichtungen 12 angeformt
(gestrichen schraffiert gezeichnet). Das Uhrglas 7 und
der Gehäuseboden 8 sind
aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff hergestellt. Des
Weiteren ist der ringförmig
ausgebildete Container in Umfangrichtung geschlossen. Vom Container 4 werden
ein Uhrwerk sowie die Transpondereinheit aufgenommen. In der Seitenansicht
der 1b erkennt man den durch den Schlitz
im ersten Abschnitt 10 gebildeten Luftspalt 11, welcher
den ersten Abschnitt 10 an dieser Stelle in Umfangrichtung
vollständig
unterbricht, indem der Luftspalt 11 den ersten Abschnitt 10 auf
der gesamten Höhe
sowie in Radiusrichtung auf der gesamten Breite durchsetzt. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist der Luftspalt 11 unten dergestalt verbreitert ausgebildet,
dass durch ihn eine Verbindung zwischen einer an der Außenseite
des ersten Abschnitts 10 angeordneten Druckvorrichtung
oder Krone (nicht dargestellt) zu dem innerhalb des Containers 4 befindlichen
Uhrwerk, mittels beispielsweise eines stabförmigen Verbindungselements,
hergestellt werden kann.
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Die 2a zeigt
eine Uhr 13 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das Gehäusemittelteil 14 der
Uhr 13 ist ringförmig
ausgebildet und besteht aus einem ringförmigen ersten Abschnitt 15,
welcher aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist. Der erste
Abschnitt 15 ist in Umfangrichtung durch einen zweiten
Abschnitt 16 vollständig unter brochen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
der zweite Abschnitt 16 aus einem elektrisch nicht leitenden
Werkstoff, wie beispielsweise Kunststoff oder Keramik hergestellt.
Am ersten Abschnitt 15 sind auf dessen Außenseite
zwei gegenüberliegend angeordnete
Haltevorrichtungen 21 zur Befestigung eines Armbandes vorgesehen,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel
integraler Bestandteil des ersten Abschnitts 15 sind. Innerhalb
des ringförmig
ausgebildeten Gehäusemittelteils 14 ist
die Transpondereinheit, bestehend aus Transponderschaltkreis 5 und
Antennenspule 6 angeordnet, wobei die Antennenspule 6 dicht
entlang der Innenwandung 19 des Gehäusemittelteils 14 verläuft. Das
Gehäusemittelteil 14 wird
auf seiner Oberseite durch einen als Uhrglas 17 ausgebildeten
Gehäusedeckel
sowie auf seiner Unterseite durch einen Gehäuseboden 18, welcher aus
einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff gefertigt ist, abgeschlossen
(in 2b gezeigt). Da der erste Abschnitt 15 des
Gehäusemittelteils
unterbrochen ist, wird das Gehäusemittelteil 14 durch
den zweiten Abschnitt 16 abgeschlossen. Durch zumindest
eine Öffnung
im zweiten Abschnitt 16 und/oder durch eine Öffnung im
ersten Abschnitt 15, welche sich in der Nähe des zweiten
Abschnitts 16 befindet, können ein Verbindungselement
oder mehrere Verbindungselemente (nicht gezeichnet) geführt werden,
welche das Uhrwerk mit einer an der Außenseite des Gehäusemittelteils 14 und
im Bereich des zweiten Abschnitts 16 angeordneten Druckvorrichtung oder
Krone verbinden.
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Die 2b zeigt
die in der 2a beschriebene Ausführungsform
in Seitenansicht. Man erkennt die Uhr 13 mit dem Gehäusemittelteil 14,
welches einem ringförmigen
ersten Abschnitt 15 aus einem metallischen Werkstoff aufweist.
Der erste Abschnitt 15 ist in Umfangrichtung durch einen
zweiten Abschnitt 16 aus einem elektrisch nicht leitenden
Werkstoff, wie beispielsweise Kunststoff oder Keramik, unterbrochen.
Das Gehäusemittelteil 14 wird
auf seiner Oberseite durch ein Uhrglas 17 und auf seiner
Unterseite durch einen Gehäuseboden 18,
welcher ebenfalls aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff hergestellt
ist, abgeschlossen. Im Bereich der Innenwand 19 des Gehäusemitteteils 14 sind
exemplarisch an beiden Seiten jeweils 3 Drähte der Antennenspule 6 dargestellt.
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- 1
- Uhr
- 2
- Gehäusemittelteil
- 3
- Gehäuse
- 4
- Container
- 5
- Transponderschaltkreis
- 6
- Antennenspule
- 7
- Uhrglas
- 8
- Gehäuseboden
- 9
- Innenwand
(Container)
- 10
- 1.
Abschnitt
- 11
- Luftspalt
- 12
- Haltevorrichtung
an Container
- 13
- Uhr
- 14
- Gehäusemittelteil
- 15
- 1.
Abschnitt
- 16
- 2.
Abschnitt
- 17
- Uhrglas
- 18
- Gehäuseboden
- 19
- Innenwand
(Gehäusemittelteil)
- 20
- Vorsprung
(1. Abschnitt)
- 21
- Haltevorrichtung
an 1. Abschnitt
- 22
- Gehäuse