DE2530317A1

DE2530317A1 - Stellvorrichtung fuer eine digitaluhr

Info

Publication number: DE2530317A1
Application number: DE19752530317
Authority: DE
Inventors: Raymond R Boxberger; Jack Schwarzschild
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1974-07-22
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1976-02-12
Also published as: HK58077A; FR2280126A1; GB1473458A; FR2280126B3; MX2969E; CA1034387A; AU8244975A; CH904775A4; JPS5136975A; US3874162A; CH589882B5

Description

OK -IN· OIPL.-INQ. M. SC. DIPI »»HY». DP. DIPL.-PHVS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBAGH - HAECKER PATENTANWALT·- IN SfUFTGART

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Timex Corporation Waterbury, Conn.06720, USA

r Stellvorrichtung für eine Digitaluhr

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Digitaluhr mit einem Gehäuse, mit einer Festkörperschaltung im Inneren des Gehäuses\ mit einer über eine an der Aussenseite des Gehäuses zugängliche Krone betätigbaren Stellwelle, die ein das Gehäuse durchgreifendes äusseres Teilstück aufweist, und mit einer Rastfeder, welche mit der Stellwelle zusammenwirkt.

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Eines der Hauptprobleme, welches sich bei vorbekannten Digitaluhren mit Festkörperschaltungen ergibt, besteht in einer geeigneten Ausgestaltung der Einrichtungen zum Einstellen und Rückstellen der Uhr, d.h. in der Ausgestaltung der Stellvorrichtungen.

Eine typische Schalteranordnung zur Herbeiführung der Stellvorgänge ist in einer früheren Anmeldung der Anmelderin (amtl. Aktenzeichen: P 25 12 417.8-31 ) vorgeschlagen. Vorzugsweise besitzt diese Schalteranordnung bzw. Schaltvorrichtung lediglich eine einzige Stellwelle sowie eine minimale Anzahl zugehöriger Teile. Demgegenüber ist bei einigen vorbekannten Stellvorrichtungen das Vorhandensein von mindestens zwei Stellwellenanordnungen erforderlich, um die erforderliche Flexibilität für das Stellen der Uhr zu erreichen.

Bei einer in der US-PS 3 756 011 beschriebenen Digitaluhr wird die Korrektur bzw. Einstellung für jedes Anzeigeelement durch Verwendung einer einzigen Stellkrone bzw. Stellwellen-Kronen-Anordnung erreicht. Im einzelnen durchgreift ein Teilstück quadratischen Querschnitts der Stellwelle eine passend ausgebildete öffnung eines Schaltarms, welcher mit mehreren feststehenden Kontakten in Eingriff bringbar ist, um die Uhr einzustellen bzw. zurückzustellen. Ein Endstück der Krone bzw. der Stellwelle bildet ausserdem einen Schalter, der einen Schaltkreis öffnet oder schliesst, wenn die Krone in axialer Richtung bewegt wird.

Bei einer anderen aus der US-PS 3 733 803 bekannten Digitaluhr ist ein Drehschalter vorgesehen, der das Stellen der elektroni-

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sehen Uhr ermöglicht und welcher einen Vorsprung bzw. Schaltarm aufweist, welcher mit einer Kontaktanordnung in Form einer gedruckten Schaltung zusammenwirkt. Die US'-PS 3 659 067 beschreibt eine Stellvorrichtung mit einer U-förmigen Rastfeder, welche mit der Stellwelle zusammenwirkt.

Bezüglich des weiteren einschlägigen Standes der Technik wird auf die US-PSen 3 699 763, 2 545 548 und 3 499 133 verwiesen, ohne dass bezüglich dieser Aufstellung Vollständigkeit in Anspruch genommen würde.

Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfache und billige Stellvorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe die erforderlichen Stellfunktionen mittels einer einzigen Stellwellenanordnung erreichbar sind, wobei insbesondere auch die Kontaktgabe zwischen dem mit dem Gehäuse verbundenen Anschluss der Speisespannungsquelle für die Festkörperschaltung und Schalteinrichtungen der Stellvorrichtung verbessert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch eine Stellvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Stellwelle einen langgestreckten Schaft mit einem exzentrischen Schaltzapfen an seinem der Krone abgewandten inneren Ende sowie ein mittleres Teilstück mit rechteckigem Querschnitt aufweist, dass mehrere Schaltzungen vorgesehen sind, die über den Schaltzapfen zum Herbeiführen unterschiedlicher Stellvorgänge für die Uhr im Zusammenwirken mit der Festkörperschaltung betätigbar sind und dass die Rastfeder zum Herbeiführen einer

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Rastwirkung mit dem Mittelstück zusammenwirkt und einen Basisteil aufweist, der zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit dem Gehäuse in Richtung auf das letztere vorgespannt ist.

Vorzugsweise besitzt die Stellwelle also einen Abschnitt rechteckigen Querschnitts, welcher mit einer speziell ausgebildeten Feder zusammenwirkt, die einerseits als Rast- und Federklinke dient, mit deren Hilfe die Stellwelle in verschiedenen radialen Stellungen festlegbar ist und die andererseits eine axiale Vorspannung auf die Stellwelle ausübt, während gleichzeitig der Schaltzapfen am inneren Ende der Stellwelle selektiv in Eingriff mit mehreren Schaltzungen bringbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Stellwellenanordnung für die Digitaluhr mit Festkörperschaltung eine Stellwelle, auf deren äusserem, über das Gehäuse vorstehendem Ende ein mit einer Rändelung versehener Knopf bzw. eine Krone sitzt, während sich ein Teilstück mit rechteckigem Querschnitt und geringerem Durchmesser im Inneren des Gehäuses befindet und unmittelbar an dasselbe angrenzt und wobei das innerste Ende der Stellwelle einen exzentrischen Schaltzapfen trägt.

Das Mittelstück rechteckigen Querschnitts steht in Eingriff mit einer einstückig ausgestanzten Feder, welche einen Basisteil sowie zwei im Abstand voneinander angeordnete Federarme aufweist, die mit gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Mittelstücks zusammenwirken. Mit Hilfe dieser Rastfeder ist die Stellwelle in vier verschiedenen Winkelstellungen festlegbar und wird gleichzeitig in axialer Richtung vorgespannt,

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wobei die Federarme mit dem Mittelstück zusammenwirken, welches einen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt besitzt, wobei, die Länge der Diagonalen kleiner ist als der Durchmesser des sich nach innen anschliessenden langgestreckten Schaftes. Die Rastfeder besitzt ferner zwei vom Basisteil nach aussen abstehende federnde Kontaktarme, welche in Richtung auf das Gehäuse vorgespannt sind, so dass die vorgeformte Rastfeder gleichzeitig für einen hohen Kontaktdruck zwischen der Stellwelle und der Rastfeder einerseits sov/ie zwischen der Rastfeder und dem Gehäuse andererseits sorgt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine gute elektrische Kontaktgabe ferner dadurch verbessert, dass sich zwischen den Federarmen und dem Mittelstück eine Schleifwirkung ergibt, wenn die Stellwelle gedreht wird.

Es hat sich auch als günstig erwiesen, wenn der exzentrische Schaltzapfen am inneren Ende der Stellwelle so ausgebildet ist, dass er mit drei verschiedenen Schaltzungen zusammenwirken kann. Von diesen Schaltzungen befinden sich zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Stellwelle, während die dritte Schaltzunge zwischen den beiden anderen und in einer Ebene unterhalb derselben liegt. Diese Anordnung der Kontaktzungen ermöglicht es, die Digitaluhr nachzustellen, zurückzustellen oder abzustellen, und zwar auf besonders einfache und billige Weise, da für die genannte Steuerung der Uhr lediglich eine einzige drehbare Stellwelle erforderlich ist.

Gemäss der Erfindung wird also eine vorteilhafte, neue und verbesserte Stellwellenanordnung für eine Digitaluhr mit einer Festkörperschaltung vorgeschlagen.

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Ferner ergibt sich erfindungsgemäss der Vorteil, dass eine neuartige Rastvorrichtung für die Stellwelle geschaffen wird, wobei gleichzeitig ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen der Rastfeder und der Stellwelle sowie zwischen dem Gehäuse und der Rastfeder geschaffen wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nur eine einzige Stellwellenanordnung zum Nachstellen, Rückstellen und Abstellen einer Digitaluhr mit einer Festkörperschaltung benötigt wird.

Ausserdem ist es ein Vorteil der Erfindung, dass eine neue und verbesserte Stellwellenanordnung für eine Digitaluhr mit einer Festkörperschaltung vorgeschlagen wird, bei der die Stellwelle in mehreren Stellungen verrastbar ist, um eine Schalteranordnung im Inneren der Uhr zu betätigen, und zwar auf äusserst vorteilhafte und wirtschaftliche Weise.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schaltvorrichtung gemäss der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 gesehen in Richtung der Pfeile;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Stellvorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens der Rastfeder der Stellvorrichtung mit dem

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Gehäuse der Digitaluhr;
Fig. 4 einen Längsschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4, und zwar für einen ersten Betriebszustand und

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung für einen zweiten Betriebszustand.

In Fig. 1 der Zeichnung ist die Stellwellenanordnung der Stellvorrichtung insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und umfasst einen exzentrischen Schaltzapfen 11 am einen Ende (und zwar am inneren Ende), einen langgestreckten Schaft 12, ein Mittelstück 13 mit rechteckigem Querschnitt und mit einem geringeren Durchmesser als der Schaft 12 sowie ein äusseres Teilstück 14, welches den Gehäusering bzw. das Gehäuse 17 durchgreift und auf dessen äusserem Ende eine Krone 16 (Fig.3) sitzt. Wie aus Fig. 1 deutlich wird, wirkt der exzentrische Schaltzapfen 11 mit Schaltzungen 18, 19 und 21 zusammen, um elektrische Verbindungen mit vorgegebenen Schaltkreisteilen der elektrischen Schaltung der Uhr herzustellen, wobei die Schaltzungen 18,19 und 21 nach Art von Kragarmen ausgebildet sind.

Die Schaltzungen 18,19 und 21 sind Stanzteile aus dünnem Berylliumkupfer, die mit einem Substrat 22 an Punkten 23, bzw. 26 vernietet oder verlötet sind. Die Schaltzunge 18 ist mit dem Halbleiterplättchen (nicht dargestellt) einer integrierten Schaltung über eine Leitung 27 einer gedruckten

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Schaltung verbunden. Weitere Leitungen 28 und 29 der gedruckten Schaltung verbinden auf ähnliche Weise die Schaltzungen 18 und 21 mit der Halbleiterschaltung, die in einem Kunststoffkörper 31 angeordnet ist. In Fig. 1 sind verschiedene Anschlüsse 32 und ihre zugeordneten Leitungen 33 gezeigt. Auf diese Schaltkreisteile soll in der vorliegenden Anmeldung nicht näher eingegangen werden; sie sind in einer weiteren Anmeldung der Anmelderin (amtl. Aktenzeichen P 25 12 417.8-31) beschrieben.

Die Schaltzunge 18, welche erfasst wird, wenn der Schaltzapfen 11 der Stellwellenanordnung 10 in der betreffenden Richtung gedreht wird, dient als Nachstellkontakt und ist mit logischen Schaltungen (nicht dargestellt) gekoppelt, welche die Möglichkeit schaffen, den Minuten- oder Stundenzähler selektiv mit einer Schaltfrequenz von 1 Hz vorzuschalten und/oder den Sekundenzähler auf Null zu stellen, wenn die Schaltzungen 18 und 21 betätigt werden. Die Schaltzunge 21 dient als Betriebsartenschalter. Die Schaltzunge 19 wird von dem Schaltzapfen 11 erfasst, wenn es erwünscht ist, die Uhr auszuschalten.

Die Stellwellenanordnung 10 gestattet gleichzeitig die Verrastung bzw. Sicherung der Stellwelle genau in den jeweiligen Kontaktstellungen und die Herstellung eines elektrischen Kontaktes zwischen der Stellwelle und dem Gehäuse, insbesondere zur Erdung der Stellwelle. Die Kontaktgabe wird dadurch erreicht, dass zunächst einmal das Mittelstück 13 rechteckigen Querschnitts einen geringeren Durchmesser besitzt als der Schaft 12. Das Mittelstück 13 wirkt mit einer einzigen gestanzten Rastfeder 34 zusammen und ist durch diese in vier verschiedenen Winkelstellungen federnd verrastbar. Die Rastfeder 34 besitzt

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zwei im Abstand voneinander befindliche, im wesentlichen U-förmige Federarme, die - in der Zeichnung - nach oben vom Basisteil 36 der Rastfeder 34 abstehen. Die Federarme sind mit dem Bezugszeichen -39 und 41 bezeichnet und besitzen einander gegenüberliegende Schenkel 37 bzw. 38, welche federnd an dem rechteckigen Mittelstück 13 anliegen. Wie aus der Zeichnung, insbesondere den Fig. 3 bis 6, deutlich wird, ist die Rastfeder so ausgebildet, dass sich gleichzeitig ein hoher radialer Kontaktdruck zwischen dem Mittelteil 13 und den Schenkeln 37 und 38 ergibt, sowie ein axialer Kontaktdruck zwischen den Kontaktarmen des Basisteils 36 und dem Gehäuse 17. Eine gut leitende elektrische Verbindung wird ferner dadurch gewährleistet, dass die Kanten des Mittelteils 13 über die als Kontakte dienenden Schenkel 37 und 38 schleifen, wenn die Stellwelle gedreht wird.

Fig. 5 zeigt u.a. einen Querschnitt durch das rechteckige Teilstück 13 der Stellwelle 10, und es wird insbesondere deutlich, dass die Kanten 42 und 43 des Teilstücks 13 in Kontakt mit den Schenkeln 37 und 38 stehen. Man sieht, dass der Abstand zwischen den Kanten 42 und 43 des rechteckigen Teilstücks 13 kleiner ist als der Durchmesser der Stellwelle, so dass sich für die Schenkel 37 und 38 eine Schulter an der Stellwelle 10 ergibt, die hierdurch unabhängig von ihrer Winkelstellung in axialer Richtung vorgespannt wird. Die an dem Gehäuse 17 anliegende Krone 16 verhindert, dass sich die Stellwelle 10 in axialer Richtung nach innen bewegt, wodurch ein guter Kontaktdruck zwischen dem Basisteil -36 der Rastfeder und dem Gehäuse 17 erzielt wird. Dieser Zusammenhang wird auch aus der Fig. 4 besonders deutlich.

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Wenn die Stellwelle 10 gegenüber der in Fig. 5 gezeigten Winkellage um 45° entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird, dann liegen ihre Kanten 42 und 44 an den Schenkeln 38 bzw. 37 an, wobei die Schenkel stärker auseinandergespreizt werden, wie dies Fig. 6 zeigt. Eine geringfügige Drehung der Stellwelle ausgehend von der in Fig. 6 gezeigten Lage in der einen oder anderen Richtung führt aufgrund der erhöhten Federwirkung der Schenkel 37,38 zu einer Art Umschnappen in eine neue definierte Winkelstellung.

Es versteht sich, dass dem Fachmann, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten zu Gebote stehen, Einzelheiten abzuändern, ohne dabei den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Dies gilt insbesondere auch für die spezielle Ausgestaltung der Rastfeder

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Patentansprüche :

1.; Stellvorrichtung für eine Digitaluhr mit einem Gehäuse, mit einer Festkörperschaltung im Inneren des Gehäuses, mit einer über eine an der Aussenseite des Gehäuses zugängliche Krone betätigbaren Stellwelle, die ein das Gehäuse durchgreifendes äusseres Teilstück besitzt, und mit einer Rastfeder, welche mit der Stellwelle zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellwelle (10) einen langgestreckten Schaft (12) mit einem exzentrischen Schaltzapfen (11) an seinem der Krone (16) abgewandten inneren Ende sowie ein mittleres Teilstück (13) mit rechteckigem Querschnitt aufweist, dass mehrere Schaltzungen (18, 19, 21) vorgesehen sind, die über den Schaltzapfen (11) zum Herbeiführen unterschiedlicher Stellvorgänge für die Uhr im Zusammenwirken mit der Festkörperschaltung betätigbar sind und dass die Rastfeder (34) zum Herbeiführen einer Rastwirkung mit dem mittleren Teilstück (13) zusammenwirkt und einen Basisteil aufweist, der zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit dem Gehäuse (17) in Richtung auf das letztere vorgespannt ist.

Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den Schaltzungen (18, 19, 21) zwei (18,21) als im Abstand voneinander und einander in der gleichen Ebene gegenüberliegende kragarmförmige Schaltzungen (18, 21) ausgebildet sind, während eine dritte kragarmartig ausgebildete Schaltzunge (19) in dem Bereich

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zwischen den beiden anderen Schaltzungen (18, 21) in einer Ebene liegt, die parallel zur Ebene der beiden anderen Schaltzungen (18, 21) verläuft.

3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des rechteckigen Teilstücks

(13) in radialer Richtung, kleiner sind als der Durchmesser des Schaftes (12), so dass sich eine Schulter zur Abstützung der Rastfeder ergibt, wodurch die Stellwelle (10) unabhängig von ihrer Winkelstellung im Lauf der Stellbewegung in axialer Richtung Vorgespannt ist.
4. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfeder (34) einen langgestreckten Basisteil (36) aufweist, der unter Vorspannung in Kontakt mit dem Gehäuse (17) steht sowie zwei im wesentlichen U-förmige Federarme (39,41), die vom Basisteil (36) ausgehen und zwei einander gegenüberliegende freie Schenkel (37,38) aufweisen, die der Ausübung eines radialen Verriegelungsdrucks auf das zwischen ihnen liegende rechteckige Teilstück (13) der Stellwelle (10) dienen und letztere (10) in axialer Richtung vorspannen.
5. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rechteckige Teilstück (13) mit der Rastfeder (34) zur Festlegung von vier winkelmässigen Raststellungen zusammenwirkt.
6. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzungen (18, 19, 21) Stanzteile aus

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dünnem Berylliumkupfer sind.

Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem über die Äussenseite des Gehäuses (17) vorstehenden Ende der Stellwelle (10) eine Krone (16) sitzt und dass die Schaltzungen (18, 19, 21) an ihrem einen Ende mit der Festkörperschaltung der uhr verbunden sind.

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