DE2537659A1

DE2537659A1 - Vollelektronische kleinuhr, insbesondere armbanduhr

Info

Publication number: DE2537659A1
Application number: DE19752537659
Authority: DE
Inventors: Roger A Burke; Paul J Clemmer
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-08-23
Publication date: 1976-04-01
Also published as: US3968640A; GB1503950A; GB1491907A; JPS5154466A; DE2537659B2; HK73578A

Description

Anmelderin; Stuttgart, den 20, August 1975

Hughes Aircraft Company P 3070 S/kg

Centinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Vollelektronische Kleinuhr, insbesondere Armbanduhr

Die Erfindung "bezieht sich auf eine vollelektronische Kleinuhr, insbesondere Armbanduhr, deren Bauelemente, nämlich ein Oszillator zur Erzeugung eines Zeitsignals, eine elektronische Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Anzahl elektro-optischer Anzeigeelemente, Druckknöpfe zum Einschalten der Anzeigeelemente und mindestens eine Batterie zur Speisung des Oszillators, der elektronischen Schaltungsanordnung und der Anzeigeelemente, in Aussparungen und Löchern eines Abstandsblockes angeordnet sind.

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Bei einer aus der US-PS 3 838 568 bekannten Uhr dieser Art dient ausschließlich der Abstandsblock zum Halten und Isolieren der Bauelemente. Um die Bauelemente in den Aussparungen und Löchern zu halten sowie um die elektrischen Verbindungen zwischen den Bauelementen herzustellen, werden bei der bekannten Uhr Federn verwendet. Die Anbringung solcher Federn, die gegeneinander isoliert sein müssen, ist relativ umständlich und führt nicht immer zu einwandfreien Ergebnissen.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen den Bauelementen einer vollelektronischen Kleinuhr der eingangs beschriebenen Art zu vereinfachen und zu verbessern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine flexible gedruckte Schaltung vorhanden ist, die eine Anzahl Kontakte zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den Druckknöpfen, der wenigstens einen Batterie und der elektronischen Schaltungsanordnung aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch der Abstandsblock aus einem elastomeren Material bestehen.

Bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Uhr werden keinerlei Federn mehr benötigt. Die vorgesehene flexible gedruckte Schaltung gewährleistet die Herstellung einwandfreier Verbindungen zwischen den Druckknöpfen und.

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der gedruckten Schaltung "bzw» der Batterie und der gedruckten Schaltung. Darüber hinaus hat die Verwendung eines aus einem elastomeren Material bestehenden Abstandsblockes den Vorteil, daß die Bauelemente in dem Abstandsblock auch ohne Anwendung von Federn sicher gehalten und noch besser stoßgeschützt sind, als es mit Federn möglich wäre.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders für die Herstellung kleiner digitaler Herren- und Damen-Armbanduhren geeignet.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung weist der Abstandsblock eine im wesentliche rechteckige Gestalt auf und ist in seinem mittleren Bereich mit einer Aussparung zur Aufnahme des Kristalles des Oszillators und eines die elektronische Schaltungsanordnung tragenden Substrates versehen. In zwei daran anschließenden Endabschnitten des Abstandsblockes befinden sich Löcher für die Aufnahme je einer Batterie_e Die Batterie sowie die Druckknöpfe sind mit der elektronischen Schaltungsanordnung durch von der flexiblen gedruckten Schaltung gebildete flexible Leitungen verbunden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

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Pig· 1 die perspektivische Darstellung einer Armbanduhr nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den elastischen Abstandsblock der Armbanduhr nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie 3-3 durch den Abstandsblock nach Fig. 2,

Fig. 4· eine Draufsicht auf die Abdeckung für die elektro-optischen Anzeigeelemente der Armbanduhr nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Abdeckung nach Fig. 4-,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die flexible gedruckte Schaltung zur Verbindung der Batterien und der Druckknöpfe mit der elektronischen Schaltungsanordnung· der Armbanduhr nach Fig. 1,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Kunststoff-Abstandshalt er für die Druckknöpfe der Armbanduhr nach Fig. 1,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Abstandshaltern nach Fig. und

Fig. 9 eine Exploaionsdarstellung der Bauelemente der Armbanuuhr nach Fig. 1.

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Die in Fig. 1 dargestellte Armbanduhr 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das mit Befestigungabändern 14- und 15 versehen ist. Die Armbanduhr 10 enthält einen Kristall-Oszillator, der von zwei Batterien gespeist wird, und eine elektronische Schaltungsanordnung mit einem geeigneten Frequenzteiler und einem Speicher, so daß ein Signal, das dem gegenwärtigen Zeitpunkt in Stunden und Minuten exit spricht, gespeichert und fortlaufend berichtigt werden kann. Zwei Leuchtdioden und 20 sind durch ein Fenster 16 hindurch sichtbar. Die Leuchtdioden 18 und 20 sind weiß, bis die Elektronik der Armbanduhr durch Drücken eines Druckknopfes 22 ausgelöst wird. Wenn der genannte Druckknopf gedrückt wird, geben die beiden Leuchtdioden zunächst die Stunde an, werden dann für eine kurze Zeit weiß und zeigen anschließend die Minuten an. Diese Art der Anzeige ermöglicht es, Stunden und Minuten nacheinander unter Verwendung von nur zwei Leuchtdioden darzustellen.

Wenn der zurückgesetzte Druckknopf 24 unter Verwendung eines spitzen Werkzeuges eingedrückt wird, kann die Stundeninformation geändert oder eingestellt werden. Zur Änderung der Minutenanzeige müssen beide Druckknöpfe 22 und 24 gedrückt werden. Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung der Wirkungsweise einer Zweiziffern-Armbanduhr findet sich in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P (Fachanmeldung zur US-Patentanmeldung Ser.No. 505 vom 13.9«1975)· Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird hiermit gleichzeitig zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.

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Das Gehäuse 12 der Armbanduhr 10 enthält einen in Fig. 2 gesondert dargestellten Abstandsblock 30, der aus einem elaatomeren Material besteht und alle Bauelemente der Armbanduhr trägt» Der Abatandsblock weist zwei zylindrische Löcher 32 und 34 auf, von denen jedes zur Aufnahme einer Batterie bestimmt ist. Außerdem ist der Abstandsblock 30 mit einer Aussparung 36 versehen, die den Kristall des Oszillators und das Substrat aufnimmt, das die elektronischen Schaltungsanordnungen der Armbanduhr sowie die Anzeigeelementü in Form von Leuchtdioden trägt. Das Substrat befindet sich über dem Oszillator-Kristall und liegt auf der Oberseite des Abstandsblockes 30 auf. Die Schultern 35 und 37 des Abstandsblockes dienen dazu, die Aussparung 36 an die Form des Oszillator-Kristalles anzupassen, der an seiner Basis einen vorstehenden Rand aufweist, der zwischen die Schultern 35 und 37 eingreift.

Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt durch den Abstandsblock 30 nach Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten der Aussparung 36 und der Löcher 32 und 34·· Die Flansche 31 und 33 halten das in Fig. 9 dargestellte Substrat in seiner Stellung. Der Oszillator-Kristall 84 gemäß Fig. 9 wird von der Aussparung 36 aufgenommen. Dabei befindet sich der Gehäuseteil des Kristalles in der . Aussparung 36, während der vorstehende Rand 85 in die Nut 35 eingreift. Die Anschlüsse 8?_t die zur Verbindung

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des Kristalles mit der elektronischen Schaltungsanordnung dienen, befinden sich in dem Abschnitt 37 der Aussparung.

Die Leuchtdioden und die elektronische Schaltungsanordnung der Armbanduhr befinden sich unter eiuer Abdeckung 60, die in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist und aus einem Messingteil 62, das mit einer matten schwarzen Farbschicht versehen ist, und einem durchsichtigen Kunststoffenster 16, durch das die Leuchtdioden sichtbar sind_o Die Abdeckung 60 ist mit einer wasserdichten Abdichtung versehen, um die elektronische Schaltungsanordnung und die Anzeigeelemente gegen schädliche Feuchtigkeitseinflüsse zu schützen«»

Fig. 6 veranschaulicht eine flexible gedruckte Schaltung, die zur elektrischen Verbindung der Batterien und der Druckknöpfe mit der elektronischen Schaltungsanordnung auf dem Substrat dient. Die flexiblen Leitungen der gedruckten Schaltung werden von Beryllium-Kupfer-Schichten 42, 44, 46 und 48 mit einer Dicke von 0,05 iBEi gebildet, die auf eine dünne Grundachicht aus einem thermostabilen Polyimid aufgebracht worden ist· Bevorzugt wird ein Poly-Cdi-phenyloxid-pyromellithimid), das von der Firma Dupont unter dem Warenzeichen "Kapton" vertrieben wird_o Dabei steht die Beryllium-KupferSchicht 42 mit dem positiven Pol der ersten Batterie in Verbindung, während die Beryllium-Kupfer-Schicht

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mit dem negativen Pol der zweiten Batterie in Berührung steht. Die genannten Schichten oder Kontakte verbinden die Batterien mit der elektronischen Schaltungsanordnung der Uhr, die auf dem Substrat angeordnet ist, das in die öffnung 52 eingreift. Die Beryllium-Kupfer-Schichten 46 und 48 werden an den Stellen 5^ und 56 um 90° abgewinkelt, um die elektronische Schaltungsanordnung der Armbanduhr mit den Druckknöpfen 22 und 24 elektrisch zu verbinden. Wenn der Druckknopf 22 gedruckt wird, wird er verschoben, bis sein Ende den Kontakt 46 der gedruckten Schaltung 40 berührt und dadurch eine leitende Verbindung zwischen dem Kontakt und dem Uhrengehäuse 12 herstellte Hierdurch wird der Kontakt 46 geerdet, was ein Einschalten der Anzeigeelemente 18 und 20 zur Zeitanzeige zur Folge hat»

Ebenso gilt, daß beim Eindrücken des zurückgesetzten Druckknopfes 24 mit Hilfe eines spitzen Werkzeuges der Druckknopf mit dem Kontakt 48 der flexiblen gedruckten Schaltung 40 in Berührung gebracht wird, wodurch der Kontakt 48 über den Druckknopf geerdet wird. Hierdurch ist ein Stellen der Stundenanzeige möglich. Die Minutenanzeige kann durch gleichzeitiges Drücken der Druckknöpfe 22 und 24 gestellt werden, wodurch beide Kontakte 46 und 48 mit dem Uhrengehäuse elektrisch verbunden oder geerdet werden.

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Der in den Fig. 7 und 8 dargestellte Abstandshalter 62 für die Druckknöpfe ist an einer Seite des elastischen Abstandsblockes 30 angebracht. Dieser Abstandshalter besteht aus einem antistatischen Kunststoff. Die Druckknöpfe 22 und 24 werden durch je eine öffnung 64 bzw. 66 des Abstandshalters in ihrer stellung gehalten. Der Abstandshalter 62 ist zwischen dem Uhrengehäuse 12 und den flexiblen Kontakten 46 und 48 angeordnet, Wenn die Druckknöpfe 22 und 24 eingedrückt werden, stellen sie einen elektrischen Kontakt zu den Kontakten 46 und 48 her, die ihrerseits die elektronische Schaltungsanordnung einschalten. Eine Nut 67 dient zur Aufnahme der Schulter 37 des Abstandsblockes (Fig. 2), so daß der Abstandshalter 62 dicht an der Seitenfläche des Abstandsblockes 30 anliegen kann.

3?ig. 9 veranschaulicht die Zuordnung der vorstehend beschriebenen Bauelemente in der Armbanduhr nach Fig. In das Gehäuse Ί2 der Armbanduhr werden zunächst die flexible gedruckte Schaltung 40 und die Druckknöpfe 22 und 24 eingesetzt. Danach folgen die Abdeckung 60, das Substrat 80 mit der elektronischen Bchaltungsanordnung und der Oszillator-Kristall 84. Der Oszillator-Kristall ruht auf dem Boden der Aussparung 36 in dem elastischen Abstandsblock 30. Die Druckknopfe 22 und 24 werden in die Löcher 23 und 25 des Gehäuses 12 eingesetzt. Als nächstes werden die Batterien 70 und 72 in die öffnungen 32 und 34 des elastischen Abstandsblockes eingesetzt.

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Am Boden der Batterien werden Dichtungsringe 86 und angeordnet. Dann wird der Boden 89 auf das Uhrengehäuse 12 aufgesetzt und es werden die Batterieraumdeckel und 92 über den Bodenflächen der Batterien 70 und angebracht, um die Batterien nach oben zu drücken.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß durch die Erfindung eine vollelektronische Kleinuhr geschaffen wird, die ein elastisches Gehäuse zur Aufnahme und Isolierung der Batterien und elektronischen Schaltungsanordnungen der Uhr und eine flexible gedruckte Schaltung zur Verbindung der Batterien und der Druckknöpfe mit der elektronischen Schaltungsanordnung umfaßt, so daß keine Notwendigkeit besteht, Metallfedern zum Festhalten des Substrats mit der elektronischen Schaltungsanordnung und zur Herstellung elektrischer Verbindungen anzuwenden.

Obwohl die vorstehend als Ausführungsbeispiel beschriebene Armbanduhr eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darstellt, versteht es sich, daß demgegenüber zahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es möglich, gewisse Bauelemente durch andere zu ersetzen, die in der Lage sind, bei einer solchen vollelektronischen Kleinuhr die gleiche technische Funktion zu erfüllen.

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Claims

Patentansprüche

1, Vollelektronische Kleinuhr, insbesondere Armbanduhr, deren Bauelemente, nämlich ein Oszillator zur Erzeugung eines Zeitsignals, eine elektronische Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Anzahl elektrooptischer Anzeigeelemente, Druckknöpfe zum Einschalten der Anzeigeelemente und mindestens eine Batterie zur Speisung des Oszillators, der elektronischen Schaltungsanordnung und der Anzeigeelemente, in Aussparungen und Löchern eines Abstandsblockes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible gedruckte Schaltung (40) vorhanden ist, die eine Anzahl Kontakte (42, 44, 46, 48) zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den Druckknöpfen (22, 24), der wenigstens einen Batterie (70, 72) und der elektronischen Schaltungsanordnung (80) aufweist.

2. Kleinuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible gedruckte Schaltung (40) aus einer äünnen Schicht Beryllium-Kupfer besteht, die auf eine dünne Schicht aus einem thermostabilen Polyimid, insbesondere aus Poly-(diphenyloxid-pyromellithimid), aufgebracht ist_e

3ο Kleinuhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible gedruckte Schaltung (40) wenigstens einen die Batterie (70, 72) mit der'

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elektronischen Schaltung (80) verbindenden Kontakt (42, 44) und einen die Druckknöpfe (22, 24) mit der elektronischen Schaltung (80) verbindenden Kontakt (46, 48) aufweist.

4. Kleinuhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsblock (30) aus einem elastomeren Material besteht.

5. Kleinuhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Abstandsblock (30) zugleich als Rückstellglied für die Druckknöpfe (22, 24) ausgebildet ist.

6· Kleinuhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abätandsblock (30) eine im wesentlichen rechteckige Gestalt aufweist und in seinem mittleren Bereich mit einer Aussparung (36) zur Aufnahme des Oszillators und eines die elektronische Schaltungsanordnung (80) tragenden Substrates sowie in zwei daran anschliessenden Endabschnitten mit je einem Loon (32, 34) für ie eine Batterie (70, 72) veraehen iat, und die Batterien (70, 72) sowie die Druckknöpfe (22, 24) mit der elektronischen Schaltungsanordnung (80) durch von der flexiblen gedruckten Schaltung (40) gebildete flexible Leitungen verbunden sind·

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