DE2625726A1 - Elektronische kleinuhr - Google Patents

Description

Kohler - üchwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentnvielstraße 41
7000 Stuttgart 1

Elektronische Kleinuhr

Die Krfindung betrifft eine elektronische Kleinuhr mit einem auf weni^atens einer αeiner Oberflächen elektronische Bauelent-mte aufweisenden Substrat, das an einem Rand mit wenigstens einer mit den elektronischen Bauelementen leitend verbundenen Kontaktfläche verfsehen ist, und mit wenigstens einer an dem Substrat befestigten Kontaktfeder, die ein freies linde aufweist, das mit leitenden Teilen des Uhrgehäuses verbindbar ist»

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Elektronische Uhren sind solche, in denen Zeitinkremente mit Frequenzen in der Größenordnung von Kilohertz bia Megahertz erzeugt werden und die Untersetzer und Speicher zur elektronischen Verarbeitung der Zeitinformation aufweisen· Die Anzeige ist zweckmäßig digital, so daß gewöhnlich keine beweglichen mechanischen Teile vorhanden sind, abgesehen von Schaltern zur Steuerung der Elektronik« In den letzten Jahren sind viele Erfindungen auf dem Gebiet der elektronischen Uhren gemacht worden und es gibt viele Patentschriften, die wenigstens einen Teil des körperlichen Aufbaues solcher Uhren beschreiben, durch den die mechanischen und elektronischen Bauteile verbunden werden. Einen Überblick über den Stand der Technik geben die US-PSen 3 759 031, 3 784- 725, 3 800 523, 3 838 567 und 3 846 972.

Bei der Hontage einer elektronischen Uhr müaaen die elektronischen Bauteile getragen und geschützt und relativ zu anderen Bauteilen so angeordnet werden, daß die notwendigen körperlichen und elektrischen Verbindungen hergestellt werden,, Die Befestigung der Bauteile sowie ihre körperliche und elektrische Verbindung, einschließlich der Anordnung von Schaltern, bilden ein Feld, in dem auf Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Wartungafreundlichkeit geachtet werden mußο Der Stand der Technik zeigt nicht auf, in welcher Weise die verschiedenen Konstruktionsmerkmale aufeinander abgestimmt werden müssen, um diese Forderungen optimal zu erfüllen_e

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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Kleinuhr der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie leicht hei-stellbar, insbesondere montierbar ist und bei guter Wartungsfreundlichkeit zuverlür.iiifi; und störungsfrei arbeitet.

Diese Aufgabe v;ird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kontaktfeder Klerombacken aufweist, mit denen sie auf den Rand fies Substrates im Bereich der Kontaktfläche aufgesetzt ist, so daß die Kontaktfeder mit der Kontaktfläche in elektrisch leitender Verbindung steht.

Solche Kontaktfedern sind leicht herstellbar, leicht montiert r und gewährleisten zugleich eine einwandfreie Funktion. Trotzdem sind die dadurch hergestellten elektrischen und mechanischen Verbindimgen für Wartungszwecke leicht lösbar.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungybeispielso Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können im Rahmen der Erfindung bei anderen Ausführungsbeispi^len einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden,, Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Uhrmodul mit ungelöteten Kontakten nach der Erfindung,

Fig_o 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch das Uhrmodul nacli Fig. 1,

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Fig. 3 eine Draufsicht auf das Substrat des Uhrmoduls nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer auf den Rand eines Substrates aufgesetzten Kontaktfeder,

Fig. 5 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 4 einer zweiten Ausführungsform einer Kontaktfeder,

Fig. 6 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 4 einer .dritten Ausführungsform einer Kontaktfeder und

Fig. 7 eine isometrische Darstellung der Kontaktfeder nach Fig. 6 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 zeigt das Uhrmodul 10 einer nach der Erfindung ausgebildeten Armbanduhr in einem Uhrgehäuse 12. Das Uhrmodul 10 umfaßt ein Substrat 14, das zwischen einem oberen Abstandsblock 16 und einem unteren Abstandsblock eingeklemmt ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Substrat 14 der Hauptträger der elektronischen Bauelemente und der elektrischen Verbindungen des elektronischen Uhrwerkes. Das Substrat beateht vorzugsweise aus Keramik weil Keramik eine sehr gute Formstabilität, eine sehr gute Starrheit und gute Isoliereigenschaften aufweist. Wie Fig. 3 zeigt, ist auf der Oberseite des Substrates eine gedruckte Schaltung angeordnet. Der Quarz des Uhrwerkes ist unter dem Substrat

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angeordnet uiül an lLontnktringe 20, 22 und 24 angeschlossen, dio ^rJ?iiil der integrierten Schaltung auf der Oberseite des Substrates 14 Hind. Um das Substrat 14 •-vährend der Hern teilung, während des Aufbringens der gedruckten Schaltung und der Befestigung von Bauelementen in der richtigen Lage zu halten, sind an seinen ? Händern Kerben 26 und .'28 vorgesehen· Diese Kerben 26 und 28 werden während aller Herstellungsvorgänge zur formschlüssigen Halterung des Substrates benutzt, so daß alle Toil« auf den Substrat eine vorgegebene Lage einnehiien« Auf der Oberseite des Substrates ist der
Chip 30 einer integrierten Schaltung befestigt und
mitteln Drähten mit der gedruckten Schaltung auf dem Substrat elektrisch leitend vex*bunden.

Uia wirksam zu sein, muß die auf dem üubstrat angebrachte Schaltungsanordnung mit oinergie versorgt werden, einstellbar und !.lit einer brauchbaren Anzeige versehen
sein. Hie -energie wird von Batterien 31 "und 32 (Fig. 2) geliefex't, die jsich in Batterietaschen 3^- lind 36 im
unteren Abstandsblock 18 befinden. Auf der Rückseite des Substrats sind Batteriekontakte 38 und 40 vorgesehen, die nit der gedruckten Schaltung auf der Vorderseite des Substrates über übliche Durchführungen in
Verbindung stehen, tischen den Batterien und den
Batteriekontakten sind elastomere Leiter 42 und 44
in Form gelochter Scheiben angeordnet. Diese elastomeren Loiter stellen die elektrische Verbindung her und verteilen von den Batterien ausgeübte mechanische Stöße auf eine gri-ßero Fläche fies Substrats, wodurch ein

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t-s de« iJubstrats gegen Beschädigungen erzielt wird. Die Batterien sind zuxa Auswechseln durch Öffnungen in der Rückwand des Uhrgehäuses zugänglich, die durch. Deckel 46 und 4-8 verschlossen sind. Der Kontaktdruck für die Batterien kann durch Batteriefedern 50 und 51 aufrechterhalten werden. Auf diese Batteriefedern kann jedoch auch verzichtet werden, wenn die elastomeren Leitea:· 4<? und 44 einen ausreichend großen Federweg haben„

Zur Steuerung der auf dem Substrat vorhandenen elektronischen Schaltungsanordnung sind Söhaltvorgänge erforderliche Die bchaltvorgänge dienen der Wahl einer speziellen Anzeige, beispielsweise einer Stunden-Minuten-Anzeige, einer Sekunden-Anzeige oder einer Monat-Tag-Anzeige, unabhängig davon, ob die optische Anzeige mitteln Leuchtdioden oder mittels Flüssigkristallen erfolgt. Auch ist eine Steuerung zum Stellen der Uhr erforderlich. Die hierzu benötigten elektrischen Signale werden der elektronischen Schaltungsanordnung der Uhr durch manuell betätigbare elektrische Schalter zugeführt. Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt ist durch einen Druckknopfschalter 100 gelegt, dem eine J-förmige Kontaktfeder 5? zugeordnet ist. Gleiche Druckknopfschalter sind in Verbindung mit J-förmigen Kontaktfedern 54 uiif] 5& vorhanden. Wenn eine der J-förmigen Kontaktfedern einer Schaltungsanordnung zugeordnet ist, die zum Rückstellen des Zeitspeichers dient, kann der zugeordnete Druckknopfschalter vertieft angeordnet sein,

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so daß er nicht unbeabsichtigt betätigt und damit unbeabsichtigt der Inhalt des ZeitSpeichers verändert wird» Die Druckknopfschalter legen jeweils das Potential des Uhrgehäuses an die zugeordnete J-förmige Kontaktfeder bzw. 5^ oder 56 ^an, von denen jede mit der elektronischen Schaltung verbunden ist.

Fig. 4 veranschaulicht die Kontaktfeder 52 mehr im einzelnen» V/ie ersichtlich, ist die Kontaktfeder 52 auf den Rand des Substrates 4 und dabei auf eine Kontaktfläche aufgeschoben, die zu der gedruckten Schaltung auf dem Substrat 14 gehört. Zu diesem Zweck v/eist die Kontaktfeder 52 am oberen Ende eines nach unten ragenden Schenkels 62 Klemmbacken 58 und 60 auf. Der Schenkel ist durch einen Bogen 64 mit einem nach oben ragenden Kontaktschenkel 66 verbunden, der der Kontaktfeder 52 die J-förmige Gestalt verleiht. Es ist der obere Abschnitt des Kontaktschenkels 66, an dem der Druckknopf zur Anlage komnt, um das Gehäusepotential zur Steuerung der Uhrelektronik an die Kontaktfläche 57 anzulegen.

Die Kontaktfeder 52, 54- und 56 ragen jeweils in eine von mehreren ϊ-förmigen Aussparungen ein, die sich in dem unteren Abstandsblock 18 befinden. Wie Fig. 2 zeigt, ragt die Kontaktfeder 52 in eine T-förmige Aussparung hinein, die nach innen weisende Schultern 84 besitzt, an denen der Kontaktschenkel 66 mit seinem freien Ende zur Anlage komnt. Hierdurch wird die Stellung des freien Schenkels nach außen begrenzt und dieser Schenkel so gehalten, daß der Druckknopf ihn stf>ts an der gleichen Stelle berührte

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Wie l^rig. 2 zeigt, ist der Druckknopf 100 in dem Uhrgehäuse 12 verschiebbar gelagert. Der Kopf 102 des D3^uckknopfea ist von Hand erfaßbar und wird durch eine Feder 104 in seine äußere Stellung gedruckt. Der Kontakt 106 des Druckknopfes wird dadurch zwischen den Seitenwänden der T-förmigen Aussparung gehalten und erstreckt sich nicht bis über die Schultern 84 hinaus, so daß der Druckknopfkontakt 106 den freien Schenkel 66 der Kontaktfeder 52 nicht berührt. Durch Druck auf den Kopf 102 wird der Kontakt 106 so weit verschoben, daß er das freie Ende der Kontaktfeder 52 berührt und da- . durch zu der Kontaktfeder einen elektrischen Kontakt herstellt« Dabei kann das freie Ende" der Kontaktfeder^ gegenüber der Schulter 84 zurückweichen, so daß durch die manuelle Betätigung des Druckknopfschalters auf das Substrat keine übermäßigen Kräfte ausgeübt werden. Wie au3 Fig. 2 ersichtlich, liegt das Gehäusepotential zwischen den Potentialen der Batteriekontakte 38 und 40. Wenn der Druckknopf das Gehäusepotential an den Schenkel der Kontaktfeder 52 anlegt, wird die Kontaktfläche 57 an. ein Potential gelegt, das sich zwischen den Potentialen der Batteriekontakte 38 und 40 befindet. Dieses Potential wird dem Chip 30 mit der integrierten Schaltung als Eingangsinformation zur Steuerung der Logik zugeführt. In gleicher Y/eise sind die Kontaktfedern 5^- und 56 mit Kontaktflächen 68 bzw. 70 verbunden, die auch zu der auf dem Substrat aufgebrachten gedruckten Schaltung gehören· Allen diesen J-förmigen Kontaktfedern sind von Hand betätigbare Druckknöpfe zugeordnet, die im Uhrgehäuse verschiebbar gelagert sind und dazu dienen, verschiedene

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Steuerfunktionen auszuüben. Die Massefeder 72 und die J~förmigen Kontaktfedern können auch dazu dienen, die auf der Unterseite und der Oberseite des Substrates angebrachten Schaltung3anordnungen miteinander elektrisch leitend zu verbinden.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche, J-förmige Kontaktfeder 90, die ebenfalls auf den Rand des Substrats 14 aufgeklemmt ist und die bei solchen Uhren Verwendung findet, in denen das Substrat höher angeordnet ist als die Druckknöpfe. Daher befindet sich das freie Ende 92 der Kontaktfeder unterhalb des Substrates. Die Stellung des freien Endes ist jedoch in der gleichen Weise durch eine Schulter in einer Aussparung bestimmt, wie es bei den Kontaktfedern 52 der FnIl ist«

Die zur Herstellung einer Masseverbindung dienende und daher auch kurz "Massefeder" genannte Kontaktfeder 72 gemäß den Fig. 2, 3₅ 6 und 7 weist ebenfalls eine obere und eine untere Klemmbacke 7^ bzw« 76 auf, mit deren Hilfe sie auf den Rand des Substrates 14 aufgeschoben v/erden kann, wie es die Fig. 6 und 7 zeigen. Dabei nacht die Massefeder 72 zugleich Kontakt mit der Kontaktfläche 78 auf dem Substrat 14. Auch diese Kontaktfläche 78 gehört wieder zu der auf dem Substrat angeordneten elektronischen Schaltung. Die Massefeder 72 hat zwei Kontaktfinger 80 und 82, die an der Innenseite des"Uhrgehäuses 12 elastisch anliegen, wie es Fig. 2 zeigt. Auf diese Weise wird das Zwischenpotential des Uhrgehäuses ständig an die Kontaktfläche 78 angelegt,

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um diesen Potential dez* auf den Substrat vorhandenen üehaltungn anordnung zuzuführen «,

Die Mngsefeder 72 besteht ebenso wie die J-fönaigen Kontaktfedern 52, 5^ und 56 aus einem elastischen Metall, damit sie auf dem Rand des Substrates sicher-festgeklemmt sind und sowohl mit den Kontaktflächen auf dem Substrat als auch mit den Üruckknöpfen im Gehäuse den gewünschten, guten Kontakt machen.

I?ür die ilassefeder ??. ist auch eine Form denkbar, bei der sie auf den Hand des Substrates aufgesetzt ist, jedoch mit der Seitenwand der Batterie anstatt mit der Gehäusewand in Berührung steht.

Die Erfindung-wurde vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsfora beschrieben. Ks versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern zahlreiche Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassene

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Claims (3)

1. - 11 -

   Patentansprüche

   Elektronische Kleinuhr mit einem auf wenigetens einer seiner Oberflächen elektronische Bauelemente aufweisenden Substrat, das an einem Rand mit wenigstens einer mit den elektronischen Bauelementen leitend verbundenen Kontaktfläche versehen ist, und mit wenigstens einer an dem Substrat befestigten Kontaktfeder, die ein freies i^nde aufweist, das mit leitenden Teilen des Uhrgehäuses verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (52; 72) Klemmbacken (58, 60j 7A-, 76) aufweist, mit denen sie auf den Rand des Substrates (14-) im Bereich der Kontaktfläche (57; 78) aufgesetzt ist, so daß die Kontaktfeder (52; 72) mit der Kontaktfläche (57» 78) in elektrisch leitender Verbindung steht„
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Rand des Substrats (14) mehrere, Jeweils an einer Kontaktfläche (57; 78) anliegende Kontaktfedern (52; 72) aufgesetzt sind, von denen mindestens eine (72) an einem leitenden Teil des Uhrgehäuses (12) ständig anliegt, während die anderen (52) mit leitenden Teilen (100) des Uhrgehäuses (12) wahlweise verbindbar sind.
3. 3. Uhr nach An.spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (52) J-fb'rmig ausgebildet ist und einen von einer Seite des Substrats (14) abstehenden Schenkel (62) aufweist, daß an dieser Seite

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   des Substrata (14-) ein Abistandsblock (18) anliegt, der eine Öffnung zur Aufnahme der Kontaktfeder (52) aufweist, daß die öffnung durch einen schmaleren Schlitz mit der Umfangsfläche der Abstandsblockes (18) verbunden ist und daß die Öffnung neben dem Schlitz eine Schulter (84) bildet, an der das freie Ende (66) der in die Öffnung hineinragenden Kontaktfeder (52) in seiner Ruhestellung anlegt.

   4-, Uhr nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung und der angrenzende Schlitz zusammen eine im Querschnitt T-förmige Aussparung bilden»

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