DE2632729A1 - Elektronisches uhrmodul - Google Patents

Description

Elektronisches Uhiiiiodul

Die Erfindung betrifft ein elektronischea Uhriuodul, das für den Einbau in ein Uhrengehäuse mit einer nach unten gerichteten Anschlagfläche bestimmt ist und einen Abstandsblock, der eine Öffnung zur Aufnahme einer Batterie aufweist, und ein Substrat umfaßt, mit dessen dem Abdtandsblock zugewandter Rückseite eine in den Abstumiablock eingesetzte Batterie in Kontakt bringbar ist und auf dessen Vorderseite elektronische Bauteile angeordnet sind.

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Da der Aufbau eines elektronischen Uhrmoduls von dem Aufbau mechanischer Uhren mit Laufwerk und Hemmung stark abweicht, muß auch die Montage dieser Module im Gehäuse sehr verschieden sein.

Bei einer elektronischen Uhr ist eine elastische Montage des Uhrmoduls erforderlich, weil das zur Herstell uns des Substrats bevorzugt verwendete Material Keramik ist und Keramik leicht bricht₀ Keramik ist ein stabiles, dielektrisches Material, das für die Aufbringung gedruckter Schaltungen und das Befestigen von Halbleiter-Chips und LED-Anzeigereinheiten gut geeignet ist· Wenn jedoch die Batterien unmittelbar an der Hückseite des Substrates anliegen, können die infolge der Trägheit der Batterien ausgeübten Kräfte ein Brechen des Substrates und damit ein Zerstören der Uhr bewirken, wenn die Uhr zu Boden fällt und in einer ungünstigen Richtung auftrifft. Dieses Problem kann nur durch eine stoßdämpfende Montage des Moduls gelöst werden_o

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Uhrmodul der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß auf einfache Weise eine stoßgesicherte Lagerung möglich ist und zugleich ein guter Schutz der auf dem Substrat angeordneten Bauelemente erzielt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens über einem Teil der Vorderseite des Substrates zum Schutz wenigstens eines Teiles der dort angeordneten elektronischen Bauteile ein Deckel angeordnet ist

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und dieser Deckel einen elastischen überstehenden Hand mit einem zur Anlage an der Anschlagfläche des Uhrengehäuses bestimmten Vorsprung aufweist _o

Durch die Anlage des am überstehenden Rand des Deckels angebrachten Vorsprungea an der Anschlagfläche des Uhrengehäuses erhält das Modul im Uhrengehäuse eine genau vor-"bestimmte Stellung» Außerdem ist das Modul in dem Uhrengehäuse in der Richtung, in der sich der überstehende Rand des Deokels durchbiegen kann, elastisch gelagert«,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen von der Oberseite des Abstandsblockes wenigstens zwei Paßstifte ab, mit denen sowohl das Substrat als auch der Deckel in Eingriff stehen· Auf diese V/eise erhalten sowohl das Substrat gegenüber dem Abstandsblock als auch der Deckel gegenüber Substrat und Abstandablock eine genau definierte Stellung.

Bei dem erfindungsgemäßen Uhrenmodul kann der Abstandsblock so ausgebildet sein, daß er die verschiedenen anderen Bauteile des Moduls aufnimmt und in der richtigen Lage zueinander hält, so daß eine leichte Montage möglich ist_e

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

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Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie 1-1 in Fig. 2 durch eine elektronische Kleinuhr, in deren Gehäuse ein Uhreniuodul nach der Erfindung angeordnet ist,

Fig. 2 eine von der Ebene 2—2 in Fig. 1 aus geyehene Ansicht des in der Uhr nach Fig. 1 enthaltenen Moduls,

Fig. 3 eine Ansicht des Abstandsblockea des Moduls der Uhr nach Fig. 1 in der Ebene 3·~3 und

Fig. 4- einen Schnitt durch den iibjtandsblock nach Fig. 3 längs der Linie

Die in Fig. 1 dargestellte Kleinuhr 10 macht von nach der Erfindung ausgebildeten Uhrenmodul Gebrauch, Sie weist ein Gehäuse 12 auf, in dem das Modul 14 angeordnet ist. Das Uhrenmodul 14- besteht aus einem unteren Abstandablock 16 und einem Substrat 18, das die elektronischen Bauteile trägt, insbesondere einem zur Verarbeitung der Zeitdaten dienenden Chip 20 und einer LED-Anzeigeeinheit 22, Diese Bauteile sind durch gedruckte Schaltungen und Drahtverbindungen miteinander elektrisch leitend verbundene Das Modul ist auch mit einem Deckel 24- versehen, das das Chip 20 und die Anzeige cdnhe it 22 überdeckt und die Drahtverbindungen und den größten Teil der gedruckten Schaltung schützte Der Deckel weist ein Fenster 104 auf, durch das hindurch die Anzeigeeinheit von der Vorderseite des Moduls her sichtbar ist. Der Deckel steht in noch zu beschreibender V/eise mit dem Uhrengehäuse elastisch in Eingriffe

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Wie aus Figo 3 ersichtlich, hat der untere Abstands-.block 16 Batterie-öffnungen 26 und 28, von denen die Batterie-Öffnung 28 an ihrem oberen Ende einen verminderten Durchmesse hat, so daß eine Knopfbatterie nur dann vollständig eingesetzt werden kann, wenn ihr Kontaktknopf nach oben gerichtet ist. Hierdurch wird das Einsetzen einer Batterie mit falscher Polarität verhindert, öffnungen 30 und 32 dienen zur Aufnahme von Kontaktfedern für Druckknopfschalter, die zur Eingabe von Signalen in die Schaltungsanordnung der Uhr dienen, während die Federöffnung 34 dazu dient, das Gehäusepotential der in der öffnung 28 angeordneten Batterie an die Elektronik anzulegen. Diese Federkontakte sind im einzelnen in der US-PS 3 838 568 und in der älteren Patentanmeldung P 26 09 423<»5-31 behandelt.

Der untere Abstandsblock 16 weist auch eine öffnung 36 zur Aufnahme eines Trimmer-Kondensators zur Einstellung der Uhrfrequenz und eine Öffnung 38 zur Aufnahme des Schwingquarzes mit seinem Gehäuse auf.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, hat das Gehäuse 40 des Schwingquarzes einen nach außen ragenden Flansch 42. Kontaktstifte 46 stehen nach oben von der mit dem Flansch versehenen Seite des Gehäuses ab. Einer der Kontaktstifte ist geerdet, während die anderen an die entgegengesetzten Seiten des Quarzes angeschlossen sind. Die Kontaktstifte sind mit geeigneten Schaltungsanordaungen auf dem Substrat mittels Drähten durch Bonden, direktes Verlöten oder andere Verbindungsmittel verbunden_e wie si© beispielsweise in der älteren Patentanmeldung P 26 31 612.1 beschrieben

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sind· Das Quarzgehäuse 40 kann in der öffnung 38 beispielsweise durch elastische Finger 48 und 50 gehalten sein· Die Finger 48 und 50 sind an den Enden von Ansätzen 52 und 54 angebracht, die von der Oberfläche 44 des Abstandsblockes abstehen<> Die Unterseiten 56 und 58 der Finger 48 und 50 sind von der Oberfläche 44 so weit entfernt, daß sie den Flansch 42 übergreifen.

Der Abstandsblock 16 besteht aua einem elastischen Kunststoff-Material, beispielsweise aus einem Polycarbonat, und zwar vorzugsweise einem unter dem Warennamen Lexan 141 vertriebenen Polycarbonato Der Querschnitt der elastischen Finger 48 und 50 ist so klein, daß die Finger elastisch zurückgebogen werden können, wenn das Qarzgehäuse 40 in die öffnung 38 eingeführt wird, und danach elastisch über den Flansch des Gehäuses zurückkehren, um das Gehäuse fest an seinem Platz zu halten. Am Boden der öffnung 38 sind Vorsprünge 64 vorgesehen, die das Gehäuse 40 im Abstand vom Uhrengehäuse halten und somit einen elektrischen Kontakt zwischen dem Quarzgehäuse und dem Uhrengehäuse verhindern. Demnach ist das Quarzgehäuse 40 zwischen den Fingern 48 und 50 und den Vorsprüngen 64 sicher gehalten.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind an den einander entgegengesetzten Enden der öffnung 38 Rippen 60 und 62 vorhanden. Diese Rippen erstrecken sich teilweise in die öffnung hinein und haben solche Abmessungen, daß sie von den Wandungen, dea Quarzgehäuses elastisch deformiert werden, wenn das Quarzgehäuse eingesetzt wird. Demgemäß ist das Quarzgehäuse 40 auch seitlich gehaltene

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An den Abstandsblock 16 sind Paßstifte 66, 6?, 68, b^cj und 70 angeformt, die als Bezugspunkte bei der Montage des Uhrenmoduls dienen» VJie die Fig. 1 und 2 steht das Substrat 19 mit den Paßstiften in Auf diese Weise werden die Einrichtungen auf dem Substrat, die mit dem Abstandsblock zusammenwirken, wiu beispielsweise Kontaktfedei^n und dafür vorgesehene öffnungen sowie Batteriekontakte und Batteriesffnungen in die richtige Lage zueinander gebracht« Außerdem ermöglichen die Paßstifte die schnelle und genaue Anbringung des Substrats auf dem Abstaiidsblock mit einem Minimum an für die Montage aufzuwendendei' Zeit und Geschicklichkeit·

Das Uhrengehäuse 12 hat einen üblichen Aufbau mit einem abnehmbaren Boden 72, der an dem Hauptteil JH- des Gehäuses festgeklemmt und diesem gegenüber abgedichtet int. Der Boden 72 ist mit den Batterie-Öffnungen 26 und 2ö gegenüberliegenden Deckeln 76 und 78 versehen, die ein Entfernen und Ersetzen der Batterien ermöglichen,» üs ist ersichtlich, daß der in Fig. 1 durch das Uhrengehäuse geführte Schnitt von dem durch den Modul geführten üchnitt abweicht, um Einzelheiten beider Bauteile bessei· darstellen zu können. Die beiden Deckel des Uhrengehäuses sind jeweils mit einer Batterie-Feder 80 versehen. Die Batterie-Feder drückt die Batterie elastisch nach oben gegen einen Batterie-Kontakt, der auf der dem Abstandsblock augewandten Rückseite des Substrats 18 angeordnet ist, so daß ein elektrischer Kontakt zur Batterie hergestellt wird. Die beiden Deckel 76 und 78 des Ulirengehäuses sind elektrisch miteinander verbunden, so daß eine elektrische Verbindung zwischen den Enden der Batterien hergestellt wird, die den Deckeln

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zugewandt sind.. Fig. 1 zeigt, daß die einzigen Bauteile, die mit dem Uhrenmodul in Eingriff kommen und das Uhrenmodul nach oben drücken, die Batterie-Federn sind* Wenn demnach ein Stoß auf den Modul in Bichtung auf aim Gehäuse auftritt, nehmen die Batterie-Federn die Stoßkräfte elastisch aufo

Wie Fig. 1 zeigt, hat der Deckel 24 einen Abschnitt 82, der sich im Abstand von der Vorderseite des Substrates über die darauf angeordneten Chips und Anzeigeeinheiten erstreckt. ISr wird von einem ringförmigen Steg 84 im Abstand gehalten, der von dem Abschnitt 82 in Hichtxing auf das Substrat absteht und an der Vorderseite des Substrats ständig anliegt. Der Steg 84 ist mit dem Substrat dicht verbunden, beispielsweise mittels eines Epoxydharzes, um den unterhalb dea Abschnittes 82 des Deckels 24 liegenden, vom Steg 84 umschlossenen Kaum 86 zu schützen. Dieser Raum kann bei Bedarf mit einem Schutzgas, wie beispielsweise trockenem Stickstoff, gefüllt sein· Der Deckel besteht vorzugsweise aus einem dielektrischen Kunststoff-Material, 30 daß der Steg des Deckels auch über der gedruckten Schaltung durch Kleben befestigt werden kann, wo die gedruckte Schaltung aus dem geschützten Kaum herausgeführt ist, ohne die Schaltungsanordnung kurszuschließen, ϊίχη Fuß 88 liegt an der Oberfläche des Substrats an und weist Öffnungen auf, in welche die Paßstifte 66 und 68 eingreifen. Die hierdurch ersielte Führung ist ausreichend, im die Position des Deckels zu bestimmen» Wenn ea der Aufbau zuläßt, kann der Deckel auch eine Aussparung zur Aufnahme einen weiteren Paßstiftes 70 aufweisen, toie die Fig. 1 und 2 zeigen,

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hat &®τ Bocksl 24 in der ÜToene des mittleren Abschnittes ®±iw& über dea Steg 34 überstehendem Hand 9O₀ 92₉ 94·° Am Umfang dieses Bandes sind Vorspränge 96* _ö ty® ^ullci 1^0 angebrachte, die von unten an der nach unten gerichteten Anschlagfläche 102 des Uhrengehäuses anliegen, wie es Figo •zeigte um den Deckel und cfeuciit den gesamten Modul elastisch nach unten zu drücken. Demgemäß werden in dieser Richtung auftretende Stöße durch ein Abbiegen des überstehenden Randes mit den Vorsprüngen absorbiert, so daß der Modul auch gegen diese Stöße geschützt ist. Weiterhin drückt das elastische Auslenken der Vorspränge den Deckel nach unten auf das Substrat, um es an seinem Platz zu halten. Der Deckel 24 hat ein durchsichtiges Fenster W, so daß die Anzeigeeinheit 22 von der Vorderseite der Uhr her beobachtet werden kann. Vorzugsweise ist der Kest des Deckels undurchsichtigt, um den Chip 20 und andere elektronische Chips gegen Licht zu schützen» Der Deckel besteht vorzugsweise ebenfalls aus aineia Polycarbonate das im Bes?®±eh des 2?©&stes?e 104· klar vtnä außerhalb ä®x? Sl'&Gh® mit ©in©£? imdurehsiehtigssi FarbssMohfe "bed©

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Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer bevorzugtes. AiisführungsforE besshrlebsno Es versteht sich, daß
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Claims (1)

1. Patentansprüche

   /i·/Elektronisches Uhrmodul, der für den Einbau in ein Uhrengehäuse mit einer nach unten gerichteten Anschlagfläche bestimmt ist und einen Abstandablock, der eine öffnung zur Aufnahme einer Batterie aufweist, und ein Substrat umfaßt, mit dessen dem Abstandsblock augewandter Rückseite eine in den Abstandsblock eingesetzte Batterie in Kontakt bringbar ist und auf dessen Vorderseite elektronische Bauteile angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens über einem feil der Vorderseite des Substrats (18) zum Schutz wenigstens eines Teiles der elektronischen Bauteile (20, 22) ein Deckel (24) angeordnet ist und dieser Deckel einen elastischen, überstehenden Rand (90, 92, mit einem zur Anlage an der Anschlagfläche (102) des Uhrengehäuses (12) bestimmten Vorsprung (96, 98, 100) aufweist.

   Uhrmodul nach Anspruch 1„ dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (24) aus einem elastischen Kunststoff-Material besteht.

   $. Uhrmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines auf der Vorderseite des Substrats C18) angeordneten elektronischen Bauteile (22) ein optisches Anzeige-Bauteil ist und der Deckel (24) über dem Anzeige-Bauteil (22) durchsichtig ist.

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   4· Uhrmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Oberseite des Abstandsblockes (16) wenigstens zwei Paßstifte (66, 68) abstehen, mit denen sowohl das Substrat (18) als auch der Deckel (24) in Eingriff stehen*

   5· Uhr, in dessen Gehäuse (12) ein Modul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.

   6_e Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Gehäuse (12) im Bereich der zur Aufnahme der Batterie bestimmten Öffnung (26, 28) des Abstandsblockes (16) eine Kontaktfeder (80) angeordnet ist, durch welche eine eingesetzte Batterie elastisch gegen das Substrat (18) und dadurch der Vorsprung (96, 98, 100) am Deckel (24) elastisch an die Anschlagfläche (102) des Gehäuses (12) gedrückt wird«.

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