DE2700690A1

DE2700690A1 - Druck-dreh-schalter fuer eine elektronische uhr

Info

Publication number: DE2700690A1
Application number: DE19772700690
Authority: DE
Inventors: Frank P Mascia; Paul Wuthrich
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-08
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2700690C3; GB1501575A; US4031341A; JPS52112778A; DE2700690B2; CA1073684A; PT65637B; FR2338524A1; AU1692276A; HK57278A; PT65637A

Description

Oll IN· Ol'l.-INI M <C DI»--!·"»· OR. DIPL.-PMVI. HÖGER - STELLRECHT - GRItISSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART £ / U U 0 vj U

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7. Januar 1977

Timex Corporation
Waterbury, Conn.
U.S.A.

Druck-Dreh-Schalter für eine elektronische Uhr

Die Erfindung betrifft einen Druck-Dreh-Schalter für eine elektronische Uhr, insbesondere eine Digitaluhr, mit einem Gehäuse, welches eine Gehäuseöffnung aufweist, durch die das Innere des Gehäuses zugänglich ist.

Bei der Benutzung von elektronischen Uhren, insbesondere von Digitaluhren mit mehreren Funktionen, ist es erforderlich,

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dass Schalter vorhanden sind, welche es dem Benutzer der Uhr ermöglichen, die gewünschte Anzeigefunktion auszuwählen, die anzuzeigende Information einzustellen, eine Beleuchtung der Anzeige herbeizuführen oder die Speisespannung zu unterbrechen, d.h. die Batterie von der Schaltung der Uhr zu trennen.

Ein Drehschalter zur Auslösung dieser Funktionen in einer Digitaluhr ist in der US-PS 3 874 162 beschrieben und besitzt vier Raststellungen und ermöglicht damit eine Einstellung der angezeigten (Zeit-)Information

Andere bekannte Schalter für elektronische Uhren sind in den US-PSen 3 757 512 und 3 783 607 beschrieben.

Nachteilig an diesen und anderen vorbekannten Schaltern für elektronische Uhren ist es, dass sie entweder nur als .Druckschalter oder nur als Drehschalter arbeiten und im allgemeinen aus einer Vielzahl von Teilen bestehen, welche den Einbau und die Reparatur solcher Schalter zeitraubend und kostspielig machen.

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Schalter für elektronische Uhren vorzuschlagen, welcher als Druckschalter und/oder als Drehschalter einsetzbar ist, welcher relativ einfach und kompakt aus wenigen Teilen aufgebaut ist, welcher die getrennte oder gleichzeitige Auslösung mehrerer Schaltfunktionen ermöglicht und welcher vom Benutzer leicht zu betätigen ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Druck-Dreh-Schalter gemäss der Erfindung gelöst, welcher durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

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(a) Es ist ein Schaltstössel vorgesehen, der in der Gehäuseöffnung drehbar und in axialer Richtung beweglich montierbar ist, der an seinem inneren Ende einen exzentrischen Zapfen besitzt, der ein als Rastelement und Halterungsbereich ausgebildetes Zwischenstück aufweist und der einen als Betätigungsstück dienenden äusseren Endbereich aufweist;

(b) es sind mehrere blattförmige Schaltkontakte vorgesehen, welche so ausgebildet sind, dass sie selektiv in Kontakt mit dem exzentrischen Zapfen bringbar sind; und

(c) es sind Vorspanneinrichtungen vorgesehen, welche an dem Zwischenstück und angrenzenden Teilen des Schaltstössels derart angreifen, dass eine axiale Bewegung und eine Drehung des Schaltstössels in mehrere winkelmässige Raststellungen herbeiführbar ist, um dessen exzentrischen Zapfen durch eine Axial- und/oder Drehbewegung in Berührung mit mindestens einem ausgewählten Schaltkontakt zu bringen.

Erfindungsgemäss wird also ein Schalter, insbesondere für Digitaluhren, mit einer Festkörperschaltung angegeben, welcher die Doppelfunktion eines DrehschalLers und eines Druckschalters aufweist und welcher auf der Aussenseite des Uhrgehäuses ein Betätigungsstück in Form einer Krone besitzt, an die sich ein Schaft anschliesst, an dem unmittelbar auf der Innenseite des Gehäuses ein Zwischenstück als Raumelement und Halterungsbereich vorgesehen ist und an dessen innerem Ende ein exzentrischer Zapfen vorgesehen ist,

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Bei dem erfindungsgemässen Schalter ist die Krone bzw. der Schaltstössel in mehreren winkelmässig gegeneinander versetzten Raststellungen festlegbar, die sich durch das Zusammenwirken des Zwischenstückes und der Vorspanneinrichtungen ergeben, wobei die Vorspanneinrichtungen vorzugsweise durch eine in spezieller Weise ausgebildete Feder gebildet sind. Der Schaltstössel rastet dabei fühlbar in die einzelnen Raststellungen ein. Die Vorspanneinrichtungen bzw. die Feder weisen ferner nach aussen abstehende Teile auf, welche gegen das Gehäuse bzw. den Gehäusering vorgespannt sind, so dass gleichzeitig ein hoher Kontaktdruck zwischen dem Schaltstössel, der Feder bzw. den Vorspanneinrichtungen und dem Gehäuse erreicht wird.

Der exzentrische Zapfen am inneren Ende des Schaltstössels ist so ausgebildet, dass er mit einem oder mehreren der Schaltkontakte entweder nacheinander oder gleichzeitig in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist einer der Schaltkontakte so angeordnet, dass er von dem exzentrischen Zapfen erfasst wird, wenn der Schaltstössel durch Drücken auf seine Krone in axialer Richtung nach innen bewegt wird. Weiterhin ist ein zweiter Schaltkontakt vorzugsweise so angeordnet, dass er von dem exzentrischen Zapfen dann erfasst wird, wenn die Krone bzw. der Schaltstössel in eine vorgegebene Raststellung gedreht werden. Beide Schaltkontakte werden dann erfasst, wenn der Schaltstössel axial nach innen gedrückt wird, wenn er sich in dieser vorgegebenen Raststellung befindet.

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

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Fig. 1

bis 3 drei verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele

von Druck-Dreh-Schaltern gemäss der Erfindung, und zwar jeweils im eingebautem Zustand.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 der Zeichnung einen erfindungsgemässen Druck-Dreh-Schalter mit einem Schaltstössel 10, welcher an seinem einen (dem inneren) Ende einen exzentrischen Zapfen 11 besitzt, welcher einen Haupt-Schaftbereich 12 aufweist und welcher ein Zwischenstück 13 besitzt. Das Zwischenstück 13 weist einen geringeren Durchmesser als der Schaftbereich 12 auf und ist mit Facetten 14,15 versehen, die das Zwischenstück 13 zu einem Rastelement machen.,am ausseren Ende ist bei eingebautem Schalter auf der Aussenseite des Gehäuses 17 zugänglich· In dem Schaftbereich 12 ist ferner zwischen den Enden der Gehäuseöffnung, welche von dem Schaltstössel durchgriffen wird, eine ringförmige Nut/vorgesehen.

Zwei Schaltkontakte 19,20, welche beispielsweise als Stanzteile aus dünnem Beryllium-Kupfer ausgebildet sind, werden mit dem Halbleitersubstrat (nicht dargestellt) vernietet oder verlötet. Ferner sind die Schaltkontakte über gedruckte Leitungen mit einer integrierten Schaltung auf dem Halbleitersubstrat verbunden. Da die Verbindung der Schaltkontakte mit der integrierten Schaltung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird bezüglich der Einzelheiten einer solchen Verbindung lediglich auf die US-PS 3 874 162 verwiesen.

Der Schaltkontakt 19 wird von dem exzentrischen Zapfen 11 erfasst, wenn der Schaltstössel 11 nach innen gedrückt wird.

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Der Schaltkontakt 19 dient als "Licht"-Schalter und ist mit der elektrischen Schaltung und der Speisespannungsquelle (nicht dargestellt) derart verbunden, dass durch seine Betätigung eine Lichtquelle (nicht dargestellt) eingeschaltet wird, die dazu dient, die Uhranzeige zu beleuchten. Der Schaltkontakt 20 dient dagegen als "Stell"-Schalter und ist derart mit den elektrischen, insbesondere logischen, Schaltungen (nicht dargestellt) gekoppelt, dass mit seiner Hilfe selektiv ein Nachstellen der anzuzeigenden Information, beispielsweise der Minuten oder Stunden, erfolgen kann. Aufgrund der beschriebenen Ausbildung kann der Schaltstössel 10 in vorgegebenen Raststellungen zur Herstellung des gewünschten Kontaktes festgelegt werden, wobei er elektrisch ständig mit dem Bezugspotential des Gehäuses verbunden ist. Die Wirksamkeit des Zwischenstückes 13 als Rastelement wird durch die Facetten 14,15 erreicht. Diese Facetten wirken mit einer einzigen gestanzten Feder 21 zusammen, um zwei deutlich fühlbare Raststellungen festzulegen. Der Rastmechanismus ist ähnlich wie dies in der US-PS 3 874 162 beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass erfindungsgemäss nur zwei Raststellungen vorgesehen sind. Die Einzelheiten des Rastmechanismus können im übrigen der genannten Patentschrift entnommen werden.

Kurz gesagt, besitzt die Feder 21 zwei im Abstand voneinander angeordnete, im wesentlichen U-förmige Arme, die nach einer Seite, beispielsweise nach oben von der Basis der Feder abstehen. Die einander gegenüberliegenden Schenkel der Feder sind federnd in Richtung auf die Facetten 14,15 vorgespannt und stehen ausserdem unter Federspannung über die mit der Basis verbundenen Schenkel vor. Wie der Zeichnung entnommen werden

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kann, ist jedoch die Feder 21 erfindungsgemäss in einem Bereich 22 so vorgeformt, dass sich nicht nur ein hoher radialer Kontaktdruck zwischen dem Zwischenbereich und den inneren Schenkeln der U-förmigen Arme ergibt, sondern auch eine nach aussen · gerichtete Vorspannung, durch die der Schaltstössel 1O in Richtung auf die Aussenseite des Gehäuses vorgespannt wird.

Zur Betätigung des Druck-Dreh-Schalters gemäss Fig. 1 drückt der Benutzer der Uhr die Krone 16 nach innen oder dreht sie in eine der verschiedenen, deutlich fühlbaren Raststellungen. Die Krone 16 steht über die Aussenseite des Gehäuses 17 vor, so dass der Träger der Armbanduhr die Krone erfassen kann und so dass eine axiale Bewegung des Schaltstössels möglich ist. Die Krone 16 kann entgegen der Federspannung der Feder 21 nach innen gedrückt werden, welche den Schaltstössel 10, wenn die von aussen einwirkende Kraft beendet ist, auch wieder nach aussen zurückführt. Wenn der Schaltstössel axial nach innen bewegt wird, erfasst der exzentrische Zapfen 11 den Schaltkontakt 19 des Lichtschalters und veranlasst damit eine Beleuchtung bzw. ein Aufleuchten der Anzeige. Die beiden flachen Facetten 14,15 ermöglichen in Verbindung mit der Feder 21 zwei Raststellungen für den exzentrischen Zapfen ¹I. In einer ersten Raststellung befindet sich der exzentrische Zapfen 11 in einer Ebene oberhalb des Schaltkontaktes 20 für den Stellschalter, so dass der Schaltkontakt 20 nicht erfasst wird, wenn die Krone 16 nach innen gedrückt wird. Bei dieser Raststellung des Schaltstössels wird also lediglich eine Beleuchtung bzw. ein Aufleuchten der Anzeige herbeigeführt. Wenn jedoch die Krone, beispielsweise um einen Winkel von 18O₇ in eine zweite Raststellung gedreht und nach innen gedrückt wird, dann erfasst

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der exzentrische Zapfen 11 bei seiner axialen Bewegung den Schaltkontakt 20, so dass ein Nachstellen der anzuzeigenden Information herbeigeführt wird. Bei der axialen Bewegung des Schaltstössels 10 liegt eine Dichtung 23, welche in die Nut eingelegt ist, unter Druck an der Wandung der Gehäuseöffnung bzw. an der Wandung einer in die Gehäuseöffnung eingesetzten Buchse 24 an. Auf diese Weise wird das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Innere des Uhrgehäuses verhindert.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Aufbau ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1, so dass ein Einwärtsdrücken der Krone 16, wenn diese sich in einer ersten Raststellung befindet, dazu führt, dass der exzentrische Zapfen 11 wieder den ersten Schaltkontakt 19'erfasst, durch dessen Betätigung beispielsweise eine bestimmte anzuzeigende Information, wie z.B. das Datum, ausgewählt werden kann. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 die Krone 16 beispielsweise um einen Winkel von 180° in eine zweite Raststellung gedreht wird, dann erfasst der exzentrische Zapfen 11 jedoch nunmehr im Zuge der Drehbewegung den zweiten Schaltkontakt 20'. Wenn die Krone 16 in dieser Raststellung dann zusätzlich nach innen gedrückt wird, dann erfasst der exzentrische Zapfen 11 auch den ersten Schaltkontakt 19¹, so dass gleichzeitig drei Funktionen ausgelöst werden. Der Schaltkontakt 20¹ist derart federnd vorgespannt, dass in der zweiten Raststellung eine axiale Bewegung des exzentrischen Zapfens möglich ist, der während dieser Bewegung in Berührung mit dem Schaltkontakt 20¹bleibt.

Der in Fig. 3 gezeigte Druck-Dreh-Schalter gemäss der Erfindung

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ist denjenigen gemäss Fig. 1 und 2 wieder ähnlich, wobei jedoch die Schaltkontakte so angeordnet sind, dass sie in etwas anderer Weise mit dem exzentrischen Zapfen zusammenwirken. Ausserdem ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 keine Buchse in die Gehäuseöffnung eingesetzt. Die Dichtung 23 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel vielmehr direkt an der Innenwand der Gehäuseöffnung an. Wie durch den strichpunktierten Linienzug 31 angedeutet, ist der erste Schaltkontakt 19'' bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass er (bei der gezeigten Raststellung des Schaltstössels), wenn der Schaltstössel nach innen bewegt wird, von dem exzentrischen Ansatz 11 erfasst wird. Wie die strichpunktierten Linienzüge 34,36 und 42 zeigen, wird der zweite Schaltkontakt 2o"immer dann erfasst, wenn sich der Schaltstössel in seiner zweiten, um 180° gegenüber der ersten Raststellung versetzten Raststellung befindet und nach innen gedrückt wird. Der zweite Schaltkontakt 20" ist derart ausgebildet, dass er federt und beim axialen Vorrücken des Schaltstössels in Kontakt mit diesem gelangt und dann auch in Kontakt damit verbleibt, wie dies durch den strichpunktierten Linienzug 37 angedeutet ist. Sowohl der exzentrische Zapfen 11 als auch der zweite Schaltkontakt 20" sind derart mit Schrägflächen 38 bzw. 39 versehen, dass sich ein zuverlässiger und verschleissarmer Kontakt zwischen dem exzentrischen Zapfen 11 und den Schaltkontakten 19" und 20" ergibt.

Es versteht sich, dass dem Fachmann, ausgehend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, zahlreiche Möglichkeiten für Weiterbildungen zur Verfügung stehen; insbesondere ist es möglich, mehr als zwei Raststellungen für den Schaltstössel vorzusehen und den Schaltstössel mit mehr als zwei Schaltkontakten zusammenwirken zu lassen.

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Claims

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Patentanspriiche:

1. Druck-Dreh-Schalter für eine elektronische Uhr, insbesondere eine Digitaluhr, mit einem Gehäuse, welches eine Gehäuseöffnung aufweist, durch die das Innere des Gehäuses zugänglich ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

(a) Es ist ein Schaltstössel (10) vorgesehen, der in der Gehäuseöffnupg drehbar und in axialer Richtung beweglich montierbar ist, der an seinem inneren Ende einen exzentrischen Zapfen (11) besitzt, der ein als Rastelement und Halterungsbereich ausgebildetes Zwischenstück (13) aufweist und der einen als Betätigungsstück (16) dienenden äusseren Endbereich aufweist;

(b) es sind mehrere blattförmige Schaltkontakte (19,20) vorgesehen, welche so ausgebildet sind, dass sie selektiv in Kontakt mit dem exzentrischen Zapfen (11) bringbar sind; und

(c) es sind Vorspanneinrichtungen (21) vorgesehen, welche an dem Zwischenstück (13) und angrenzenden Teilen (11,12) des Schaltstössels (10) derart angreifen, dass eine axiale Bewegung und eine Drehung des Schaltstössels (10) in mehrere winkelmässige Raststellungen herbeiführbar ist, um dessen exzentrischen Zapfen (11) durch eine Axlal- und/oder Drehbewegung in Berührung mit mindestens einem ausgewählten Schaltkontakt (19,20) zu bringen.

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2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei blattförmige Schaltkontakte (19,20) vorgesehen sind, welche tragarmförmig ausgebildet und im Abstand voneinander in zueinander senkrechten Ebenen angeordnet sind.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Zapfen (11) und einer der blattförmigen Schaltkontakte (2O',2O") derart ausgebildet sind, daß sich bei einer Drehung des Schaltstössels (10) in eine seiner Raststellungen ein Kontakt zwischen den beiden Bauteilen (1O;2O',2O") ergibt, welcherbei einer axialen Bewegung des Schaltstössels (10) in deren Verlauf dieser in Berührung mit einem zweiten Schaltkontakt (19',19") gelangt, aufrecht erhalten wird.

4. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei blattförmige Schaltkontakte (19,20) vorgesehen sind, von denen der eine (19) bei einer ersten Raststellung des Schaltstössels (10) im Zuge einer axialen Bewegung desselben erfaßtbar ist und von denen der andere (20) von dem Schaltstössel (10) einer zweiten Raststellung desselben im Zuge einer axialen Bewegung erfaßbar ist.

5. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei blattförmige Schaltkontakte (19',19"; 20',20") vorgesehen sind, von denen der eine (19* , 19") von dem exzentrischen Zapfen (11) des Schaltstössels (10) bei einer ersten Raststellung desselben im Zuge einer axialen Bewegung erfaßbar ist und von denen der zweite (2O',2O") von dem exzentrischen Zapfen (11) des Schaltstössels (10) bei Drehung desselben in eine zweite Raststellung erfaßbar ist.

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6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltkontakte (19',19"; 20',20") derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie beide im Zuge einer axialen Bewegung des Schaltstössels in Berührung mit dessen exzentrischen Zapfen (11) bringbar sind, wenn dieser sich in seiner zweiten Raststellung befindet.

7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (13) des Schaltstössels (10) mit abgeflachten Bereichen (Facetten 14,15) versehen ist, durch die der Durchmesser des Schaltstössels in diesem Bereich verringert ist, so daß sich eine Schulter für das Angreifen der Vorspanneinrichtung (21) ergibt, mit deren Hilfe der Schaltstössel (10) unabhängig von seiner Raststellung in axialer Richtung beweglich vorspannbar ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeflachten Bereiche (14,15) mit den Vorspanneinrichtungen (21) derart zusammenwirken, daß für den Schaltstössel (10) zwei Raststellungen erzeugbar sind.

9· Schalter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen (21) derart ausgebildet sind, daß sie den Schaltstössel (10), wenn an diesem keine äußeren Kräfte angreifen, in einer Lage halten, in der er außer Kontakt mit mindestens einem der blattförmigen Schaltkontakte (19,19',19") ist.