DE29607866U1

DE29607866U1 - Magnetic antenna for a wristwatch

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Publication number: DE29607866U1
Application number: DE29607866U
Authority: DE
Original assignee: Junghans Uhren GmbH
Current assignee: Junghans Uhren GmbH
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2006-04-20

Description

JGm 209 DEJGm 209 DE

Fg/rüFg/rü

JUNGHANS UHREN GMBH, D-78713 Schramberg
Magnetische Antenne fur eine Armbanduhr JUNGHANS WATCHES GMBH, D-78713 Schramberg
Magnetic antenna for a wristwatch

Die Erfindung betrifft eine Antenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an antenna according to the preamble of claim 1.

Eine solche ist als Langweilen-Antenne von der EP-PS 0 382 130 in Form eines Uhrgehäuses aus magnetischem Kernmaterial und von der EP-PS 0 531 853 in Form einer Werkplatte aus magnetischem Kernmaterial bekannt, jeweils bestimmt zur Speisung eines Langwellenempfängers fur die Dekodierung von Funk-Zeittelegrammen. Nachteilig ist in beiden Fällen, daß diese Antennen keine ausreichenden Empfangseigenschaften mehr aufweisen, wenn sie in ein metallenes Umgehäuse eingesetzt werden; so daß man bei der Realisierung jener vorbekannten Antennen gestalterisch auf Umgehäuse aus elektrisch nichtleitendem Material (insbesondere aus Kunststoff, aber auch aus Keramik) angewiesen ist. Nachteilig bei den zitierten vorbekannten Antennenformen ist ferner der hohe Integrationsgrad in die Uhrenfunktion selbst, so daß ein Austausch nur der Antenne bzw. ein externer Ableich einer Austauschantenne praktisch nicht möglich ist.One such antenna is known as a long-wave antenna from EP-PS 0 382 130 in the form of a watch case made of magnetic core material and from EP-PS 0 531 853 in the form of a work plate made of magnetic core material, each intended to feed a long-wave receiver for decoding radio time telegrams. The disadvantage in both cases is that these antennas no longer have sufficient reception properties when they are inserted into a metal casing; so that when implementing those previously known antennas, one has to rely on casings made of electrically non-conductive material (particularly plastic, but also ceramic). Another disadvantage of the previously known antenna forms cited is the high degree of integration into the watch function itself, so that replacing just the antenna or externally calibrating a replacement antenna is practically impossible.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Antenne gattungsgemäßer Art - vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, zum Empfang von Langwellen-Zeitsendern - anzugeben, die einfacher an eine im übrigen funktionsfertige Uhr appliziert und demzufolge auch wirtschaftlicher als separat funktionsgeprüftes Austauschteil zur Verfugung gestellt werden kann.In recognition of these circumstances, the present invention is based on the technical problem of specifying an antenna of the generic type - preferably, but not exclusively, for receiving long-wave time transmitters - which can be applied more easily to an otherwise functional clock and can therefore also be made available more economically as a separately function-tested replacement part.

Diese Aufgabe ist erfmdungsgemäß nach dem Hauptanspruch gelöst.This object is achieved according to the invention according to the main claim.

Bei dem großflächigen und im wesentlichen ebenen Gehäuseteil, das als Antennenträger dient, handelt es sich vorzugsweise um den rückwärtigen, alternativ aber auch den sichtseitigen Abschluß eines Armbanduhrengehäuses, also entweder um seinen Boden oder um sein Uhrglas. Bei Ausbildung am Boden kann die magnetische Antenne als Spule mit Kern oder als freitragend gewickelte Luftspule ausgeführt werden, mit kraft- oder formschlüssiger Festlegung oder als Einformung beim Spritzen eines Kunststoff-Bodens in dessen Material hinein; bei Ausbildung am Uhrglas handelt es sich um eine kernlose Luftspule, die in der Nachbarschaft der Uhrglas-Peripherie umläuft.The large-surface and essentially flat housing part that serves as an antenna carrier is preferably the rear end of a wristwatch case, but alternatively also the visible end, i.e. either its base or its watch glass. When designed on the base, the magnetic antenna can be designed as a coil with a core or as a self-supporting wound air coil, with a force-fitting or form-fitting attachment or as a molding when a plastic base is injected into its material; when designed on the watch glass, it is a coreless air coil that rotates in the vicinity of the watch glass periphery.

Durch Verlagerung der Antenne in werkachsialer Richtung möglichst weit vom Mittelpunkt des Uhrgehäuses entfernt, nämlich in den Boden oder unter das Uhrglas, ist ein funktional ausreichender Abstand von den metallischen Teilen des Werkes und der Batterie gegeben. Auch das Umgehäuse selbst (die Carrure) kann aus Metall bestehen, wenn nur ein radialer Mindestabstand zu einer koaxial dazu angeordneten kernlosen Spule gewahrt bleibt. Unter dem Uhrgias sichtbar stellt die Luftspule neben ihrer Antennenfunktion zugleich ein gestalterisches Element dar.By moving the antenna in the direction of the movement's axis as far away as possible from the center of the watch case, namely in the base or under the watch glass, a functionally sufficient distance is provided from the metal parts of the movement and the battery. The outer casing itself (the carrure) can also be made of metal, provided that a minimum radial distance to a coreless coil arranged coaxially to it is maintained. Visible under the watch glass, the air coil represents a design element in addition to its antenna function.

In jenem Falle kann die Spule auf einem Spulenträger, selbsttragend oder als Dünnschicht-Leiterbahn realisiert sein. Im Falle einer mit einem Kern zur Verstärkung und Orientierung des magnetischen Hochfrequenzfeldes ausgestatteten Antennenspule liegt deren Spulenachse nicht konzentrisch zum Werk (also nicht achsparallel zur Zeigerwellenachse einer klassisch analog anzeigenden Uhr), sondern quer zur Werkachse, also parallel zur Hauptebene des Bodens bzw. des Uhrglases. Die beidseitig aus der Spule herausragenden Kernenden können flächig aufgeweitet und in ihrer Außenberandung der Kontur des Bodendeckels als dem spulentragenden Gehäuseteil angepaßt werden, um trotz eines flachen Kernes eine möglichst große Masse an Kernmaterial unterzubringen. Bei der Formgebung des Kernes können aber Aussparungen vorgesehen sein, um durch den Bodendeckel hindurch mit Abnahme eines Batteriedeckels die Batteriekammer extern zugänglich zu machen.In that case, the coil can be implemented on a coil carrier, self-supporting or as a thin-film conductor track. In the case of an antenna coil equipped with a core to amplify and orient the high-frequency magnetic field, its coil axis is not concentric with the movement (i.e. not parallel to the axis of the pointer shaft of a classic analogue watch), but rather transverse to the movement axis, i.e. parallel to the main plane of the base or the watch glass. The core ends protruding from both sides of the coil can be widened and their outer edges can be adapted to the contour of the base cover as the part of the housing that carries the coil, in order to accommodate as much core material as possible despite a flat core. However, recesses can be provided in the shape of the core in order to make the battery chamber externally accessible through the base cover by removing a battery cover.

Die Spule ist zu ihrem mechanischen Schutz von einer dünnen Kunststoffschicht umspritzt. Mit ihren Anschlüssen ist sie in einen definierten Bereich des tragenden Gehäuseteils geführt, der durch eine Verdrehsicherung oder eine entsprechendeThe coil is covered with a thin plastic layer for mechanical protection. Its connections are guided into a defined area of the supporting housing part, which is secured by a twist lock or a corresponding

Indizierung bei der Montage eine Kontaktgabe zum Anschluß des Empfängereingangs etwa mittels Biege- oder Schrauben-Kontaktfedern sicherstellt. Eine Kapazität zum Ableich der Spule auf Parallelresonanz mit einer zu empfangenden Festfrequenz wird zweckmäßigerweise in das die Antenne tragende Gehäuseteil integriert, etwa im Bereiche der Kontakte an die Spulenenden angeschlossen, um eine separat abgleichbare und prüfbare Antenne als Standard-Beistellteil und funktionale Zuliefereinheit zur Verfugung stellen zu können.Indexing during assembly ensures contact for connecting the receiver input, for example by means of bending or screw contact springs. A capacitor for adjusting the coil to parallel resonance with a fixed frequency to be received is expediently integrated into the housing part carrying the antenna, for example connected to the coil ends in the area of the contacts, in order to be able to provide a separately adjustable and testable antenna as a standard accessory and functional supply unit.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vortei-Ie der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der nachstehenden Kurzfassung, aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung. In der Zeichnung zeigen
15Additional alternatives and developments as well as further features and advantages of the invention emerge from the further claims and, also taking into account the following summary, from the following description of preferred implementation examples for the solution according to the invention, which are sketched in the drawing in a highly abstract manner and not to scale, limiting themselves to the essentials. In the drawing,
15

Fig. 1 bis Fig. 5 magnetische Langwellenantennen mit Kernspulen, integriert inFig. 1 to Fig. 5 magnetic longwave antennas with core coils, integrated in

Bodendeckel von Armbanduhrgehäusen, undBottom cover of wristwatch cases, and

Fig. 6 / Fig. 7 magnetische Langwellenantennen mit Luftspulen, geeignet sowohl zur Integration in den Bodendeckel von Armbanduhrgehäusen wie auch zur Applikation unter dem Uhrglas auf Armbanduhrgehäu-Fig. 6 / Fig. 7 magnetic long-wave antennas with air coils, suitable both for integration into the base cover of wristwatch cases and for application under the watch glass on wristwatch cases.

sen.sen.

Eine magnetische Langwellen-Antenne 10 besteht in den Realisierungsfällen gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 aus einer Spule 15 auf einem Kern 14. In Fig. 1 ist in Innenansicht der aus Kunststoff gespritzte, flach-topfförmige runde Gehäuse- oder Bodendeckel 11 als Einheitsboden für ein beliebig berandetes Armbanduhrgehäuse skizziert. In den Deckel-Boden 12 innerhalb einer flachen umlaufenden Wand 13 ist der Kern 14 aus weichmagnetischem Material wie Ferrit oder amorphem Metall eingespritzt bzw. formschlüssig oder kraftschlüssig eingelegt und z. B. mittels thermisch gestauchter oder rastender KunststoffVorsprünge festgelegt. Der Kern 14 trägt in seinem mittleren, vorzugsweise etwas verjüngten Bereich die Spule 15, die mittels einer Kapazität 16 zumindest grob in Parallelresonanz auf die Trägerfrequenz z. B. eines Langwellen-Zeittelegrammsenders abgestimmt ist. Die Spule 15 ist elektrisch an frei zugängliche punktförmige, stiftförmige oder hülsenförmige Kontakte 17 geführt, die in einem definierten Anschlußbereich des Bodendeckels 11 liegen um bei dessen Aufrasten unter das Gehäuse einer Armbanduhr über Gegenkontakte dieA magnetic long-wave antenna 10 consists in the implementation cases according to Fig. 1 to Fig. 5 of a coil 15 on a core 14. In Fig. 1, an interior view of the plastic, flat, pot-shaped, round housing or base cover 11 is sketched as a standard base for a wristwatch case with any edge. The core 14 made of soft magnetic material such as ferrite or amorphous metal is injected into the cover base 12 within a flat, surrounding wall 13 or is inserted in a form-fitting or force-fitting manner and is fixed, for example, by means of thermally compressed or locking plastic projections. The core 14 carries the coil 15 in its middle, preferably slightly tapered area, which is tuned at least roughly in parallel resonance to the carrier frequency of, for example, a long-wave time telegram transmitter by means of a capacitor 16. The coil 15 is electrically guided to freely accessible point-shaped, pin-shaped or sleeve-shaped contacts 17 which are located in a defined connection area of the base cover 11 in order to connect the base cover 11 via counter contacts when it is snapped under the case of a wristwatch.

elektrische Verbindung zur Empfängerschaltung für Verstärkung und Demodulation des empfangenen Langwellensignales herzustellen.to establish an electrical connection to the receiver circuit for amplification and demodulation of the received longwave signal.

Eine besonders fertigungsgünstige und insbesondere auch flache Form der Antennen-Spule 15 ergibt sich aus der Prinzipdarstellung der Fig. 2. Danach liegen im Bodendeckel 11 oberhalb und unterhalb des verjüngten Bereiches des Spulenkernes 14 dünne Träger 18 für kurze parallele Dünnschicht-Leiterbahnen 19, die auf den beiden Trägern 18 gegensinnig zur Längsachse des Kernes 14 geneigt verlaufen und an ihren Enden mit Kontaktzonen 20 ausgestattet sind. Wenn diese beiden so bestückten Träger 18 wie dargestellt unter Zwischenlage des verjüngten Bereiches des Kernes 14 übereinandergelegt und an den einzelnen Kontaktzonen 20 miteinander verbunden werden, ergibt sich eine Antennenspule 15 in Form des zickzackförmigen Leiterbahnenverlaufes beiderseits des Kernes 14.A particularly production-friendly and particularly flat shape of the antenna coil 15 is shown in the schematic diagram in Fig. 2. According to this, in the bottom cover 11 above and below the tapered area of the coil core 14 there are thin supports 18 for short, parallel thin-film conductor tracks 19, which run on the two supports 18 in the opposite direction to the longitudinal axis of the core 14 and are equipped with contact zones 20 at their ends. If these two supports 18 equipped in this way are placed on top of one another as shown with the tapered area of the core 14 in between and connected to one another at the individual contact zones 20, an antenna coil 15 is created in the form of the zigzag-shaped conductor track on both sides of the core 14.

Für die Bestückung des Bodendeckels 11 mit der magnetischen Antenne 10 aus Spule 15 mit Kern 14 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ist angenommen, daß keine extern zugängliche Batterie für den Betrieb der Armbanduhr erforderlich ist; beispielsweise weil es sich um eine Solaruhr handelt, oder weil die Batterie nach Abnahme des Bodendeckels 11 in ihrer Batteriekammer zugänglich wird. Falls dagegen die Batterie für den Betrieb der Armbanduhr in ihrer Batteriekammer durch den Gehäusedeckel 11 hindurch extern zugänglich sein soll, ist letzterer mit einem Batteriedekkel 21 ausgestattet. Nach dessen Entfernen ist die Batteriekammer neben einer Aussparung 22 des Kernes 14 zugänglich ist. Diese Aussparung 22 ist im Beispielsfalle der Fig. 3 durch eine relativ zu den Kernenden stärkere Einschnürung des verjüngten Mittenbereiches realisiert. Im Beispielsfalle der Fig. 4 umschlingt der Kern 14 einen Teilbereich der Peripherie des Batteriedeckels 21 C-förmig, mit Anordnung der Spule 15 im Joch oder Übergangsbereich zwischen den beiden stirnseitig frei endenden Schenkeln des gebogenen Kernes 14.For equipping the base cover 11 with the magnetic antenna 10 made of coil 15 with core 14 according to Fig. 1 and Fig. 2, it is assumed that no externally accessible battery is required for the operation of the wristwatch; for example, because it is a solar watch, or because the battery is accessible in its battery chamber after removing the base cover 11. If, on the other hand, the battery is to be externally accessible in its battery chamber through the case cover 11 for the operation of the wristwatch, the latter is equipped with a battery cover 21. After removing this, the battery chamber is accessible next to a recess 22 in the core 14. In the example in Fig. 3, this recess 22 is realized by a stronger constriction of the tapered central area relative to the core ends. In the example of Fig. 4, the core 14 wraps around a portion of the periphery of the battery cover 21 in a C-shape, with the coil 15 arranged in the yoke or transition area between the two legs of the bent core 14 that end freely at the front.

Eine wünschenswerte Vergrößerung der im Bodendeckel 11 unterbringbaren Masse des Kernes 14 ergibt sich, wenn dieser gemäß Fig. 5 im wesentlichen die gesamte Fläche des Bodens 12 überdeckt, aber mit einer etwas exzentrischen, als Durchgangsloch ausgebildeten Aussparung 22 für den Zugang zur Batteriekammer ausgestattet ist. Die Antennenspule 15 ist dann auf einen verjüngten exzentrischen Seitenbereich dieses Kernes 14 aufgebracht.A desirable increase in the mass of the core 14 that can be accommodated in the base cover 11 is achieved if, as shown in Fig. 5, the core essentially covers the entire surface of the base 12, but is equipped with a slightly eccentric recess 22 designed as a through hole for access to the battery chamber. The antenna coil 15 is then applied to a tapered eccentric side area of this core 14.

Für den Fall, daß die Empfangsbedingungen sehr günstig sind bzw. die Empfängerschaltung der Funkuhr sehr empfindlich ist, muß deren magnetische Antenne 10 nicht unbedingt zur Feldverstärkung und Feldorientierung mit einem Spulenkern (14 gemäß Fig. 1 bis Fig. 5) ausgestattet sein. Für diesen Fall ist gemäß Fig. 6 und Fig. 7 eine einfache Luft-Spule 15 möglichst großen Durchmessers vorgesehen, die gleichermaßen im Bodendeckel 11 oder unter dem Uhrglas 23 einer Armbanduhr, jeweils im Randbereich, umlaufend angeordnet ist. Dabei ist jedoch, wenn der Einsatz auch in eine Armbanduhr mit Metallgehäuse vorgesehen sein soll, zur Vermeidung zu starker dämpfender Einflüsse des Metalles z. B. vom Innenrand der metallischen Einfassung des Uhrglases ein gewisser Abstand einzuhalten, der in der Größenordnung der Ringbreite der Spule 15 liegt.In the event that the reception conditions are very favorable or the receiver circuit of the radio-controlled watch is very sensitive, its magnetic antenna 10 does not necessarily have to be equipped with a coil core (14 according to Fig. 1 to Fig. 5) for field amplification and field orientation. In this case, according to Fig. 6 and Fig. 7, a simple air coil 15 with the largest possible diameter is provided, which is arranged in the same way in the base cover 11 or under the watch glass 23 of a wristwatch, in the edge area. However, if the use is also intended for a wristwatch with a metal case, a certain distance must be maintained from the inner edge of the metal frame of the watch glass, which is in the order of the ring width of the coil 15, in order to avoid excessive damping effects of the metal.

Im Beispielsfalle der Fig. 6 ist die Spule 15 freitragend gewickelt und unter das Uhrglas 23 geklebt (bzw. auf den Boden 12 des Deckels 11 geklebt oder in eine ringförmige Aufnahmerinne eingelegt; in der Zeichnung nicht berücksichtigt). Im Beispielsfalle der Fig. 7 dagegen wird die Spule 15 durch eine spiralförmig verlaufende Dünnschicht-Leiterbahn 19 realisiert. Auch diese kann unter dem Uhrglas 23 oder auf dem Deckel-Boden 12 ausgebildet sein, und hinsichtlich des Randabstandes im Falle eines metallischen Gehäuses gilt das zu Fig. 6 Gesagte.In the example in Fig. 6, the coil 15 is wound in a self-supporting manner and glued under the watch glass 23 (or glued to the base 12 of the cover 11 or inserted into an annular receiving groove; not shown in the drawing). In the example in Fig. 7, however, the coil 15 is realized by a spiral-shaped thin-film conductor track 19. This can also be formed under the watch glass 23 or on the cover base 12, and with regard to the edge distance in the case of a metallic housing, what was said about Fig. 6 applies.

Claims

Expectations

1. Magnetic antenna (10), in particular a long-wave antenna, for a wristwatch, in particular a radio-controlled wristwatch,

characterized,

that the antenna coil (15) is formed on a large-area and essentially flat housing part that is replaceably attached to the housing of the wristwatch.

2. Antenna according to claim 1,
characterized,

that the connecting ends of their coil (15) are led to contacts (17).

3. Antenna according to claim 1 or 2,
characterized,

that the coil (15) is tuned by a capacitance (16) to resonance with a fixed frequency to be received.

4. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in

that the coil (15) is arranged as an air coil under the watch glass (23) or on the bottom (12) of a housing cover (11) at a radial distance from its edge.

5. Antenna according to claim 4,
characterized,

that the coil (15) is wound self-supporting.

6. Antenna according to claim 4,
characterized,

that the coil (15) is formed from spiral-shaped thin-film conductor tracks (19).

7. Antenna according to one of claims 1 to 3,
characterized,

that the coil (15) is carried by a core (14) and is crocheted with it in a force-fitting or form-fitting manner onto the base (12) of a flat, pot-shaped housing cover (11) or is molded into its plastic material.

8. Antenna according to claim 7,
characterized,

that the ends of the core (14) protruding from the coil (15) are adapted in their shape to the adjacent periphery of the cover (19).

9. Antenna according to claim 7 or 8,
characterized,

that when shaping the core (14) a recess (22) is provided, which at least partially surrounds the periphery of a battery cover (21) which can be removed from the base (12).

10. Antenna according to one of claims 7 to 9,
characterized,

that the coil (15) is formed by two flexible supports (18) on either side of a tapered region of the core (14), on which short conductor tracks (19) are formed in opposite directions to one another and inclined with respect to the longitudinal axis of the core (14), which are contacted at their respective ends to those on the other support (18).