DE3114624C2 - Laufwerk für eine batteriebetriebene elektronische Analog-Kleinstuhr - Google Patents

Abstract

Es wird eine verbesserte Konstruktion für das Uhrwerk einer elektronischen, quarzgesteuerten Armbanduhr von sehr geringer Größe, die als Damen-Armreifuhr zu verwenden ist, offenbart. Diese Konstruktion ist so gestaltet, daß eine Batterie relativ großer Leistung, was eine zufriedenstellende Batterielebensdauer sicherstellt, verwendet werden kann, indem die Batterie (37) derart angeordnet wird, daß sie im wesentlichen das Räderwerk (30) der Uhr überdeckt, und indem andere Bauteile der Uhr eine spezielle Formgebung und besondere Standorte erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für eine batteriebetriebene elektronische Analog-Kleinstuhr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In den letzten Jahren wurden verschiedene Fortschritte in der Gestaltung, Konstruktion und Herstellung von elektronischen Chronometern (Uhren), die Quarzkristallvibratoren als ein Frequenznormal verwenden, gemacht, und derzeit ist eine große Anzahl von Ausführungsformen und Bauarten auf dem Markt. Es gibt jedoch ein Gebiet, auf dem die Anforderungen für eine spezielle Art von elektronischer Uhr mit Quarzkristall durch die moderne Technologie nicht in zufriedenstellendem Ausmaß erfüllt worden sind. Es ist dies das Gebiet der elektronischen Armbanduhren von sehr geringer Größe, wie sie als Damen-Armband- oder Armreifuhren verwendet werden. Das Versagen, die speziellen Erfordernisse für eine solche Uhr zu erfüllen, ist primär nicht auf die Unfähigkeit, Bauteile sehr geringer Größe zur Verwendung in einer weitestgehend miniaturisierten elektronischen Uhr herzustellen, zurückzuführen. Vielmehr geht das auf die Beschränkungen zurück, die sich auf die Größe einer solchen elektronischen Uhr durch Berücksichtigung der Batteriekapazität und der minimalen praktischen Batterielebensdaucr auswirken. Wird die Größe einer zum Antrieb einer solchen elektronischen Uhr verwendeten Batterie vermindert, dann wird selbstverständlich auch die nutzbare Lebensdauer der Batterie vermindert. Dieses Problem wird dadurch vergrößert, daß ein Schrittmotor von sehr geringer Größe weniger leistungsfähig ist als ein Motor von üblicher und normaler Größe, und auf Grund der geringeren Leistungsfähigkeit (Wirkungsgrad) vird der Energiebedarf für die Uhr erhöht, was zu einer weiteren Verringerung der Lebensdauer der Batterie führt.

Die DE-AS 22 00 477 befaßt sich mit einer elektronischen Uhr, die ein Laufwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 besitzt. Es handelt sich um eine Armbanduhr, bei der die verschiedenen Einheilen des Laufwerks, nämlich Batterie, Kristallschwingcr, Zcithalteschaltung und Schrittmotor im wesentlichen ohne Überlappung nebeneinander um das im mittigen Bereich befindliche Räderwerk angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich zwangsläufig ein erheblicher Durchmesser der Uhr, insbesondere dann, wenn eine Batterie mit annehmbarer Lebensdauer verwendet wird. Eine ähnliche Uhr ist in der DE-OS 21 31 476 beschrieben.

Die DE-OS 1 5 23 929 befaßt sich mit einer Armbanduhr, in deren Gehäuse eine kreisförmige Stimmgabel angeordnet ist. Ein gebogenes Joch verläuft konzentrisch zur Stimmgabel und ist in der Mitte am Nordpol eines Dauermagneten befestigt, dessen anderes Ende ills Zunge an der Stimmgabe anliegt. Das [och kann von

einer Treibspule oder einer Abnahmespule angezogen werden. Aufgrund der Kreisform der Stimmgabel ist konzentrisch zu dieser und mittig unter dem zentralen Rüderwerk eine Batterie zum Antrieb angeordnet. Zwischen der Batterie und der Stimmgabel sind ferner ein Transistor, ein Kondensator und ein Widerstand untergebracht. Die Stimmgabelenden tragen kleine Dauermagnete, zwischen deren Polen das Hemmungsrad drehbar ist. Am Gehäuserand befinden sich ferner ein Stellknopf und ein Startknopf. Das Räderwerk ist möglichst flach gestaltet und befindet sich im oberen Teil des Gehäuses. Die diskreten elektrischen Bauelemente nehmen einen verhältnismäßig großen Raum ein, so daß sich eine ziemlich dicke Uhr mit verhältnismäßig großem Durchmesser ergibt. Deshalb ist die Batterie unter Berücksichtigung der von der Schaltung benötigten hohen Leistung sehr klein gehalten, so daß ihre Lebensdauer sehr gering sein dürfte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufwerk für eine batteriebetriebene elektronische Analog-Klcinstuhr anzugeben, bei dem die einzelnen Einheiten möglichst dicht gepackt und verschachtelt sind und trotz Einsatz einer verhältnismäßig großen Batterie Größendimensionen erreicht werden, die eine Verwendung der Kleinstuhr in Armreifen, Ringen oder dergleichen gestattet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Laufwerk mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Da bei dem erfindungsgemäßen Laufwerk nicht nur das Räderwerk, sondern auch die Zeithalteschahung und der Kristallschwinger von der Batterie im wesentlichen überdeckt sind und die Schrittmotorspule oberhalb des Stators und Rotors angeordnet ist, ergibt sich eine wesentliche Reduzierung des Durchmessers der Uhr, ohne daß eine störende wesentliche Verdickung auftritt.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Laufwerks sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf verschiedene Bauteile einer elektronischen Miniatur- oder Kleinstuhr nach dem Stand der Technik mit Darstellung der allgemeinen Standorte dieser Bauteile,

l⁷ig. 2 eine stark vereinfachte Draufsicht auf die grundsätzliche Anordnung des Laufwerks einer elektronischen Uhr gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Laufwerks für eine elektronische Uhr gemäß der Erfindung,

Fig.4 einen Querschnitt eines Teils des Laufwerks von Fig. 3 zur Darstellung der allgemeinen Standorte eines Schrittmotors sowie seiner Bauteile und einer Batterie mit Bezug zu einer Grundplatte des Laufwerks,

Fig.5 und 6 weitere Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung des Aufbaus des Laufwerks von F i g. 3,

Fig. 7A, 7B und 7C schematische Darstellungen für den externen Aufbau einer Batterie, die mit integrierten Verbindungsgliedern zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Laufwerk nach F i g. 3 versehen ist,

Fig. 8A, 8B und 8C schematische Darstellungen für die bauliche Anordnung von Teilen eines bei dem Laufwerk nach F i g. 3 verwendeten Schrittmotors,

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Draufsicht zur Darstellung des Aufbaus eines Laufwerks einer elektronischen Uhr nach einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 10 und 11 Querschnitte der zweiten Laufwerk-Ausführungsform von F i g. 9,

Fig. 12 einen Teilquerschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Laufwerks für eine elektronische Uhr gemäß der Erfindung.

In der Draufsicht von F i g. 1 ist die allgemeine Anordnung der verschiedenen Bauteile eines Lauf- oder Uhrwerks für eine quarzkristailgesteuerte (quarzgeregelte)

ίο Damen-Armreifuhr in Analogausführung gezeigt, wobei das dargestellte Laufwerk für den Stand der Technik typisch ist. Auf der Grundplatte 10 des Laufwerks sind eine Batterie 12. ein eine Zeithalteschahung und einen Quarzkristallvibrator 15 enthaltender elektronischer Schaltungsblock 14, ein Schrittmotor 18, ein Räderwerk 16 und eine Zeitkorrektur-Schaheinrichtung 24 angeordnet. Wie zu erkennen ist, sind alie diese Bauteile auf der Grundplatte 10 wesentlich voneinander getrennt, wenn man davon absieht, daß eine gewisse Teilüberlappung der Bauteile gegeben ist. Zusätzlich ist der Stator 22 des Schrittmotors 18 der Uhr in einem von der Spule 20 dieses Motors abweichenden Bereich der Grundplatte 10 angeordnet.
Aus Fig. 1 wird verständlich, daß es, wenn man bestrebt ist, ein Laufwerk von verminderter Größe mit einer Anordnung der Bauteile derart, wie es gezeigt ist, herzustellen, notwendig ist, sowohl die Größe des Schrittmotors 18 und der Batterie 12 wie auch diejenige anderer Bauteile zu vermindern. Eine Verminderung der Größe der Batterie 12 wird jedoch eine Herabsetzung der Batterieleistung und daraus folgend eine Verkürzung der Gesamtbetriebsdauer der Batterie zur Folge haben. Ferner wird eine Verminderung der Größe des Schrittmotors 18 eine gewisse Herabsetzung in der Arbeitsleistung (Wirkungsgrad) des Motors nach sich ziehen, wodurch zum Antrieb des Motors 18 ein höherer Energiebedarf hervorgerufen wird, was weiterhin dazu angetan ist, die Lebensdauer der Batterie 12 zu vermindern. Es ist insofern ersichtlich, daß eine einfache Verminderung der Größe der Bauteile einer elektronischen Kleinstuhr, die ein Laufwerk bisher bekannter Art hat, keine praktikable Lösung bietet, wenn es darum ge'it, die Gesamtgröße der Uhr herabzusetzen.

Die Fig. 2 zeigt in stark vereinfachter Form eine Draufsicht auf die allgemeine Anordnung eines Laufwerks für eine elektronische Kleinst-Quarzuhr vom Analogtyp gemäß der Erfindung. Eine Grundplatte 28 weist eine leicht längliche Form auf, sie kann ellipsenförmig oder rechteckig sein oder, wie Fig. 2 zeigt, zwei parallele Seiten und zwei kreisbogenförmige Stirnseiten haben. Eine solche Form ist, wie im Fall einer Ellipse oder eines Rechtecks, grundsätzlich symmetrisch zu einer kleinen Symmetrieachse, nachfolgend kleine Achse genannt und in F i g. 2 mit B bezeichnet, und zu einer großen Symmetrieachse, nachfolgend große Achse genannt und in F i g. 2 mit A bezeichnet. Ein Batterieblock 36 enthält eine im wesentlichen scheibenförmige Batterie 37 mit dem Durchmesser D. Das Räderwerk 30 der Uhr ist innerhalb des mittigen Bereiches der Grundplatte 28 angeordnet, wobei der größere Teil des Räderwerks 30 sich unterhalb der Batterie 37 befindet. Eine Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34 ist von außen betätigbar, um Korrektursignale für die Richtigstelluni.' der vor den durch die Zeitanzeigeelemente der Uhr gelieferten Zeitangaben hervorzurufen. Ferner sind ein Schrittmotor 38 und ein Quarzkristallvibrator (Quarzschwinger) 40, der elektrisch an einen elektronischen Schaltungsblock 32 gekoppelt ist. vorhanden. Der clek-

tronische Schaltungsblock 32 enthält eine Zeithalteschaltungsbaugruppe mit einem integrierten Schaltkreis oder integrierten Mikrobaustein, der elektrisch mit dem Quarzschwinger 40 verbunden ist, um Zeithaltesignale für das periodische Ingangsetzen des Schrittmotors 38 zu erzeugen, und diese Baugruppe wird nachfolgend als Zeithalteschaltung /C42 bezeichnet (integrierte Schaltung 42). Das Räderwerk 30 liegt, wie gezeigt ist, in einem mittigen Bereich der Grundplatte 28, während die Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34, die Zeithalteschaltung /C42, der Quarzschwinger 40 und der Schrittmotor 38 jeweils in rund um das Räderwerk 30 befindlichen, dem Außenumfang der Grundplatte 28 benachbarten Bereichen angeordnet sind. Die Längsachse des Quarzschwingers 40 verläuft parallel zur großen Achse A der Grundplatte 28. was auch für die Längsachse der Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34 gilt, die in dem Laufwerk nach der Erfindung eine längliche Gestalt hat. Des weiteren ist der Schrittmotor 38 an einer Stirnseite der Grundplatte 28 untergebracht (der hier verwendete Ausdruck »Stirnseite« bezeichnet die kürzeren Seiten der Grundplatte 28, d.h. im Beispiel der Fig. 2 die in Kreisbogenform verlaufenden Seiten), während die Batterie 37 vom Schrittmotor 38 aus in Richtung zum gegenüberliegenden Ende der Grundplatte 28 hin angeordnet ist. Zusätzlich dazu, daß die Batterie 37 einen bedeutenden Teil des Räderwerks 30 überdeckt, deckt sie auch im wesentlichen die Zeithalteschaltung /C42 und den Quarzschwinger 40 ab.

Die Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform für ein Laufwerk einer elektronischen Uhr gemäß der Erfindung in einer Draufsicht und die allgemeine Anordnung der Laufwerkbauteile. Dieses Laufwerk entspricht grundsätzlich der oben erläuterten und in F i g. 2 gezeigten Anordnung. Die F i g. 4, 5 und 6 sind Ansichten von Teilquerschnitten zum besseren Verständnis der Batterie- und Schrittmotoranordnungen und -ausbildungen bei dieser ersten Ausführungsfom. Wie bei F i g. 2 ist das Räderwerk in einem im wesentlichen mittigen Bereich der Grundplatte 28 gelegen und von der an einer Stirnseite der Grundplatte befindlichen Zeithalteschaltung IC42. von dem an der gegenüberliegenden Stirnseite der Grundplatte befindlichen Schrittmotor 38, von der nahe dem Räderwerk 30 angeordneten Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34. deren Längsachse parallel zur großen Achse ,4 der Grundplatte liegt, und dem auf der der Schalteinrichtung 34 gegenüberliegenden Seite des Räderwerks 30 befindlichen Quarzschwinger 40, dessen Längsachse ebenfalls parallel zur großen Achse A verläuft, umgeben.

Das Räderwerk 30 enthält ein zweites Rad 46, ein drittes Rad 48. ein Zentralrad 50, ein Minutenrad 52 und ein Stundenrad 54. Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist das Räderwerk 30 in einem Raum aufgenommen, der zwischen einer Räderwerkbrücke 56 und der Oberfläche der Grundplatte 28 gebildet ist. Die Räderwerkbrücke 56 ist an der Grundplatte 28 mittels zweier Schrauben 58, 60 festgehalten, die jweils in eine in der Grundplatte befestigte Gewindehülse, wie die Gewindehülse 63 in F i g. 4. eingeschraubt sind. In der Räderwerkbrücke 56 bo sind Vertiefungen 62, 64 zur Aufnahme der Köpfe der Schrauben 58,60 ausgebildet.

Der elektronische Schaltungsblock 32 enthält die Zeithalteschaltung IC42. ein Schaltungssubstrat (-träger) 70, auf dem, wie F i g. 6 zeigt, die Zeithalleschaltung /C42 gelagert ist, und eine Anschlußfahne 68 für die ebenfalls auf dem Schaltungsträger 70 befestigte Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34. Auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 70 sind Leiterbahnen ausgebildet, um Verbindungen zwischen der Zeithallcschiiliung /C42 und der Anschlußfahne 68. dem Quarzschwingur 40 usw. herzustellen. Bei dieser Ausführungsform enthält die Zeithalteschaltung IC42 eine integrierte Chipschaltung (Mikrobaustein), die von einem Schutzüberzug 72 aus synthetischem Harz, wie F i g. 6 zeigt, überdeckt ist. Ferner ist bei dieser Ausführungsform auch der Quarzschwinger 40 fest an der Grundplatte 28 angebracht, wobei seine Anschlüsse mit den Leiterbuhnen auf dem Schaltungsträger 70 durch Lötung verbunden sind. Ein Teil der Leiterbahnen auf dem Substrat 70 ist elektrisch mit der Grundplatte 28 verbunden, und zwar mittels Anlötens an einen Stift 76, der, wie F i g. 6 zeigt, von der Grundplatte 28 aufragt. Die Lötverbindung am Stift 76 dient auch zusammen mit einer Schraube 75 dazu, den Schaltungsträger 70 festzulegen. Die Schraube 75 ist in eine in der Grundplatte 28 befestigte Gewindehülse 74 eingesetzt.

!n dem Schaltungsträger 70 ist eine öffnung 78 ausgebildet, über welcher ein Leiterschema mil einer Anzahl von Abchnitten liegt, welche nach Wahl. z. B. mittels eines Laserstrahls, geschnitten werden können, um die Zeithalterate der Uhr zu trimmen, und diese Abschnitte sind an einen Normalfrequenz-Oszillatorschwingkrcis der Zeithalteschaltung /C42 angeschlossen.

Die Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34 enthält ein Korrekturschaltglied, das mit Hilfe einer Schraube 75 an der Grundplatte 28 befestigt und an welchem eine Korrekturschaltfeder 83 angebracht ist. Ein von außen betiitigbares und bewegliches Teil 81, das nicht Teil des Laufwerks selbst ist, ist in einer öffnung im Uhrgehäuse 79 untergebracht. Wenn dieses Teil 81 niedergedrückt wird, so wird die Korrekturschaltfeder 83 an ihrem einen Ende 85 an der Anschlußfahne 68 zur Anlage gebracht, welche mit einem Eingang der Zeithalteschaltung /C42 verbunden wird, so daß jedesmal, wenn die Korrekturschaltfeder 83 betätigt wird, ein Korrekmrsignalimpuls als Eingang an die Zeithalteschaltung IC'42 geht. Das Ergebnis ist, daß aufeinanderfolgende Betätigungen des Teils 81 bewirken, daß die von den Zeitanzeigeelementen der Uhr gelieferten Zeitangaben auf einen gewünschten Wert abgeändert werden.

Die Drauf- und Seitenansichten der F i g. 7A, 7B und 7C zeigen die Anordnung der Batterie 37. Eine Anodenverbindungsplatte 87 ist fest, z. B. durch Schweißen, mit der Anode 92 der Batterie 37 verbunden, während eine Kathodenverbindungsplatte 90 an der Kathode 94 der Batterie 37 angebracht ist. Die Anoden- und Kathodenverbindungsplatte 87 bzw. 90 dienen dem elektrischen Anschluß der Batterie 37. Wie die F i g. 7B und 7C zeigen, sind in der Kathodenverbindungsplatte 90 Vertiefungen 110,112 ausgeformt, an welchen die Platte 90 an die Batterie 37 punktgeschweißt ist. Der übrige Raum zwischen Oberfläche der Batterie 37 und Kathodenanschiußplatte 90 ist mit einem synthetischen Harz 114 ausgefüllt, das auch die Abdichtung 116 der Batterie 37 bedeckt und somit dazu dient, ein Austreten des Inhaltes der Batterie zu verhindern. Ein Teil 91 der Kathodenverbindungsplatte 90 ist, wie Fig. 7B zeigt, aufwärts gebogen, um einen Kontakt zwischen dem Uhrgehäuse und der Kathode 94 herzustellen.

Wie der F i g. 7C zu entnehmen ist, erstreckt sich ein Abschnitt der Anodenverbindungsplatle 87 von der Batterie 37 nach außen und ist zweimal im rechten Winkel gebogen, so daß ein parallel zur Ebene der Grundplatte 28 liegender Teil 107 gebildet wird. An der Oberfläche dieses Teils 107 der Anodenverbindungsplaile 87

isl cine Platte 98 aus Isoliermaterial befestigt. Wie Fig. 7Λ zeigt, sind in den nach außen ragenden Teilen sowohl der Anoden- wie der Kathodenverbindungsplattc 87 bzw. 90 Löcher ausgebildet. Die Batterie 37 wird von einem Batterieträger 96 an ihrem Platz gehalten; dieser Träger 96 besteht aus synthetischem Harz und wird mittels zweier, mit ihm einstückig ausgebildeter Vorspriingc 100 und 102, wie F i g. 6 zeigt, festgelegt. Der Vorsprung 100 greift in einen Ausschnitt der Grundplatte 28 ein, während der Vorsprung 102 in einen Ausschnitt der Räderwerkbrücke 56 eingreift.

Angaben über den Batterietyp und die Polarität werden an der Unterseite der Anodenverbindungsplatte 87, Angaben bezüglich des Typs der Uhr usw. werden an der Oberseite der Kathodenverbindungsplatte 90 vermerkt. Wie der F i g. 5 zu entnehmen ist, dient die Isolierplatte 108 dazu, einen unerwünschten Kontakt zwischen der Anodenverbindungsplatte 87 und metallischen Teilen des Laufwerks zu verhindern.

Es ist zu bemerken, daß bei der vorliegenden Ausführungsform der Schalungsträger 70 elektrisch mit der Kathode der Batterie 37 verbunden ist. Ferner ist zu bemerken, daß die Kathodenverbindungsplatte 90 im wesentlichen die Oberseite, d. h. die Kathodenseite der Balteric 37 abdeckt.

Der Schrittmotor 38 enthält einen Spulenkörper 118, der vertikal oberhalb eines Stators 120 und eines Rotors 122 gelagert ist. Der Stator 120 hat zwei Arme, die den Rotor 122 umgeben. Ein Permanentmagnet (Schrittmotor-Spulenkern) 128 ist fest mit dem Rotor 122, der Grundplatte 28 und einer Tragplatte 121, die mit dem Stator 120 verschweißt ist, verbunden, während der Rotor 122 drehbar zwischen der Tragplatte 121 und der Grundplatte 28 gelagert ist. Die Ausbildung des Spulenkörpers 118 ist den F i g. 8A, 8B und 8C zu entnehmen. Wie gezeigt ist, hat der Schrittmotor-Spulenkern 128 zwei Abschnitte 123 und 125, die als Befestigungsarme dienen und sich von jedem Ende der Schrittmotorspule 119 nach außen erstrecken; jeder dieser endseitigen Abschnitte 123, 125 des Spulenkerns wird an einer oder mehreren Abstandsplatten 130, 132 aus hochpermeablem magnetischen Werkstoff angebracht. Bei dieser Ausführungsform sind für jeden endseitigen Abschnitt des Spulenkerns 128 drei solche Abstandsplatten vorgesehen. Diese Platten können mit dem Spulenkern 128 verlötet oder verschweißt werden und dienen einer magnetischen Kopplung zwischen dem Spulenkern 128 und dem Schrittmotorstator 120. Eine Anschlußfahne 134 stellt elektrische Verbindungen zu den Anschlüssen der Schrittmotorspule 119 her. Die Anschlußfahne 134 hat einen Abschnitt 140, der an der Unterseite der Schrittmotorspule 119 befestigt ist, und ein anderer Abschnitt 141 der Anschlußfahne 134 ist an der Oberfläche eines endseitigen Abschnittes des Schrittmotor-Spulenkerns 128 befestigt, wie F i g. 8B zeigt. Die Anschlußfahne 134 ist zu einer solchen Gestalt gebogen, daß der Abschnitt 141 nahe der oberen Fläche des Spulenkörpers 118 zu liegen kommt, während der untere Abschnitt 140 unterhalb der Unterseite des Spulenkörpers 118 liegt. Zusätzlich hat die Anschlußfahne 134 eine solche Gestalt, wie sie in der Draufsicht von Fig. 8A gezeigt ist, so daß ein Raum freibleibt, in dem die Batterie 37, zur Schrittmotorspule 119 eng benachbart, aufgenommen werden kann. Auf der Anschlußfahne 134 ist ein Leiterschema, das wenigstens drei getrennte Leiterpfade aufweist, angebracht. Zwei dieser Leiterpfade dienen dazu, elektrische Verbindungen zwischen den Anschlüssen 142 der SchrittmotorsDule 119 herzustellen, während ein anderer Leiterpfad dazu dient, einen Teil einer elektrischen Schaltung zwischen der Anode der Batterie 37 und der Zeithalteschaltung IC42 zu bilden. Die Leiterpfade auf der Anschlußfahne 134 werden mit entsprechenden Leiterpfaden an einer Fläche des Schaltungsträgers 70 in elektrischen Kontakt gebracht, indem die einander zugeordneten Flächen der Anschlußfahne 134 und des Schaltungsträgers 70 zusammengepreßt gehalten werden. In einem Arm 136 der Anschlußfahne 134 ist ein Loch 137 vorgesehen, in das ein Fixierniet 84 der Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34 eingreift. Dieser Fixierniet 84 dient dazu, eine Bewegung der Anschlußfahne 134 zu verhindern, wenn diese mittels der Schraube 75 an ihrem Platz befestigt wird, wobei die Schraube 75 in die in der Grundplatte 28 vorgesehene Gewindehülse eingreift. Wie die F i g. 5 erkennen läßt, sind der Stator 120 und der Schrittmotor-Spulenkern 128 durch die Abstandsplatten 130,132 mittels der Befestigungsschraubenl48 und 150, die in in die Grundplatte 28 eingesetzte Gewindehülsen 152, 154 eingreifen, magnetisch gekoppelt. Die Schraube 148 dient dazu, die Isolierplatte 108, die Anodenverbindungsplatte 87, den endseitigen Abschnitt 123 des Spulenkerns (Schrittmotorarm), die Abstandsplatten 132 und den Stator 120 — in dieser Reihenfolge vertikal gestapelt — auf der Grundplatte 28 festzuklemmen. Eine Leiterbahn auf der Anschlußfahne 134 wird hierbei zu einem elektrischen Kontakt mit der Anodenverbindungsplatte 87 gepreßt. Die Schraube 150 dient dazu, die Kathodenverbindungsplatte 90 über den endseitigen Abschnitt 125 des Spulenkerns (Schrittmotor-Befestigungsarm) und an ihrem Platz festzuklemmen, wobei die Kathodenverbindungsplatte 90 zu einem elektrischen Kontakt mit dem Schrittmotor-Spulenkern 128 gepreßt und damit die Kathode der Batterie 37 wirksam mit der Bodenplatte 28 verbunden wird, so daß die Bodenplatte 28 an das negative Potential der Batterie 37 angeschlossen ist. Im Batterieträger 96 sind L-förmige Ausschnitte 103,105 (F i g. 3) vorgesehen, die einen kleinen Spalt zwischen dem Batterieträger 96 und Endstükken 143, 145 des Schrittmotor-Spulenkerns 128 bilden. Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, ist die Vertiefung 62, die dem Anschluß der Räderwerkbrücke 56 dient, derart ausgebildet, daß der Kopf der Schraube 58 unmittelbar unterhalb desjenigen Teils der Anschlußfahne 134 liegt, welcher an der Unterseite der Schrittmotorspule 119 angebracht ist. wodurch sichergestellt wird, daß die Unterseite der Spule 119 im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Oberseite der Räderwerkbrücke 56 angeordnet werden kann. Eine abgestufte Vertiefung 64 (Fig. 3) ist zusätzlich in der Räderwerkbrücke 56 vorgesehen und ermöglicht, den Arm 136 der Anschlußfahne 134 unterhalb des Kopfes der Schraube 75 anzuordnen, so daß die Anschlußfahne 134 durch die Schraube 75, die ein Loch in der Anschlußfahne 134 durchsetzt, auf ihrem Platz gehalten wird.

Die vorstehend beschriebene Anordnung macht es möglich, die Schrittmotorspule 119 und die Batterie 37, die — gemessen in einer lotrechten Richtung mit Bezug zur Grundplatte 28 — nahezu gleiche Dicke haben, auf nahezu identischer Höhe oberhalb der Grundplatte 28 anzuordnen, während ebenfalls ermöglicht wird, das Räderwerk 30 in dem Raum aufzunehmen, der zwischen der Oberseite der Grundplatte 28 und der Unterseite der Räderwerkbrücke 56 gebildet wird.

Der Kopplungspfad des magnetischen Flusses des Schrittmotors 38 geht vom Schrittmotor-Spulenkern 128 durch die Abstandsplatten 130, 132 zum Stator 120,

wobei auf den mit dem Schrittmotorrotor 122 verbundenen Permanentmagneten 128 jedesmal eine Kraft ausgeübt wird, wenn ein Zeithaltesignalimpuls an die Schrittmotorspule 119 gelangt. Auf diese Weise wird der Rotor 122 des Schrittmotors periodisch durch die von der Zeithalteschaltung /C42 erzeugten Zeithaltesignale gedreht, und diese Bewegung wird über das Räderwerk 30 auf die Zeitanzeigeelemente der Uhr übertragen.

Wie oben bereits festgestellt wurde, ist ein Laufwerk gemäß der Erfindung grundsätzlich symmetrisch zu einer großen und kleinen Achse, es ist grundsätzlich dünn, von ebener Gestalt und von sehr geringer Größe. Bezeichnet man die große Achse mit A, die kleine Achse mit ß, die Breite der Schrittmotorspule 119 — gemessen in einer zur Ebene der Grundplatte 28 parallelen und zur Längsachse der Schrittmotorspule il9 rechtwinkligen Richtung — mit C. ist die Batterie 37 scheibenförmig und hat einen Durchmesser D, dann sollen die folgenden Beziehungen für ein Laufwerk gemäß der Erfindung erfüllt werden:

A S 1,5(C+ D) und
BS 1,3 D.

Die zweite, in F i g. 9 gezeigte Ausführungsform für ein Laufwerk gemäß der Erfindung unterscheidet sich hauptsächlich von der ersten Ausführungsform in der Art, wie der magnetische Fluß der Schrittmotorspule 119 zum Stator des Schrittmotors übertragen wird. Bei der ersten Ausführungsform wird das durch die Verwendung von Abstandsplatten, die an nach außen ragenden Abschnitten des Schrittmotor-Spulenkerns vorgesehen sind, erreicht. Bei der zweiten Ausführungsform wird diese magnetische Kopplung jedoch dadurch hergestellt, daß jeder der nach außen ragenden Abschnitte des Schrittmotor-Spulenkerns 128 in die Form von Armen gebracht wird, die sich in einer zur Längsachse des Spulenkerns 128 rechtwinkligen Richtung, d. h. in einer zur großen Achse des Laufwerks parallelen Richtung, erstrecken und von denen jeder mit zwei aufeinanderfolgenden Abbiegungen im rechten Winkel ausgebildet ist. so daß an jedem dieser Arme Abschnitte vorhanden sind, die parallel zur Ebene der Grundplatte 28 und unterhalb der Ebene der Schrittmotorspule angeordnet sind. Dies wird bei Betrachtung von Fig IO im Zusammenhang mit F i g. 9 klar, in denen die nach außen ragenden Armabschnitte 160, 162 des Schrittmotor-Spulenkerns 128 zu sehen sind. Die Art, in der der Arm 160 (und der Arm 162) gebogen ist, ist der Fig. 10 zu entnehmen, die auch zeigt, wie der Arm 160 in Anlage mit dem Schrittmotorstator 120 mit Hilfe einer Schraube 163 gepreßt wird, welche in eine in der Grundplatte 28 vorhandene Gewindehülse 169 eingreift. In gleichartiger Weise wird der Arm 162 mittels einer Schraube 166 am Stator 120 festgeklemmt. Der magnetische Fluß des Schrittmotorkerns 128 wird auf diese Art durch die Arme 160,162 zum Stator 120 übertragen.

Ein weiterer Unterschied zwischen der zweiten und ersten Ausführungsform liegt in der Art und Weise, in der elektrische Kontakte mit der Anode und Kathode der Batterie 37 hergestellt werden. Eine Batterie-Haltefeder 164 ist über dem Arm 162 des Schrittmotor-Spulenkerns mittels der Schraube 166 festgeklemmt und so gebogen wie Fig. 10 zeigt, so daß sie die Anode der Batterie 37 berührt und damit diese Anode mit der Grundplatte 28 verbindet. Die Haltefeder 164 dient auch dazu, die Batterie 37 an ihrem Platz festzulegen.

Auch die Ausbildung der Anschlußfahnc — hier ist es die Anschlußfahne 168 — unterscheidet sich von derjenigen der Anschlußfahne 134 der ersten Ausführungsform. Die Anschlußfahne 168 ist mit einem Teil 167 an der Unterseite der Schrittmotorspule 119 angebracht und ist mit zwei Armen 136, 138 versehen. Auf der Anschlußfahne 168 ist ein Leiterschema vorhanden, um elektrische Verbindungen zu den Anschlüssen 172

ίο (Fig. 11) der Schrittmotorspule 119 zu schaffen. Der Arm 136 wird durch eine Schraube 75 festgehalten, die in eine in der Grundplatte 28 vorgesehene Gewindehülse 74 eingeschraubt ist. Das Leiterschema der Anschlußfahne 168 weist drei leitende Pfade auf, die auf Grund dessen, daß der Schaltungsträger 70 und die Anschlußfahne 168 miteinander zusammengepreßt gehalten werden, d. h., der Arm i36 der Anschiußfahne i68 wird gegen die Oberfläche des Schaltungsträgers 70 mittels der Schraube 75 geklemmt, in elektrischen Kontakt mit cntsprechenden Leiterpfaden des Schaltungsträgers 70 gebracht werden. Andererseits geht der Arm 138 unter dem mittigen Bereich der Kathode der Batterie 37 hindurch, so daß ein Leiterpfad am Arm 138 der Anschlußfahne 168 eine elektrische Verbindung zwischen der Kathode der Batterie 37 und einem Leiterpfad auf dem Schaltungsträger herstellt. Der Arm 138 bedeckt einen Großteil der Räderwerkbrücke 56. Die Unterseite des Anschlußfahnenarms 138 ist mit einer Schicht einer Polyamidisolierung bedeckt, wodurch ein Kontakt zwisehen der Kathode der Batterie 37 und der Räderwerkbrücke 56 verhindert wird. Die Anwendung einer solchen Polyamidisolierschicht macht die Anwendung einer Isolierplatte zwischen der Kathode der Batterie 37 und der Räderwerkbrücke 56 unnötig.

Die Lage des Teils 167 der Anschiußfahne 168, welches an der Unterseite der Schrittmotorspule 119 angebracht ist, ist so getroffen, daß es sich auf annähernd derselben Höhe über der Grundplatte 28 befindet wie die Tragplatte 121, die am Stator 120 des Schrittmotors 38 angeschweißt ist, sie ist jedoch so, daß diese sich in einer horizontalen Ebene nicht überlappen. Die Länge eines Teils eines jeden der Arme 160,162 des Schrittmotor-Spulenkerns 128, der rechtwinklig zur Ebene der Grundplatte 28 ist, ist derart, daß die Tragplatte 121 und auch der Teil 167 der Anschlußfahne 168 unter der Unterfläche der Schrittmotorspule 119 aufgenommen werden können, wie Fig. 10 zeigt. Die Batterie 37 und die Schrittmotorspule 119 haben, wie bei der ersten Ausrührungsform, im wesentlichen dieselbe Dicke und sind auf im wesentlichen gleicher Höhe über der Grundplatte 28 angeordnet. Die Schrittmotorspule 119 ist auf einem Wickelkörper 159 ausgebildet, welcher aus laminiertem Polyamidharz gefertigt ist und für erhöhte Stärke eine Kupferlage an jeder Stirnseite hat. Die Zeithalteschaltung IC 42 ist, wie F i g. 11 zeigt, am Schahungsträger 70 befestigt und mit einer Abdichtschicht 170 aus synthetischem Harz bedeckt. Wie bei der ersten Ausführungsform sind der Quarzschwinger 40 und die Zeitkorrektur-Schalteinrichtung 34 mit ihren Längsachsen zur großen Achse des Laufwerks im wesentlichen ausgerichtet und an gegenüberliegenden Seiten des Räderwerks 30 angeordnet, während der Schrittmotor 38 sowie die Zeithalteschaltung IC42 an entgegengesetzten Seiten der Grundplatte 28 angeordnet sind; die Batterie 37 überdeckt im wesentlichen die Zeithalteschaltung IC42, das Räderwerk 30 und den Quarzschwinger 40.

Es ist ein wesentliches Merkmal der zweiten Ausfiihrungsform gemäß der Erfindung, daß zwei Arme vorge-

sehen sind, die sich vom Spulenkern des Schrittmotors 38 aus erstrecken, mit diesem einstückig und derart gebogen sind, daß ein Teil eines jeden Armes sich in einer Richtung zur Batterie 37 hin erstreckt sowie parallel zur F.bcne der Grundplatte 28 und unterhalb der Ebene der Unterseite der Schriltmotorspule 119 angeordnet ist.

Mit Bezug auf Fig. 12 wird eine dritte Ausführungsform für ein Laufwerk gemäß der Erfindung beschrieben. Da in den meisten Beziehungen die Ausbildung der dritten Ausführungsform zu derjenigen der zweiten Ausführungsform gleichartig sein kann, ist in Fig. 12 nur eine Teilansicht des Laufwerks im Schnitt dargestellt, um die wesentlichen Unterschiede zwischen der /weiten und dritten Ausführungsform herauszustellen. Ein grundsätzlicher Unterschied zwischen der dritten Ausführungsform und den ersten beiden liegt in der Art. in der der Spulenkern 128 des Schrittmotors 38 magnetisch an den Stator 120 gekoppelt ist. Diese magnetische Kopplung wird bei der dritten Ausführungsform mit Hilfe eines Joch-Zwischenringes 173 erreicht, der aus hochpermeablem Magnetwerkstoff gebildet ist. Der Kern 128 des Schrittmotors 38 ist mit zwei nach außen ragenden Endstücken 180 versehen, die jedoch nicht gebogen sind, was bei der zweiten Ausführungsform der Fall ist. Jedes dieser Endstücke ist, wie F i g. 12 zeigt, mit einer unteren Fläche in Anlage an einer obenliegenden Fläche 186 des Joch-Zwischenringes 173 festgeklemmt. Die untere Fläche 184 des Joch-Zwischenringes ist gegen die Oberfläche des Stators 120 geklemmt. Eine Battcric-Haltefeder 188dient dazu, die Batterie 37 an ihrem Plat/ zu halten und einen elektrischen Kontakt an dieser hcr/.ustclien. Die Batterie-Haltefeder 188, die Endstücke 180 des Schrittmotor-Spulenkerns, der Joch-Zwischenring 172 und der Stator 120 sind in dieser Reihenfolge oberhalb der Oberfläche der Grundplatte 28 vertikal gestapelt und in ihrer Lage durch eine Schraube 176, die in eine in der Grundplatte 28 vorgesehene Gewindehülsc 178 eingreift, festgespannt. Die anderen Bauteile des Laufwerks der dritten Ausführungsform werden hier nicht weiter erläutert, da sie in gleichartiger Weise wie bei der zweiten Ausführungsform angeordnet werden können, jedoch mit Ausnahme der Lagerung des Schrittmotorrotors 122. Bei der ersten und zweiten Ausführungsform ist der Rotor 122 zwischen einer Tragplatte 121 und der Grundplatte 28 gehalten, wobei die Tragplatte 121 ein eigenes Bauteil ist, das am Stator 120 der Grundplatte 28 angeschweißt oder andersartig angebracht ist. Bei der dritten Ausführungsform ist jedoch, wie Fig. 12 zeigt, der Rotor 122 drehbar zwischen der Räderwerkbrücke 56 und der Grundplatte 28 — in einer zu den Zahnrädern des Räderwerks 30 ähnlichen Weise — gelagert.

Aus der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird klar, daß gemäß der Erfindung ein für eine elektronische Kleinstuhr bestimmtes kornpakles Laufwerk von geringer Größe geschaffen werden kann. Dies wird erreicht, indem der vom Schrittmotor der Uhr eingenommene Flächenbereich durch Einführen einer derartigen Gestaltung des Schrittmotors, daß die Motorspule unmittelbar über dem Rotor und Stator des Schrittmotors angeordnet wird, vermindert wird, indem die Batterie der Uhr so angeordnet wird, daß sie im wesentlichen das Räderwerk, den Quarzschwinger und die integrierte Zeithalteschaltung überdeckt, und indem das Räderwerk in einem mehr oder weniger mittigen Teil des Grundplattenoberflächenberciches angeordnet wird, während der Schrittmotor, die Zeilhalteschaltung, der Quarzkristallvibrator und die Zeitkorrektur-Schalteinrichtung in Grundplattenbereichen angeordnet werden, die das Räderwerk umgeben. Zusätzlich wird die Dicke der Schrittmotorspule so gehalten, daß sie zu derjenigen der Batterie nahezu identisch ist, und die Spule sowie die Batterie werden auf im wesentlichen die gleiche Höhe über der Grundplatte gelegt.

Eine elektronische Quarzkristall-Kleinstuhr, die ein Uhrwerk gemäß der Erfindung enthält, kann eine ausreichend geringe Größe haben, um als Teil des Damen-Modeschmucks, z. B. als Teil eines Armreifens, eines Ringes, eines Anhängers usw., verwendet zu werden. Trotz der außerordentlich geringen Größe ist der Aufbau des Laufwerks gemäß der Erfindung jedoch derart, daß es nicht notwendig ist, die Größe der Uhrenbatterie im Vergleich mit herkömmlichen elektronischen Quarzkristalluhren erheblich zu vermindern. Auf diese Weise kann durch ein Laufwerk gemäß der Erfindung für eine elektronische Uhr ein brauchbarer Wert für die Lebensdauer der Batterie erlangt werden. Darüber hinaus ist der mechanische Aufbau eines erfindungsgemäß ausgebildeten Laufwerks im Grunde einfach, wie die bevorzugten Ausführungsformen erkennen lassen, so daß die Herstellung solcher Laufwerke leicht durchführbar und — wirtschaftlich betrachtet — als bestens anwendbar anzusehen ist.

Die vorstehende Beschreibung läßt erkennen, daß die für die Erfindung gesteckten Ziele tatsächlich und mit Erfolg erreicht werden.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Laufwerk für eine batteriebetriebene elektronische Analog-Kleinstuhr, bei der eine Zeithalteschaltung mit einem Kristallschwinger zur Erzeugung von Zeithaltesignalen verbunden ist und mittels einer von außen betätigbaren Zeitkorrektureinrichtung Anzeigeelemente entsprechend der Zeit einstellbar sind, wobei ein eine Spule, einen Stator und einen Rotor aufweisender Schrittmotor ansprechend auf die Zeithaltesignale ein Räderwerk für die Anzeigeelemente dreht, mit einer Räderwe-kbrücke, die im mittigen Bereich einer Grundplatte einen Raum für das Räderwerk bildet, und wobei die Zeithalteschaltung in einem ersten Bereich, der Kristallschwinger in einem zweiten Bereich und der Schrittmotor in einem dritten Bereich der Grundplatte angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Räderwerk (30), die Zeithalteschaltung (42) sowie der Kristallschwinger (40) auf der Grundplatte derart angeordnet sind, daß sie von der Batterie (37) im wesentlichen überdeckt sind, und daß die Spule (119) des Schrittmotors oberhalb des Stators (120) und des Rotors (122) angeordnet ist.

2. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen symmetrisch — in der Draufsicht — zu einer großen Achse (A) wie zu einer kleinen Achse (B), wobei die große Achse länger alrs die kleine Achse ist, ausgebildet ist, daß die Batterie (37) — mit Bezug auf die große Achse — zum einen Ende des Laufwerks hin, der Schrittmotor (38) zum gegenüberliegenden Ende des Laufwerks hin angeordnet sind und daß die Längsachse der Schrittmotorspule (119) rechtwinklig zur großen Achse (A) liegt.

3. Laufwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (160,162) des Schrittmotor-Spulenkerns (128) sich auswärts von jedem Ende des Kerns (128) mit Bezug auf dessen Längsachse erstreckt und daß jeder dieser auswärts sich erstrekkenden Kernabschnitte in eine vorbestimmte, die Befestigung der auswärts sich erstreckenden Kernabschnitte am Schrittmotorstator (120) zur Herstellung einer magnetischen Kopplung zwischen Schrittmotor-Spulenkern und Schrittmotor-Stator erleichternde Gestalt gebogen sind.

4. Laufwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der nach außen ragenden Abschnitte des Schrittmotor-Spulenkerns (128) die Gestalt eines länglichen Armes hat, der so geformt ist, daß eine erste Biegung rechtwinklig zur Ebene der Grundplatte (28), eine zweite Biegung parallel zur Ebene der Grundplatte gerichtet ist und daß ein Teil eines jeden der Arme in einer zur größeren Achse (A) parallelen Richtung zur Batterie (37) hin verläuft.

5. Laufwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallschwinger (40) eine längliche Gestalt hat und seine Längsachse parallel zur großen Achse (Angerichtet ist.

6. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittmotorspule (119) und die Batterie (37) — gemessen in einer zur Ebene der Grundplatte (28) rechtwinkligen Richtung — von im wesentlichen gleicher Dicke sind und daß die Schrittmotorspule sowie die Batterie auf im wesentlichen gleicher Höhe über der Grundplatte angeordnet sind.

7. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (122) drehbar in der Räderwerkbrücke (56) gelagert ist und daß die Schrillmotorspule (119) sowie die Batterie (37) oberhalb der Räderwerkbrücke angeordnet sind.

8. Laufwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bezeichnung der großen Achse des Laufwerks mit A, der kleinen Achse des Laufwerks mit B, der Breite der Schrittmotorspule mit C und bei scheibenförmiger Ausbildung der Batterie mit einem Durchmesser D die Beziehungen A S 1,5 (C+ D)und ߣ 1,3 Derfüllt sind.