DE69709484T2

DE69709484T2 - Anordnung mit einem aus hartem Kunststoff hergestellten Uhrengehäuse und mit mindestens einem Drücker und Herstellungsverfahren für eine solche Anordnung

Info

Publication number: DE69709484T2
Application number: DE69709484T
Authority: DE
Inventors: Clement Meyrat; Jacques Mueller; Rolf Widmer
Original assignee: Swatch Group Management Services AG
Current assignee: Swatch Group Management Services AG
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: FR2748828B1; EP0807872A1; HK1008248A1; JPH1048352A; TW324796B; DE69709484D1; AU2082097A; SG65649A1; US6346208B1; FR2748828A1; CN1171571A; CN1132070C; AU719683B2; EP0807872B1; US6000842A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit, die ein Uhrgehäuse und wenigstens einen Drücker mit einer Welle und einem mit der Welle fest verbundenen Kopf, der vom Gehäuse nach aussen vorsteht, umfasst, wobei sich die Welle vom Kopf durch eine seitliche Öffnung des Gehäuses erstreckt, wobei der Drücker ein Element aus einem elastomeren Werkstoff enthält, das durch seine Elastizität eine Rückstellkraft für den Drücker sicherstellt und die Öffnung dicht verschliesst, indem es an einer äusseren Oberfläche des Gehäuses um die Öffnung in dichter Weise befestigt ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Einheit.
Die Drücker dieser Art haben im allgemeinen einen geringen Hub, was sie vorallem dazu bestimmt, einen elektrischen Kontakt in einer elektronischen Uhr, zum Beispiel in einem Chronographen oder in einer Multifunktionsuhr, zu steuern, aber man kann auch deren Anwendung für eine Uhr mit mechanischem Uhrwerk in Betracht ziehen.
Die Patentpublikation GB 2 077 506 beschreibt ein Uhrgehäuse mit Drückern dieser Art, ausser dass die Welle nicht vollständig oder überhaupt nicht durch die Öffnung des Gehäuses läuft. Die Welle und der äussere Kopf des Drückers sind einteilig ausgebildet und aus Hartkunststoff gegossen. Der Kopf hat eine ziemlich dünne Wandung, um leicht nachgiebig zu sein und um somit einen geringen Längshub der Welle zu ermöglichen und als Rückstellfeder zu dienen. Das freie Ende der Welle trägt ein leitendes Gummiplättchen, das sich dann, wenn man auf den Drücker drückt, an die beiden ortsfesten Kontakte anlegt, um sie elektrisch zu verbinden. Der Umfang des nachgiebigen Kopfes weist die Form einer zylindrischen Glocke auf, die in einer ersten Ausführungsform des Drückers in dichter Weise gegen die Wandung der Öffnung des Gehäuses geklebt ist. In einer anderen Ausführungsform ist das gegossene Teil einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet, wobei die Glocke direkt an das Gehäuse um die Öffnung herum angesetzt ist.
Ein solcher Drückerkopf muss einen ziemlich grossen Durchmesser haben, damit der Kopf nachgiebig ist. Dies ist im Fall des genannten Dokuments möglich, weil sich die Drücker auf einer oberen Fläche des Gehäuses befinden. Sie könnten sich hingegen nicht auf der seitlichen Wandung einer Armbanduhr (auf dem Abschnitt, der Mittelteil genannt wird) befinden, da die Höhe dieser Wandung im allgemeinen sehr beschränkt ist. Ferner laufen die wiederholten Biegungen des nachgiebigen Kopfes aus Hartkunststoff auf die Dauer Gefahr, die Glocke loszulösen oder sie rissig zu machen, wodurch dann die Dichtigkeit und die Funktion des Drückers beeinträchtigt wird.
Die Patentanmeldung FR 2 030 093 zeigt insbesondere auf ihrer Fig. 7 eine Einheit, die der Einleitung des Anspruchs 1 entspricht und die ein Drückerhauptteil aus starrem Material umfasst, das eine Welle und einen Kopf umfasst. Eine ringförmige Dichtung aus Elastomer, die unter dem Kopf des Drückers und auf dem Mittelteil des Gehäuses angeordnet ist, haftet an diesen letzteren und stellt ferner die Rückwärtsbewegung des Drückers zum Ausgangspunkt sicher, wenn sie durch einen Druck auf den Drücker zusammengedrückt worden ist.
Im Gebrauchsmuster DE 94 15 401 U1 (welches EP 0 703 512 A entspricht) ist ein Uhrendrücker vorgesehen, der in zwei Teile aufgeteilt ist: eine Membran aus Elastomer verschliesst eine seitliche Öffnung des Gehäuses, während ein Drückerhauptteil aus starrem Material innerhalb des Gehäuses elastisch getragen wird, um verlagert werden zu können, wenn man die Membran bis zu ihm heran drückt. Dieses System aus zwei Teilen benötigt besondere Trägerorgane innerhalb des Gehäuses.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die obenerwähnten Nachteile dank einem Drücker, der ökonomisch durch ein Giessverfahren ausgeführt und derart hergestellt werden kann, dass sich der Drücker auf dem Mittelteil einer Armbanduhr befinden kann, zu beheben.
Unter einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Einheit der weiter oben gezeigten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse aus Hartkunststoff besteht und dass der Kopf des Drückers nachgiebig ist und aus dem Element aus elastomerem Werkstoff gebildet ist.
Da der elastomere Werkstoff des nachgiebigen Kopfes sehr elastisch verformbar ist und auf einer äusseren Oberfläche des Gehäuses und nicht in der Öffnung befestigt ist, ermöglicht er somit, einen in der Richtung der Dicke der Uhr relativ schmalen Drücker auf der Aussenseite des Mittelteils auszuführen, wie in den herkömmlichen Chronographenuhren mit metallischen Drückern. Ferner Kann der Kopf aus Elastomer vorteilhaft vom Gussstück auf das Gehäuse heiss abgeformt werden, wie dies weiter unten beschrieben wird, was eine solide und dauerhafte Verbindung zwischen dem elastomeren Werkstoff und dem Kunststoff des Gehäuses sicherstellt. Der Kopf aus Elastomer hat auch den Vorteil, versehentliche Stösse auf den Drücker zu dämpfen, wobei somit vermieden wird, dass Schäden innerhalb des Gehäuses hervorgerufen werden.
Die Welle kann aus Hartkunststoff hergestellt sein, und insbesondere aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuse, was ermöglicht, sie gleichzeitig wie das Gehäuse zu giessen. Die Welle kann einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet sein, indem sie auf einer Seite durch ein nachgiebiges Teil mit diesem letzteren verbunden ist, oder sie kann im Gegenteil getrennt vom Gehäuse sein, indem sie mit diesem letzteren einzig über den Kopf aus Elastomer verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Welle aus elastomerem Werkstoff sein und einteilig mit dem nachgiebigen Kopf ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Einheit, die ein Uhrgehäuse aus Hartkunststoff und wenigstens einen Drücker mit einer Welle und einem vom Gehäuse nach aussen vorstehenden nachgiebigen Kopf umfasst, wobei sich die Welle vom Kopf durch eine seitliche Öffnung des Gehäuses erstreckt und wobei der nachgiebige Kopf mit der Welle und mit dem Gehäuse fest verbunden ist und die Öffnung dicht verschliesst, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der nachgiebige Kopf durch Einspritzen eines elastomeren Werkstoffs, der sich mit einer äusseren Oberfläche des Gehäuses um die Öffnung dicht verbindet, gegossen wird und dass das Verfahren die folgenden Schritte enthält:
(I) Einspritzen des Kunststoffs in eine Giessform, um wenigstens das Gehäuse zu bilden,
(II) Verändern eines Teils der Giessform im Bereich des Drückerkopfes und
(III) Spritzen des elastomeren Werkstoffs in diesen Teil der Giessform, um wenigstens den nachgiebigen Kopf in der Weise zu bilden, dass dieser mit der äusseren Oberfläche des Gehäuses wärmeverbunden wird.
Man verwendet somit ein "Zweimaterial"-Spritzgiessverfahren, das besonders leistungsfähig und ökonomisch ist, weil es nur eine einzige Giessform für die Herstellung des Uhrgehäuses und des oder der dieses letztere ausrüstenden Drücker verwendet. Ferner stellt dieses Verfahren eine einwandfreie Positionierung jeder Drückerwelle in bezug auf das Gehäuse und somit auf das Uhrwerk sicher.
In einer besonderen Form des Verfahrens ist die Welle des Drückers aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuse hergestellt und wird im Schritt (I) gegossen.
In einer anderen Form des Verfahrens ist die Welle des Drückers aus dem gleichen elastomeren Kunststoff wie der nachgiebige Kopf hergestellt und wird im Schritt (III) gegossen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen, die nicht als Beschränkungen zu verstehen sind und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben sind, in denen:
- Fig. 1 eine teilweise Stirnansicht eines Uhrgehäuses aus Kunststoff, das im Bereich eines Drückers teilweise geschnitten ist, in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- Fig. 2 eine Schnittansicht gemäss der Linie II-II der Fig. 1 ist;
- Fig. 3 eine zu Fig. 1 analoge Ansicht für eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist, und
- Fig. 4 eine teilweise Schnittansicht ist, die noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung illustriert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch ein Armbanduhrgehäuse 2 aus hartem thermoplastischen Material, wie ABS oder ähnliches. Das Gehäuse 2 umfasst einen Boden 3 und einen Mittelteil 4, auf dem im vorliegenden Fall zwei seitliche Drücker 5 vorgesehen sind. Ein oder mehrere weitere Drücker können auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses vorgesehen sein. Das Gehäuse 2 definiert einen kreisförmigen zentralen Hohlraum 6, in dem in herkömmlicher Weise ein Uhrwerk, Anzeigemittel und eventuell weitere Organe, insbesondere elektronische Module, angeordnet werden. Eine Steuerwelle (nicht dargestellt) kann durch den Mittelteil 4 hindurch, insbesondere zwischen den beiden dargestellten Drückern 5, vorgesehen sein. Vorzugsweise sind diese letzteren identisch oder symmetrisch zueinander und wirken gemäss den jeweiligen Achsen 7, die zum Zentrum 8 des Gehäuses ausgerichtet sind.
Jeder Drücker 5 ist gemäss den Fig. 1 und 2 hauptsächlich aus einer länglichen Welle 10, die eine vorzugsweise leicht konische oder prismatische zylindrische Form aufweist und gemäss der Achse 7 in einer seitlichen Öffnung 11 des Mittelteils 4 ausgerichtet ist, und aus einem nachgiebigen Kopf 12 zusammengesetzt, der vom Gehäuse 2 nach aussen vorsteht. Der Kopf 12 hat hier eine äussere Oberfläche 13, die die Form einer länglichen Glocke aufweist und in glatter Weise an die benachbarte äussere Oberfläche des Gehäuses 2 angeschlossen ist. Der Kopf besteht aus einem relativ weichen elastomeren Werkstoff, der heiss spritzgegossen ist, derart, dass er sich zugleich mit einem ersten Ende 14 der Welle 10 und mit einem die Öffnung 11 umgebenden Aussenoberflächenabschnitt 15 des Gehäuses 2 verbindet. Der Oberflächenabschnitt 15 ist vorzugsweise vertieft, um eine ausreichende Dicke des elastomeren Werkstoffs auf dem äusseren Umfang des Kopfs 12 vorzusehen. Der Kopf aus Elastomer 12 und die Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen auf dem Oberflächenabschnitt 15 gewährleisten die Dichtigkeit des Gehäuses im Bereich der Öffnung 11. Das Ende 14 der Welle 10 kann vorspringende Teile aufweisen, die im elastomeren Werkstoff eingebettet sind, um seine Verbindung mit dem Kopf 42 zu verstärken.
Im Beispiel der Fig. 1 ist die Welle 10 mit dem Gehäuse 2 über ein bandförmiges nachgiebiges Teil 16 verbunden, das sich in die Öffnung 11 erstreckt und unter Mitwirkung der durch den nachgiebigen Kopf 12 sichergestellten elastischen Rückwärtsbewegung zum Ausgangspunkt als Rückstellfeder für den Drücker dient. Um die Biegung des Kopfes 12 zu erleichtern, ist ausser auf der Seite des nachgiebigen Teils 16, gegen den sich der Kopf abstützen kann, eine dünne seitliche Aussparung 17 um das äussere Ende 14 der Welle 10 vorgesehen.
Auf der Seite des inneren Hohlraums 6 weist das zweite Ende der Welle 10 eine stirnseitige Abstützfläche 18 auf, die jede Form aufweisen kann, die geeignet ist, um mit dem Element des Uhrwerks, auf das es drücken muss, zum Beispiel mit einem elektrischen Kontaktelement oder einem beweglichen mechanischen Teil, zusammenzuwirken.
Gegebenenfalls kann eine nachgiebige metallische Lamelle (nicht dargestellt), die auf dem Gehäuse 2 befestigt ist, zwischen der stirnseitigen Oberfläche 18 und dem Uhrwerk angeordnet werden, um den Kunststoff der Welle 10 zu schützen. Unter Einwirkung einer auf die äussere Oberfläche 13 ausgeübten manuellen Schubkraft bewirkt die Deformation des nachgiebigen Kopfes 12 und des nachgiebigen Teils 16 einen Hub C der Welle 10 bis in die gestrichelt dargestellte aktive Position. Wenn diese Schubkraft aufgehoben wird, wird die Welle durch die Elastizität des Werkstoffs in die Ruheposition rückgestellt. Ihre stirnseitige Oberfläche 18 kann sich dann vorteilhafterweise in der Nähe einer inneren Umfangsoberfläche 20 des Hohlraums 6 befinden, was die Montage des Uhrwerks erleichtert.
Die weiter oben beschriebene Konstruktion hat den Vorteil, durch ein sogenanntes "Zweimaterial"-Spritzgiessverfahren hergestellt werden zu können, d. h. dass man eine einzige Giessform verwendet, in die man nacheinander zwei unterschiedliche Werkstoffe spritzt. In einem ersten Schritt ist die Giessform mit einem Teil versehen, das die Stelle des nachgiebigen Kopfes 12 einnimmt, und man spritzt den Hartkunststoff ein, der das Gehäuse 2 mit der Welle 10 und dem nachgiebigen Teil 16 bildet. Man ersetzt dann dieses Teil der Giessform, um den nachgiebigen Kopf 12 zu giessen, und man spritzt in diesen Bereich den elastomeren Werkstoff, der sich mit der Welle 10 und der Oberfläche 15 des Gehäuses 2 wärmeverbindet. Nach dem Ausformen steht ein fertiges Gehäuse zur Verfügung, das die gewünschte Anzahl Drücker entlang seinem Mittelteil aufweist, wobei diese Anzahl beispielsweise zwischen eins und vier liegt. Da das Herstellungsverfahren wenig kostspielig ist, kann man somit leicht Gehäuse mit unterschiedlichen Anzahlen von Drückern herstellen, oder man kann ebenfalls ein Gehäuse verwenden, das zum Beispiel vier Drücker mit einem Uhrwerk, das nur drei Drücker benötigt, aufweist, wenn dies aus ökonomischen oder ästhetischen Motiven gerechtfertigt ist.
Fig. 3 stellt eine Variante der Konstruktion der Fig. 1 und 2 dar, wobei der Unterschied darin besteht, dass die Welle 10 vom Gehäuse 2, mit dem sie nur über den nachgiebigen Kopf 12 aus Elastomer verbunden ist, getrennt ist. In diesem Fall hat die Öffnung 11 des Gehäuses einfach eine zylindrische Form, umgibt vollständig die Welle 10 und wird durch die ringförmige Aussparung 17 verlängert. Wenn die Welle 10 aus dem gleichen Hartkunststoff wie das Gehäuse 2 hergestellt ist, kann diese Konstruktion durch das gleiche Verfahren wie im vorangehenden Beispiel hergestellt werden. Hingegen kann auch vorgesehen werden, dass die Welle 10 aus einem anderen Werkstoff realisiert wird, entweder durch Vorfertigung oder durch Einspritzen in die gleiche Giessform. Die Rückwärtsbewegung des Drückers zum Ausgangspunkt wird einzig durch die Elastizität des elastomeren Werkstoffs des Kopfes 12 sichergestellt.
In den beiden durch die Fig. 1 bis 3 illustrierten Ausführungsformen kann ferner vorgesehen werden, dass das Ende 14 der Welle 10 aus Hartkunststoff auf der äusseren Oberfläche 13 des Kopfes aus Elastomer sichtbar ist, um eine Art Knopf zu bilden. Dieser kann entweder vorspringend oder auf gleicher Ebene mit der Oberfläche 13 sein.
In einer weiteren auf Fig. 4 schematisch dargestellten Variante ist die Welle 10 des Drückers 5 aus dem gleichen elastomeren Werkstoff wie der nachgiebige Kopf 12 hergestellt, mit dem sie über ihr erstes Ende 14 verbunden ist, wobei der Drücker also einteilig ausgebildet ist. Um eine ausreichende Steifigkeit aufzuweisen, kann die Welle 10 irgendwelchen geeigneten Querschnitt aufweisen, insbesondere einen kreuzförmigen Querschnitt im vorliegenden Fall. Auch in diesem Fall kann man das weiter oben beschriebene "Zweimaterial"-Spritzverfahren verwenden, indem in die gleiche Giessform nacheinander der Hartkunststoff des Gehäuses 2 und dann der elastomere Werkstoff des Drückers 5 gespritzt wird.
Die weiter oben dargestellten Beispiele zeigen, dass die Erfindung ermöglicht, sehr einfach und ökonomisch ein mit Drückern versehenes Uhrgehäuse herzustellen, wobei zahlreiche Probleme vermieden werden, die an die Herstellung, die Montage und die Dichtigkeit der herkömmlichen mechanischen Drücker gebunden sind. Auch findet die Erfindung sowohl in mechanischen Chronographen als auch in elektronischen Uhren, deren Drücker zum Beispiel nur elektrische Kontakte betätigen, Anwendung.

Claims

1. Einheit, die ein Uhrgehäuse (2) und wenigstens einen Druck (5) mit einer Welle (10) und einem mit der Welle fest verbundenen Kopf (12), der vom Gehäuse nach aussen vorsteht, umfasst, wobei sich die Welle (10) vom Kopf durch eine seitliche Öffnung (11) des Gehäuses erstreckt, wobei der Drücker ein Element aus einem elastomeren Werkstoff enthält, das durch seine Elastizität eine Rückstellkraft für den Drücker sicherstellt und die Öffnung dicht verschliesst, indem es an einer äusseren Oberfläche (15) des Gehäuses um die Öffnung (11) in dichter Weise befestigt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus Hartkunststoff hergestellt ist und dass der Kopf (12) des Drückers nachgiebig ist und durch das Element aus elastomerem Werkstoff gebildet ist.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) aus Hartkunststoff hergestellt ist und ein erstes Ende (14) aufweist, auf das der nachgiebige Kopf gegossen ist.

3. Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuse (2) hergestellt ist.

4. Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) einteilig mit dem Gehäuse (2) ausgebildet ist, mit dem sie auf einer Seite durch ein nachgiebiges Teil (16) verbunden ist.

5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das nachgiebige Teil (16) in der Öffnung (11) befindet.

6. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) getrennt von dem Gehäuse (2) ausgebildet ist, mit dem sie durch den nachgiebigen Kopf (12) verbunden ist.

7. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) aus einem elastomeren Werkstoff und einteilig mit dem nachgiebigen Kopf (12), der mit einem ersten Ende (14) der Welle verbunden ist, hergestellt ist.

8. Einheit nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende der Welle eine vordere Abstützoberfläche (18) aufweist, die sich wenigstens in einer aktiven Stellung des Drückers, die durch Ausübung einer äusseren Schubkraft auf den nachgiebigen Kopf in Richtung der Welle erzeugt wird, in einen Innenraum (6) des Gehäuses erstreckt.

9. Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die vordere Oberfläche (18) in der Ruhestellung des Drückers in der Nähe einer inneren Umfangsoberfläche (20) des Hohlraums (6) befindet.

10. Verfahren zum Herstellen einer Einheit, die ein Uhrgehäuse (2) aus Hartkunststoff und wenigstens einen Drücker (5) mit einer Welle (10) und einem vom Gehäuse nach aussen vorstehenden nachgiebigen Kopf (12) umfasst, wobei sich die Welle vom Kopf durch eine seitliche Öffnung (11) des Gehäuses erstreckt und wobei der nachgiebige Kopf mit der Welle und mit dem Gehäuse fest verbunden ist und die Öffnung dicht verschliesst,

dadurch gekennzeichnet, dass der nachgiebige Kopf durch Einspritzen eines elastomeren Werkstoffs, der sich mit einer äusseren Oberfläche des Gehäuses um die Öffnung dicht verbindet, gegossen wird und dass das Verfahren die folgenden Schritte enthält:

(I) Einspritzen des Kunststoffs in eine Giessform, um wenigstens das Gehäuse zu bilden,

(II) Verändern eines Teils der Giessform im Bereich des Drückerkopfes und

(III) Spritzen des elastomeren Werkstoffs in diesen Teil der Giessform, um wenigstens den nachgiebigen Kopf in der Weise zu bilden, dass dieser mit der äusseren Oberfläche des Gehäuses wärmeverbunden wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des Drückers aus demselben Kunststoff wie das Gehäuse hergestellt ist und im Schritt (I) gegossen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des Drückers aus demselben elastomeren Werkstoff wie der nachgiebige Kopf hergestellt ist und im Schritt (III) gegossen wird.