EP0777166A2 - Uhr, insbesondere Armbanduhr - Google Patents

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EP0777166A2
EP0777166A2 EP96118341A EP96118341A EP0777166A2 EP 0777166 A2 EP0777166 A2 EP 0777166A2 EP 96118341 A EP96118341 A EP 96118341A EP 96118341 A EP96118341 A EP 96118341A EP 0777166 A2 EP0777166 A2 EP 0777166A2
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EP
European Patent Office
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carrier disc
edge
watch
clock
under
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EP96118341A
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English (en)
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EP0777166A3 (de
Inventor
Pieter Kuschel
Andreas Dr. Müller
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Junghans Uhren GmbH
Original Assignee
Junghans Uhren GmbH
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/08—Touch switches specially adapted for time-pieces

Definitions

  • the application relates to a watch according to the preamble of claim 1.
  • Such a clock is known from WO 84/02203.
  • a wedge must be moved parallel to the axis of the pointer shafts. This shift takes place in that pressure is exerted on the edge area of the watch glass above the wedge, which is inserted to a certain extent in a floating manner into the watch case by means of a rubber-elastic holder.
  • this solution of the lateral wedge actuation of an electromechanical contact path is not particularly reliable electrically and is very space-consuming both in the radial and in the axial direction of the housing.
  • a defined position of the watch glass in the housing cannot be achieved because the edge of the watch glass must be able to be pressed in relatively far in order to shift the wedge sufficiently far for contact.
  • the present invention is based on the technical problem of developing a watch of the generic type in such a way that it is more compact, in particular flatter, realizable and enables the watch glass to be more reliably enclosed in the housing with regard to the tightness requirements.
  • the gear train is - in the case of a radio clock training including pointer position Detectors, for example in the form of light barriers - enclosed in a separate work capsule, which in turn is completely mounted under the carrier plate.
  • the clock circuit and the motor for driving the movement are operated by photovoltaic cells, the silicon layer of which is applied directly to a ceramic (preferably made of zirconium oxide or aluminum oxide) support disc under the clock glass. This saves overall height compared to the conventional application of separately manufactured solar cells.
  • a buffer store for the solar power is then arranged on the back of the carrier disk, next to the factory.
  • the watch housing In addition to the memory and the work capsule, there is still space inside the watch housing to accommodate a coordinated magnetic long-wave antenna for the operation of a radio-controlled clock receiver.
  • the core of the antenna runs on both sides of an antenna coil along the highly cylindrical housing wall.
  • a bracelet watch 11 is shown in the drawing as an example of a flat watch equipped according to the invention.
  • Their set is designed as a flat pot-shaped housing 12, which is hermetically sealed on the visible side by a watch glass 13.
  • a carrier disk 14 is recessed into the housing 12, namely non-positively fitted into a step-like taper of the otherwise hollow cylindrical inner surface of the housing 12.
  • the definition of an axial intermediate space 15, in which the pointers 16 rotate, is served by a collar 17 which runs along the cylinder inner wall of the housing 12 and which extends from the watch glass 13 coaxially to the pointer shaft axis 18 downwards or, as shown, from the carrier disk 14 upwards .
  • a flat piezo sensor 19 rests in front of its end face at at least one point in the course of the collar 17. It serves as an actuation switch for operating the watch 11 and is actuated manually by axially pressing the overlying edge area of the watch glass 13. Since this is inserted elastically into the housing 12 with the interposition of a rigid rubber ring 20, a minimal displacement of the edge of the watch glass 13 relative to the collar 17 rigidly fixed on the housing 12 is sufficient for the activation of the piezo sensor 19 because of the practical, path-free response of the piezo sensor 19
  • Different functions are several, at least two and preferably three or four, such piezo sensors 19, offset peripherally relative to one another between the displaceable edge of the watch glass 13 and the fixed edge of the carrier disk 14 arranged.
  • the piezo sensors 19 are connected to a multilayer circuit 21 via, for example, evaluation of the pressure-dependent, discrete (binary) switching states via laminated or integrated guideways (not shown in the sectional illustration of the drawing).
  • This multilayer circuit 21 is mounted eccentrically directly under the carrier disk 14, as can be seen from the drawing. Underneath, ie also on the side of the carrier disk 14 remote from the watch glass 13, an electrophysical or electrochemical memory 23 rests on the bottom 22 of the housing 12 the pointer mechanism, which is enclosed together with the motor in a work capsule 24, which is eccentrically, in addition to the multilayer circuit 21 covering the position of the pointer shaft axis 18, held under the carrier disk 14, approximately mechanically engaged.
  • the surface of the carrier disk 14 facing the watch glass 13, which is surrounded by the scaling within the collar 17, is equipped with solar-electric converters 25 (so-called solar cells).
  • solar-electric converters 25 solar cells
  • the carrier disc 14 consists of an electrically non-conductive and mechanically very stable ceramic substance, such as preferably zirconium or aluminum oxide, which is directly equipped on the back with the connecting conductor tracks for the motor in the work capsule 24 and for the multilayer circuit 21 and on the front (visible side ) is directly coated with silicon for the solar cell function.
  • the multilayer circuit 21 expediently also includes a radio clock function with directly bonded semiconductor chips for the receiver, demodulator and evaluation processor for checking and correcting the position of the hands in accordance with currently received time telegrams.
  • a radio clock function with directly bonded semiconductor chips for the receiver, demodulator and evaluation processor for checking and correcting the position of the hands in accordance with currently received time telegrams.
  • Only discrete components for the operation of the coordinated radio clock receiver and for the operation of the processor are to be accommodated as discrete components in the housing 12 of the clock 11; such as a small tuned magnetic long-wave antenna 27.
  • Its flexible core 28 nestles in an arc along the hollow cylindrical inner wall of the housing 12 into the remaining space next to the work capsule 24 and the memory 23 (see FIG. 2), and it carries the in the middle area antenna coil 29 connected to the circuit 21, which is thereby oriented tangentially in the housing 12, parallel to the watch glass 13 and to the housing base 22.
  • an electro-optical display element 30 can be provided under a window-shaped opening in the carrier disk 14 in the work capsule 24.

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Abstract

Eine Uhr (11), insbesondere eine Armbanduhr, soll in als solcher bekannter Weise mit Schaltern ausgestattet werden, die durch Druckausübung auf den Uhrglas-Rand betätigbar sind - wobei die Auslegung jedoch eine zuverlässigere Wirkungsweise und einen kompakteren Aufbau erbringen soll. Als Schalter sind dafür praktisch wegfrei auf Druck ansprechende Piezo-Sensoren (19) vorgesehen, die zwischen den Rändern des Uhrglases (13) und einer Keramik-Trägerscheibe (14) eingespannt sind. Letztere dient als Substrat für sichtseitig integrierte photoelektrische Konverter (Siliziumsolarzellen 25), und für integrierte Schaltungsverbindungen sowie als mechanischer Träger für eine Multilayer-Schaltung (21) und eine Werkkapsel (24) auf der vom Uhrglas (13) abgewandten Seite der Trägerscheibe (14). Im Gehäuse (12) ist neben der Werkkapsel (24) noch Raum für einen Solarstrom-Speicher (23) und für eine abgestimmte magnetische Langwellen-Antenne (27) mit gebogen längs der Gehäuse-Innenwand verlaufendem Kern (28). <IMAGE>

Description

  • Die Anmeldung betrifft eine Uhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine derartige Uhr ist aus der WO 84/02203 bekannt. Dort ist unter dem Rand des Uhrglases eine elektromechanische Schaltstrecke realisiert, für deren Betätigung ein Keil parallel zur Achse der Zeigerwellen verschoben werden muß. Diese Verschiebung erfolgt dadurch, daß oberhalb des Keiles Druck auf den Randbereich des Uhrglases ausgeübt wird, welches gewissermaßen schwimmend mittels einer gummielastischen Halterung in das Uhrengehäuse eingesetzt ist. Diese Lösung der seitlichen Keil-Betätigung einer elektromechanischen Kontaktstrecke ist aber elektrisch nicht besonders zuverlässig und sowohl in radialer als auch in axialer Richtung des Gehäuses sehr raumaufwendig. Außerdem ist eine definierte Lage des Uhrglases im Gehäuse nicht realisierbar, weil der Rand des Uhrglases relativ weit eingedrückt werden können muß, um den Keil für die Kontaktgabe hinreichend weit zu verschieben.
  • In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problematik zugrunde, eine Uhr gattungsgemäßer Art dahingehend weiterzubilden, daß sie kompakter, insbesondere flacher, realisierbar ist und eine in Hinblick auf die Dichtigkeitsanforderungen zuverlässigere Einfassung des Uhrglases in das Gehäuse ermöglicht.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Uhr auch nach dem Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches ausgelegt ist.
  • Nach dieser Lösung mit dem an der inneren Gehäusewandung, zwischen Uhrglas und darunter gelegener Trägerscheibe (für Zifferblatt und Werk der Uhr), angeordneten Piezosensor als Druckschalter wird eine praktische wegfreie Betätigung realisiert, was anstelle der weichelastischen nun eine steifelastische und damit definierte Einfassung des Uhrglases im Gehäuse ermöglicht. Die Anordnung des Piezosensors direkt auf dem Rand der Trägerscheibe eröffnet einfache Möglichkeiten zum elektrischen Anschluß an eine Auswerteschaltung, die exzentrisch auf der vom Uhrglas abgewandten Rückseite der Trägerscheibe befestigt ist.
  • Um die Trägerscheibe nicht für Brückenfunktionen des Uhrwerkes profilieren zu müssen (wie es aus der EP 0 531 853 A für den Fall einer Ferrit-Werkplatte für eine Funkuhr-Antennenspule bekannt ist), ist das Räderwerk - im Falle einer Funkuhr-Ausbildung einschließlich Zeigerstellungs-Detektoren etwa in Form von Lichtschranken - in eine gesonderte Werkkapsel eingefaßt, die ihrerseits komplett unter die Trägerscheibe montiert ist. Um eine vollautomatische, autark arbeitende Uhr zu schaffen, erfolgt ein solar elektrischer Betrieb der Uhrenschaltung und des Motors zum Antrieb des Werkes aus Fotozellen, deren Siliziumschicht unmittelbar auf eine keramische (vorzugsweise aus Zirkonoxyd oder Aluminiumoxyd bestehende) Trägerscheibe unter dem Uhrglas aufgebracht ist. Das spart Bauhöhe geegnüber der herkömmlichen Applizierung von sparat gefertigten Solarzellen. Auf der Rückseite der Trägerscheibe, neben dem Werk, ist dann ein Pufferspeicher für den Solarstrom angeordnet.
  • Innerhalb des Uhren-Gehäuses ist neben dem Speicher und der Werkkapsel noch Freiraum zur Aufnahme einer abgestimmten magnetischen Langwellen-Antenne für den Betrieb eines Funkuhr-Empfängers. Im Interesse möglichst großer Länge verläuft deren Kern beiderseits einer Antennenspule gebogen längs der hochzylindrischen Gehäusewandung.
  • So ist eine extrem flache, vollautomatische Uhr, ohne Durchbrechungen für Bedienungselemente, geschaffen, bei der die Solarzellen unmittelbar auf eine Keramik-Trägerscheibe aufgebracht sind, die gegenüberliegend die weiteren mechanischen und elektrischen Komponenten sowie deren Verschaltung und am Rande praktisch weglos arbeitende Druckschalter trägt, welche längs des Uhrglas-Randes manuell betätigbar sind.
  • Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert aber im wesentlichen maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäß ausgestattete Armbanduhr im stark vergrößerten Axialschnitt und
    Fig. 2
    die Armbanduhr gemäß Fig. 1 im Querschnitt.
  • Als Beispiel für eine erfindungsgemäß ausgestattete flache Uhr ist in der Zeichnung eine Armband-Uhr 11 dargestellt. Deren Garnitur ist als flaches topfförmiges Gehäuse 12 ausgelegt, das sichtseitig durch ein Uhrglas 13 hermetische verschlossen ist. Unter diesem ist in das Gehäuse 12 eine Trägerscheibe 14 eingesenkt, nämlich kraftschlüssig in eine stufenförmigen Verjüngung der im übrigen hohlzylindrischen Innenmantelfläche des Gehäuses 12 eingepaßt. Der Definition eines axialen Zwischenraumes 15, in welchem sich die Zeiger 16 drehen, dient ein längs der Zylinderinnenwandung des Gehäuses 12 umlaufender Bund 17, der sich vom Uhrglas 13 koaxial zur Zeigerwellen-Achse 18 nach unten oder wie dargestellt von der Trägerscheibe 14 nach oben erstreckt. An wenigstens einer Stelle im Verlaufe des Bundes 17 ruht vor seiner Stirnfläche einer flacher Piezosensor 19. Der dient als Betätigungsschalter für die Bedienung der Uhr 11 und wird durch axiales Drücken des darüberliegenden Randbereiches des Uhrglases 13 manuell betätigt. Da dieses unter Zwischenlage eines steifen Gummiringes 20 elastisch in das Gehäuse 12 eingesetzt ist, genügt wegen des praktischen wegfreien Ansprechens des Piezosensors 19 eine minimale Verlagerung des Randes des Uhrglases 13 relativ zum am Gehäuse 12 starr festgelegten Bund 17 für die Aktivierung des Piezosensors 19. Für unterschiedliche Funktionen sind mehrere, wenigstens zwei und vorzugsweise drei oder vier, solcher Piezosensoren 19 peripher gegeneinander versetzt zwischen dem verlagerbaren Rand des Uhrglases 13 und dem feststehenden Rand der Trägerscheibe 14 angeordnet. Über aufkaschierte oder integrierte Leitebahnen (in der Schnittdarstellung der Zeichnung nicht ersichtlich) sind die Piezosensoren 19 an eine Multilayer-Schaltung 21 für u.a. Auswertung der druckabhängigen diskreten (binären) Schaltzustände angeschlossen.
  • Diese Multilayer-Schaltung 21 ist exzentrisch direkt unter die Trägerscheibe 14 montiert, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Darunter, also ebenfalls auf der vom Uhrglas 13 abgelegen Seite der Trägerscheibe 14, ruht auf dem Boden 22 des Gehäuses 12 ein elektrophysikalischer oder elektrochemischer Speicher 23. Der dient der elektrischen Versorgung der Mulitlayer-Schaltung 21 und eines aus dieser zeithaltend betriebenen Motors für den Antrieb des Zeigerwerkes, das samt Motor in eine Werkkapsel 24 eingeschlossen ist, welche exzentrisch, neben der Multilayer-Schaltung 21 die Position der Zeigerwellen-Achse 18 überdeckend, unter der Trägerscheibe 14 gehaltert, etwa mechanisch eingerastet ist.
  • Zum Nachladen des Speichers 23 ist die dem Uhrglas 13 zugewandte Oberfläche der Trägerscheibe 14, die innerhalb des Bundes 17 von der Skalierung umgeben ist, mit solarelektrischen Konvertern 25 (sogenannten Solarzellen) ausgestattet. Um den ohnehin schon kompakten Aufbau der Uhr noch flacher ausgestalten zu können, handelt es sich hierbei nicht um diskrete Zellen die auf die Trägerscheibe 14 montiert sind; sondern die Trägerscheibe 14 besteht aus einer elektrischen nichtleitenden und mechanisch sehr stabilen Keramik-Substanz, wie vorzugsweise Zirkon- oder Aluminiumoxyd, welche rückseitig unmittelbar mit den Anschlußleiterbahnen für den Motor in der Werkkapsel 24 und für die Multilayer-Schaltung 21 ausgestattet ist und frontseitig (sichtseitig) unmittelbar mit Silizium für die Solarzellen-Funktion beschichtet ist.
  • Um die Uhr 11 möglichst bedienungsfreundlich auszugestalten, beinhaltet die Multilayer-Schaltung 21 zweckmäßigerweise auch eine Funkuhren-Funktion mit unmittelbar aufgebondeten Halbleitchips für Empfänger, Demodulator und Auswerteprozessor zur Überprüfung und Korrektur der Zeigerstellung nach Maßgabe aktuell empfangener Zeittelegramme. Als diskrete Bauelemente sind im Gehäuse 12 der Uhr 11 nur noch die Schwingquarze 26 für den Betrieb des abgestimmten Funkuhr-Empfängers und für den Betrieb des Prozessors unterzubringen; sowie eine kleine abgestimmte magnetische Langwellen-Antenne 27. Deren flexibler Kern 28 schmiegt sich bogenförmig entlang der hohlzylindrischen Innenwandung des Gehäuses 12 in den verbleibenden Raum neben der Werkkapsel 24 und dem Speicher 23 (vgl. Fig. 2), und er trägt im mittleren Bereich die an die Schaltung 21 angeschlossene Antennen-Spule 29, die dadurch tangential im Gehäuse 12, parallel zum Uhrglas 13 und zum Gehäuse-Boden 22, orientiert ist.
  • Ein elektrooptisches Anzeigeelement 30 kann wie dargestellt unter einer fensterförmigen Durchbrechung der Trägerscheibe 14 in der Werkkapsel 24 vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Uhr (11), insbesondere Armbanduhr, mit wenigstens einem Schalter, der durch Druckausübung auf den Rand eines elastisch eingefaßten Uhrglases (13) betätigbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Schalter Piezo-Sensoren (19) zwischen dem Rand des Uhrglases (13) und dem Rand einer darunter im Uhr-Gehäuse (12) gehalterten Trägerscheibe (14) angeordnet sind, an welcher elektrische Verbindungen zu einer exzentrisch unter der Trägerscheibe (14) gehalterten Schaltung (21) ausgebildet sind.
  2. Uhr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Trägerscheibe (14) und/oder das Uhrglas (13) mit einem am Rand rippenförmig umlaufenden Bund (17) ausgestattet sind, auf dessen Stirnrand wenigstens ein Piezo-Sensor (19) angeordnet ist.
  3. Uhr nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Multilayer-Schaltung (21) unter einer Keramik-Trägerscheibe (14) gehaltert ist.
  4. Uhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß unter der Trägerscheibe (14) neben der Schaltung (21) eine Werkkapsel (24) mit Antriebsmotor für die Bewegung der Zeiger (16) gehaltert ist.
  5. Uhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß solarelektrische Konverter (25) unmittelbar in die auf das Uhrglas (13) zu weisende Oberfläche der Trägerscheibe (14) integriert sind.
  6. Uhr nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß unter der Trägerscheibe (14) neben der Werkkapsel (24) ein Speicher (23) für elektrische Energie angeordnet ist.
  7. Uhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Werkkapsel (24) unter einer fensterförmigen Durchbrechung in der Trägerscheibe (14) mit einem elektrooptischen Anzeigeelement (30) ausgestattet ist.
  8. Uhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich im Gehäuse (12) längs der hohlzylindrischen Innenwandung neben der Werkkapsel (24) und dem Speicher (23) ein bogenförmiger Kern (28) für die Spule (29) einer magnetischen Funkuhren-Antenne (27) erstreckt, die ebenfalls an die Schaltung (21) unter der Trägerscheibe (14) angeschlossen ist.
EP96118341A 1995-11-29 1996-11-15 Uhr, insbesondere Armbanduhr Withdrawn EP0777166A3 (de)

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