EP1674952B1 - Funkarmbanduhr mit Metallzifferblatt - Google Patents

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EP1674952B1
EP1674952B1 EP05021129A EP05021129A EP1674952B1 EP 1674952 B1 EP1674952 B1 EP 1674952B1 EP 05021129 A EP05021129 A EP 05021129A EP 05021129 A EP05021129 A EP 05021129A EP 1674952 B1 EP1674952 B1 EP 1674952B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radio
aerial
antenna
metallic
controlled wristwatch
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP05021129A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1674952A3 (de
EP1674952A2 (de
Inventor
Roger Gunnarsson
Günter Megner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Junghans Uhren GmbH
Original Assignee
Junghans Uhren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Junghans Uhren GmbH filed Critical Junghans Uhren GmbH
Publication of EP1674952A2 publication Critical patent/EP1674952A2/de
Publication of EP1674952A3 publication Critical patent/EP1674952A3/de
Application granted granted Critical
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Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/04—Input or output devices integrated in time-pieces using radio waves
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00—Constructional details
    • G04R60/06—Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies
    • G04R60/10—Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies inside cases
    • G04R60/12—Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies inside cases inside metal cases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the invention relates to a radio wristwatch with the features of the preamble of claim 1.
  • Such a radio-controlled watch is eg in WO 2004/025782 A1 described.
  • Radio wristwatches are known in the art in a variety of variations. They are suitable for receiving and decoding the time signal signals emitted by a long-wave time signal transmitter and for displaying the corresponding time on a display and / or by means of a pointer. Most radio-controlled wristwatches automatically switch to reception at least twice a day to receive the time signals sent by the corresponding time-sign transmitter and to set the time according to this specification. During the rest of the day, it will be continued with an internal quartz movement.
  • Long wave time signal transmitters generally emit frequencies between 20 and 100 kHz. For example, there are in Japan, two time signal transmitters with a transmission frequency of 40 and 60 kHz. The so far only German time signal transmitter DCF77 transmits on a frequency of 77.5 kHz.
  • the long-wave antenna was arranged in the first radio wristwatches outside the metal watch case. So it is for example from the DE 35 08 366 A1 or the DE 88 15 967 U1 known to incorporate the antenna in the watch band. Such an arrangement has the disadvantage that the antenna is easily broken due to their exposed position. In addition, there is a risk that the electrical connection between the antenna and clockwork is interrupted by mechanical stress.
  • the mechanical and electrical connection between the movement and the antenna is then less sensitive to external influences.
  • the watch case of this wireless wristwatch consists of a metal middle section and a base of non-conductive material.
  • the antenna core of the long-wave antenna is offset from the metal housing middle part radially to the center of the housing, but it is located in the axial region of the metal middle part.
  • a plastic spacer spacer ring is inserted into the middle part of the housing.
  • the invention is based on the object, such a radio clock of the generic type and further develop, so that further components of a conventional wristwatch can be used with quartz movement or purely mechanical movement.
  • the radio wristwatch according to the invention differs from the prior art in that instead of a non-conductive, especially non-metallic, dial, it has a dial made of a metallic material.
  • the antenna for receiving timing signals is still in the watch case. However, it is located more than about 0.5 millimeters from the metallic dial. It has been shown that, contrary to the prevailing prevailing opinion, according to which no metallic dial can be used in a radio-controlled watch due to their small dimensions, without disturbing the reception of a time signal such that a meaningful evaluation is no longer possible, already this distance sufficient is to ensure adequate reception.
  • this distance of more than about 0.5 mm is sufficient, it is favorable for reasons of tolerable manufacturing tolerances, when the magnetic long-wave antenna is placed at a distance of 1 to 4 millimeters to the metallic dial.
  • such a distance can be set comparatively reliably during assembly, on the other hand, the tuning of the antenna resonant circuit is simpler, since the electromagnetic interaction between the antenna and the metallic dial is comparatively low.
  • the invention provides between the dial and the antenna a dial spacer of electrically non-conductive material which maintains the antenna at a predetermined (axial) distance from the dial.
  • the antenna is arranged at a distance of 2 to 3 millimeters to the metal dial, which limits the axial space requirement to the hitherto usual level for radio wristwatches with non-metallic dials.
  • dials of different metallic materials or materials with metallic coatings
  • the dial is made entirely of brass. Brass dials are commonly used in quartz wristwatches or mechanical wristwatches for ease of processing. In addition, this material provides the ideal foundation for most of the design variations of a watch designer.
  • linear, rod-shaped ferrite antennas such as in the DE 93 18 224 U1 or the DE 299 23 446 U1 described arcuately curved antennas with a core of flexible soft iron lamellae, such as in the EP 0 896 262 A1 described, short coil antennas, such as in the EP 0 382 130 B2 described, or even long-wave antennas with or without core in different configuration, such as in the DE 296 07 866 U1 described, are used.
  • the antenna is arranged asymmetrically to a (possibly imaginary) pointer axis.
  • the movement can then be conveniently arranged in the same plane as the antenna and adjacent to it.
  • the metallic dial can be used in combination with a non-metallic housing.
  • a non-metallic housing as stated above, is not widely accepted by customers, the metallic dial according to the invention finds application in a preferred embodiment in connection with a housing with a metallic middle part, as in the US Pat DE 299 23 446 U1 described.
  • Suitable materials for the metallic middle part are in particular considered: (for example, produced by injection molding) plastics or ceramics with metallic coating, stainless steel or titanium.
  • the invention provides that the antenna in the watch case with respect to the dial and possibly the metallic middle part is immovably fixed. Immobile fixation is understood to mean that the position of the antenna relative to the adjacent metallic part does not change under normal operating conditions when the user wears the watch on his arm.
  • the invention provides between the metallic middle part and the antenna a middle part spacer, in particular a spacer, made of an electrically non-conductive material which covers the antenna at a predetermined (radial) distance from the metallic middle part holds.
  • the dial spacers and the middle part spacers plastics (eg as an injection molded part) or ceramics are considered. Both spacers can be made independently and possibly made of different materials consist. However, it is also possible to make the dial spacers and the middle part spacers in the same material and / or in one piece.
  • the dial spacer is designed as a clockwork and / or the antenna-holding work plate. Accordingly, the worksheet not only fulfills the function holding the work; but also the antenna spacing functionality.
  • the work plate may also have a (possibly integral with the work plate) holding device for the antenna. The functionality of the fixation of the antenna with respect to the dial and preferably also with respect to the (possibly metallic) central part is then also taken from the worksheet.
  • the invention provides that the dial spacers, in particular the work plate, is connected in the manner of a plug connection with the dial.
  • the invention therefore provides for manufacturing reasons, a bottom of an electrically non-conductive material, in particular of plastic or glass before.
  • FIG. 1 Of the FIG. 1 are the essential components of a first embodiment of a radio watch according to the invention refer to. Not shown are the housing with a watch glass, a central part of electrically conductive material, namely stainless steel, and a bottom of glass enclosed by a metallic hoop.
  • a brass dial 1 is used in the housing, not shown.
  • the brass dial 1 is the same as a quartz watch commonly used dial. It has a thickness d z of about 0.5 to 1 mm.
  • the work plate 2 is placed on the brass dial 1 .
  • the work plate 2 is also formed in a conventional manner. It is made of plastic and was produced by injection molding.
  • the work plate 2 is used to hold a movement 3, a magnetic long-wave antenna in the form of a lamellar antenna 4 for receiving timing signals, a radio reception and the clockwork controlling and regulating electronics 5 and a battery 6.
  • the thickness d w of the work plate 2 is in general 0.5 to 1 mm.
  • a movement holder 7 which surrounds the movement 3, the electronics 5 and the battery 6 on the outer peripheral side.
  • the movement retaining ring 7 is recessed in the present embodiment. However, it can also be formed circumferentially, such as in the DE 299 23 446 U1 described.
  • the axial extension of the Werkhalterings 7 is given in this case by the position of the electronic components receiving board 8, which is supported against the Werkhaltering 7. On the Maschinenhaltering 7 could However, also be waived or he could, for example, extend to the bottom of the watch case.
  • the work plate 2 is rigidly connected to the brass dial 1 in the present embodiment. This rigid connection is made by means of a plug connection device.
  • the connector device comprises according to the Figures 1b ) and 1c ) Several integrally formed on the brass dial 1 pin 9, which engage substantially in shape and function complementary in corresponding recesses, preferably holes 10, in the work plate 2.
  • the movement 3 in the present exemplary embodiment is a pointer movement.
  • the (not shown here) pointer driving waves 11 enforce the work plate 2 and the brass dial 1 centrally.
  • the fin antenna 4 is similar to that in the document EP 0 896 262 A1 formed magnetic long-wave antenna is formed. It comprises a laminated core 12 made of a stack of flexible strips of soft magnetic material (eg amorphous lamella material) of high permeability, which carries an antenna coil 13. The inductance of the antenna coil is greater than or equal to one millihenry (1mH).
  • a laminated core 12 made of a stack of flexible strips of soft magnetic material (eg amorphous lamella material) of high permeability, which carries an antenna coil 13.
  • the inductance of the antenna coil is greater than or equal to one millihenry (1mH).
  • the lamellar antenna 4 is arranged asymmetrically to the pointer axis ax and in the same axial position as the annular metallic middle part of the housing.
  • the distance a axA from the pointer axis ax to the antenna axis 15 is 10 mm in the present exemplary embodiment.
  • the lamellar antenna 4 is inserted into a receiving sleeve 14, which the antenna coil 13 and the arcuately curved and the antenna coil 13 almost completely receives and encloses on both sides projecting ends of the antenna core 12.
  • the receiving sleeve 14 is made of an electrically non-conductive material, preferably made of plastic. It is executed in the present embodiment as a separate seated on the work plate 2 component and preferably rigidly connected thereto. However, the receiving sleeve 14 may also be embodied in one piece and / or with the same material as the work plate 2.
  • the receiving sleeve 14 is used together with the work plate 2 for holding and Zwischdistanzierung the antenna 4 to the brass dial 1 and the surrounding metallic middle part of the housing.
  • the distance a ZA between dial 1 and antenna 4 is selected in the present embodiment to 1.4 mm.
  • the distance a GS between the middle part of the housing and the antenna coil 13 is 8 mm.
  • the distance a GK between the middle part of the housing and the antenna core 12 is 10 mm.
  • receiving sleeve 14 may also have a likewise force-distancing spacer acting in the DE 299 23 446 U1 be provided described type. Of course, this may be formed of the same material and possibly in one piece with the work plate 2.
  • FIG. 2 Of the FIG. 2 are the essential components of a second embodiment of a radio watch according to the invention can be seen.
  • This radio-controlled watch agrees in essential details with the embodiment of the FIG. 1 match.
  • Identical or functionally identical components are therefore in the FIG. 2 provided with the same reference numerals.
  • a radio wristwatch the housing with a watch glass, a central part of electrically conductive material, namely titanium, and a bottom of a titan rim edged glass.
  • a brass dial 1 is used in the housing, not shown.
  • the brass dial 1 is identical to that according to the FIG. 1 educated. It has a thickness d z of about 0.5 to 1 mm.
  • a work plate 2 of the type described above is also placed here and immovably connected with this about engaging in corresponding holes 10 pin 9.
  • the work plate 2 is used to hold a movement 3, a long-wave magnetic antenna in the form of a ferrite antenna 16 for receiving timing signals, a radio receiving and the movement 3 controlling and regulating electronics 5 and a battery 6.
  • the thickness d w of the work plate 2 amounts also here about 0.5 to 1 mm.
  • An integral part of the work plate 2 is also in the present embodiment, a movement retaining ring 7, which surrounds the movement 3 circumferentially.
  • the ferrite antenna 16 is similar to that in the document DE 299 23 446 U1 formed magnetic long-wave antenna is formed. It comprises an elongated prismatic antenna ferrite core 17 carrying an antenna coil 18. The inductance of the antenna coil used is greater than or equal to one millihenry (1mH).
  • the ferrite antenna 16 is arranged asymmetrically to the pointer axis ax and in the same axial position as the annular metallic middle part of the housing.
  • the distance a axA of the pointer axis ax to the antenna axis 19 is 8 mm in the present embodiment.
  • the ferrite antenna 16 is presently placed directly on the work plate 2. It is held by two parallel arranged and placed on the work plate 2 collar 20, 21. A sleeve-shaped enclosure of the ferrite antenna 16 is not provided.
  • the work plate 2 is used solely for the forced distance of the antenna 16 to the brass dial 1.
  • the distance a ZA between dial 1 and antenna 16 is therefore identical in the present embodiment with the thickness d w of the work plate and is about 0.5 to 1 mm.
  • the distance a GS between the middle part of the housing and the antenna coil 18 is 0.5 mm.
  • the distance a GK between the middle part of the housing and the antenna core 17 is 1.3 mm.
  • FIGS. 3 and 4 two antenna circuits can be taken as an example.
  • the FIG. 3 shows an antenna resonant circuit with so-called “single-ended input”, of the FIG. 4 If you take an antenna resonant circuit with so-called “differential input”.
  • the "single-ended input" antenna circuit 22 comprises a parallel connection of an antenna inductance L ANT given by the antenna 4, 16 (amorphous, ferrite) used and an antenna capacitance C ANT , whose one terminal is connected to a reference potential is.
  • the RFI connector is connected to the unbalanced antenna input of the receiver IC.
  • the differential input antenna resonant circuit 23 comprises a parallel circuit comprising an antenna inductance L ANT and an antenna capacitance C ANT , one terminal of which is connected to a reference potential.
  • the RFIP connector is connected to the positive balanced antenna input of the receiver IC.
  • the RFIM connector is connected to the negative balanced antenna connector of the receiver IC.
  • the resonance frequency of the respective antenna resonant circuit is adjusted to the maximum voltage gain at the receiving frequency, depending on the dial and housing material.
  • the antenna resonant circuit coupling takes place symmetrically or asymmetrically.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Funkarmbanduhr mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Eine solche Funkarmbanduhr ist z.B. in WO 2004/025782 A1 beschrieben.
  • Funkarmbanduhren sind gemäß dem Stand der Technik in einer Vielzahl von Abwandlungen bekannt. Sie sind geeignet, die von einem Langwellenzeitzeichensender emittierten Zeitzeichensignale zu empfangen, zu dekodieren und die entsprechende Zeit auf einem Display und/oder mittels Zeiger zur Anzeige zu bringen. Die meisten Funkarmbanduhren schalten mindestens zweimal täglich automatisch auf Empfang, um die von dem entsprechenden Zeitzeichensender gesendeten Zeitzeichen zu empfangen und um die Uhrzeit entsprechend dieser Vorgabe einzustellen. Während des übrigen Tages erfolgt ein Weiterbetrieb mit einem internen Quarzwerk.
  • Langwellenzeitzeichensender emittieren im allgemeinen auf Frequenzen zwischen 20 und 100 kHz. So existieren z.B. in Japan zwei Zeitzeichensender mit einer Sendefrequenz von 40 und 60 kHz. Der bislang einzige deutsche Zeitzeichensender DCF77 sendet auf einer Frequenz von 77,5 kHz.
  • Die große Herausforderung für mit der Entwicklung von Funkarmbanduhren befassten Ingenieuren besteht in der Gewährleistung eines stets hinreichenden Empfangs der Funksignale unter Beibehaltung eines bei Armbanduhren sonst üblichen Gehäuses, insbesondere unter Beibehaltung der für die Uhrengehäuseherstellung verwendeten Materialien.
  • Weil der Empfang einer Antenne in der Nähe eines leitfähigen, d.h. insbesondere metallischen, Materials gestört ist, wurde die Langwellenantenne bei den ersten Funkarmbanduhren außerhalb des metallischen Uhrengehäuses angeordnet. So ist es z.B. aus der DE 35 08 366 A1 oder der DE 88 15 967 U1 bekannt, die Antenne in das Uhrenarmband einzuarbeiten. Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, dass die Antenne aufgrund ihrer exponierten Lage leicht kaputt geht. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass die elektrische Verbindung zwischen Antenne und Uhrwerk durch mechanische Belastung unterbrochen wird.
  • Neuere Entwicklungen zielen darauf, die Antenne in dem Uhrengehäuse selbst anzuordnen. Die mechanische und elektrische Verbindung zwischen Uhrwerk und Antenne ist dann unempfindlicher gegen äußere Einwirkungen.
  • Aus der DE 93 18 224 U1 ist es bekannt, die Langwellenantenne in ein nichtmetallisches Uhrgehäuse einzusetzen. Es wird vorgeschlagen, das Zifferblatt und die Langwellenantenne nahe beieinander anzuordnen, wobei das Zifferblatt vollständig oder zumindest in der Nähe der Antenne aus nichtmetallischem Material besteht. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Gehäuses aus nichtmetallischem Material im wesentlichen aus gestalterischen Gründen vom Markt nicht oder nur in geringem Umfang angenommen wird. Darüber hinaus können wie im Falle des Zifferblatts keine seit langem verwendete Standardbauteile eingesetzt werden, welche einerseits aufgrund des verwendeten Materials die gewünschten mechanischen Eigenschaften und darüber hinaus auch die dem Kunden bekannten und von diesem gewünschten optischen Erscheinungsmerkmale aufweisen.
  • Aus der DE 296 07 866 U1 ist es bekannt, die Langwellenantenne in ein Uhrgehäuse mit metallischem Mittelteil einzubauen. Diese Druckschrift lehrt jedoch, die Antenne in werkaxialer Richtung möglichst weit von dem Mittelpunkt des Uhrgehäuses entfernt in einen Kunststoffboden oder unter das Uhrglas zu verlagern. Darüber hinaus soll ein radialer Mindestabstand zu dem metallischen Mittelteil eingehalten werden. Eine Anordnung unter dem Uhrglas ist zum Einen nur für kernlose Luftspulenantennen möglich, zum Anderen wird eine derartige Anordnung vom Kunden aufgrund der Sichtbarkeit der Antenne als störend empfunden. Die Anordnung der Antenne in einem Kunststoffboden scheidet aus gestalterischen Gesichtspunkten häufig ebenfalls aus.
  • Der DE 299 23 446 U1 , von der die Erfindung ausgeht, ist eine Funkarmbanduhr mit in ihr Gehäuse aufgenommener magnetischer Langwellenantenne zu entnehmen. Das Uhrgehäuse dieser Funkarmbanduhr besteht aus einem metallenen Mittelteil und einem Boden aus nichtleitendem Material. Der Antennenkern der Langwellenantenne ist gegenüber dem metallenen Gehäusemittelteil radial zum Zentrum des Gehäuses versetzt, er befindet sich jedoch im axialen Bereich des metallenen Mittelteils. Zur Gewährleistung eines allseitigen radialen Abstandes vom Antennenkern zur Innenwandung des elektrisch leitenden Gehäusemittelteils ist in das Gehäusemittelteil ein aus Kunststoff gespritzter Distanzring eingelegt. Obwohl sich diese Ausführung dem Grunde nach bewährt hat, besteht das Zifferblatt in an sich unüblicher Weise aus einem elektrisch nicht leitenden Material, um einen hinreichenden Empfang der Funksignale zu gewährleisten.
  • Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Funkuhr der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass weitere Bestandteile einer üblichen Armbanduhr mit Quarzwerk oder rein mechanischem Uhrwerk verwendet werden können.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Funkarmbanduhr der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Funkarmbanduhr gemäß der Erfindung unterscheidet sich von denen gemäß dem Stand der Technik darin, dass es anstelle eines nicht leitenden, insbesondere nicht metallischen, Zifferblatts ein aus einem metallischen Material bestehendes Zifferblatt aufweist. Die Antenne zum Empfang von Zeitzeichensignalen befindet sich weiterhin in dem Uhrgehäuse. Sie ist jedoch mehr als etwa 0,5 Millimeter von dem metallischen Zifferblatt entfernt angeordnet. Es hat sich gezeigt, dass entgegen der bisherigen vorherrschenden Meinung, wonach bei einer Funkarmbanduhr aufgrund deren geringen Abmessungen überhaupt kein metallisches Zifferblatt verwendet werden kann, ohne den Empfang eines Zeitzeichensignals derart zu stören, dass eine sinnvolle Auswertung nicht mehr möglich ist, bereits dieser Abstand ausreichend ist, um einen hinreichenden Empfang zu gewährleisten.
  • Obwohl gezeigt werden konnte, dass dieser Abstand von mehr als etwa 0,5 mm ausreichend ist, ist es aus Gründen der einhaltbaren Fertigungstoleranzen günstig, wenn die magnetische Langwellenantenne in einem Abstand von 1 bis 4 Millimetern zum metallischen Zifferblatt angeordnet wird. Zum Einen lässt sich ein derartiger Abstand vergleichsweise zuverlässig bei der Montage einstellen, zum Anderen gestaltet sich die Abstimmung des Antennenschwingkreises einfacher, da die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Antenne und metallischem Zifferblatt vergleichsweise gering ist.
  • Zusätzlich sieht die Erfindung zwischen dem Zifferblatt und der Antenne einen Zifferblattabstandshalter aus einem elektrisch nicht leitenden Material vor, welcher die Antenne auf einem vorbestimmten (axialen) Abstand zu dem Zifferblatt hält.
  • Üblicherweise wird die Antenne in einem Abstand von 2 bis 3 Millimetern zum Metallzifferblatt angeordnet, was den axialen Bauraumbedarf auf das bislang übliche Maß für Funkarmbanduhren mit nichtmetallischen Zifferblättern beschränkt.
  • Zwar ist es grundsätzlich möglich Zifferblätter aus unterschiedlichen metallischen Materialien bzw. Materialien mit metallischen Beschichtungen herzustellen, in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Zifferblatt vollständig aus Messing besteht. Messingzifferblätter werden aufgrund ihrer leichten Verarbeitbarkeit in der Regel bei Quarzarmbanduhren oder mechanischen Armbanduhren eingesetzt. Darüber hinaus bietet dieses Material die ideale Grundlage für die Mehrzahl der Gestaltungsvariationen eines Uhrendesigners.
  • Es hat sich herausgestellt, dass durch die oben beschriebene geeignete Wahl des Abstandes Antenne zu Metall-Zifferblatt herkömmliche Zifferblätter mit an sich üblicher Dicke verwendet werden können. Ideal ist es, wenn das Zifferblatt, insbesondere das Messing-Zifferblatt, eine Dicke von 0,5 bis 1 Millimetern aufweist.
  • Es hat sich gezeigt, dass grundsätzlich jede Art von Antenne verwendet werden kann, wenn nur der Abstand entsprechend obiger Regel gewählt ist. Insbesondere können lineare, stabförmige Ferritantennen, wie z.B. in der DE 93 18 224 U1 oder der DE 299 23 446 U1 beschrieben, bogenförmig gekrümmte Antennen mit einem Kern aus flexiblen Weicheisen-Lamellen, wie z.B. in der EP 0 896 262 A1 beschrieben, kurze Spulenantennen, wie z.B. in der EP 0 382 130 B2 beschrieben, oder auch Langwellenantennen mit oder ohne Kern in unterschiedlicher Ausgestaltung, wie z.B. in der DE 296 07 866 U1 beschrieben, eingesetzt werden.
  • Insbesondere im Falle einer linearen, stabförmigen Ferritantenne der oben beschriebenen Art oder im Falle einer wenigstens teilweise bogenförmig gekrümmten Lamellenantenne ist es von Vorteil, wenn die Antenne asymmetrisch zu einer (ggf. gedachten) Zeigerachse angeordnet ist. Das Uhrwerk lässt sich dann bequem in der gleichen Ebene wie die Antenne und benachbart zu dieser anordnen.
  • Grundsätzlich kann das metallische Zifferblatt in Kombination mit einem nichtmetallischen Gehäuse eingesetzt werden. Da ein nichtmetallisches Gehäuse jedoch -wie oben dargelegt wurdevon den Kunden wenig Akzeptanz findet, findet das metallische Zifferblatt erfindungsgemäß in einer bevorzugten Ausführungsvariante Anwendung in Zusammenhang mit einem Gehäuse mit metallischem Mittelteil, wie z.B. in der DE 299 23 446 U1 beschrieben. Als Materialien für das metallische Mittelteil kommen insbesondere in betracht: (z.B. im Spritzgussverfahren hergestellte) Kunststoffe oder Keramiken mit metallischer Beschichtung, Edelstahl oder Titan.
  • Wie oben bereits angedeutet wurde, ist es nicht erforderlich, die Antenne weit außerhalb des Zentrums des Gehäuses anzuordnen. Wird ein hinreichender (axialer) Abstand vom metallischen Zifferblatt und ein hinreichender (radialer) Abstand vom metallischen Mittelteil eingehalten, wenn die Antenne axial im Bereich des metallischen Gehäusemittelteils oder anders ausgedrückt in der Ebene des metallischen Gehäusemittelteils angeordnet ist, so ist die Empfangsfunktionalität gewährleistet. Um die Störung der Empfangseigenschaften der Antenne durch die benachbarten metallischen und/oder elektrisch leitfähigen Bestandteile der Funkarmbanduhr, insbesondere des metallischen Zifferblatts und ggf. des metallischen Mittelteils, möglichst gering zu halten, sieht die Erfindung vor, dass die Antenne in dem Uhrgehäuse in Bezug auf das Zifferblatt und ggf. das metallische Gehäusemittelteil unbeweglich fixiert ist. Unter unbeweglicher Fixierung ist zu verstehen, dass sich die Lage der Antenne zum benachbarten metallischen Teil unter normalen Betriebsbedingungen, wenn der Benutzer die Uhr am Arm trägt, nicht verändert.
  • Um den oben bezeichneten Mindestabstand zwischen Antenne und metallischem Gehäusemittelteil einzustellen und diesen Abstand ggf. so weit wie möglich beizubehalten, d.h. um die Antenne in diesem Abstand ggf. zu fixieren, sieht die Erfindung zwischen dem metallischen Gehäusemittelteil und der Antenne einen Gehäusemittelteilabstandshalter, insbesondere einen Distanzring, aus einem elektrisch nicht leitenden Material vor, welcher die Antenne auf einem vorbestimmten (radialen) Abstand zu dem metallischen Gehäusemittelteil hält.
  • Als Materialien für die beiden Abstandshalter, nämlich den Zifferblattabstandshalter und den Gehäusemittelteilabstandshalter, kommen Kunststoffe (z.B. als Spritzgussteil) oder Keramiken in betracht. Beide Abstandshalter können unabhängig voneinander gefertigt sein und ggf. aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Es ist jedoch auch möglich, den Zifferblattabstandshalter und den Gehäusemittelteilabstandshalter materialeinheitlich und/oder einstückig auszuführen.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Zifferblattabstandshalter als eine ein Uhrwerk und/oder die Antenne halternde Werkplatte ausgebildet ist. Die Werkplatte erfüllt demzufolge nicht nur die das Werk halternde Funktion; sondern auch die die Antenne beabstandende Funktionalität. Außer der Funktion der Zwangsdistanzierung von Antenne und Zifferblatt (und ggf. Antenne und Gehäusemittelteil) kann die Werkplatte auch eine (ggf. mit der Werkplatte einstückige) Halteeinrichtung für die Antenne aufweisen. Die Funktionalität der Fixierung der Antenne in Bezug auf das Zifferblatt und vorzugsweise auch in Bezug auf das (ggf. metallische) Mittelteil wird dann ebenfalls von der Werkplatte übernommen.
  • Zur Gewährleistung einer unverrückbaren Verbindung und damit einer weitgehend vorgegebenen Positionierung der Antenne in Bezug auf das Zifferblatt und ggf. das metallische Mittelteil ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Zifferblattabstandshalter, insbesondere die Werkplatte, in der Art einer Steckverbindung mit dem Zifferblatt verbunden ist.
  • Hinreichende Empfangseigenschaften, die es erlauben empfangene Zeitzeichen ohne aufwändige Fehlerkorrektur oder Störungsunterdrückung in eine entsprechende Uhrzeit zu transformieren, werden dann erreicht, wenn die Antenne eine Antennenspule mit einer den Wert von 1 Millihenry (mH) übersteigenden Induktivität aufweist.
  • Derzeit ist es nicht möglich, ohne besondere aufwändige Gestaltung eines Metallbodens einen hinreichenden Empfang bei einem in ein metallisches Umgehäuse (Carrure) eingesetzter Antenne in Kombination mit einem metallischen Zifferblatt sicherzustellen. Die Erfindung sieht daher aus fertigungstechnischen Gründen einen Boden aus einem elektrisch nicht leitenden Material, insbesondere aus Kunststoff oder Glas, vor.
  • Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1:
    • a) Eine Draufsicht auf ein Zifferblatt mit aufgesetzter bestückter Werkplatte eines ersten Ausführungsbeispieles einer Funkarmbanduhr gemäß der Erfindung
    • b) Eine Querschnittsansicht auf das Zifferblatt mit aufgesetzter Werkplatte nach der Figur 1a)
    • c) Eine Detailansicht der Steckverbindungseinrichtung zwischen Zifferblatt und Werkplatte der Anordnung nach den Figuren 1a) und 1b)
    Figur 2:
    • a) Eine Draufsicht auf ein Zifferblatt mit aufgesetzter bestückter Werkplatte eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Funkarmbanduhr gemäß der Erfindung
    • b) Eine Querschnittsansicht auf das Zifferblatt mit aufgesetzter Werkplatte nach der Figur 2a)
    • c) Eine Detailansicht der Steckverbindungseinrichtung zwischen Zifferblatt und Werkplatte der Anordnung nach den Figuren 2a) und 2b)
    Figur 3:
    Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Antennenschwingkreises für eine erfindungsgemäße Funkarmbanduhr
    Figur 4:
    Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Antennen-schwingkreises für eine erfindungsgemäße Funkarmbanduhr
  • Der Figur 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Funkarmbanduhr zu entnehmen. Nicht dargestellt sind das Gehäuse mit einem Uhrglas, einem Mittelteil aus elektrisch leitendem Material, nämlich Edelstahl, und einem Boden aus von einem metallischen Reif eingefassten Glas.
  • In das nicht dargestellte Gehäuse ist ein Messingzifferblatt 1 eingesetzt. Das Messingzifferblatt 1 ist identisch wie ein bei Quarzuhren üblicherweise eingesetztes Zifferblatt ausgebildet. Es weist eine Dicke dz von etwa 0,5 bis 1 mm auf.
  • Auf das Messingzifferblatt 1 ist eine Werkplatte 2 aufgesetzt. Die Werkplatte 2 ist ebenfalls in an sich üblicher Weise ausgebildet. Sie besteht aus Kunststoff und wurde im Spritzgießverfahren hergestellt. Die Werkplatte 2 dient zur Halterung eines Uhrwerks 3, einer magnetischen Langwellenantenne in Form einer Lamellen-Antenne 4 zum Empfang von Zeitzeichensignalen, einer den Funkempfang sowie das Uhrwerk steuernden und regelnden Elektronik 5 sowie einer Batterie 6. Die Dicke dw der Werkplatte 2 beträgt im allgemeinen 0,5 bis 1 mm.
  • Integraler Bestandteil der Werkplatte 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Werkhaltering 7, welcher das Uhrwerks 3, die Elektronik 5 sowie die Batterie 6 außenumfangsseitig umgreift. Im Bereich der Antenne 4 ist der Werkhaltering 7 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgespart. Er kann jedoch auch umlaufend ausgebildet sein, wie z.B. in der DE 299 23 446 U1 beschrieben. Die axiale Erstreckung des Werkhalterings 7 ist vorliegend durch die Position einer die elektronischen Bauteile aufnehmenden Platine 8 vorgegeben, welche sich gegen den Werkhaltering 7 abstützt. Auf den Werkhaltering 7 könnte jedoch auch verzichtet werden oder er könnte sich z.B. auch bis zum Boden des Uhrgehäuses erstrecken.
  • Die Werkplatte 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel starr mit dem Messingzifferblatt 1 verbunden. Diese starre Verbindung wird mittels einer Steckverbindungseinrichtung hergestellt. Die Steckverbindungseinrichtung umfasst entsprechend den Figuren 1b) und 1c) mehrere an das Messingzifferblatt 1 angeformte Zapfen 9, welche im wesentlichen form- und funktionskomplementär in entsprechende Ausnehmungen, vorzugsweise Bohrungen 10, in der Werkplatte 2 eingreifen.
  • Bei dem Uhrwerk 3 handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein Zeigerwerk. Die die (hier nicht dargestellten) Zeiger antreibenden Wellen 11 durchsetzen die Werkplatte 2 und das Messingzifferblatt 1 zentral.
  • Die Lamellen-Antenne 4 ist ähnlich wie die in dem Dokument EP 0 896 262 A1 beschriebene magnetische Langwellenantenne ausgebildet. Sie umfasst einen lamellierten Kern 12 aus einem Stapel flexibler Streifen weichmagnetischen Materials (z.B. amorphes Lamellenmaterial) hoher Permeabilität, welcher eine Antennen-Spule 13 trägt. Die Induktivität der Antennen-Spule beträgt größer/gleich ein Millihenry (1mH).
  • Die Lamellen-Antenne 4 ist asymmetrisch zur Zeigerachse ax und in gleicher axialer Lage wie das ringförmige metallische Gehäusemittelteil angeordnet. Der Abstand aaxA von der Zeigerachse ax zur Antennenachse 15 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 10 mm.
  • Die Lamellen-Antenne 4 ist in eine Aufnahmehülse 14 eingesetzt, welche die Antennen-Spule 13 und die bogenförmig gekrümmten und die Antennen-Spule 13 beidseitig überragenden Enden des Antennen-Kerns 12 nahezu vollständig aufnimmt und umschließt. Die Aufnahmehülse 14 besteht aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, vorzugsweise aus Kunststoff. Sie ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als separates auf der Werkplatte 2 aufsitzendes Bauteil ausgeführt und vorzugsweise mit dieser starr verbunden. Die Aufnahmehülse 14 kann jedoch auch einstückig und/oder materialeinheitlich mit der Werkplatte 2 ausgeführt sein.
  • Die Aufnahmehülse 14 dient zusammen mit der Werkplatte 2 zur Halterung und Zwangsdistanzierung der Antenne 4 zum Messingzifferblatt 1 und zum umgebenden metallischen Gehäusemittelteil. Der Abstand aZA zwischen Zifferblatt 1 und Antenne 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu 1,4 mm gewählt. Der Abstand aGS zwischen Gehäusemittelteil und Antennen-Spule 13 beträgt 8 mm. Der Abstand aGK zwischen Gehäusemittelteil und Antennen-Kern 12 beträgt 10 mm.
  • Neben der Aufnahmehülse 14 kann zusätzlich ein ebenfalls zwangsdistanzierend wirkender Distanzring der in der DE 299 23 446 U1 beschriebenen Art vorgesehen sein. Selbstverständlich kann dieser materialeinheitlich und ggf. einstückig mit der Werkplatte 2 ausgebildet sein.
  • Der Figur 2 sind die wesentlichen Bestandteile eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Funkarmbanduhr zu entnehmen. Diese Funkarmbanduhr stimmt in wesentlichen Einzelheiten mit dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 überein. Identische bzw. funktionsgleiche Bauteile sind daher in der Figur 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Nicht dargestellt sind auch bei dieser zweiten Ausführungsvariante einer Funkarmbanduhr das Gehäuse mit einem Uhrglas, einem Mittelteil aus elektrisch leitendem Material, nämlich Titan, und einem Boden aus von einem Titanreif eingefassten Glas.
  • In das nicht dargestellte Gehäuse ist ein Messingzifferblatt 1 eingesetzt. Das Messingzifferblatt 1 ist identisch wie das gemäß der Figur 1 ausgebildet. Es weist eine Dicke dz von etwa 0,5 bis 1 mm auf.
  • Auf das Messingzifferblatt 1 ist auch hier eine Werkplatte 2 der vorstehend beschriebenen Art aufgesetzt und mit dieser über in entsprechende Bohrungen 10 eingreifende Zapfen 9 unverschieblich verbunden. Die Werkplatte 2 dient zur Halterung eines Uhrwerks 3, einer magnetischen Langwellenantenne in Form einer Ferrit-Antenne 16 zum Empfang von Zeitzeichensignalen, einer den Funkempfang sowie das Uhrwerk 3 steuernden und regelnden Elektronik 5 sowie einer Batterie 6. Die Dicke dw der Werkplatte 2 beträgt auch hier etwa 0,5 bis 1 mm.
  • Integraler Bestandteil der Werkplatte 2 ist auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Werkhaltering 7, welcher das Uhrwerk 3 umfangsseitig umgreift.
  • Die Ferrit-Antenne 16 ist ähnlich wie die in dem Dokument DE 299 23 446 U1 beschriebene magnetische Langwellenantenne ausgebildet. Sie umfasst einen gestreckt prismatischen Antennen-Ferrit-Kern 17, welcher eine Antennen-Spule 18 trägt. Die Induktivität der verwendeten Antennen-Spule beträgt größer/gleich ein Millihenry (1mH).
  • Die Ferrit-Antenne 16 ist asymmetrisch zur Zeigerachse ax und in gleicher axialer Lage wie das ringförmige metallische Gehäusemittelteil angeordnet. Der Abstand äaxA von der Zeigerachse ax zur Antennenachse 19 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 8 mm.
  • Die Ferrit-Antenne 16 ist vorliegend unmittelbar auf die Werkplatte 2 aufgesetzt. Sie wird durch zwei parallel zueinander angeordnete und auf die Werkplatte 2 aufgesetzte Kragen 20, 21 gehalten. Ein hülsenförmiges Umschließen der Ferrit-Antenne 16 ist nichtvorgesehen.
  • Hier dient die Werkplatte 2 allein zur Zwangsdistanzierung der Antenne 16 zum Messingzifferblatt 1. Der Abstand aZA zwischen Zifferblatt 1 und Antenne 16 ist daher im vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch mit der Dicke dw der Werkplatte und beträgt etwa 0,5 bis 1 mm. Der Abstand aGS zwischen Gehäusemittelteil und Antennen-Spule 18 beträgt 0,5 mm. Der Abstand aGK zwischen Gehäusemittelteil und Antennen-Kern 17 beträgt 1,3 mm.
  • Da hier keine Aufnahmehülse 14 vorgesehen ist, ist ein zwangsdistanzierend wirkender (hier jedoch nicht dargestellter) Distanzring der in der DE 299 23 446 U1 beschriebenen Art vorgesehen. Selbstverständlich könnte dieser auch materialeinheitlich und ggf. einstückig mit der Werkplatte 2 ausgebildet sein.
  • Als Antennenschwingkreise kommen grundsätzlich alle bekannten Arten in betracht. Den Figuren 3 und 4 sind zwei Antennenschwingkreise beispielhaft zu entnehmen. Die Figur 3 zeigt einen Antennenschwingkreis mit sogenanntem "single-ended input", der Figur 4 entnimmt man einen Antennenschwingkreis mit sogenanntem "differential input".
  • Der "single-ended input"-Antennenschwingkreis 22 gemäß der Figur 3 umfasst eine Parallelschaltung aus einer von der verwendeten Antenne 4, 16 (amorph, Ferrit) vorgegebene AntennenInduktivität LANT und einer Antennen-Kapazität CANT, deren eine Klemme mit einem Bezugspotential verbunden ist. Der RFI Anschluss ist mit dem unsymmetrischen Antenneneingang des Empfänger ICs verbunden.
  • Der "differential input"-Antennenschwingkreis 23 gemäß der Figur 4 umfasst eine Parallelschaltung aus einer AntennenInduktivität LANT und einer Antennen-Kapazität CANT, deren eine Klemme mit einem Bezugspotential verbunden ist. Der RFIP Anschluss ist mit dem positiven symmetrischen Antenneneingang des Empfänger ICs verbunden. Der RFIM Anschluss ist mit dem negativen symmetrischen Antennenanschluss des Empfänger ICs verbunden.
  • Die Resonanzfrequenz des jeweiligen Antennenschwingkreises wird auf den maximalen Spannungsgewinn bei der Empfangsfrequenz, abhängig vom Zifferblatt- und Gehäusematerial, abgeglichen. Die Antennenschwingkreiseinkopplung erfolgt symmetrisch oder asymmetrisch.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Messingzifferblatt
    2
    Werkplatte
    3
    Uhrwerk
    4
    Lamellen-Antenne
    5
    Elektronik
    6
    Batterie
    7
    Werkhaltering
    8
    Platine
    9
    Zapfen
    10
    Bohrung
    11
    Welle
    12.
    Antennen-Kern
    13
    Antennen-Spule
    14
    Aufnahmehülse
    15
    Antennenachse
    16
    Ferrit-Antenne
    17
    Antennen-Kern
    18
    Antennen-Spule
    19
    Antennenachse
    20
    Kragen
    21
    Kragen
    22
    Antennenschwingkreis (unsymmetrisch)
    23
    Antennenschwingkreis (symmetrisch)
    24
    Bezugspotential
    dz
    Zifferblattdicke
    dw
    Werkplattendicke
    ax
    Achse
    aZA
    Abstand Zifferblatt-Antenne
    aGS
    Abstand Gehäuse-Spule
    aGK
    Abstand Gehäuse-Kern
    aaxA
    Abstand Zeigerachse-Antenne
    LANT
    Antenneninduktivität
    CANT
    Antennenkapazität

Claims (12)

  1. Funkarmbanduhr mit einem Uhrgehäuse mit einem metallischen Zifferblatt (1) und mit einer von dem Uhrgehäuse aufgenommenen Antenne (4, 16) mit einer auf einem Antennenkern (12, 17) sitzenden Antennenspule (13, 18) zum Empfang von Zeitzeichensignalen, und mit einer Werkplatte (2),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4, 16) in einem Abstand (aZA) von mehr als etwa 0,5 Millimetern, vorzugsweise in einem Abstand (aZA) von 1 bis 4 Millimetern, höchst vorzugsweise in einem Abstand (aZA) von 1 bis 3 Millimetern, zu dem Zifferblatt (1) angeordnet ist, und das zwischen dem Zifferblatt (1) und der Antenne (4, 16) die Werkplatte (2) als Zifferblattabstandshalter (2, 14) aus einem elektrisch nicht leitenden Material vorgesehen ist, wobei die Antenne (4, 16) mit ihrer Antennenspule (13, 18) in einer auf der Werkplatte (2) vorgesehenen Aufnahmehülse (14) oder zwischen auf der Werkplatte (2) vorgesehenen Kragen (20,21) gehalten ist.
  2. Funkarmbanduhr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zifferblatt (1) aus Messing besteht.
  3. Funkarmbanduhr nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zifferblatt (1) eine Dicke (dz) von 0,5 bis 1 Millimetern aufweist.
  4. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4, 16) asymmetrisch zu einer Zeigerachse (ax) angeordnet ist.
  5. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das
    Uhrgehäuse ein metallisches Gehäusemittelteil aufweist.
  6. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4, 16) axial im Bereich des metallischen Gehäusemittelteils angeordnet ist.
  7. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4, 16) in dem Uhrgehäuse in Bezug auf das Zifferblatt (1) und ggf. das metallische Gehäusemittelteil unbeweglich fixiert ist.
  8. Funkarmbanduhr nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem metallischen Gehäusemittelteil und der Antenne (4, 16) ein Gehäusemittelteilabstandshalter, insbesondere ein Distanzring aus einem elektrisch nicht leitenden Material vorgesehen ist, welcher die Antenne (4, 16), insbesondere einen Antennen-Kern (12, 17) auf einem vorbestimmten Abstand (aGK) zu dem metallischen Gehäusemittelteil hält.
  9. Funkarmbanduhr nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Werkplatte (2), in der Art einer Steckverbindung (9, 10) mit dem Zifferblatt (1) verbunden ist.
  10. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch h gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4, 16) eine Antennenspule (13, 18) mit einer den Wert von 1 Millihenry (mH) übersteigenden Induktivität (LANT) aufweist.
  11. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch h gekennzeichnet, dass
    das Uhrgehäuse einen Boden aus einem elektrisch nicht leitenden Material, insbesondere aus Kunststoff, Keramik oder Glas, aufweist.
  12. Funkarmbanduhr nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Resonanzfrequenz des jeweiligen Antennenschwingkreises auf den maximalen Spannungsgewinn der Zeitzeichensenderfrequenz abgeglichen ist.
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