EP2259158A1 - Druckwandler für Armbanduhren - Google Patents

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EP2259158A1
EP2259158A1 EP10164707A EP10164707A EP2259158A1 EP 2259158 A1 EP2259158 A1 EP 2259158A1 EP 10164707 A EP10164707 A EP 10164707A EP 10164707 A EP10164707 A EP 10164707A EP 2259158 A1 EP2259158 A1 EP 2259158A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure transducer
piston
housing
membrane
contact piece
Prior art date
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Granted
Application number
EP10164707A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2259158B1 (de
Inventor
Ferdinand Speichinger
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.)
Richemont International SA
Original Assignee
Richemont International SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Richemont International SA filed Critical Richemont International SA
Publication of EP2259158A1 publication Critical patent/EP2259158A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2259158B1 publication Critical patent/EP2259158B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B47/00—Time-pieces combined with other articles which do not interfere with the running or the time-keeping of the time-piece
    • G04B47/06—Time-pieces combined with other articles which do not interfere with the running or the time-keeping of the time-piece with attached measuring instruments, e.g. pedometer, barometer, thermometer or compass
    • G04B47/066—Time-pieces combined with other articles which do not interfere with the running or the time-keeping of the time-piece with attached measuring instruments, e.g. pedometer, barometer, thermometer or compass with a pressure sensor

Definitions

  • the present invention relates to a pressure transducer, in particular for use in wristwatches, which is suitable for determining the applied external pressure by converting changes in the external pressure into mechanical translational movements, wherein the pressure transducer has a housing with an internal, at least partially open, cavity. a diaphragm dividing said cavity into an outwardly directed first portion and an inwardly directed second hermetically separated second portion, a piston axially slidably mounted in said inwardly directed portion of the housing, and said piston in the direction of Having membrane acting elastic means.
  • Pressure transducers of the type cited above have been known for general applications for quite some time. Pressure transducers oriented towards such devices are also known in principle for use in the watch sector, in particular in wristwatches, but the use of such mechanical pressure transducers in this area is subject to many difficulties due to the very limited available space. Difficulties in the use of such known mechanical pressure transducers in the watch area arise here in particular with regard to the desired precision, which has not been achieved by conventional devices in a satisfactory manner. Further difficulties and challenges for the designer arise from the requirements of such a system in terms of safety and robustness of the device, insofar as it is regularly exposed to significant shock when used in watches.
  • a malfunctioning pressure transducer in a wristwatch can in this case, depending on the field of application, for example in a depth gauge at a diver's watch or in an altimeter at an aviator's watch or in an imagined for mountain sports clock, bring with it significant risks for the wearer of the clock, so that it is highly desirable To exclude malfunctions as far as possible.
  • it is desirable that such a pressure transducer is as simple as possible and versatile, and yet remains cost-effective in its production.
  • the object of the present invention is the realization of such a pressure transducer while avoiding the aforementioned disadvantages of the previously known systems.
  • the present invention therefore relates to a pressure transducer, which has the characteristics mentioned in claim 1, as well as a corresponding clock, which has such a pressure transducer.
  • the subject invention is characterized in particular by the fact that the pressure transducer has a contact piece attached to the membrane, which ensures by applying the piston, the power transmission from said contact piece respectively the membrane external pressure on the piston to the axial displacement thereof said contact piece is movable relative to the latter in the radial direction during the axial translation movement of the membrane and of the piston acted upon by it.
  • the pressure transducer according to the invention may be designed such that the membrane is fastened at its edge region to said housing of the pressure transducer, is fastened in its central region to said contact piece, and has an elastically deformable central region located between the edge region and the central region, which allows the translational movement of the diaphragm to occur due to the variations in the external pressure and the axial displacement of the piston.
  • the piston which is mounted so as to be axially displaceable in the said, inwardly directed section of the housing, can have a piston ring at its end directed to said contact piece.
  • This piston ring is preferably used as a support surface for a provided on said contact piece contact surface and / or can by suitable external dimensions for the axial guidance of the displacement movement of the piston serve.
  • Said piston ring is here preferably made of a material with a low coefficient of friction, in particular of ruby, in order to minimize the frictional effects both in the movement of the contact piece in the radial direction relative to the piston and in the axial movement of the piston itself in the housing of the pressure transducer.
  • the present invention also relates to a watch, in particular a wristwatch, which is equipped with a pressure transducer according to the invention.
  • a pressure transducer can in this case be mounted in particular on the side of the watch case so that its more or less deep screwing in the watch case, the adjustment of the pressure transducer or associated with this display device within the clock is possible.
  • a pressure transducer according to the invention or a clock equipped with such a pressure transducer satisfies the aforementioned criteria with regard to the precision of the pressure conversion or the associated pressure measurement or display of the pressure, which can also take place in the form of a depth or height indication.
  • the criteria with regard to robustness, safety, reliability of the function, as well as simplicity of production and reasonable production costs are also satisfied by means of the system according to the invention.
  • the attached figures illustrate by way of example an embodiment of a pressure transducer according to the invention which is used in a wristwatch.
  • the illustration 1 represents a plan view of a equipped with a pressure transducer according to the invention wristwatch.
  • the Figure 2 shows a perspective view of a pressure transducer according to the invention in its assembled state prior to its installation in a clock.
  • Figures 3a, 3b and 3c show a longitudinal section along in the illustration 1 drawn line III-III by a built-in a wristwatch according to the invention pressure transducer, wherein in the Figure 3a the membrane with the contact piece attached thereto and the piston acted on the latter in a first position, which corresponds to the normal pressure at sea level, located in the Figure 3b These parts are in an intermediate position which corresponds to an increased pressure, and in the Figure 3c these parts are in a maximum shifted in the direction of the clock inside position, which correspond to the maximum measurable by this device pressure starting from the normal pressure at sea level.
  • the pressure transducer according to the invention is exemplified in particular in connection with a wristwatch, although such a device can be readily used in other applications as well. Due to the small dimensions of the pressure transducer according to the invention and its robustness and simple construction, however, this is specific for use in watches, in particular in Wrist watches which require a shockproof device, specifically suitable.
  • the illustration 1 shows schematically and by way of example a plan view of a clock 10, in which an inventive pressure transducer 1 is integrated in the region of the ten o'clock position.
  • the pressure transducer 1 is advantageously mounted laterally on the watch case 8.
  • the pressure transducer 1 can in this case be secured by means of a pivoting bracket 11, for example, to prevent an unwanted adjustment, which will be explained in more detail below, the use of such bracket is the skilled person well known.
  • the clock 10 furthermore has, as usual, an actuating crown 12 and optionally a rotary ring 9, these elements not to be discussed in greater detail below, insofar as they are of no significance for the present invention.
  • the clock 10 has a clock mechanism, not shown in the figure, as well as associated display means for time display, and a mechanism with further associated display means, which cooperates with the pressure transducer according to the invention and represents the pressure values taken from it in the display panel of the clock in a suitable form.
  • this display can take place in a variety of forms, for example directly in the form of a pressure display, or in the case of a diver's watch in the form of a depth display or in the case of a watch intended for mountaineering in the form of a height display, or even in style a barometer for weather trend display.
  • these elements will not be discussed in more detail below, since not directly known for the present invention of importance as well as the skilled worker.
  • the pressure transducer according to the invention is shown in a perspective view before its installation in an associated device, such as a wristwatch.
  • the case is 2 of the pressure transducer 1 preferably designed to be substantially cylindrical, wherein a first outwardly directed portion has a larger diameter than a second, inwardly directed, ie oriented in the direction of the clock inside portion.
  • This second section usually has a fine thread, which allows the pressure transducer, for example, laterally screwed in a corresponding bore on the watch case 8 of a wristwatch 10.
  • this fine thread additionally fulfills the function of the adjustability of the pressure transducer, insofar a more or less deep screw of the housing 2 of the pressure transducer 1 on the housing 8 of the clock 10, an adjustment of the relative position between the housing 2 causes the pressure transducer 1 and the watch case 8 and thereby adjustment of the inside of the clock located, controlled by the moving parts of the pressure transducer 1 mechanisms, such as the normal pressure at sea level, allowing an adjustment respectively calibration of the overall system is achieved.
  • the Figure 3a hereby represents a longitudinal section along the in illustration 1 drawn line III-III by a pressure transducer 1 according to the invention, which is mounted laterally on the housing 8 of a wristwatch 10, represent.
  • the mobile parts of the pressure transducer 1 are in this figure in a position which corresponds to the normal pressure at sea level.
  • the principle of the pressure transducer according to the invention is mechanical, that is, the determination of the applied external pressure is effected by converting changes in this prevailing in the surrounding atmosphere external pressure in mechanical translation movements.
  • the pressure transducer 1 has a housing 2 with an inner, at least partially open to the outside cavity 2.4, wherein in the preferred embodiment, both the said housing 2 of the pressure transducer 1 and the cavity lying in its interior 2.4 are designed to be noticeably cylindrical.
  • the pressure transducer 1 further comprises a membrane 3 which divides said cavity 2.4 into an outwardly directed first section 2.4.1 and an inwardly directed second section 2.4.2, hermetically separated from the first section 2.4.1.
  • This membrane 3 is attached to its edge region 3.1 on the housing 2 of the pressure transducer, which can be done for example by compression between two parts 2.1 and 2.2 of this housing 2. However, these two parts can also be screwed against each other to press the membrane between these parts in the edge region.
  • a sealing ring is generally used between these two parts 2.1., 2.2, just as between the housing 2 of the pressure transducer and the watch case 8 sealing rings are provided, which further enhance the tightness of the system relative to the external environment.
  • the second part 2.2 of the housing 2 in this case preferably has an outwardly directed portion of larger diameter and a directed towards the clock inside portion of smaller diameter.
  • the diameter of the first part 2.1 of the housing 2 in this case corresponds appreciably to the larger diameter of the outwardly directed portion of the second part 2.2, whereby in the housing 2 in the outwardly directed end of a first region of larger diameter is created, which by the between the parts 2.1 2.2 compressed membrane is divided into two hermetically separated sectors.
  • the outwardly directed sector here is identical to the aforementioned, outwardly directed, first section 2.4.1 of said cavity at 2.4 in the housing 2.
  • the inwardly directed that is in the direction the clock-oriented sector of the two aforementioned sectors is connected to the aforementioned smaller diameter portion of the second part 2.2 of the housing 2 and formed with this together the aforementioned inwardly directed, hermetically separated from the first section 2.4.1 second section 2.4.2 of the cavity 2.4 ,
  • This shape which is appreciably T-shaped in longitudinal section, of the housing 2 of the pressure transducer 1 or its cavity 2.4 is the preferred embodiment.
  • this is not absolutely necessary and can for example be replaced by a completely cylindrical shape, in which case as a replacement for serving as a stop in a T-shaped shoulder between the sections of different diameters explicitly a stop to limit the movement of the moving parts and so that it can be provided for setting the maximum measurable pressure.
  • a piston 5 is mounted axially displaceable.
  • the piston 5 is acted upon in the direction of the membrane 3 by elastic means 6.
  • the housing 2 also has an outwardly directed, first section 2.4.1 of the said cavity 2.4 to the outside covering cover 2.3, which is provided with at least one, communicating with the surrounding atmosphere passage opening 2.3.1.
  • the outer medium, in which the pressure transducer 1 is located be it air or water, for example, can thus pass through the passage openings 2.3.1, which also in the Figure 2 are clearly visible, penetrate into the first section 2.4.1 of the cavity 2.4 in the housing 2 of the pressure transducer 1 and there apply the membrane 3 with the voltage applied in the surrounding atmosphere external pressure.
  • the elastically deformable membrane 3 is moved according to the well-known principle of such mechanisms in the axial direction of the housing 2, wherein this linear movement of the membrane 3 is passed to the piston 5, which by the elastic means 6 to the membrane. 3 is pressed.
  • the clockwise end of the piston 5 may cooperate with a connector 7 which in turn controls a corresponding indicator mechanism within the watch 10.
  • a pressure transducer 1 is characterized in that it comprises a contact piece 4 attached to the membrane 3, which by applying the piston 5, the power transmission from said contact piece 4 respectively the membrane 3 applied external pressure on the piston 5 to the axial Shift ensures.
  • the contact piece 4 in particular during the axial translation movement of the membrane 3 and the piston 5 acted upon, relative to this piston 5 mounted in the radial direction movable.
  • the contact piece 4 usually consists of two parts 4.1, 4.2, between which the membrane 3, for example by pressing or by means of a screw 4.3, is attached.
  • the contact piece 4 and thus the membrane 3 can therefore slide in a certain frame in the radial direction on said end of the piston 5.
  • the contact piece 4 or its two parts 4.1, 4.2 are preferably designed disc-shaped, in order to harmonize with the preferably cylindrical shape of the cavity 2.4.
  • the in said inwardly directed portion 2.4.2 of the housing 2 axially displaceably mounted piston 5 also has in a particular preferred embodiment of the pressure transducer according to the invention at its end directed to said contact piece a piston ring 5.2.
  • This ring 5.2 is attached to a lying at this end of the piston 5 piston ring holder 5.1, for example by means of a screw 5.3.
  • this piston ring has 5.2 outer dimensions, which correspond to the inner dimensions of the said sector of larger diameter of the inwardly directed portion 2.4.2 of the cavity 2.4 of the housing 2, thereby at least partially guiding the axial displacement movement of the piston 5 in this section 2.4.2 to guarantee.
  • the said piston ring 5.2 is preferably made of a material having a low coefficient of friction, in particular of ruby.
  • the second part 2.2 of the housing 2 at its clockwise end at the bore, on which the piston 5, the housing 2 of the pressure transducer 1 in the direction of the interior the watch case 8 pierces, preferably provided with a second annular ruby bearing 2.2.1.
  • said, preferably made of ruby piston ring 5.2 serves as a support surface for the contact piece 4.
  • the latter has this piston side on the part 4.2 via a contact surface 4.2.2, which for example, as in the Figure 3a schematically recognizable annularly the previously mentioned screw 5.3 is designed to be comprehensive.
  • a plurality of punctiform configured contact surfaces may be so mounted on the part 4.2 of the contact piece 4 that they touch with any radial movement of the contact piece 4 relative to the piston 5 only the ruby of the piston ring 5.2.
  • Such a configuration has the advantage that the above-mentioned relative movement in the radial direction between the contact piece 4 and the piston 5 only under contact the contact surface 4.2.2 of the contact piece 4 and the bearing surface of the piston ring 5.2, so with the least possible friction losses occurs.
  • the membrane 3 has an edge region 3.1, which is fastened to said housing 2 of the pressure transducer 1, a central region 3.3 to which the contact piece 4 is attached, which in turn acts on the piston 5, and one between the edge region 3.1 and the central region 3.3 located, elastically deformable central region 3.2, which is annular in the preferred embodiment of the pressure transducer 1.
  • This annular, bead-like and / or stretchably elastically deformable central region 3.2 of the membrane 3 makes possible the axial linear movement of the membrane 3 due to the fluctuations of the external pressure and the axial displacement of the piston.
  • the membrane 3 and in particular its elastically deformable region 3.2 can in general , at least in terms of cost, are not ideally made so that upon axial movement of the membrane, forces will occur due to the elastic properties of the material of the membrane which affect the precision of the pressure conversion and hence the corresponding measurement.
  • the elastic means can be selected in particular in the form of a piston 5 which surrounds helical spring 6, said spiral spring between the outwardly directed end of the piston 5, already mentioned piston ring holder, which at the same time as a retaining shoulder 5.1 one end of the spring serves, and is attached to the inwardly directed end of the second section 2.4.2 of the cavity 2.4 lying support surface.
  • the helical spring 6 exerts a force directed towards the outside of the housing and therefore acts on the piston 5 or its piston ring 5.2 against the contact piece 4 of the diaphragm 3.
  • Figures 3b and 3c show schematically and by way of example two further positions of the moving parts of the pressure transducer 1 according to the invention, wherein the in the Figure 3b reproduced position corresponds to an external pressure lying between the normal pressure at sea level and the maximum measurable pressure, while the Figure 3c represents the moving parts of the pressure transducer 1 in the position corresponding to the maximum measurable pressure.
  • the piston ring is 5.2, as on the Figure 3c seen at the shoulder, which are the two sectors of larger diameter or smaller diameter of the hermetic of the surrounding Atmosphere separated second section 2.4.2 of the cavity 2.4 separated from each other, and therefore limits the maximum measurable, applied in the surrounding atmosphere external pressure.
  • the pressure transducer 1 according to the invention therefore has not only an increased precision but also a simple design principle, insofar as next to the housing 2, the diaphragm 3 with associated contact piece 4, and the piston 5 with associated piston ring 5.2 and spiral spring 6 only few parts are needed.
  • an increased robustness of the system in particular against shocks, which are inevitable in wristwatches, as well as a high reliability of the function of the device is achieved.
  • the relatively small number of parts also requires correspondingly low costs in production and maintenance of the pressure transducer 1 according to the invention.
  • these advantages also include a watch 10 equipped with such a pressure transducer 1, in particular a dive watch equipped with a depth gauge or a watch equipped with an altimeter which is to be used, for example, in mountaineering or as an aviator's watch.
  • the pressure transducer 1 is preferably mounted laterally on the watch case 8 of the clock 10, wherein the housing 2 of the pressure transducer 1 is advantageously bolted to the watch case 8 to allow by the fine thread located on the housing 2 of the pressure transducer by turning the pressure transducer calibration.
  • a pressure transducer according to the invention or a clock equipped therewith is thus also flexibly applicable and can be modified as far as necessary with regard to the additional criteria of aesthetics and ergonomics without impairing the overall function of the system.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckwandler (1), insbesondere zum Einsatz in Armbanduhren, geeignet zur Bestimmung des anliegenden Außendrucks durch Umwandlung von Änderungen des Außendrucks in mechanische Translationsbewegungen, wobei der Druckwandler ein Gehäuse (2) mit einem innenliegenden, nach außen hin zumindest teilweise offenen Hohlraum (2.4), eine den Hohlraum (2.4) in einen ersten Abschnitt (2.4.1) und einen hermetisch vom ersten - (2.4.1) getrennten zweiten Abschnitt (2.4.2) unterteilende, elastisch deformierbare Membran (3), einen im zweiten Abschnitt (2.4.2) des Gehäuses (2) axial verschiebbar gelagerten Kolben (5), sowie den besagten Kolben (5) in Richtung der Membran (3) beaufschlagende elastische Mittel (6) aufweist. Der Druckwandler (1) weist ein an der Membran (3) angebrachtes Kontaktstück (4) auf, welches durch Beaufschlagung des Kolbens (5) die Kraftübertragung vom an besagtem Kontaktstück (4) respektive der Membran (3) anliegenden Außendruck auf den Kolben (5) zu dessen axialer Verschiebung sicherstellt, wobei besagtes Kontaktstück (4) während der axialen Translationsbewegung der Membran (3) sowie des daran beaufschlagten Kolbens (5) relativ zu Letzterem in radialer Richtung bewegbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler, insbesondere zum Einsatz in Armbanduhren, welcher zur Bestimmung des anliegenden Außendrucks durch Umwandlung von Änderungen des Außendrucks in mechanische Translationsbewegungen geeignet ist, wobei der Druckwandler ein Gehäuse mit einem innenliegenden, nach außen hin zumindest teilweise offenen Hohlraum, einen den besagten Hohlraum in einen nach außen gerichteten, ersten Abschnitt und einen nach innen gerichteten, hermetisch vom ersten Abschnitt getrennten zweiten Abschnitt unterteilende Membran, einen in besagtem, nach innen gerichteten Abschnitt des Gehäuses axial verschiebbar gelagerten Kolben, sowie den besagten Kolben in Richtung der Membran beaufschlagende elastische Mittel aufweist.
  • Druckwandler der oben zitierten Gattung sind für allgemeine Anwendungen seit geraumer Zeit bekannt. Sich an solchen Vorrichtungen orientierende Druckwandler sind im Prinzip auch für den Einsatz im Uhrenbereich, insbesondere in Armbanduhren, bekannt, jedoch ist der Einsatz solcher mechanischer Druckwandler in diesem Bereich aufgrund des sehr eingeschränkten zur Verfügung stehenden Platzes mit vielerlei Schwierigkeiten behaftet. Schwierigkeiten beim Einsatz von solchen bekannten mechanischen Druckwandlern im Uhrenbereich ergeben sich hierbei insbesondere hinsichtlich der gewünschten Präzision, welche durch konventionelle Vorrichtungen bisher nicht in zufriedenstellender Weise erreicht wurde. Weitere Schwierigkeiten und Herausforderungen für den Konstrukteur ergeben sich aus den Anforderungen an ein derartiges System hinsichtlich der Sicherheit und der Robustheit der Vorrichtung, insofern dieses bei einem Einsatz in Armbanduhren regelmäßig erheblichen Stößen ausgesetzt ist. Ein fehlerhaft funktionierender Druckwandler in einer Armbanduhr kann hierbei je nach Anwendungsbereich, beispielsweise in einem Tiefenmesser bei einer Taucheruhr oder in einem Höhenmesser bei einer Fliegeruhr oder bei einer für den Bergsport gedachten Uhr, erhebliche Risiken für den Träger der Uhr mit sich bringen, so daß es äußerst wünschenswert ist, derartige Fehlfunktionen möglichst auszuschließen. Gleichzeitig ist es wünschenswert, daß ein derartiger Druckwandler möglichst einfach konzipiert und vielseitig verwendbar ist, und dennoch kostengünstig in seiner Herstellung bleibt.
  • In Anbetracht der bis dato bekannten, auch für einen Einsatz im Uhrenbereich geeigneten Druckwandler besteht daher auch weiterhin Bedarf an einer relativ einfach konzipierten und zugleich zuverlässig funktionierenden Druckwandelvorrichtung, welche insbesondere für den Einbau in Armbanduhren geeignet ist, und zum anderen den Kriterien hinsichtlich Präzision, Sicherheit, Robustheit, Zuverlässigkeit, sowie Ergonomie und Ästhetik genügt.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Realisierung eines derartigen Druckwandlers unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile der bisher bekannten Systeme. Die vorliegende Erfindung hat daher einen Druckwandler zum Gegenstand, welcher die im Anspruch 1 genannten Kennzeichen aufweist, sowie eine entsprechende Uhr, welche einen derartigen Druckwandler aufweist.
  • Zur Verwirklichung der vorgenannten Ziele zeichnet sich der Erfindungsgegenstand insbesondere dadurch aus, daß der Druckwandler ein an der Membran angebrachtes Kontaktstück aufweist, welches durch Beaufschlagung des Kolbens die Kraftübertragung vom am besagtem Kontaktstück respektive der Membran anliegenden Außendruck auf den Kolben zu dessen axialer Verschiebung sicherstellt, wobei besagtes Kontaktstück während der axialen Translationsbewegung der Membran sowie des daran beaufschlagten Kolbens relativ zu letzterem in radialer Richtung bewegbar ist.
  • Aufgrund des Vorsehens dieses relativ zum Kolben in radialer Richtung frei bewegbar angebrachten Kontaktstücks, also dadurch, daß das Kontaktstück sozusagen in radialer Richtung frei auf dem Kolben gleiten kann, wird erreicht, daß bei axialer Verstellung der Membran aufgrund einer Veränderung des Außendrucks die elastische Deformierung der Membran auf optimale Art und Weise erfolgen kann, insofern das Kontaktstück bzw. die daran befestigte Membran nicht zusammen mit dem Kolben radial fixiert bzw. geführt ist. Dies bewirkt wiederum eine genauere Druckmessung infolge des geringeren Einflusses der elastischen Deformierungseigenschaften des Materials der Membran des Druckwandlers sowie des verbesserten Hystereseverhaltens dieser Membran beim wiederholten Durchlaufen seiner Deformationsstufen im Verlaufe der wiederholten Druckänderungen in der umliegenden Atmosphäre.
  • Insbesondere kann der erfindungsgemäße Druckwandler derart ausgebildet sein, daß die Membran an ihrem Randbereich an besagtem Gehäuse des Druckwandlers befestigt ist, in ihrem zentralen Bereich an besagtem Kontaktstück befestigt ist, und einen zwischen dem Randbereich und dem zentralen Bereich gelegenen, elastisch deformierbaren mittleren Bereich aufweist, welcher die aufgrund der Schwankungen des Außendrucks erfolgende und die axiale Verschiebung des Kolbens bewirkende Translationsbewegung der Membran ermöglicht.
  • Weiterhin kann in bevorzugter Manier der in besagtem, nach innen gerichteten Abschnitt des Gehäuses axial verschiebbar gelagerte Kolben an seinem zu besagtem Kontaktstück gerichteten Ende einen Kolbenring aufweisen. Dieser Kolbenring dient vorzugsweise als Auflagefläche für eine an besagtem Kontaktstück vorgesehene Kontaktfläche und/oder kann durch geeignete Außenmaße zur axialen Führung der Verschiebungsbewegung des Kolbens dienen. Der besagte Kolbenring ist hierbei vorzugsweise aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten gefertigt, insbesondere aus Rubin, um die Reibungseffekte sowohl bei der Bewegung des Kontaktstücks in radialer Richtung relativ zum Kolben als auch bei der axialen Bewegung des Kolbens selbst im Gehäuse des Druckwandlers zu minimieren.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Uhr, insbesondere auf eine Armbanduhr, welche mit einem erfindungsgemäßen Druckwandler ausgestattet ist. Ein derartiger Druckwandler kann hierbei insbesondere derart seitlich am Uhrengehäuse angebracht werden, daß durch dessen mehr oder minder tief erfolgende Verschraubung im Uhrengehäuse die Justierung des Druckwandlers bzw. der mit diesem verbundenen Anzeigevorrichtung innerhalb der Uhr möglich ist.
  • Weitere Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen sowohl des erfindungsgemäßen Druckwandlers als auch einer entsprechenden Uhr gehen aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Aufgrund dieser Merkmale genügt ein erfindungsgemäßer Druckwandler respektive eine mit einem solchen Druckwandler ausgestattete Uhr den vorgenannten Kriterien hinsichtlich der Präzision der Druckwandlung bzw. der damit verbundenen Druckmessung respektive Anzeige des Drucks, welche beispielsweise auch in Form einer Tiefen- oder Höhenangabe erfolgen kann. Auch den Kriterien hinsichtlich Robustheit, Sicherheit, Zuverlässigkeit der Funktion, sowie Einfachheit der Produktion und vernünftige Produktionskosten wird mittels des erfindungsgemäßen Systems Genüge getan.
  • Die beigefügten Abbildungen stellen beispielhaft eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckwandlers, welcher in einer Armbanduhr zum Einsatz kommt, dar.
  • Die Abbildung 1 stellt eine Draufsicht auf eine mit einem erfindungsgemäßen Druckwandler ausgestattete Armbanduhr dar.
  • Die Abbildung 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Druckwandlers in dessen zusammengebautem Zustand vor dessen Einbau in eine Uhr.
  • Die Abbildungen 3a, 3b und 3c zeigen einen Längsschnitt entlang der in der Abbildung 1 eingezeichneten Linie III-III durch einen erfindungsgemäßen, in eine Armbanduhr eingebauten Druckwandler, wobei sich in der Abbildung 3a die Membran mit dem daran befestigten Kontaktstück sowie der an Letzteres beaufschlagte Kolben in einer ersten Position, die dem Normaldruck auf Meereshöhe entspricht, befinden, in der Abbildung 3b sich diese Teile in einer Zwischenposition, welche einem erhöhten Druck entspricht, befinden, und in der Abbildung 3c sich diese Teile in einer maximal in Richtung des Uhreninneren verschobenen Position befinden, welche dem maximal durch diese Vorrichtung meßbaren Druck ausgehend vom Normaldruck auf Meereshöhe entsprechen.
  • Im Folgenden soll die Erfindung nun mit Hilfe der erwähnten Abbildungen beispielhaft anhand der dargestellten Ausführungsform im Detail beschrieben werden.
  • Der erfindungsgemäße Druckwandler wird dabei insbesondere im Zusammenhang mit einer Armbanduhr beispielhaft dargestellt, wiewohl eine solche Vorrichtung ohne weiteres auch in anderen Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen kann. Aufgrund der geringen Dimensionen des erfindungsgemäßen Druckwandlers sowie dessen Robustheit und einfache Konstruktion ist dieser jedoch spezifisch für den Einsatz in Uhren, insbesondere in Armbanduhren, welche eine stoßsichere Vorrichtung erfordern, spezifisch geeignet.
  • Die Abbildung 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Draufsicht auf eine Uhr 10, in welche im Bereich der Zehn-Uhr-Position ein erfindungsgemäßer Druckwandler 1 integriert ist. Der Druckwandler 1 ist hierbei vorteilhafterweise seitlich am Uhrgehäuse 8 angebracht. Der Druckwandler 1 kann hierbei mittels eines schwenkbaren Bügels 11 gesichert werden, um beispielsweise eine ungewollte Justierung, welche weiter unten näher erläutert werden soll, zu verhindern, wobei der Einsatz derartiger Bügel dem Fachmann hinreichend bekannt ist. Die Uhr 10 weist weiterhin wie üblich eine Stellkrone 12 sowie optional einen Drehring 9 auf, wobei auf diese Elemente im folgenden nicht näher eingegangen werden soll, insofern für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung. Weiterhin weist die Uhr 10 ein in der Abbildung nicht dargestelltes Uhrwerk sowie zugehörige Anzeigemittel zur Zeitanzeige auf, sowie einen Mechanismus mit weiteren zugehörigen Anzeigemitteln, welcher mit dem erfindungsgemäßen Druckwandler kooperiert und die von diesem abgenommenen Druckwerte im Anzeigefeld der Uhr in geeigneter Form darstellt. Diese Anzeige kann, wie dem Fachmann bekannt, in verschiedenster Form erfolgen, beispielsweise direkt in Form einer Druckanzeige, oder etwa im Falle einer Taucheruhr in Form einer Tiefenanzeige oder etwa im Falle einer für den Bergsport gedachten Uhr in Form einer Höhenanzeige, oder auch im Stile eines Barometers zur Wettertrendanzeige. Auch auf diese Elemente soll im Folgenden nicht näher eingegangen werden, da nicht direkt für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sowie dem Fachmann hinreichend bekannt.
  • In der Abbildung 2 ist der erfindungsgemäße Druckwandler in einer perspektivischen Ansicht vor seinem Einbau in ein zugehöriges Gerät, etwa in eine Armbanduhr, dargestellt. Wie in dieser Abbildung dargestellt, ist das Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 vorzugsweise merklich zylinderförmig ausgestaltet, wobei ein erster nach außen gerichteter Abschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als ein zweiter, nach innen gerichteter, d.h. in Richtung des Uhrinneren orientierter Abschnitt. Dieser zweite Abschnitt verfügt in der Regel über ein Feingewinde, welches es erlaubt, den Druckwandler beispielsweise seitlich in einer entsprechenden Bohrung am Uhrengehäuse 8 einer Armbanduhr 10 zu verschrauben. Nebst der dadurch erzielten Befestigung des Druckwandlers 1 an der Uhr 10 erfüllt dieses Feingewinde zusätzlich die Funktion der Justierbarkeit des Druckwandlers, insofern eine mehr oder weniger tiefe Verschraubung des Gehäuses 2 des Druckwandlers 1 am Gehäuse 8 der Uhr 10 eine Einstellung der relativen Position zwischen dem Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 und dem Uhrgehäuse 8 bewirkt und dadurch eine Einstellung der im Inneren der Uhr befindlichen, von den beweglichen Teilen des Druckwandlers 1 gesteuerten Mechanismen, etwa auf den Normaldruck auf Meeresspiegelniveau, erlaubt, wodurch eine Justierung respektive Eichung des Gesamtsystems erzielt wird.
  • Der genaue Aufbau sowie die Funktionsweise des Druckwandlers soll nun anhand der Abbildungen 3a, 3b und 3c erläutert werden, welche den Druckwandler in drei verschiedenen Positionen darstellen, die verschiedenen anliegenden Außendrücken entsprechen.
  • Die Abbildung 3a stellt hierbei einen Längsschnitt entlang der in Abbildung 1 eingezeichneten Linie III-III durch einen erfindungsgemäßen Druckwandler 1, welcher seitlich am Gehäuse 8 einer Armbanduhr 10 angebracht ist, dar. Die mobilen Teile des Druckwandlers 1 befinden sich in dieser Abbildung in einer Position, welche dem Normaldruck auf Meeresspiegelniveau entspricht. Das Prinzip des erfindungsgemäßen Druckwandlers ist mechanisch, das heißt die Bestimmung des anliegenden Außendrucks erfolgt durch Umwandlung von Änderungen dieses in der umliegenden Atmosphäre herrschenden Außendrucks in mechanische Translationsbewegungen. Hierfür weist der Druckwandler 1 ein Gehäuse 2 mit einem innenliegenden, nach außen hin zumindest teilweise offenen Hohlraum 2.4 auf, wobei in der bevorzugten Ausführungsform sowohl das besagte Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 als auch der in dessen Inneren liegende Hohlraum 2.4 merklich zylinderförmig ausgestaltet sind.
  • Der Druckwandler 1 weist weiterhin eine Membran 3 auf, welche den besagten Hohlraum 2.4 in einen nach außen gerichteten, ersten Abschnitt 2.4.1 und einen nach innen gerichteten, hermetisch vom ersten Abschnitt 2.4.1 getrennten zweiten Abschnitt 2.4.2 unterteilt. Diese Membran 3 ist an ihrem Randbereich 3.1 am Gehäuse 2 des Druckwandlers befestigt, was beispielsweise durch Verpressen zwischen zwei Teilen 2.1 und 2.2 dieses Gehäuses 2 erfolgen kann. Diese beiden Teile können jedoch auch gegeneinander verschraubt werden, um die Membran zwischen diesen Teilen im Randbereich einzupressen. Weiterhin ist zwischen diesen beiden Teilen 2.1., 2.2 in der Regel ein Dichtring eingesetzt, genauso wie zwischen dem Gehäuse 2 des Druckwandlers und dem Uhrgehäuse 8 Dichtringe vorgesehen sind, welche die Dichtheit des Systems gegenüber der äußeren Umgebung weiter verstärken. Wie aus den Abbildungen 2 und 3a klar ersichtlich, weist das zweite Teil 2.2 des Gehäuses 2 hierbei vorzugsweise einen nach außen gerichteten Abschnitt größeren Durchmessers und einen in Richtung des Uhreninneren gerichteten Abschnitt geringeren Durchmessers auf. Der Durchmesser des ersten Teils 2.1 des Gehäuses 2 entspricht hierbei merklich dem größeren Durchmesser des nach außen gerichteten Abschnitts des zweiten Teils 2.2, wodurch im Gehäuse 2 in dessen nach außen gerichteten Ende ein erster Bereich größeren Durchmessers geschaffen wird, welcher durch die zwischen den Teilen 2.1, 2.2 verpreßte Membran in zwei hermetisch getrennte Sektoren aufgeteilt wird. Der nach außen gerichtete Sektor ist hierbei identisch mit dem vorgenannten, nach außen gerichteten, ersten Abschnitt 2.4.1 des besagten Hohlraums bei 2.4 im Gehäuse 2. Der nach innen gerichtete, das heißt in Richtung des Uhrinneren orientierte Sektor der beiden vorgenannten Sektoren ist mit dem vorgenannten Abschnitt geringeren Durchmessers des zweiten Teils 2.2 des Gehäuses 2 verbunden und formt mit diesem zusammen den vorgenannten nach innen gerichteten, hermetisch vom ersten Abschnitt 2.4.1 getrennten zweiten Abschnitt 2.4.2 des Hohlraums 2.4. Diese im Längsschnitt merklich T-förmige Gestalt des Gehäuses 2 des Druckwandlers 1 bzw. dessen Hohlraums 2.4 ist die bevorzugte Ausführungsform. Diese ist jedoch nicht zwingend nötig und kann beispielsweise auch durch eine völlig zylinderförmige Form ersetzt werden, wobei dann als Ersatz für die bei einer T-förmigen Ausführung als Anschlag dienende Schulter zwischen den Abschnitten verschiedenen Durchmessers explizit ein Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der beweglichen Teile und damit zur Einstellung des maximal messbaren Drucks vorgesehen werden kann.
  • In besagtem nach innen gerichteten Abschnitt 2.4.2 des Gehäuses 2 ist ein Kolben 5 axial verschiebbar gelagert. Der Kolben 5 ist in Richtung der Membran 3 durch elastische Mittel 6 beaufschlagt. Das Gehäuse 2 weist zudem eine den nach außen gerichteten, ersten Abschnitt 2.4.1 des besagten Hohlraums 2.4 zur Außenseite hin bedeckende Abdeckung 2.3 auf, welche mit zumindest einer, mit der umliegenden Atmosphäre kommunizierende Durchgangsöffnung 2.3.1 versehen ist. Das äußere Medium, in welchem sich der Druckwandler 1 befindet, sei dies nun beispielsweise Luft oder Wasser, kann dadurch durch die Durchgangsöffnungen 2.3.1, welche auch in der Abbildung 2 deutlich erkennbar sind, in den ersten Abschnitt 2.4.1 des Hohlraums 2.4 im Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 eindringen und dort die Membran 3 mit dem in der umliegenden Atmosphäre anliegenden Außendruck beaufschlagen. Durch Veränderungen des Außendrucks wird daher die elastisch deformierbare Membran 3 laut dem allgemein bekannten Prinzip von derartigen Mechanismen in axialer Richtung des Gehäuses 2 bewegt, wobei diese Linearbewegung der Membran 3 an den Kolben 5 weitergegeben wird, welcher durch die elastischen Mittel 6 an die Membran 3 gedrückt wird. Wie dem Fachmann allgemein bekannt, kann das in Richtung des Uhrinneren gerichtete Ende des Kolbens 5 mit einem Verbindungsstück 7 kooperieren, welches wiederum einen entsprechenden Anzeigemechanismus im Inneren der Uhr 10 steuert.
  • Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Ausgestaltung der besagten Membran 3 bzw. der Mittel, welche die Kraftübertragung von dieser Membran 3 an den Kolben 5 sicherstellen. Zu diesem Zweck zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Druckwandler 1 dadurch aus, daß er ein an der Membran 3 angebrachtes Kontaktstück 4 aufweist, welches durch Beaufschlagung des Kolbens 5 die Kraftübertragung vom an besagtem Kontaktstück 4 respektive der Membran 3 anliegenden Außendruck auf dem Kolben 5 zu dessen axialer Verschiebung sicherstellt. Hierbei ist das Kontaktstück 4, insbesondere während der axialen Translationsbewegung der Membran 3 sowie des daran beaufschlagten Kolbens 5, relativ zu diesem Kolben 5 in radialer Richtung bewegbar angebracht. Das Kontaktstück 4 besteht normalerweise aus zwei Teilen 4.1, 4.2, zwischen welchem die Membran 3, beispielsweise durch Verpressung oder mittels einer Schraube 4.3, befestigt ist. Das im nach innen gerichteten, hermetisch von der Außenatmosphäre getrennten zweiten Abschnitt 2.4.2 liegende zweite Teil 4.2 des Kontaktstücks 4 liegt hierbei am nach außen gerichteten Ende des Kolbens 5 an, ohne jedoch an diesem befestigt zu sein. Das Kontaktstück 4 und damit die Membran 3 kann daher in gewissem Rahmen in radialer Richtung auf besagtem Ende des Kolbens 5 gleiten. Das Kontaktstück 4 respektive dessen zwei Teile 4.1, 4.2 sind vorzugsweise merklich scheibenförmig ausgestaltet, um mit der bevorzugt zylinderförmigen Gestalt des Hohlraums 2.4 zu harmonieren.
  • Der in besagtem nach innen gerichteten Abschnitt 2.4.2 des Gehäuses 2 axial verschiebbar gelagerte Kolben 5 besitzt zudem in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckwandlers an seinem zu besagtem Kontaktstück gerichteten Ende einen Kolbenring 5.2. Dieser Ring 5.2 ist an einer an diesem Ende des Kolbens 5 liegenden Kolbenringhalterung 5.1 beispielsweise mittels einer Schraube 5.3 angebracht. Weiterhin weist dieser Kolbenring 5.2 Außenmaße auf, welche den Innenmaßen des besagten Sektors größeren Durchmessers des nach innen gerichteten Abschnitts 2.4.2 des Hohlraums 2.4 des Gehäuses 2 entsprechen, um dadurch zumindest teilweise eine Führung der axialen Verschiebungsbewegung des Kolbens 5 in diesem Abschnitt 2.4.2 zu garantieren. Aus diesem Grunde ist der besagte Kolbenring 5.2 vorzugsweise aus einem einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Material gefertigt, insbesondere aus Rubin. Zur vollständigen axialen Führung der Linearbewegung des Kolbens 5 im zweiten Abschnitt 2.4.2 des Gehäuses wird der zweite Teil 2.2 des Gehäuses 2 an dessen ins Uhrinnere gerichteten Ende an der Bohrung, an welcher der Kolben 5 das Gehäuse 2 des Druckwandles 1 in Richtung des Inneren des Uhrgehäuses 8 durchstößt, vorzugsweise mit einem zweiten ringförmigen Rubinlager 2.2.1 versehen.
  • Weiterhin dient der besagte, vorzugsweise aus Rubin gefertigte Kolbenring 5.2 als Auflagefläche für das Kontaktstück 4. Letzteres verfügt hierfür kolbenseitig auf dessen Teil 4.2 über eine Kontaktfläche 4.2.2, welche beispielsweise, so wie in der Abbildung 3a schematisch erkennbar, ringförmig die vorhin erwähnte Schraube 5.3 umfassend ausgestaltet ist. Anstatt einer ringförmigen Kontaktfläche können alternativ beispielsweise auch mehrere punktförmig ausgestaltete Kontaktflächen derart auf dem Teil 4.2 des Kontaktstücks 4 angebracht sein, daß sie bei jedweder möglichen radialen Bewegung des Kontaktstücks 4 relativ zum Kolben 5 nur den Rubin des Kolbenrings 5.2 berühren. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die oben erwähnte Relativbewegung in radialer Richtung zwischen dem Kontaktstück 4 und dem Kolben 5 nur unter Berührung der Kontaktfläche 4.2.2 des Kontaktstücks 4 und der Auflagefläche des Kolbenrings 5.2, also unter möglichst geringen Reibungsverlusten, erfolgt.
  • Durch diese Ausgestaltung des Kontaktstücks 4 besitzt die Membran 3 einen Randbereich 3.1, welcher an besagtem Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 befestigt ist, einen zentralen Bereich 3.3, an welchem das Kontaktstück 4 angebracht ist, welches wiederum den Kolben 5 beaufschlagt, und einen zwischen dem Randbereich 3.1 und dem zentralen Bereich 3.3 gelegenen, elastisch deformierbaren mittleren Bereich 3.2, der in der bevorzugten Ausführungsform des Druckwandlers 1 ringförmig ist. Dieser ringförmige, wulstartig und/oder dehnbar elastisch deformierbare mittlere Bereich 3.2 der Membran 3 ermöglicht die aufgrund der Schwankungen des Außendrucks erfolgende und die axiale Verschiebung des Kolbens bewirkende axiale Linearbewegung der Membran 3. Die Membran 3 und insbesondere deren elastisch deformierbare Region 3.2 kann im allgemeinen, zumindest unter kostengünstigen Aspekten, nicht in idealer Weise gefertigt werden, so daß bei der axialen Bewegung der Membran Kräfte aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials der Membran auftreten, welche die Präzision der Druckwandlung und daher der entsprechenden Messung beeinflussen. Dieser Nachteil wird bei einem erfindungsgemäßen Druckwandler 1 im Gegensatz zu vorbekannten Mechanismen dadurch überwunden, daß bei axialer Verstellung der Membran aufgrund einer Veränderung des Außendrucks die elastische Deformierung des mittleren Bereichs 3.2 der Membran 3 in optimaler, selbstregulierender Weise erfolgen kann, insofern zum einen die Membran 3 nicht an den Kolben 5 fixiert ist und zum anderen die Membran 3 über ein Kontaktstück 4 verfügt, welches durch die Verminderung von Reibungsverlusten in optimaler Weise auf dem Kolbenring 5.2 am Kolben 5 in radialer Richtung gleiten kann. Dies ist unabhängig davon, ob sich die Membran 3, das Kontaktstück 4, und der Kolben 5, welcher durch die elastischen Mittel 6 gegen die Membran bzw. das Kontaktstück 4 gedrückt wird, zusammen gehäuseeinwärts oder gehäuseauswärts bewegen, je nach entsprechender Änderung des umliegenden Außendrucks. Infolge des somit geringeren Einflusses der elastischen Deformierungseigenschaften des Materials der Membran 3 sowie des hierdurch verbesserten Hystereseverhaltens der Membran 3 beim wiederholten Durchlaufen seiner den anliegenden Außendrücken entsprechenden Deformationsstufen wird somit, insofern eine möglichst verlust- und störungsfreie Übertragung des an der Membran anliegenden Außendrucks an das Kolbensystem in Form eines Hubes sichergestellt wird, eine genauere Druckmessung im Vergleich zu den vorbekannten System erreicht.
  • Es ist noch zu erwähnen, daß die elastischen Mittel insbesondere in Form einer den Kolben 5 umgreifenden spiralförmigen Feder 6 gewählt werden können, wobei diese spiralförmige Feder zwischen der am nach außen gerichteten Ende des Kolbens 5 angebrachten, schon erwähnten Kolbenringhalterung, welche gleichzeitig als Halteschulter 5.1 eines Endes der Feder dient, und einer am nach innen gerichteten Ende des zweiten Abschnitts 2.4.2 des Hohlraums 2.4 gelegenen Auflagefläche angebracht ist. Wie erwähnt übt die spiralförmige Feder 6 eine zur Gehäuseaußenseite gerichtete Kraft aus und beaufschlagt daher den Kolben 5 bzw. dessen Kolbenring 5.2 gegen das Kontaktstück 4 der Membran 3.
  • Die Abbildungen 3b und 3c geben schematisch und beispielhaft zwei weitere Positionen der beweglichen Teile des erfindungsgemäßen Druckwandlers 1 wieder, wobei die in der Abbildung 3b wiedergegebene Position einem zwischen dem Normaldruck auf Meeresspiegelniveau und dem maximal meßbaren Druck liegenden Außendruck entspricht, während die Abbildung 3c die beweglichen Teile des Druckwandlers 1 in der Position darstellt, die dem maximal meßbaren Druck entsprecht. In dieser Position liegt der Kolbenring 5.2, wie auf der Abbildung 3c ersichtlich, an der Schulter, welche die beiden Sektoren größeren Durchmessers respektive geringeren Durchmessers des hermetisch von der umliegenden Atmosphäre getrennten zweiten Abschnitts 2.4.2 des Hohlraums 2.4 voneinander abgrenzt, an und limitiert daher den maximal meßbaren, in der umliegenden Atmosphäre anliegenden Außendruck.
  • Wie aus dem Vorstehenden klar ersichtlich, verfügt der erfindungsgemäße Druckwandler 1 daher neben einer erhöhten Präzision auch über ein einfaches Konstruktionsprinzip, insofern neben dem Gehäuse 2, der Membran 3 mit zugehörigem Kontaktstück 4, sowie dem Kolben 5 mit zugehörigem Kolbenring 5.2 und spiralförmiger Feder 6 nur wenige Teile benötigt werden. Dadurch wird eine erhöhte Robustheit des Systems, insbesondere gegenüber Stößen, welche in Armbanduhren unausweichlich sind, sowie eine hohe Zuverlässigkeit der Funktion der Vorrichtung erreicht. Die relativ geringe Anzahl der Teile bedingt zudem entsprechend geringe Kosten in Produktion und Wartung des erfindungsgemäßen Druckwandlers 1.
  • Über diese Vorteile verfügt naturgemäß auch eine mit einem derartigen Druckwandler 1 ausgerüstete Uhr 10, insbesondere eine mit einem Tiefenmesser ausgestattete Taucheruhr oder eine mit einem Höhenmesser ausgestattete Uhr, welche beispielsweise im Bergsport oder als Fliegeruhr verwendet werden soll. Wie in Abbildung 1 dargestellt, ist der Druckwandler 1 hierbei vorzugsweise seitlich am Uhrengehäuse 8 der Uhr 10 angebracht, wobei das Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 vorteilhafterweise am Uhrengehäuse 8 verschraubt ist, um durch das am Gehäuse 2 des Druckwandlers befindliche Feingewinde durch Verdrehen des Druckwandlers eine Eichung zu erlauben. Dies wird dadurch bewirkt, daß der im Gehäuse 2 des Druckwandlers axial verschiebbar gelagerte Kolben an seinem zur Innenseite der Uhr 10 gerichteten Ende mit einem Verbindungsstück kooperiert, welches wiederum einen Anzeigemechanismus im Inneren der Uhr steuert. Durch diese Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 2 des Druckwandlers 1 und dem Uhrgehäuse 8 wird daher in einer dem Fachmann verständlichen Weise eine Justierung der gesamten Druckmessvorrichtung bewirkt. Wie erwähnt kann natürlich anstatt der direkten Anzeige des gemessenen, anliegenden Außendrucks auch eine entsprechende Tiefen- oder Höhenangabe, oder ein anderer dem Druck entsprechender Parameter, im Anzeigebereich der Uhr dargestellt werden. Neben den vorgenannten Vorteilen ist ein erfindungsgemäßer Druckwandler bzw. eine damit ausgestattete Uhr somit auch flexibel anwendbar und kann hinsichtlich der zusätzlichen Kriterien Ästhetik und Ergonomie soweit als nötig abgewandelt werden, ohne die Gesamtfunktion des Systems zu beeinträchtigen.

Claims (14)

  1. Druckwandler (1), insbesondere zum Einsatz in Armbanduhren, geeignet zur Bestimmung des anliegenden Außendrucks durch Umwandlung von Änderungen des Außendrucks in mechanische Translationsbewegungen, wobei der Druckwandler
    - ein Gehäuse (2) mit einem innenliegenden, nach außen hin zumindest teilweise offenen Hohlraum (2.4),
    - eine den besagten Hohlraum (2.4) in einen nach außen gerichteten, ersten Abschnitt (2.4.1) und einen nach innen gerichteten, hermetisch vom ersten Abschnitt (2.4.1) getrennten zweiten Abschnitt (2.4.2) unterteilende, elastisch deformierbare Membran (3),
    - einen in besagtem, nach innen gerichteten Abschnitt (2.4.2) des Gehäuses (2) axial verschiebbar gelagerten Kolben (5),
    - sowie den besagten Kolben (5) in Richtung der Membran (3) beaufschlagende elastische Mittel (6) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwandler (1) ein an der Membran (3) angebrachtes Kontaktstück (4) aufweist, welches durch Beaufschlagung des Kolbens (5) die Kraftübertragung vom an besagtem Kontaktstück (4) respektive der Membran (3) anliegenden Außendruck auf den Kolben (5) zu dessen axialer Verschiebung sicherstellt, wobei besagtes Kontaktstück (4) während der axialen Translationsbewegung der Membran (3) sowie des daran beaufschlagten Kolbens (5) relativ zu Letzterem in radialer Richtung bewegbar ist.
  2. Druckwandler (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) an ihrem Randbereich (3.1) an besagtem Gehäuse (2) des Druckwandlers (1) befestigt ist, in ihrem zentralen Bereich (3.3) an besagtem Kontaktstück (4) befestigt ist, und einen zwischen dem Randbereich (3.1) und dem zentralen Bereich (3.3) gelegenen, elastisch deformierbaren mittleren Bereich (3.2) aufweist, welcher die auf Grund der Schwankungen des Außendrucks erfolgende und die axiale Verschiebung des Kolbens (5) bewirkende Translationsbewegung der Membran (3) ermöglicht.
  3. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in besagtem, nach innen gerichteten Abschnitt (2.4.2) des Gehäuses (2) axial verschiebbar gelagerte Kolben (5) an seinem zu besagtem Kontaktstück (4) gerichteten Ende einen Kolbenring (5.2) aufweist.
  4. Druckwandler (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Kolbenring (5.2) als Kolbenauflagefläche für eine seitens des besagten Kontaktstücks (4), vorzugsweise ringförmig oder punktförmig, ausgestaltete Kontaktfläche (4.2.2) dient und/oder derartige, den Innenmaßen des besagten, nach innen gerichteten zweiten Abschnitts (2.4.2) des Gehäuses (2) entsprechende Außenmaße aufweist, um zumindest teilweise die axiale Verschiebungsbewegung des Kolbens (5) in diesem zweiten Abschnitt (2.4.2) zu führen.
  5. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Kolbenring (5.2) aus einem einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Material, vorzugsweise aus Rubin, gefertigt ist.
  6. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Gehäuse (2) und/oder der besagte, in dessen Inneren liegende Hohlraum merklich zylinderförmig ausgestaltet sind.
  7. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (4) merklich scheibenförmig ausgestaltet ist.
  8. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das das Kontaktstück (4) aus zwei Teilen (4.1, 4.2) besteht, zwischen welchen die Membran (3) befestigt ist, vorzugsweise mittels Verpressung oder mittels einer Schraube (4.3).
  9. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel in Form einer spiralförmigen Feder ausgestaltet sind, welche zwischen einer am nach außen gerichteten Ende des Kolbens (5) angebrachten Halteschulter (5.1) und einer am nach innen gerichteten Ende des zweiten Abschnitts (2.4.2) des Hohlraums (2.4) des Gehäuses (2) gelegenen Auflagefläche derart angebracht ist, daß sie den Kolben (5) in Richtung der Membran (3) beaufschlagt.
  10. Druckwandler (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine den nach außen gerichteten, ersten Abschnitt (2.4.1) des besagten Hohlraums (2.4) zur Außenseite hin abdeckenden Abdeckung (2.3) aufweist, welche mit zumindest einer, mit dem Außendruck kommunizierenden Durchgangsöffnung (2.3.1) versehen ist.
  11. Uhr (10), insbesondere Armbanduhr, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Druckwandler (1) laut einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  12. Uhr (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das merklich hohlzylinderförmige Gehäuse (2) des Druckwandlers (1) seitlich am Uhrengehäuse (8) angebracht ist.
  13. Uhr (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das merklich hohlzylinderförmige Gehäuse (2) des Druckwandlers (1) am Uhrengehäuse (8) verschraubt ist, wobei besagtes Gehäuse (2) durch dessen Drehung zur Eichung eines mit dem Druckwandler (1) kooperierenden Anzeigemechanismus im Inneren der Uhr in radialer Richtung relativ zum Uhrengehäuse (8) verstellbar ist.
  14. Uhr (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der in besagtem, nach innen gerichteten Abschnitt (2.4.2) des Gehäuses (2) axial verschiebbar gelagerte Kolben (5) an seinem zur Innenseite der Uhr (10) gerichteten Ende geeignet ist, mit einem Verbindungsstück (7), welches einen Anzeigemechanismus im Inneren der Uhr steuert, zu kooperieren.
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