EP0608734A2 - Armbanduhr - Google Patents
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- G04R60/04—Antennas attached to or integrated in watch bracelets
Definitions
- the invention relates to an electromechanical wristwatch.
- the invention is intended to create a completely self-sufficient wristwatch that is therefore absolutely problem-free for the user.
- a completely hermetically encapsulated wristwatch with a time-keeping electromotive pointer mechanism is also equipped with a radio clock receiving device including radio clock control device and with a long-wave antenna for occasional reception of coded absolute time information ; the entire clock including these radio clock devices being operated from an electrical memory which is recharged through at least one solar cell extending approximately in the dial plane when the light falls through the watch glass.
- the clock thus starts up automatically in a bright environment and then automatically sets its hands to the currently applicable time, taking fully automatic account of the summer-winter time changes.
- the watch case is provided at such a location (preferably in the case bottom) with a hermetically closable opening through which a contact point is accessible for a test probe, which is in electrical connection with one of the storage poles directly or via the energy control circuit.
- the correct storage function can be checked by observing the potential increase in the storage due to the sudden increase in solar cell radiation (for example with a very bright lamp). Ggffs.
- a direct electrical rapid charge of the storage device can also take place via such a contact point, for example after prolonged storage in a dark environment immediately before delivery a customer.
- this through opening into the interior of the housing can also serve to build up a positive pressure in the housing in a manner known as such for axially pressing out the watch glass and thus to release the underlying arrangement of the solar cell and circuit board with clockwork above the memory for dismantling.
- the wristwatch 11 shown has an essentially flat-pot-shaped housing 12 made of metal, ceramic or plastic with an integrated base 13.
- the inside accommodates, approximately centrally, in a recess 14 a contact spring 15 which bulges out of it slightly, against which an electrophysical (capacitor) or electrochemical (accumulator), approximately flat-cylindrical memory 16 is pressed axially.
- a printed circuit board 18 is axially pressed onto a radial projection 19 on the inner surface 20 of the essentially hollow cylindrical housing wall 21.
- the axial intermediate space between the opposite pole 22 of the memory 16 and the lower surface 23 of the printed circuit board 18 facing the bottom 13 is bridged in a contact-making manner by a spiral spring 24 fastened beneath it.
- Radio clock receiving device 26 including radio clock control device 27 with time-keeping oscillating circuit 28 and optionally display driver circuit 29, all of which are arranged in the vicinity of the centrally positioned pointer and wheel mechanism 30, on the one hand via through-contact to the spiral spring 24 and on the other hand via the contact spring 15 and supplies an internal metallization or the metal body of the housing 12 itself with electrical operating energy.
- the supply of the radio clock receiving device 26 serves the contacting of a laterally attached to the circuit board 18 terminal spring 31 to an insulated in the housing 12 built-in coupling sleeve 32 for the pin 33 at the end of an antenna line 34, which for the (not shown on the drawing) antenna coil one magnetic long-wave antenna 35 in the bracelet 36 of the wrist watch 11 connected to the housing 12.
- the end of the antenna line 34, the connector pin 33 adjoining here and the coupling sleeve 32 fixed to the housing engage approximately coaxially and transversely to the movement axis 37, that is to say in the extension of the connecting direction of the bracelet 36, into a lateral region of the housing wall 21; and against the free end of the coupling sleeve 32 projecting through the wall 21, the connection spring 31 for the signal connection from the antenna 35 to the radio clock receiving device 26 is non-positively in the housing interior 17.
- an arrangement of at least one solar cell 38 extends through the interior 17 of the housing 12 and is at the same time configured as a watch dial. It rests directly or indirectly (then with the interposition of flat supports) on one side of the Wall 21 protrudes radially into the housing interior 17 shoulder 39 and also on an elastic bridging contact 40.
- This is preferably a conductive rubber block or a cylindrical spring for deriving the current supplied by the solar cell 38 from the housing 12 via the printed circuit board 18 and the spiral spring 24 to the opposite pole 22 of the memory 16.
- the solar cell 38 has a through opening 42 concentric with the housing axis 37 for the shafts 43 of the pointers 44 driven from the factory 30.
- the current time display position of the hands 44 is detected directly or indirectly via a position detector 45 installed in the work 30, preferably in the form of a gear train light barrier, and is sent to the radio clocks for checking and, if necessary, radio-controlled correction via the circuit on the circuit board 18. Control device 27 transmitted.
- a window 46 for the presentation of an electro-optical cell 47 preferably a liquid crystal display, arranged underneath, which window is removed from the circuit board surface 25 by means of an elastic multiple contact 48 (for example a so-called zebra conductive rubber) is pressed against the back of the solar cell 38.
- an elastic multiple contact 48 for example a so-called zebra conductive rubber
- the axial pressure of the solar cell 38 in the direction against the housing bottom 13 and thus against the contacts 40, 48 and the bearing on the wall shoulder 39 is carried out by means of a support ring 49 inserted in the wall inner circumferential surface 20 from the watch glass 50, the under radial intermediate layer of a sealing ring 51 is axially pressed into a circumferential recess 52 in the plane of the opening of the pot-shaped housing 12 and thus not only the stack axially fixed from memory 16, printed circuit board 18 and solar cell 38, but also hermetically seals the housing interior 17.
- a thickened side region 53 at the transition from the floor 13 to the circumferential wall 21 of the housing 12 is traversed by a threaded bore 54 into which the shaft of a small machine screw 55 can be screwed in order to hermetically seal the interior 17 of the housing.
- the radially protruding head 56 is embedded in a recess 57 coaxially surrounding the threaded bore 54 on the outside of the housing base 13 and pressed against a sealing ring 58 inserted therein.
- the connecting hose (not shown) of a pump can be connected to the threaded bore 54 in order to generate excess pressure in the interior 17 of the housing under the watch glass 50 and thereby axially upward from its wall surround with the sealing ring 51 ( So from the floor 13) to push out if the wristwatch 11 is to be dismantled, for example, for service purposes.
- the stylus of a measuring instrument can be inserted through the temporarily cleared threaded bore 54 in order to reach a contact point 59 formed on the bottom surface 23 of the printed circuit board 18 facing the bottom 13, via which (opposite the housing 12 as the opposite pole) an electrical potential can be tapped.
- This potential can be a circuit point in the course of radio clock signal processing and electrical clockwork control on the printed circuit board 18, but preferably the charge potential of the memory 16 immediately or in front of the energy control circuit 41.
- the function of the memory 16 or its energy control circuit 41 can be checked via the circuit contact point 59 to determine whether a The voltage rises as a function of a strong increase in the light irradiation through the watch glass 50 onto the solar cell 38 and the memory 16 is thus still ready for operation.
- an electrical charging device for an immediate express charge of the memory 16 can also take place via this, for example after completion of the production in the factory or by the watchmaker immediately before the wristwatch 11 is handed over to a customer.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Armbanduhr.
- Durch die Erfindung soll eine völlig autark arbeitende und somit für den Nutzer absolut problemlose Armbanduhr geschaffen werden.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß gemäß dem Hauptanspruch eine an sich vollständig, hermetisch gekapselte Armbanduhr mit zeithaltend elektromotorisch betriebenen Zeigerwerk außerdem mit einer Funkuhren-Empfangseinrichtung samt Funkuhren-Steuereinrichtung sowie mit einer Langwellen-Antenne zum gelegentlichen Empfang codierter absoluter Zeitinformationen ausgestattet ist; wobei die gesamte Uhr einschließlich dieser Funkuhreneinrichtungen aus einem elektrischen Speicher betrieben wird, der über wenigstens eine etwa in der Zifferblattebene sich erstreckende Solarzelle bei Lichteinfall durch das Uhrglas hindurch nachgeladen wird. Die Uhr läuft also in heller Umgebung von selbst an und stellt ihre Zeiger dann selbsttätig auf die aktuell zutreffende Zeit, unter vollautomatischer Berücksichtigung auch der Sommer-Winterzeit-Umschaltungen. Da also der Nutzer überhaupt nie Manipulationen an der Uhr vornehmen muß, braucht diese nicht einmal mit irgendwelchen das Gehäuse durchdringenden Bedienungselementen ausgestattet zu sein; die sind lediglich dann erforderlich, wenn bei Fernreisen eine Zeitzonenkorrektur erfolgen soll oder man dem Spieltrieb des Nutzers, etwa hinsichtlich manueller Auslösung eines Zeittelegramm-Empfanges, zu genügen.
- Bezüglich der Funkuhrentechnologie und ihrer Antennen wird zur Realisierung dieser Armbanduhr insbesondere auf Einrichtungen zurückgegriffen, die in der EP-PS 0 180 155 hinsichtlich der Auswertung der decodierten absoluten Zeitinformation zur Überprüfung und gegebenenfalls Korrektur der aktuellen Zeigerstellung und in der US-PS 5,144,599 hinsichtlich des Einbaues einer magnetischen Antenne in das Armband einer Armbanduhr näher beschrieben ist. Gegen Überlastung eines noch nicht stark aufgeladenen Speichers bei Betriebsbeginn wird eine Energiesteuerschaltung eingesetzt, wie sie in der EP-PS 0 208 986 näher beschrieben ist.
- Problematisch ist, daß bei dem vollständig geschlossenen Uhrengehäuse keine Erkenntnisse darüber gewinnbar sind, warum unter Umständen eine - wahrscheinlich auf einen defekten Speicher zurückzuführende - Fehlfunktion der Armbanduhr gegeben ist. Deshalb ist das Uhrengehäuse an einer solchen Stelle (vorzugsweise im Gehäuseboden) mit einer hermetisch verschließbaren Öffnung versehen, durch die hindurch für eine Prüfspitze ein Kontaktpunkt zugänglich wird, der unmittelbar oder über die Energiesteuerschaltung mit einem der Speicherpole in elektrischer Verbindung steht. So kann die ordnungsgemäße Speicherfunktion überprüft werden, indem der Potentialanstieg im Speicher aufgrund sprunghaft ansteigender Solarzellen-Bestrahlung (etwa mit einer sehr hellen Lampe) beobachtet wird. Ggffs. kann über einen solchen Kontaktpunkt aber auch eine direkte elektrische Eil-Ladung des Speichers erfolgen, etwa nach längerer Lagerung in dunkler Umgebung unmittelbar vor der Aushändigung an einen Kunden. Schließlich kann diese Durchgangsöffnung ins Innere des Gehäuses auch dazu dienen, in als solcher bekannter Weise im Gehäuse einen Überdruck zum axialen Herausdrücken des Uhrglases aufzubauen und damit die darunterliegende Anordnung aus Solarzelle und Schaltungs-Leiterplatte mit Uhrwerk über dem Speicher zur Demontage freizugeben.
- Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der nachgehefteten Kurzfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark vereinfacht und nicht ganz maßstabsgerecht vergrößert skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispieles für die erfindungsgemäße Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Gehäuse-Querschnitt durch die Armbandanschlüsse eine bis auf eine Kontrollöffnung hermetisch gekapselte solarbetriebene Funkarmbanduhr.
- Die dargestellte Armbanduhr 11 weist ein im wesentlichen flach-topfförmiges Gehäuse 12 aus Metall, Keramik oder Kunststoff mit integriertem Boden 13 auf. Der nimmt innen, etwa zentrisch, in einer Vertiefung 14 eine daraus sich leicht hochwölbende Kontaktfeder 15 auf, gegen die axial ein elektrophysikalischer (Kondensator) oder elektrochemischer (Akkumulator), etwa flach zylindrisch ausgebildeter Speicher 16 angedrückt ist. Darüber ist im Innern 17 des Gehäuses 12 eine Leiterplatte 18 auf einen radialen Vorsprung 19 an der Innenmantelfläche 20 der im wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuse-Wandung 21 axial angedrückt. Der axiale Zwischenraum zwischen dem Gegenpol 22 des Speichers 16 und der dem Boden 13 zugewandten Unterfläche 23 der Leiterplatte 18 wird von einer unter dieser befestigten Biegefeder 24 kontaktgebend überbrückt. So wird die auf der Oberfläche 25 der Leiterplatte 18 montierte und verschaltete Funkuhren-Empfangseinrichtung 26 samt Funkuhren-Steuereinrichtung 27 mit zeithaltender Schwingschaltung 28 und gegebenenfalls Display-Treiberschaltung 29, die alle in der Umgebung des zentral positionierten Zeiger- und Räder-Werkes 30 angeordnet sind, einerseits über Durchkontaktierung zur Biegefeder 24 und andererseits über die Kontaktfeder 15 und eine innenseitige Metallisierung bzw. den Metallkörper des Gehäuses 12 selbst mit elektrischer Betriebsenergie versorgt. Der Speisung der Funkuhren-Empfangseinrichtung 26 dient die Kontaktierung einer an der Leiterplatte 18 seitlich befestigten Anschlußfeder 31 zu einem isoliert in das Gehäuse 12 eingebauten Kupplungshülse 32 für den Steckstift 33 am Ende einer Antennenleitung 34, die zur (am Zeichnungsrand nicht mehr dargestellten) Antennenspule einer magnetischen Langwellenantenne 35 im an das Gehäuse 12 angeschlossenen Armband 36 der Armbanduhr 11 führt. Dabei greifen das Ende der Antennenleitung 34, der sich hier anschließende Steckstift 33 und die gehäusefest zugeordnete Kupplungshülse 32 etwa koaxial und quer zur Uhrwerks-Achse 37, also in Verlängerung der Anschlußrichtung des Armbandes 36, in einen seitlichen Bereich der Gehäusewandung 21 ein; und gegen das die Wandung 21 durchragende frei Stirnende der Kupplungshülse 32 liegt im Gehäuse-Innern 17 die Anschlußfeder 31 für die Signalverbindung von der Antenne 35 zur Funkuhren-Empfangseinrichtung 26 kraftschlüssig an.
- Parallel zur Leiterplatte 18 und damit quer zur Achse 37 erstreckt sich durch das Innere 17 des Gehäuses 12 eine zugleich als Uhren-Zifferblatt ausgestaltete Anordnung von wenigstens einer Solarzelle 38. Die ruht unmittelbar oder mittelbar (dann unter Zwischenschaltung flächiger Abstützungen) einerseits auf einer von der Wandung 21 radial ins Gehäuse-Innere 17 vorragenden Schulter 39 und außerdem auf einem elastischen Überbrückungskontakt 40. Bei diesem handelt es sich vorzugsweise um einen Leitgummiklotz oder um eine Zylinderfeder zur gegenüber dem Gehäuse 12 elektrisch isolierten Ableitung des von der Solarzelle 38 gelieferten Stromes über die Leiterplatte 18 und die Biegefeder 24 an den Gegenpol 22 des Speichers 16. Im Zuge dieser Leitungsverbindung können in einer Energiesteuerschaltung 41 elektronische Schaltungsmaßnahmen zur Rückstromsperre und zum Schutz gegen Überladung bzw. Überlastung des Speichers 16 einschließlich der eingangs erwähnten Anlauf-Stufenfunktion realisiert sein.
- Die Solarzelle 38 weist eine mit der Gehäuse-Achse 37 konzentrische Durchgangsöffnung 42 für die Wellen 43 der aus dem Werk 30 angetriebenen Zeiger 44 auf. Über einen in das Werk 30 eingebauten Positionsdetektor 45, vorzugsweise in Form einer Räderwerks-Lichtschranke, wird unmittelbar oder mittelbar die aktuelle Zeitanzeige-Position der Zeiger 44 erfaßt und für eine Überprüfung und gegebenenfalls funkzeitgesteuerte Korrektur über die Schaltung auf der Leiterplatte 18 an die Funkuhren-Steuereinrichtung 27 übermittelt. Radial gegen die Durchgangsöffnung 42 versetzt ist in der Solarzelle 38 ein Fenster 46 für die Darbietung einer darunter angeordneten elektrooptischen Zelle 47, vorzugsweise eines Flüssigkristalldisplay, ausgespart, welches mittels eines elastischen Vielfachkontaktes 48 (etwa eines sogenanntes Zebra-Leitgummis) von der Leiterplatten-Oberfläche 25 gegen die Rückseite der Solarzelle 38 angedrückt wird.
- Der axiale Andruck der Solarzelle 38 in Richtung gegen den Gehäuse-Boden 13 und damit gegen die Kontakte 40, 48 und die Lagerung auf der Wandungs-Schulter 39 erfolgt mittels eines an der Wandungs-Innenmantelfläche 20 umlaufend eingelegten Stützringes 49 vom Uhrglas 50, das unter radialer Zwischenlage eines Dichtungsringes 51 in einen umlaufenden Rücksprung 52 in der Ebene der Öffnung des topfförmigen Gehäuses 12 axial eingepreßt ist und so nicht nur den Stapel aus Speicher 16, Leiterplatte 18 und Solarzelle 38 axial fixiert, sondern auch das Gehäuse-Innere 17 hermetisch dicht verschließt.
- Ein verdickter Seitenbereich 53 am Übergang vom Boden 13 zur umlaufenden Wandung 21 des Gehäuses 12 ist von einer Gewindebohrung 54 durchquert, in die zum hermetischen Verschließen des Gehäuse-Innenraumes 17 der Schaft einer kleinen Maschinenschraube 55 eingeschraubt werden kann. Deren radial ausladender Kopf 56 ist dabei in eine die Gewindebohrung 54 auf der Außenseite des Gehäusebodens 13 koaxial umgebende Einsenkung 57 eingelassen und gegen einen in diesen eingelegten Dichtring 58 angepreßt.
- Nach Herausdrehen dieser Schraube 55 kann der Anschlußschlauch (nicht gezeichnet) einer Pumpe an die Gewindebohrung 54 angeschlossen werden, um Überdruck im Gehäuse-Innern 17 unter dem Uhrglas 50 zu erzeugen und dadurch dieses aus seiner Wandungs-Einfassung mit dem Dichtungsring 51 axial nach oben (also vom Boden 13 fort) herauszudrücken, wenn die Armbanduhr 11 beispielsweise für Servicezwecke demontiert werden soll. Vor allem aber ist durch die vorübergehend freigebene Gewindebohrung 54 hindurch der Taststift eines Meßinstrumentes (nicht gezeichnet) einführbar, um einen an der dem Boden 13 zugewandten Unterfläche 23 der Leiterplatte 18 ausgebildeten Kontaktpunkt 59 zu erreichen, über den (gegenüber dem Gehäuse 12 als Gegenpol) ein elektrisches Potential abgreifbar ist. Bei diesem Potential kann es sich um einen Schaltungspunkt im Zuge der Funkuhren-Signalverarbeitung und elektrischen Uhrwerks-Steuerung auf der Leiterplatte 18 handeln, bevorzugt aber um das Ladungspotential des Speichers 16 unmittelbar oder vor der Energiesteuerschaltung 41. So kann durch die geöffnete Gewindebohrung 54 hindurch und über den Schaltungs-Kontaktpunkt 59 die Funktion des Speichers 16 bzw. seiner Energiesteuerschaltung 41 dahingehend überprüft werden, ob ein Spannungsanstieg in Abhängigkeit von einer starken Erhöhung der Lichteinstrahlung durch das Uhrglas 50 auf die Solarzelle 38 erfolgt und somit der Speicher 16 noch funktionsbereit ist. Stattdessen oder zusätzlich kann hierüber auch eine elektrische Ladeeinrichtung für eine unmittelbare Eil-Ladung des Speichers 16 etwa nach Abschluß der Fertigung in der Fabrik bzw. durch den Uhrmacher unmittelbar vor Abgabe der Armbanduhr 11 an einen Kunden erfolgen.
Claims (9)
- Elektromechanische Armbanduhr (11) mit elektromotorisch betriebenem Werk (30), Funkuhren-Empfangs- und Steuereinrichtungen (26, 27) samt Antenne (35) zur Aufnahme von durch Funk übermittelten codierten absoluten Zeitinformationen und mit elektrischem Energie-Speicher (16) für deren Betrieb,
gekennzeichnet durch
wenigstens eine Solarzelle (38) für das Speisen des Speichers (16) und durch eine wieder hermetisch verschließbare Öffnung im Armbanduhren-Gehäuse (12), durch die hindurch ein Kontaktpunkt (59) im Zuge des Schaltungsanschlusses des Speichers (16) zugänglich ist. - Armbanduhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung als mittels einer Schraube (55) verschließbare Gewindebohrung (54) ausgelegt ist. - Armbanduhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung im Gehäuse-Boden (53) angeordnet ist. - Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Öffnung hindurch wenigstens ein Kontaktpunkt (59) zugänglich ist, der an der dem Gehäuseboden (13) zugewandten Unterfläche (23) einer etwa parallel zum Gehäuseboden (13) im Gehäuse (12) angeordneten Leiterplatte (18) ausgebildet ist. - Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktpunkt (59) schaltungstechnisch im Bereiche einer Energiesteuerschaltung (41) für die kontrollierte Belastung des Speichers (16) ausgebildet ist. - Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktpunkt (59) an einer Leiterplatte (18) angeordnet ist, die sich über eine Kontaktierungs-Biegefeder (24) gegen den auf dem Boden (13) ruhenden Speicher (16) abstützt und ihrerseits mittels wenigstens eines Überbrückungskontaktes (40) gegen die parallel dazu orientierte Solarzelle (38) abgestützt ist, welche über einen Stützring (49) distanziert unter dem Uhrglas (50) gehaltert ist. - Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß unter einem Fenster (46) in der Solarzelle (38) eine Anzeige-Zelle (47) angeordnet ist, die über einen elastischen Vielfachkontakt (48) zur dem Uhrglas (50) zugewandten Oberfläche (25) der Leiterplatte (18) kontaktiert ist. - Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterplatte (18) an einem Rande in der Nachbarschaft eines Armband-Anschlusses mit einer Feder (31) ausgestattet ist, die die Funkuhren-Empfangs-Einrichtung (26) über eine ins Gehäuse (12) isoliert eingesetzte Kupplungshülse (32) zu einem Steckstift (33) kontaktiert, der quer zur Gehäuse-Achse (37) und damit in Anschlußrichtung des Armbandes (36) orientiert ist und über eine Antennenleitung (34) zur Spule einer im Armband (36) eingeschlossenen flachen flexiblen magnetischen Langwellenantenne führt. - Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung zum Ansetzen einer Einrichtung für Einbringen eines Überdruckes ins Gehäuse-Innere (17) und die Glaseinfassung für axiales Ausheben infolge Überdruckes im Gehäuse-Inneren (17) ausgelegt sind.
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