DE2609422A1 - Elektronische kleinuhr - Google Patents

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 3«, März 1976

Hughes Aircraft Company P 3144 S/kg

Gentinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A₀

Elektronische Kleinuhr

Die Erfindung betrifft eine elektronische Kleinuhr mit einem Substrat, das elektronische Komponenten und einen damit in leitender Verbindung stehenden Kontakt aufweist, mit einer Batterie und mit mechanischen Gliedern, welche das Substrat und die Batterie derart zusammenhalten, daß die Batterie mit dem Kontakt in leitender Verbindung steht.

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Eine elektronische Kleinuhr ist ein elektronisches Präzisionsgerät. Solche Geräte benötigen ein isolierendes Substrat, auf das Schaltungskreise aufgedruckt und an dem Bauteile befestigt werden können. Die Befestigung des Chips einer integrierten

Schaltung auf einem Substrat und dessen elektrische Verbindung zu gedruckten Schaltungen, die sich auf dem Substrat befinden, erfordert Bauteile von großer Formstabilität· Die für das Anbringen gedruckter Schaltungen gewünschten Eigenschaften und eine gute lOrmstabilität weisen keramische Substrate auf, die auch eine geeignete Basis zur Befestigung der Chips integrierter Schaltungen und anderer mechanischer Anordnungen bilden,. Zugleich sind solche keramischen Substrate für geringe Kosten erhältlich und zuverlässig im Gebrauch.

Die elektrischen Kontakte, an die Batterien angeschlossen sind, werden gewöhnlich auf einer Seite des Substrates angebracht, um die Anzahl von Verbindungsgliedern zu reduzieren· Wenn jedoch die Batterie unmittelbar am Substrat anliegt und die Uhr fallengelassen wird, kann der von der Batterie auf das Substrat ausgeübte Stoß ein Brechen des Substrates bewirken, wenn nicht besondere Maßnahmen zur Stoßsicherung des Substrates getroffen werdenο

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Bisher wurde das Substrat sowohl in seitlicher als auch in axialer Richtung also parallel und senkrecht zur Anzeigefläche der Uhr, mittels elastischer, stoßdämpfender Mittel beweglich gelagerte Auf diese Weise wird zwar das Substrat und auch der übliche Teil der stoßgeschützt montierten Anordnung vor Schaden bewahrt, jedoch ist eine spezielle Konstruktion erforderlich, um die Stoßsicherung zu bewirken. Wenn also bei elektronischen Uhren keine spezielle, stoßsichernde Befestigung vorgesehen war, konnten Substrate aus Keramik oder einem anderen spröden Material innerhalb der Uhr durch mechanische Stöße zerbrochen werden· Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Kleinuhr der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie stärkeren mecha_ nischen Stoßen ohne Bruch des Substrates standhält, ohne daß aufwendige Einrichtungen zur elastischen, beweglichen Lagerung des Substrates selbst erforderlich wären.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem elektrischen Kontakt des Substrats und der Batterie ein Kontaktkissen aus einem elastischen, elektrisch leitenden Material angeordnet ist, das sowohl zwischen Batterie und Kontakt eine elektrisch leitende "Verbindung herstellt als auch einen den Anpreßdruck großflächig auf das Substrat verteilenden Stoßdämpfer bildet.

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Bei der erfindungsgemäßen Uhr liegt also ein elastisches, elektrisch leitendes Kontaktkissen an dem die elektronische Schaltungsanordnung tragenden Substrat an, während die Batterie ihrerseits an dem Kontaktkissen anliegt, so daß einerseits eine elektrische Verbindung von der Batterie zu dem Substrat hergestellt ist und andererseits von der Batterie auf das Substrat ausgeübte Stöße auf die verhältnismäßig große Fläche des Substrates verteilt werden, welche das Kontaktkissen bedeckt. Auf diese Weise wird eine elektronische Kleinuhr geschaffen, die sehr stoßfest ist, ohne daß es einer stoßgeschützten Lagerung des Substrates selbst bedürft hätte_β Zugleich gewährleistet das Kontaktkissen, das sowohl am Kontakt des Substrates als auch an der Batterie großflächig anliegt, eine unter allen Betriebsbedingungen einwandfreie "Verbindung zwischen Batterie und der elektronischen Schaltung, die für einen einwandfreien Gang der Uhr, deren Funktion auch keine kurzzeitigen Unterbrechungen verträgt, von erheblicher Bedeutung ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Kontaktkissen aus einer gelochten Scheibe aus einem Metallpulver enthaltenden Elastomer, insbesondere aus Silikongummi, in dem Silberpulver dispergiert ist_o

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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden· Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen zur Sichtfläche der Uhr senkrechten Schnitt in zwei im Winkel zueinander versetzten Radialebenen, welche jeweils durch die Mitte einer Batterieöffnung verlaufen»

Die in der Zeichnung dargestellte Kleinuhr 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das in seiner Vorderseite mit einer Öffnung versehen ist, durch welche hindurch die von der Uhr angegebene Zeit ablesbar ist. In dem nach hinten offenen Innenraum 16 des Gehäuses 12 ist das Uhrwerk 18 angeordnete Das Gehäuse 12 ist mit einer nach innen vorspringenden Schulter 20 versehen, die als axialer Anschlag für das Uhrwerk 18 dient. In radialer Richtung ist das Uhrwerk 18 von den Wandungen 22 des Gehäuses gehalten«

Die strukturellen Hauptteile des Uhrwerkes 18 sind ein vorderer Abstandshalter 24, ein hinterer Abstandshalter 26 und ein Substrat 28. Das Substrat 28 trägt

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den Hauptteil der elektronischen Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen elektronischen Uhr. Insbesondere können auf dem Substrat ein oder mehr Chips mit integrierten elektronischen Schaltungen befestigt sein, und zwar gewöhnlich auf dessen Vorder- oder Oberseite, wie es die Zeichnung zeigt. Auf dem Substrat befindet sich eine gedruckte Schaltung zur Herstellung der Verbindungen zum Chip, zu den für den Gebrauch der Uhr notwendigen Schaltern und zum Anzeigefeld. Auf der Rückseite des Substrates 28 sind elektrische Kontakte 30 und 32 angeordnet, die mittels Leitungsdurchführungen mit den auf der Vorderseite des Substrates angeordneten elektronischen Schaltungen in Verbindung stehen. Bei Bedarf können auch Teile der Schaltungsanordnung und Verbindungsleitungen auf der Rückseite des Substrates angeordnet sein.

Der vordere Abstandshalter 24- liegt an der Gehäusewand 22 und der Schulter 20 an_o Das Substrat steht mit dem vorderen Abstandshalter in Berührung. Der hintere Abstandshalter 26 steht mit dem vorderen Abstandshalter 24 in Eingriff und hält das Substrat 28 an seinem Platz. Geeignete Mittel, wie beispielsweise Federklammern 25, können dazu dienen, die beiden Abstandshalter 24 und 26 zusammenzuhalten«, Bezüglich weiterer Einzelheiten des

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Aufbaues einer solchen Uhr wird auf die am gleichen Tage eingereichte Patentanmeldung verwiesen, für welche die Priorität der US-Patentanmeldung Nr· 563 vom 31·3«1975 in. Anspruch genommen wurde« Die Offen« barung dieser parallelen Patentanmeldung wird hiermit in die vorliegende Beschreibung einbezogen·

Der hintere Abstandshalter 26 weist öffnungen 34· und zur Aufnahme von Batterien 42 und 44 auf. Die öffnungen 34 und 36 sind nach hinten durch getrennte Deckel und 40 abgeschlossen«, An den Innenseiten der Deckel befestigte Metallfedern 46 und 48 drücken die Batterien nach oben gegen das keramische Substrat* Zwischen den Batterien 42 und 44 und den ihnen gegenüberstehenden Kontakten 30 bzw. 32 ist jeweils ein elektrisch leitendes Kontaktkissen 50 bzw· 52 angeordnet. Die Kontaktkissen sind als ebene, kreisrunde Scheiben mit einem zentralen Loch ausgebildet. Sie bestehen jeweils aus Silikongummi, das mit Silberpulver imprägniert ist, so daß ihr elektrischer Widerstand vernachlässigbar klein ist. Bei der Verarbeitung des Silikongummis wird das Silberpulver während dea Vermahlens in einer solchen Menge eingebracht, daß der elektrische Widerstand des Endproduktes kleiner ist als der mit handelsüblichen Widerstandsmessern meßbare "Wert. Ein geeignetes Material wird von der Cal-metex Corp, in 509 Hindry Ave., Inglewood, Californien 90301, unter der Bezeichnung style XOS-14 hergestellt»

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Bei der zusammengesetzten Uhr drücken die an den Deckeln 38 und 40 befestigten Federn 46 und 48 die Batterien 42 und 44 nach oben gegen die Kontaktkissen 50 und 52, so daß diese fest an den Kontakten 30 und 32 anliegen. Durch die nach oben gerichtete Kraft wird das Substrat 28 gegen den vorderen Abstandshalter 24 gedruckt, der seinerseits an der Schulter 20 des Gehäuses anliegt, welches die Gegenkraft aufbringt. Dabei wird die von den Batterien auf das Substrat ausgeübte Kraft auf die großen Flächen der Kontaktkissen verteilt. Wenn dann die Uhr mit der Schauseite nach unten fallen sollte, wird die am Ende des Falles durch die Trägheit der Batterien ausgeübte Stoßkraft auf große Flächen des Substrates übertragen, weil diese Kräfte von den großflächigen Kontaktkissen aufgenommen und verteilt werden. Diese Lastverteilung verhindert eine Konzentration von Spannungen, die ein Brechen des Keramik-Substrates zur Folge haben konnte. Die Kraftverteilung befähigt also das Keramik-Substrat, normale Stöße ohne Brechen aufzunehmen, wie sie beispielsweise beim Fallenlassen der Uhr auftreten.

Wie vorstehend dargelegt, dient also die Elastizität der Kontaktkissen dazu, auftretende Kräfte zu verteilen, einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten und Stöße aufzunehmen. Wenn die Elastizität

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der Kontaktkissen ausreichend ist, können die
Kontaktkissen auch allein dazu dienen, den Kontaktdruck der Batterien aufrechtzuerhalten. Im
Aufbau der Uhr bestehen Toleranzen bezüglich des
Abstandes zwischen der Schulter 20 und der Innenseite der Batteriedeckel 38 und 40 sowie bezüglich des Abstandes von der an der Schulter anliegenden Fläche des vorderen Abstandshalters bis zur Rückseite der Batterien 42 und 44. Wenn die Kontaktkissen 50 und 52 ausreichend elastisch sind, um
die durch diese Toleranzen bedingten Maßdifferenzen aufzunehmen und unter Berücksichtigung dieser Toleranzen stets einen ausreichenden Kontaktdruck zu gewährleisten, kann auf die an den Deckeln 38
und 40 angebrachten Federn 46 und 48 verzichtet
werden. In diesem Fall erfüllen die Kontaktkissen 50 und 52 eine dritte Funktion, nämlich das Einhalten eines Kontaktdruckes auf beiden Seiten der Batterien, zusätzlich zu ihrer Funktion als elektrischer Leiter und als Verteiler mechanischer
Kräfte.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungaform beschrieben. Es versteht sich, daß diese Ausführungsform in vielfältiger Weise abgewandelt werden kann und andere Ausführungsformen solcher Uhren möglich sind, die im Rahmen der durch die folgenden Ansprüche definierten Erfindung liegen.

Claims (3)

1. 2609A22

   - ίο -

   Patentansprüche

   Elektronische Kleinuhr mit einem Substrat, das elektrische Komponenten und einen damit in leitender Verbindung stehenden Kontakt aufweist, mit einer Batterie und mit mechanischen Gliedern, welche das Substrat und die Batterie derart zusammenhalten, daß die Batterie mit dem Kontakt in leitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrischen Kontakt (30, 32) des Substrats (28) und der Batterie (42, 44) ein Kontaktkissen (50, 52) aus einem elastischen« elektrisch leitenden Material angeordnet ist, das sowohl zwischen Batterie (42, 44) und Kontakt (30, 32) eine elektrisch leitende Verbindung herstellt als auch einen den Anpreßdruck großflächig auf das Substrat (28) verteilenden Stoßdämpfer bildet.
2. 2. Kleinuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktkissen (50» 52) die Form einer gelochten Scheibe hat.
3. 3. Kleinuhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktkissen (50, 52) aus einem Metallpulver enthaltenden Elastomer besteht·

   6 Q 9.8 4 27 Q5-^4.

   Kleinuhr nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktkissen (50, 52) aus üilikongummi "besteht, in dem öilterpulver dispergiert iat_o

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