DE2700690B2

DE2700690B2 - Druck-Dreh-Schalter für eine elektronische Uhr

Info

Publication number: DE2700690B2
Application number: DE2700690A
Authority: DE
Inventors: Frank P. Bristol Mascia; Paul Watertown Wuthrich
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-08
Publication date: 1979-05-17
Also published as: HK57278A; DE2700690C3; CA1073684A; AU1692276A; JPS52112778A; PT65637B; FR2338524A1; DE2700690A1; GB1501575A; US4031341A; PT65637A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter für eine elektronische Uhr, insbesondere eine Digitaluhr, mit einem Gehäuse, welches eine Gehäuseöffnung aufweist, durch die das Innere des Gehäuses zugänglich ist, mit einem Schaltstößel, der in der Gehäuseöffnung drehbar beweglich montiert ist an seinem inneren Ende einen exzentrischen Zapfen, ein als Rastelement und Halterungsbereich ausgebildetes Zwischenstück und einen als Betätigungsstück dienenden äußeren Bereich aufweist, mit mehreren blattförmigen Schaltkontakten, die so ausgebildet sind, daß sie selektiv in Kontakt mit dem exzentrischen Zapfen bringbar sind und mit einer Vorspanneinrichtung, die an dem Zwischenstück derart angreift, daß eine Drehung des Schaltstößels in mehrere winkelmäßige Raststellungen herbeiführbar ist um dessen exzentrischen Zapfen durch "ine Drehbewegung in Berührung mit mindestens einem ausgewählten Schaltkontakt zu bringen.

Ein derartiger Schalter ist aus der US-PS 38 74 162 bekannt und stellt einen Drehschalter dar, dessen Schaltstößel zur Herstellung verschiedener elektrischer Verbindungen verdrehbar ist.

Aus der DE-AS 24 06 970 ist ferner ein Schalter bekannt, der einen in axialer Richtung beweglichen Schaltstößel aufweist, und mit dessen Hilfe ein elektrischer Schaltkreis geöffnet und geschlossen werden kann. Dieser bekannte Schalter ist also ein als Ein-Aus-Schalter ausgebildeter Druckschalter.

Nachteilig an den vorstehend erwähnten und anderen vorbekannten Schaltern für elektronische Uhren ist, daß sie eine begrenzte Zahl von Schaltmöglichkeiten bieten und im allgemeinen aus einer Vielzahl von Teilen bestehen, welche den Einbau und die Reparatur solcher Schalter zeitraubend und kostspielig machen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß die Zahl der Schaltmöglichkeiten im wesentlichen ohne zusätzlichen technischen Aufwand wesentlich erhöht wird.

Bei der Benutzung von elektronischen Uhren, insbesondere von Digitaluhren mit mehreren Funktionen ist es nämlich erforderlich, daß mehrere Schaltmöglichkeiten vorhanden sind, welche es dem Benutzer der Uhr gestatten, die gewünschte Anzeigefunktion auszu-

wählen, die anzuzeigende Information einzustellen, eine Beleuchtung der Anzeige herbeizuführen oder die Speisespannung zu unterbrechen, d. h. die Batterie von der Schaltung der Uhr zu trennen, wobei andererseits die Anzahl der am Uhrgehäuse von außen zugänglichen s Schaltorgane so gering wie möglich sein sollte — im Idealfall sollte man mit einem Schaltorgan auskommen können — da jedes von außen zugängliche Schaltorgan nicht nur einen zusätzlichen technischen Aufwand bedeutet sondern auch Dichtungsprobleme und ggf. ι ο Schwierigkeiten bei der Handhabung mit sich bringt

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung des eingangs erläuterten Schalters als Druckschalter mit einem in axialer Richtung beweglichen, durch die Vorspanneinrichtungen in axialer Richtung federnd vorgespannten Schaltstößel erreicht

Erfingungsgemäß wird also ein Schalter, insbesondere für Digitaluhren, mit einer Festkörperschaltung angegeben, welcher die Doppelfunktion eines Drehschalters und eines DruckschaJters aufweist und welcher auf der Außenseite des Uhrgehäuses ein Betätigungsstück in Form einer Krone besitzt, an die sich -.in Schaft anschließt, an dem unmittelbar auf der Innenseite des Gehäuses ein Zwischenstück als Rastelement und Halterungsbereich vorgesehen ist und an dessen innerem Ende ein exzentrischer Zapfen vorgesehen ist

Bei dem erfindungsgemäßen Schalter ist die Krone bzw. der Schaltstößel in mehreren winkelmäßig gegeneinander versetzten Raststellungen festlegbar, die sich durch das Zusammenwirken des Zwischenstückes und der Vorspanneinrichtungen ergeben, wobei die Vorspanneinrichtungen vorzugsweise durch eine in spezieller Weise ausgebildete Feder gebildet sind. Der Schaltstößel rastet dabei fühlbar in die einzelnen Raststellungen ein. Die Vorspanneinrichtungen bzw. die Feder weisen ferner nach außen abstehende Teile auf, weiche gegen das Gehäuse bzw. den Gehäusering vorgespannt sind, so daß gleichzeitig ein hoher Kontaktdruck zwischen dem Schaltstößel, der Feder bzw. den Verspanneinrichtungen und dem Gehäuse erreicht wird.

Der exzentrische Zapfen am inneren Ende des Schaltstößels ist so ausgebildet, daß er mit einem oder mehreren der Schaltkontakte entweder nacheinander oder gleichzeitig in Eingriff bringbar ist Vorzugsweise ist einer de/ Schaltkontakte so angeordnet, daß er von dem exzentrischen Zapfen erfaßt wird, wenn der Schaltstößel durch Drücken auf seine Krone in axialer Richtung nach innen bewegt wird. Weiterhin ist ein zweiter Schaltkpntakt vorzugsweise so angeordnet, daß ^r>n er von dem exzentrischen Zapfen dann erfaßt wird, wenn die Krone bzw. der Schaltstößel in eine vorgegebene Raststellung gedreht werden. Beide Schaltkontakte werden dann erfaßt wenn der Schaltstößel axial nach innen gedrückt wird, wenn er sich in v-, dieser vorgegebenen Raststellung befindet.

Die Erfindung und weitere ihrer Vorteile werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 bis 3 drei verschiedene bevorzugte Ausfüh- ho rungsbeispiele von Druck-Dreh-Schaltern gemäß der Erfingung, und zwar jeweils im eingebautem Zustand.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 der Zeichnung einen erfindungsgemäßen Druck-Dreh-Schalter mit einem Schaltstößel 10, welcher an seinem einen (dem inneren) Ende einen exzentrischen Zapfen 11 besitzt, welcher einen Haupt-SchaftbereicS 12 aufweist und welcher ein Zwischenstück 13 besitzt. Das Zwischenstück 13 weist einen geringeren Durchmesser als der Schaftbereich 12 auf und ist mit Facetten 14, 15 versehen, die das Zwischenstück 13 zu einem Rastelement machen. Eine Krone 16 am äußeren Ende ist bei eingebautem Schalter auf der Außenseite des Gehäuses 17 zugänglich. In dem Schaftbereich 12 ist ferner zwischen den Enden der Gehäuseöffnung, welche von dem Schaltstößel durchgriffen wird, eine ringförmige Nut 18 vorgesehen.

Zwei Schaltkontakte 19,20, welche beispielsweise als Stanzteile aus dünnem Beryllium-Kupfer ausgebildet sind, werden mit dem Halbleitersubstrat (nicht dargestellt) vernietet oder verlötet Ferner sind die Schaltkontakte aber gedruckte Leitungen mit einer integrierten Schaltung auf dem Halbleitersubstrat verbunden. Da die Verbindung der Schaltkontakte mit der integrierten Schaltung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist wird bezüglich der Einzelheiten einer solchen Verbindung lediglich auf die US-PS 38 74 162 verwiesen.

Der Schaltkontakt 19 wird von c? :m exzentrischen Zapfen 11 erfaßt, wenn der Schakstöti.:! 11 nach innen gedruckt wird.

Der Schaltkontakt 19 dient als »Licht«-Schalter und ist mit der elektrischen Schaltung und der Speisespannungsquelle (nicht dargestellt) derart verbunden, daß durch seine Betätigung eine Lichtquelle (nicht dargestellt) eingeschaltet wird, die dazu dient die Uhranzeige zu beleuchten. Der Schaltkontakt 20 dient dagegen als »Stellw-Schalter und ist derart mit den elektrischen, insbesondere logischen Schaltungen (nicht dargestellt) gekoppelt daß mit seiner Hilfe selektiv ein Nachstellen der anzuzeigenden Information, beispielsweise der Minuten oder Stunden, erfolgen kann. Aufgrund der beschriebenen Ausbildung kann der Schaltstößel 10 in vorgegebenen Raststellungen zur Herstellung des gewünschten Kontaktes festgelegt werden, wobei er elektrisch ständig mit dem Bezugspotential des Gehäuses verbunden ist Die Wirksamkeit des Zwischenstückes 13 als Rastelement, wird durch die Facetten 14, 15 erreicht. Diese Facetten wirken mit eine' einzigen gestanzten Feder 21 zusammen, um zwei deutlich fühlbare Raststellungen festzulegen. Der Rastmechanismus ist ähnlich wie dies in der US-PS 38 74 162 beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß erfindungsgemäß nur zwei Raststellungen vorgesehen sind. Die Einzelheiten des Rastmechanismus können im übrigen der genannten Patentschrift entnommen werden.

Kurz gesagt, besitzt die Feder 21 zwei im Abstand voneinander angeordnete, im wesentlichen U-förmige Arme, die nach einer Seite, beispielsweise nach oben von der Basis der Feder abstehen. Die einander gegenüberliegenden Schenkel der Feder 21 sind federnd in Richtung auf die Facetten 14, 15 vorgespannt und stehen außerdem un»er Federspannung über die mit der Basis verbundenen Schenkel vor. Wie der Zeichnung entnommen werden kann, ist jedoch die Feder 21 erfindungsgemäß in einem Bereich 22 so vorgeformt daß sich nicht nur ein hoher radialer Kontaktdruck zwischen dem Zwischenbereich und den inneren Schenkeln der U-förmigen Arme ergibt sondern auch eine nach außen gerichtete Vorspannung, tfurch die der Schaltstößel 10 in Richtung auf die Außenseite des Gehäuses vorgespannt wird.

Zur Betätigung des Druck-Dreh-Schalters gemäß F i g. 1 drückt der Benutzer der Uhr die Krone 16 nach innen oder dreht sie in eine der verschiedenen, deutlich fühlbaren Raststelluneen. Die Krone 16 steht über die

Außenseite des Gehäuses 17 vor, so daß der Träger der Armbanduhr die Krone erfaßen kann und so daß eine axiale Bewegung des Schaltstößels möglich ist. Die Krone 16 kann entgegen der Federspannung der Feder 21 nach innen gedrückt werden, welche den SchaltstöBel 10, wenn die von außen einwirkende Kraft beendet ist, auch wieder nach außen zurückführt. Wenn der Schaltstößel axial nach innen bewegt wird, erfaßt der exzentrische Zapfen U den Schaltkontakt 19 des Lichtschalters und veranlaßt damit eine Beleuchtung bzw. ein Aufleuchten der Anzeige. Die beiden flachen Facetten 14, 15 ermöglichen in Verbindung mit der Feder 21 zwei Raststellungen für den exzentrischen Zapfen 11. In einer ersten Raststellung befindet sich der exzentrische Zapfen U in einer Ebene oberhalb des Schaltkontaktes 20 für den Stellschalter, so daß der Schaltkontakt 20 nicht erfaßt wird, wenn die Krone 16 nach innen gedrückt wird. Bei dieser Raststellung des Schaltstößels wird also lediglich eine Beleuchtung bzw. ein Aufleuchten der Anzeige herbeigeführt. Wenn jedoch die Krone, beispielsweise um einen Winkel von 180" in eine zweite Raststellung gedreht und nach innen gedrückt wird, dann erfaßt der exzentrische Zapfen 11 bei seiner axialen Bewegung den Schaltkontakt 20, so daß ein Nachstellen der anzuzeigenden Information herbeigeführt wird. Bei der axialen Bewegung des Schaltstößels 10 liegt eine Dichtung 23. welche in die Nut 18 eingelegt ist, unter Druck an der Wandung der Gehäuseöffnung bzw. an der Wandung einer in die Gehäuseöffnung eingesetzten Buchse 24 an. Auf diese Weise wird das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Innere des Uhrgehäuses verhindert.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches in F i g. 2 gezeigt ist, ist der Aufbau ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. I,so daß ein Einwärtsdrücken der Krone 16, wenn diese sich in einer ersten Raststellung befindet, dazu führt, daß der exzentrische Zapfen 11 wieder den ersten Schaltkontakt 19' erfaßt, durch dessen Betätigung beispielsweise eine bestimmte anzuzeigende Information, wie z. B. das Datum, ausgewählt werden kann. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Krone 16 beispielsweise um einen Winkel von 180° in eine zweite Raststellung gedreht wird, dann erfaßt der exzentrische Zapfen 11 jedoch nunmehr im Zuge der Drehbewegung den zweiten Schaltkontakt 20. Wenn die Krone 16 in diesel Raststellung dann zusätzlich nach innen gedruckt wird dann erfaßt der exzentrische Zapfen 11 auch den erster Schaltkontakt 19', so daß gleichzeitig drei Funktioner ausgelöst werden. Der Schaltkontakt 20' ist derari federnd vorgespannt, daß in der zweiten Raststellung eine axiale Bewegung des exzentrischen Zapfen; möglich ist, der während dieser Bewegung in Berührung mit dem Schaltkontakt 20' bleibt

ίο Der in Fig.3 gezeigte Druck-Dreh-Schalter gemät der F.rfindung ist denjenigen gemäß F i g. I und 2 wiedei ähnlich, wobei jedoch die Schaltkontakte so angeordnc sind, daß sie in etwas anderer Weise mit dcrr exzentrischen Zapfen zusammenwirken. Außerdem isi bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig.3 keine Buchse in die Gehäuseöffnung eingesetzt. Die Dichtung 23 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel vielmehr direk· an der Innenwand der Gehäuseöffnung an. Wie durcl· den slrirhnunktiertrn l.inienriig .11 angprlpiile». !«·. 4^fJ>.

erste Schaltkontakt 19" bei dem betrachteten Ausfüh rungsbeispiel so angeordnet, daß er (bei der gezeigter Raststellung des Schaltstößels), wenn der Schaltstöße nach innen bewegt wird, von dem exzentrischen Ansati 11 erfaßt wird. Wie die strichpunktierten Linienzüge 34 36 und 42 zeigen, wird der zweite Schaltkontakt 20' immer dann erfaßt, wenn sich der Schallstößel in seiner zweiten, um 180° gegenüber der ersten Raststellung versetzten Rastellung befindet und nach innen gedrückl wird. Der zweite Schaltkontakt 20" ist derart ausgebil

jo det, daß er federt und beim axialen Vorrücken des Schaltstößels in Kontakt mit diesem gelangt und dann auch in Kontakt damit verbleibt, wie dies durch der strichpunktierten Linienzug 37 angedeutet ist Sowohl der exzentrische Zapfen 11 als auch der zweite Schaltkontakt 20" sind derart mit Schrägflächen 38 bzw 39 versehen, daß sich ein zuverlässiger und verschleißarmer Kontakt zwischen dem exzentrischen Zapfen 11 und den Schaltkontakten 19" und 20" ergibt.
Es versteht sich, daß dem Fachmann, ausgehend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, zahlreiche Möglichkeiten für Weiterbildungen zur Verfügung stehen; insbesondere ist es möglich, mehr als zwei Raststellungen für den Schaltstößel vorzusehen und den Schaltstößel mit mehr als zwei Schaltkontakten zusammenwirken zu lassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Schalter für eine elektronische Uhr, insbesondere eine Digitaluhr, mit einem Gehäuse, welches eine Gehäuseöffnung aufweist, durch die das Innere des Gehäuses zugänglich ist, mit einem Schaltstößel, der in der Gehäuseöffnung drehbar beweglich montiert ist, an seinem inneren Ende einen exzentrischen Zapfen, ein als Rastelement und Halterungsbereich ausgebildetes Zwischenstück und einen als Betätigungsstück dienenden äußeren Bereich aufweist, mit mehreren blattförmigen Schaltkontakten, die so ausgebildet sind, daß sie selektiv in Kontakt mit dem exzentrischen Zapfen bringbar sind und mit einer Vorspanneinrichtung, die an dem Zwischenstück ι* derart angreift, daß eine Drehung des Schaltstößels in mehrere winkelmäßige Raststellungen herbeiführbar ist, um dessen exzentrischen Zapfen durch eine Drehbewegung in Berührung mit mindestens einem ausgewählten Schaltkontakt zu bringen, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Druck-Drehschalter mit einem in axialer Richtung beweglichen, durch die Vorspanneinrichtungen (21) in axialer Richtung federnd vorgespannten Schaltstößel (10).
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei blattförmige Schahkontakte (19, 20) vorgesehen sind, weiche tragarmförmig ausgebildet und im Abstand voneinander in zueinander senkrechten Ebenen angeordnet sind. >o
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Zapfen (11) und einer der blattförmige;:. Schaltkontakte (20', 20") derart ausgebildet sind, daß sich bei einer Drehung des Schaltslößels (3) in eine seiner « Raststellungen ein Kontakt zwischen den beiden Bauteilen (10; 20', 20") ergibt, welcher bei einer axialen Bewegung des Schaltstößels (10) in deren Verlauf dieser in Berührung mit einem zweiten Schaltkontakt (19', 19") gelangt, aufrecht erhalten «o wird.
4. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei blattförmige Schaltkontakte (19, 20) vorgesehen sind, von denen der eine (19) bei einer ersten Raststellung des Schaltstößels (10) im Zuge einer axialen Bewegung desselben erfaßbar ist und von denen der andere (20) von dem Schaltstößel (10) einer zweiten Raststellung desselben im Zuge einer axialen Bewegung erfaßbar ist
5. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei blattförmige Schaltkontakte (19*, 19"; 20', 20") vorgesehen sind, von denen der eine (19', 19") von dem exzentrischen Zapfen (U) des Schaltstößels (10) bei einer ersten Raststellung desselben im Zuge einer axialen « Bewegung erfaßbar ist und von denen der zweite (20', 20") von dem exzentrischen Zapfen (11) des Schaltstößels (10) bei Drehung desselben in eine zweite Raststellung erfaßbar ist.
6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekenn- m> zeichnet, daß die beiden Schaltkontakte (19', 19"; 20', 20") derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie beide im Zuge einer axialen Bewegung des Schaltstößels in Berührung mit dessen exzentrischen Zapfen (II) bringbar sind, wenn sieser sich in seiner zweiten Raststellung befindet.
7. Schalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (13} des Schaltstößels (10) mit abgeflachten Bereichen (Facetten 14, 15) versehen ist, durch die der Durchmesser des Schaltstößels in diesem Bereich verringert ist, so daß sich eine Schulter für das Angreifen der Vorspanneinrichtung (21) ergibt, mit deren Hilfe der Schaltstößel (10) unabhängig von seiner Raststellung in axialer Richtung beweglich vorspannbar ist
8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetlachten Bereiche (K, 15) mit den Vorspanneinrichtungen (21) derart zusammenwirken, daß für den Schaltstößel (10) zwei Raststellungen erzeugbar sind.
9. Schalter nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen (21) derart ausgebildet sind, daß sie den Schaltstößel (10), wenn an diesem keine äußeren Kräfts angreifen, in einer Lage halten, in der er außer Kontakt mit mindestens einem der b'attförmigen Schaltkontakte (19,19', 19") ist