DE2839555C3

DE2839555C3 - Antriebsanordnung in einem elektrischen Gerät

Info

Publication number: DE2839555C3
Application number: DE2839555A
Authority: DE
Inventors: Roland 7233 Lauterbach Maurer
Original assignee: Gebr Junghans 7230 Schramberg De GmbH
Current assignee: Gebr Junghans 7230 Schramberg De GmbH
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1978-09-12
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE2839555B2; GB2031620B; US4263667A; JPS5920186U; GB2031620A; NL7905075A; FR2436544A1; JPS5539092A; DE2839555A1; FR2436544B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zinn Zusammenbau einer derartigen Antriebsordnuiig gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6.
Eine elektromechanische Antriebsanordnung gattungsgemäßer Art ist aus der DE-OS 27 32 944 bekannt Die Leiterplatte liegt dort parallel zur Batteriekammer des Werkgehäuses, und sie ist mit einer Ausnehmung über den Stator-Spulenkörper geschoben, in dessen Durehgangsbohrung ein Schenkel eines einteiligen, U-förmigen Statorbleches eingeschoben ist Für die Montage dieses Motors nachteilig ist insbesondere die im wesentlichen nur auf einer Steckverbindung zwischen Leiterplatte und Spulenkörper beruhende Montageeinheit aus Leiterplatte und Stator sowie auch der ungünstige Motor-Wirkungsgrad aufgrund des übergroßen Luftspaltes zwischen den Polschuhpaaren, der durch das einteilige Statorblech bedingt ist

Aus der DE-AS 23 42 544 ist es bekannt den Motor zwischen zwei distanzierten Platinen aufzubauen, die als Werkplatte bzw. als Brücke zur Aufnahme des Räderwerks ausgebildet sind; wobei von einer dieser Platinen die Leiterplatte für die elektronische Schaltung zum Antrieb des Motors und über Fixierzapfen der Stator des Motors gehalten wird, während die andere Platine von Zeigerwellen durchsetzt ist und ein Zifferblatt trägt Ein solcher Platinenaufbau ist aber kostenaufwendig und bedingt darüber hinaus weitere Kosten für den Einbau dieses Räderwerks samt Antriebs-Motor in das eigentliche Uhrengehäuse.

Aus der DE-AS 24 03 289 ist als elektromechanische Antriebsanordnung für eine batteriebetriebene, quarzgesteuerte Weckeruhr ein in einem separaten Gehäuse aufgebautes Drehspulen-Gangwerk bekannt, das mittels einer einzigen Schraube auf der Leiterplatte für elektronische Steuerschaltung befestigt werden kann. In diesem Gangwerk-Gehäuse ist außerdem das Räderwerk für die Zeigerbewegung untergebracht, das mittels seiner Zeigerwellen durch eine öffnung in der Leiterplatte hindurchgreift. Diese mit dem bestückten Gangwerk-Gehäuse versehene Leiterplatte ist dann ihrerseits in ein das Zifferblatt tragendes, Antriebsbatterien aufnehmendes Uhrwerkgehäuse einzusetzen. Nachteilig ist hierbei insbesondere der Aufwand für den eigenständigen Gangwerk-Aufbau, aber auch die Tatsache, daß das Gangwerk nicht vom eigentlichen Uhrwerksgehäuse direkt, sondern über die Leiterplatte gehaltert wird, was hinsichtlich der Montagekosten und der Gehäuseabmessengen aufwendig und obendrein störanfällig wegen der Vibrationsbeanspruchung der leiterbahnenkaschierten Leiterplatte ist.

Aus der DE-AS 23 08 057 ist ein quarzgesteuertes zeithaltendes Gerät, beispielsweise Registriergerät, mit angeflanschtem Schrittmotor bekannt, bei dem das Räderwerksgetriebe zwischen zwei Werkplatten aufgebaut ist. Die eine dieser Werkplatten hält mittels Vorsprüngen, die in zugeordnete Statorblech-Bohrungen eingreifen, die Motor-Statorbleche, an denen ein die Durehgangsbohrung eines Stator-Spulenkörpers durch-

ragender Spulenkern beispielsweise mittels Hohlnieten befestigt ist Außerdem trägt diese Werkplatte mittels Abstandspfeilern eine parallel zu ihr sich erstreckende Leiterplatte, wobei der Abstand zum Spulenkörper mittels in die Leiterplatte hineinragender Spulenanschluß-Stifte überbrückt ist Für die Aufnahme des Rotors ist in der die Statorbleche haltender Werkplatte eine topfförmige Ausbuchtung vorgesehen. In das Rotor-Ritzel greift das erste Rad des Räderwerks ein, das hierfür die topfförmige Ausbuchtung durch eine Ausnehmung durchgreift Als zweites Rotorlager ist eine Brücke mit der Werkplatte zu verbinden. Nachteilig ist insbesondere der hohe Montageaufwand für den Aufbau des Rä-''trwerks in klassischer Weise zwischen zueinander distanziert gehaltenen Platinen und für den Einbau des Rotors in eine dieser Platinen (Werkplatten), wobei diese zugleich der Aufnahme des Stator-Kernes dient, an den zwei Polschuh-Schenkel angeschlossen sind. Hinsichtlich des Platinenaufbaus, mit Anordnung des Stators an einer der Platinen, entspricht diese Vorveröffentlichung also ganz der oben schon ervähnten DE-AS 23 42544.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die bei geringem Raumbedarf einen einfachen, ohne zusätzlichen justageaufwand leicht montierbaren und auch leicht wieder demontierbaren Aufbau besitzt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Antriebsanordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestaltet ist Ein Verfahren zum Zusammenbau einer solchen Anordnung ist im Anspruch 6 gekennzeichnet.

Diese erfindungsgemäße Antriebsanordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein einfach justierbares, zweiteiliges Statorblechpaket vorgesehen ist, welches über einen Klemmsitz in der Durchgangsbohrung der Stator-Spule, und diese durch Einlöten der Spulen-Anschlußstifte, an der Leiterplatte sicher gehaltert wird, aber ohne weiteres beim Einsetzen in das auch den Rotor halternde Gehäuseteil noch beweglich, also justierbar ist; wobei in als solches bekannter Weise die Geometrie der zweiteiligen, C-ähnlichen Statorblechanordnung einen hohen Motorwirkungsgrad wegen nur geringen Luftspaltes zwischen den Polschuhpaaren erbringt.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch ? erbringt insbesondere den zusätzlichen Vorteil, die Halterungsfunktion des Motor-Stators an der Leiterplatte nicht vollständig des an sich primär dem elektrischen Anschluß dienenden Spulen-Anschlußstiften übertragen zu müssen, was die Funktionssicherheit des elektrischen Anschlusses, und schon während der Montage die Sicherheit des Sitzes des Motor-Stators auf der Leiterplatte, erhöht.

Eine weitere Verbesserung in dieser Richtung ist durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 erzielt, weil nun die Spulen-Anschlußstifte neben ihrer Funktion als elektrische Verbinder nur noch beiläufig auch mechanische Halterungsfunktionen ausüben, während die mechanische Befestigungsbeanspruchung im wesentlichen von den Rastklauen übernommen wird.

Die weiterbildende Ausgestaltung nach Anspruch 4 erhöht bei relativ freizügigen Justageeingriffsmöglichkeiten in die gegenseitige Stellung der Statorbleche im aufnehmenden Gehäuseteil den Wirkungsgrad des Motors, weil hohe magnetische Übergangswiderstände in Form von durchgehenden Stoßen quer zur Magnetflußrichtung dadurch vermieden sind, daß die Fixierungsarme ungleicher Länge zu großflächigen Überlappungen zwischen den einzelnen Stoßen im von der Spulen-Durchgangsbohrung aufgenommenen Siatorblechpaket führen.

Der Einbau der vormontierten Baugruppe aus Leiterplatte und Motor-Stator einerseits sowie andererseits des Rotors und damit auch des Räderwerks in das Vordere kappenförmige Gehäuseteil, das also von den Zeigerwellen durchsetzt wird, erbringt den Vorteil, die Räderwerksfunktion inspizieren bzw, einen Batteriewechsel oder nachträgliche Justagen durchführen zu können, ohne das durch Abnahme des rückwärtigen Gehäuseteiles geöffnete Werkgehäuse aus seiner Befestigung am Zifferblatträger eines umliegenden Uhrengehäuses ausbauen zu müssen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung für die Antriebsanordnung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die im wesentlichen maßstabsgerechte Darstellung in der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in rückwärtiger Ansicht bei ^genommenem rückwärtigem Gehäuseteil eine batteriebetriebene Uhr mit erfindungsgemäß aufgebauter elektromechanischer Antriebsanordnung,

F i g. 2 in abgebrochener Darstellung die Ansicht entsprecheno F i g. 1 bei aufgesetztem rückwärtigem Gehäuseteil,

F i g. 3 in Ansicht auf die Bestückungsseite die Leiterplatte mit dem Vormontierten Stator des Motors für die Antriebsanordnung nach Fig. 1,

Fig.4 die gemäß Fig.3 bestückte Leiterplatte in Draufsicht,

F i g. 5 in vergrößerter Darstellung den Stator der Antriebsanordnung vor seinem Einsetzen in die Leiterplatte gemäß F i g. 3/ F i g. 4,

Fig. ö den Stator in Schnittdarstellung gemäß den Schnittpfeilern VI-VI in Fig. 5.

F i g. 7 einen Blick in das vordere Gehäuseteil entsprechend F i g. 1 , aber ohne eingesetztes Räderwerk der Antriebsanordnung, ohne eingesetzte Leiterplatte mit Motor-Stator und ohne eingelegte Antriebsbatterie, und

F i g. 8 einen Schnitt durch das in F i g. 7 dargestellte Geäuseteil entlang der dort eingezeichneten Linie VIlI-VIII.

Die in den Figuren zur Erläuterung der Erfindung dargestellte Uhr besitzt ein vorderes Gehäuseteil 1 mit einem Werkraum 2 und einem Batterieraum 3 sowie ein rückwärtiges Gehäuseteil 4 mit Batterieraumabdekkung 5. Beide Gehäuseteile bestehen aus Kunststoff und sind mittels an sie angeformter Rastnasen bzw.-vertiefungen form- und kraftschlüssig, jedoch lösbar miteinander verbunden. Darüber hinaus weist diese Uhr ein zeigoraiiirtibendes Räderwerk 6 auf, dessen Teile sowohl im Raum zwischen dem Boden des vorderen Gehäuseteiies 1 und einer Zwischenplatte 7 als Such im Raum zwischen dieser und dem Boden des rückwärtigen Gehäuseteils 4 in entsprechend ausgebildeten Lagerstellen angeordne' sind. Ferner weist diese besagte Uhr eine Antriegsanordnung mit einem Schrittmotor 8 auf, der aus einer Spule mit Spulenkörper 9 ,Wicklung 10 und Spulenanschlußstiften 11, zwei Statorhlechpaketen 12 und 13, sowie einem Rotor 14 besteht, dessen Ritzel mit dem ersten Rad des Räderwerkes 6 in Eingriff

b5 steht. Des weiteren ist .'ine einseitig kaschierte Leiternlatte 15 vorgesehen, die an ihrer nicht kaschierten Seite unter anderem verschiedene Teile einer elektronischen Schaltungsanordnung 16 trägt, welch letztere, wie

insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich, aus einem Schwingquarz 17, einem Festkondensator 18, einem Trimmerkondensator 19 und einem IC 20 besteht. Diese Bauteile der elektronischen Schaltungsanordnung sind über nicht dargestellte Leiterbahnen der Leiterplatte 15 miteinander verbunden. Die Stromversorgung dieser Bauteile erfolgt durch eine Batterie 21, deren Minuspol über eine im vorderen Gehäuseteil 1 befestigte und einerseits an ihm sowie andererseits an der Leiterplatte anliegende Minuskontaktfeder 22, sowie deren Pluspol über eine P'uskontaktplatte 23 mit den zugehörigen Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch verbunden ist.

Die Pluskontaktplatte 23 ist als Blechstanz- und -biegeteil ausgebildet und mittels gebogener Zapfen 24 (Fig. 4), die Bohrungen der Leiterplatte durchdringen, an zugehörigen Leiterbahnen angelötet. Die an der Leiterplatte 15 anliegende Kontaktzunge 25 der Minuskontaktfeder 22 ist in der Art eines Messerkontaktes ausgebildet, der eine Kraftkomponente in Richtung Leiterplatte ausübt und diese somit in Einbaulage hält.

Darüber hinaus ist an der Leiterplatte 15 noch ein Schiebeschalter 26 angeordnet, der entlang einer Kante derselben verschiebbar ist und je nach Stellung mittels an ihm angeformter sowie mit Leiterbahnen zusammenwirkender Federkontakte 27 die Impulszuführung vom IC 20 zur Spule des Schrittmotors zu unterbrechen bzw. freizugeben vermag.

Wie in den F i g. 5 und 6 detailliert dargestellt, besteht jedes der beiden Statorblechpakete 12 bzw. 13 aus zwei Statorblechen mit jeweils unterschiedlich langen Fixierungsarmen 28 bzw. 29. Mittels dieser Fixierungsarme 28 bzw. 29 sind die Staotorblechpakete 12 bzw. 13 auf Umschlag in einer Durchgangsbohrung 30 des Spulenkörpers 9 eingesetzt. Diese Durchgangsbohrung 30 besitzt einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit derartiger Abmessung, daß die eingesetzten und in Dickenrichtung mittels einer vorspringenden Druckrippc 31 (Fig. 6) cxaki fixierten Statorbieche in deren Querrichtung geringfügig gegeneinander verschiebbar sind. Darüber hinaus sind an den einzelnen Statorblechen der beiden Statorblechpakete 12 bzw. 13 sowie am Spulenkörper 9 vorspringende Fixierungsnasen 32 bzw. 33 angeformt, die diesen zugeordnete Durchbrüche 34 der Leiterplatte 15 durchdringen. In der Leiterplatte sind außerdem nicht dargestellte Bohrungen zur Hindurchführung der Spulenanschlußstifte 11 vorgesehen; diese werden an die zugehörigen Leiterbahnen angelötet, so daß die Spule dann ohne Verwendung zusätzlicher Befestigungsmittel an der Leiterplatte befestigt ist, gleichzeitig aber auch die beiden Statorblechpakete unverlierbar an der Leiterplatte vorfixiert sind.

Die Befestigung der Spule an der Leiterplatte 15 kann jedoch auch durch an sie angeformte federnde Rastelemente erfolgen, die Randbereiche der Durchbrüche 34 der Leiterplatte 15 hintergreifen.

Eine endgültige Fixierung der Statorbleche der beiden Statorblechpakete 12 bzw. 13 untereinander sowie gegenüber dem Rotor 14 und den weiteren Teilen der Uhr ist durch Fixierungszapfen 35 ( F i g. 7 und 8) bewerkstelligt, die Aufnahmebohrungen bzw. Durchbrüehe 36 (F i g. 5) der Statorbleche durchdringen und am oberen Ende von Pfeilern 37 angeordnet sind, die am vorderen Gehäuseteil 1 angeformt sind. Diese Pfeiler 37 weisen außerdem Auflageflächen 38 auf, auf denen die Statorblechpakete 12 bzw. 13 aufliegen. Mit 43 ist schließlich ein weiterer Pfeiler bezeichnet, der ein Lager für den Rotor aufweist.

Die Leiterplatte 15 ist im vorderen Gehäuseteil 1 und dort in entsprechend ausgebildeten Aufnahmeelemen ten Parallel zur Rotorachse gelagert. Bei diesen Aufnah meelementen handelt es sich um Führungsrippen 39, ar denen sich die Leiterplatte 15 seitlich abstützt. Zur La gesicherung der Leiterplatte 15 in deren Längsrichtung ist in dieser eine Rastvertiefung 40 ( F i g. 3) eingeformt in die eine am vorderen Gehäuseteil 1 angeformtE Querrippe 41 ( F i g. 7) eintaucht.

Nachstehend ist die Montage der vorstehend beschriebenen Anordnung anhand verschiedener Verfahrensschritte näher erläutert.

Zunächst werden bei einem ersten Verfahrensschriti die beiden Statorblechpakete 12 bzw. 13 mit den an den einzelnen Statorblechen angeformten Fixierungsarmen 28 bzw. 29 in die Durchgangsbohrung 30 des Spulenkörpers 9 eingesetzt.

Anschließend wird die Spule in einem weiteren Arbeitsgang an der Leiterplatte 15 angebracht, wobei die Spulenanschlußstifte 11 durch die zugehörigen Bohrungen der Leiterplatte hindurchgeführt und die Fixierungsnasen des Spulenkörpers 9 sowie der Statorbleche in die beiden Durchbrüche 34 der Leiterplatte 15 eingeführt werden.

Bei diesem Vorgang werden gleichzeitig die Statorbleche lagemäßig vorfixiert.

Im nächsten Arbeitsgang werden die Spulenanschlußstifte mit den zugehörigen Leiterbahnen der Leiterplatte 15 verlö'et. Die Spule und die beiden Statorblechpakete sind dann unverlierbar mit der Leiterplatte verbunden.

Beim nächsten Verfahrensschritt wird die Leiterplatte mit den an ihr vormontierten Teilen der Motoranordnung ins Gehäuse in die vorgesehenen Aufnahmeelemente eingeschoben, wobei bei diesem Einschubvorgang gleichzeitig auch die Statorbleche der beiden Statorblechpakete 12 bzw. 13 durch die deren Aufnahmebohrungen 36 durchdringende Fixierungszapfen 35 endgültig in richtige Lage untereinander sowie zum Rotor 14 gebracht werden.

Außerdem wird bei Einschieben der Leiterplatte ins Gehäuse die nach Art eines Messerkontaktes ausgebildete Kontaktzunge 25 der Minuskontaktfeder 22 seitlich ausgelenkt, so daß diese eine Kraftkomponente zwischen einer Gehäusewand 42 und der Leiterplatte aufbaut, durch welche letztere an einige ihrer Führungsrippen angepreßt und somit chne Verwendung zusätzlicher Befestigungsmittel in Einschublage gehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromechanische Antriebsanordnung in einem kleinen Gerät, insbesondere in einer batteriebetriebenen Uhr, mit einem in ein mehrteiliges, verschließbares Gehäuse (1/4) einbaubaren Motor (9—14) an einer mit einer elektronischen Schaltungsanordnung (16) für die Motoransteuerung ausgestatteten Leiterplatte (15), die parallel zur Achse des Motor-Rotors (14) in dasjenige Gehäuseteil (1) eingesteckt ist, in dem ein Pfeiler (43) für eines der Lager des Rotors (14) sowie in das Statnrblech des Motors (9—14) eingreifende Fixierzapfen (35) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorblech aus zwei Blechpaketen (12, 13) besteht die mit Fixierungsarmen (28, 29) auf Umschlag (also überlappend) unter einer Druckrippe (31) in der Durchgangsbohrung (30)des Stetor-Spulenkörpers (9) gegeneinander verschiebbar angeordnet sind und rnit Fixierungsnasen (32) in Durchbrüche (34) in der Leiterplatte (15) eingreifen, an der der Spulenkörper (9) mit Spulenanschlußstiften (11) elektrisch und mechanisch befestigt ist

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator-Spulenkörper (9) mit Fixierungsnasen (33) in Durchbrüche (34) in der Leiterplatte (15) eingreift

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (9/10—12/13) mit Rastklauen in Leiterplatten-Durchbrüche (ο«) eingreift

4. Antriebsordnung na"h einer" der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Umschlag unter der Druckrippe (3') der Spulenkörper-Durchgangsbohrung (30) eingeklemmten Fixierungsarme (28, 29) der Stator-Blechpakete (13) ungleiche Längen aufweisen.

5. Antriebsordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiermittel zur Aufnahme des an der Leiterplatte (15) befestigten Motor-Stators (9,12,13) und des Motor-Rotors (14) im vorderen Gehäuseteil (1) ausgebildet sind.

6. Verfahren zum Zusammenbau einer elektromechanischen Antriebsanordnung in einem kleinen Gerät, insbesondere in einer batteriebetriebenen Uhr gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die einen Motor aufweist, dessen Stator aus Statorspule und diese durchsetzenden Statorblechen an einer Leiterplatte zur Aufnahme der elektronischen Schaltungsanordnung für die Motoransteuerung montiert ist, wobei eine Motor-Lagerstelle in einem Gehäuseteil ausgebildet ist, das Fixierzapfen zur Orientierung des Stator-Blechpaketes bezüglich der Rotoranordnung und Einsteck-Halterungsmittel für die Leiterplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich von Statorblech-Fixierungsarmen geteiltes Stator-Blechpaket mittels der Fixierungsarme gegeneinander verschiebbar in die Durehgangsbohrung des Stator-Spulenkörpers eingeklemmt und dieser mittels an die Leiterplatte angelöteter Spulenanschlußstifte elektrisch wie mechanisch aber noch gegenüber der Leiterplatte justierbar an die Leiterplatte angeschlossen wird, woraufhin diese vormontierte Schaltungs-Stator-Baueinheit unter Eingriff der Fixierzapfen in Statorblech-Öffnungen in das Gehäuseteil eingeschoben und der Motor-Rotor auf seinen Lager-Pfeiler aufgesteckt wird und schließlich, nach Einbau auch des Räderwerks, das Gehäuse mittels eines weiteren Gehäuseteiles unter Lager-Übergreifung noch frei vorstehender Wellenenden verschlossen wird.