DE3047492C2 - - Google Patents
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromechanical Clocks (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
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- Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Uhrwerkanordnung für eine
batteriebetriebene elektronische Uhr gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren
zum Herstellen einer solchen Uhrwerkanordnung.
Es sind batteriebetriebene elektronische Uhren mit
Analoganzeige, d. h. mit üblichen, sich drehenden Zeigern,
bekannt, bei denen ein Schrittschaltmotor sehr exakt
durch getaktete elektrische Antriebssignale angetrieben
wird. Die Antriebssignale können dabei aus einem tran
sistorisierten Impulsgenerator stammen oder aus einer
integrierten Schaltung der ein Steuerquarz als Takt
signalquelle zugeordnet ist.
Bei derartigen Uhren ist es üblich die elektrischen
Bauelemente, wie z. B. einen Oszillatorkreis, einen Trei
berkreis, eine Teilerschaltung und einen Quarzoszilla
tor auf einem sogenannten Substratplättchen anzuordnen,
welches dann an einem üblicherweise aus Kunststoff be
stehenden Tragrahmen befestigt wird, der der Halterung
bzw. Lagerung des Antriebsmotors, der Zahnräder des Uhr
werks und einer Kontaktfeder dient sowie in einigen
Fällen auch zur Aufnahme der Batterie selbst. Ein
Substratplättchen, welches parallel speziell für die Verwendung
in derartigen elektronischen Uhren geeignet ist, wird
beispielsweise in der US-PS 39 58 408 beschrieben.
Bisher wird das Substratplättchen an dem Tragrahmen
üblicherweise mittels mechanischer Befestigungseinrich
tungen wie Schrauben oder Klammern befestigt, wie dies in
der US-PS 37 80 521 beschrieben ist, die eine gattungs
gemäße Uhrwerkanordnung offenbart. Dies ist
insofern nachteilig, als eine erhöhte Anzahl von Bau
teilen benötigt wird, um die Uhrwerksanordnung zusam
menzubauen. Außerdem müssen die einzelnen Befestigungs
einrichtungen eingeschraubt, angeklemmt oder auf son
stige Weise angebracht werden, was einen entsprechenden
Arbeitsaufwand mit sich bringt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er
findung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
gattungsgemäße Uhrwerksanordnung anzugeben, bei
der der Tragrahmen und das Substratplättchen schnell
und bequem ohne besondere Befestigungsteile oder der
gleichen miteinander verbunden werden können. Gegen
stand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Her
stellen einer solchen verbesserten Uhrwerkanordnung.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine Uhrwerkanordnung
mit den Merkmalen des Kennzeichenteils des Patent
anspruchs 1 gelöst.
Das Verfahren zum Herstellen einer solchen Uhrwerkan
ordnung ist gemäß der Erfindung durch folgende Ver
fahrensschritte gekennzeichnet:
- a) Man ordnet den Tragrahmen und das Substratplätt chen relativ zueinander derart an, daß die in ihnen vorgesehenen durchgehenden Öffnungen miteinander fluchten;
- b) man befestigt an dem Tragrahmen eine Kontaktfeder derart, daß ein Teilstück derselben die fluchtenden durchgehenden Öffnungen durchgreift und auf der freien, vom Tragrahmen abgewandten Seite des Sub stratplättchens einen Kontaktstift bildet und
- c) man bringt an dem Kontaktstift eine Lötperle an, die den Kontaktstift leitend mit einem elek trischen Bauelement auf dem Substratplättchen verbindet und gleichzeitig einen mechanisch wirken den Sicherungskopf zum Zusammenhalten von Tragrahmen und Substratplättchen bildet.
Der entscheidende Vorteil des Herstellungsverfahrens
und der Uhrwerkanordnung gemäß der Erfindung besteht
dabei darin, daß durch einen Lötvorgang nicht nur eine
der erforderlichen elektrischen Verbindungen geschaffen
sondern gleichzeitig auch eine sichere mechanische Ver
bindung zwischen Tragrahmen und Substratplättchen her
gestellt wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist eine längliche Kontaktfeder für die Uhrbatterie an
dem Tragrahmen beispielsweise durch Verkleben und/oder
durch entsprechende Formgestaltung des Tragrahmens mit
diesem verbunden und durchgreift fluchtende Öffnungen
im Tragrahmen und im Substratplättchen derart, daß sie
auf der vom Tragrahmen abgewandten Seite des Substrat
plättchens in einem Kontaktstift endet. Zwischen diesem
Kontaktstift und einem benachbarten Kontaktbereich wird
dann eine Lötverbindung hergestellt, so daß sich eine
Lötperle bildet, die einerseits eine elektrische Ver
bindung zwischen der Kontaktfeder und der Schaltung
auf dem Substratplättchen schafft und andererseits ei
nen Sicherungskopf zum Zusammenhalten von Substratplätt
chen und Tragrahmen darstellt. Dabei ist es günstig,
wenn das Substratplättchen an anderer Stelle einen Vor
sprung, beispielsweise eine vorspringende Nase, aufweist,
welche von einer zugeordneten Aussparung am Tragrahmen
aufgenommen wird, so daß zusätzlich zwischen dem Trag
rahmen und dem Substratplättchen eine Steckverbindung
hergestellt wird. Auf diese Weise wird bei einem bevor
zugten Ausführungsbeispiel erreicht, daß der Tragrah
men und das Substratplättchen an zwei Stellen sicher
miteinander verbunden sind, nämlich einmal im Bereich
der Steckverbindung und zum anderen im Bereich der Löt
verbindung der Batteriefeder.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden
nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert
und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigt
Fig. 1 eine Unteransicht eines Tragrahmens einer be
vorzugten Ausführungsform einer Uhrwerkanord
nung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Tragrahmen gemäß
Fig. 1 längs der Linie E-E in dieser Figur;
Fig. 3 eine Unteransicht des Substratplättchens der
Uhrwerkanordnung;
Fig. 4 eine Seiteansicht des Substratplättchens ge
mäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Unteransicht der zusammengebauten
Uhrwerkanordnung aus Tragrahmen und Substrat
plättchen und
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Batteriekontakt
nach dem Herstellen einer Lötverbindung.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen bevorzugten Tragrahmen,
der in einer elektronischen Analoguhr das Gangwerk, den
Elektromotor, insbesondere einen Schrittschaltmotor,
zum Antreiben des Gangwerks sowie ein in Fig. 3 und 4
gezeigtes Substratplättchen tragen kann. Der Tragrah
men 2 ist typischerweise aus isolierendem Material, ins
besondere Kunststoff, gespritzt oder auf andere Weise
derart hergestellt, daß er Aussparungen, Schlitze, Ka
näle und dergleichen aufweist, um die verschiedenen
von ihm getragenen Bauelemente aufzunehmen. Beispiels
weise ist gezeigt, daß an dem Rahmen 2 eine L-förmige
Batterie-Kontaktfeder 6 befestigt ist, und zwar spe
ziell mittels eines Klebers 7, beispielsweise eines Ep
oxidharzes, mit einem Flansch 2 a, der in einen Kanal
2 b des Rahmens hineinragt, wie dies besonders aus Fig. 2
deutlich wird. Der Rahmen 2 besitzt weiterhin einen
ersten, beim Spritzen hergestellten, senkrechten Ka
nal 2 c mit halbkreisförmigem Querschnitt, durch den
eine nach oben abstehende Schulter 6 a der Kontaktfeder
6 hindurchgeführt ist. Der schräge Kontaktarm 6 b der
Kontaktfeder 6 steht in eine im wesentlichen runde Aus
sparung 2 d vor, die beim Spritzen hergestellt wird, um
eine Batterie bzw. eine Knopfzelle aufzunehmen, welche
die Uhr mit Energie versorgt, wie dies Fig. 1 zeigt.
Zu den am Tragrahmen 2 angeformten Gegenelementen für
die Aufnahme von Bauteilen, welche von dem Substrat
plättchen 4 getragen werden, gehören ferner ein recht
eckiger Schlitz 2 e, der durch das Material des Rahmens
2 hindurchgeht, sowie eine damit verbundene Vertiefung
2 f, die nicht durch das Material des Rahmens 2 hin
durchgeht. Dabei ist der Schlitz 2 e für die Aufnahme
eines Quarzoszillators 8 bestimmt, während die Vertie
fung 2 f für die Aufnahme der Zuleitungen 8 a des Quarz
oszillators 8 bestimmt ist, wobei diese Zuleitungen 8 a
zu Anschlußbereichen bzw. Kontaktbereichen des Sub
stratplättchens 4 geführt sind (Fig. 4). Am Rand des
Rahmens 2 ist außerdem ein seitlich offener Schlitz 2 g
zur Aufnahme eines nach unten gerichteten Arms 9 a einer
flexiblen Schalterplatte 9 vorgesehen, die an der Seite
des Substratplättchens 4 befestigt ist. Weiterhin ist
ein flacher Kanal 2 h vorgesehen, der von der Vertiefung
bzw. Aussparung 2 d für die Batterie zum Rand des Trag
rahmens 2 reicht und dazu bestimmt ist, den anderen
Batteriefederkontakt 10 aufzunehmen, der mit einem
Anschluß des Substratplättchens 4 verlötet ist. Außer
dem ist am Rahmen 2 angrenzend an das eine Ende des
rechteckigen Schlitzes 2 e ein senkrechter Vorsprung 2 i
angeformt, in dem eine Aussparung 2 j vorgesehen ist,
die geeignet ist, eine vorspringende Nase 4 a an dem
einen Ende des Substratplättchens 4 nach Art einer
Steckverbindung aufzunehmen.
Weiterhin sind an dem Tragrahmen noch weitere Elemente
ausgebildet, beispielsweise runde Aussparungen 2 k, 2 l,
2 m, 2 n, 2 p und 2 q, die der Aufnahme von Getriebeteilen
wie Zahnrädern und Wellen des Uhrwerks dienen. Wieder
andere Formteile sind vorgesehen, um Elemente des Schritt
schaltmotors aufzunehmen. Beispielsweise sind runde
Bohrungen 2 r dazu bestimmt, Motorhalterungen aufzu
nehmen, während eine Bohrung 2 s als Lager für den
Rotor dient und eine rechteckige Vertiefung 2 t zur Auf
nahme der Wicklung des Schrittschaltmotors. Dabei ver
steht es sich, daß diese Formteile am Tragrahmen je
nach Bedarf abgewandelt werden, um eine Anpassung an
unterschiedlich aufgebaute Getriebe und Motorkonstruk
tionen zu erreichen, wobei die Anordnung der Vertie
fungen, Bohrungen und dergleichen im einzelnen je nach
den Besonderheiten des Falles zu wählen ist.
Zu den weiteren Bauteilen, die am Substratplättchen 4
montiert sind, gehören eine gekapselte, integrierte
Schaltung 11, Zuleitungen 12, Anschlußbereiche 13 und
Anschlüsse 14.
Ein wesentliches Element des Substratplättchens 4 ist
dabei die oben erwähnte vorspringende Nase 4 a, welche
in die Aussparung 2 j des angeformten Vorsprungs 2 i des
Tragrahmens 2 eingesteckt werden kann, um an einer
ersten Stelle eine Verbindung zwischen dem Tragrahmen 2
und dem Substratplättchen 4 herzustellen. Ein weiteres
wichtiges Merkmal des Substratplättchens 4 besteht da
rin, daß eine zweite vertikale Öffnung 4 b vorgesehen
ist, welche gegenüber der ersten halbkreisförmigen
Öffnung 2 c des Tragrahmens ausgerichtet werden kann,
um ein nach oben vorstehendes Teilstück 6 c der Kontakt
feder 6 aufzunehmen, wie dies insbesondere in Fig. 6
gezeigt ist. Wie besonders aus Fig. 3 deutlich wird,
ist der Anschlußbereich 14 a, welcher der zweiten durch
gehenden Öffnung 4 b auf der freien, vom Tragrahmen 2
abgewandten Seite des Substratplättchens 4 zugeordnet
ist, als ringförmiges Element aus leitendem Material
ausgebildet, so daß die Öffnung im Substratplättchen
4 nicht verschlossen wird.
Der Zusammenbau des Substratplättchens 4 und des Trag
rahmens 2 erfolgt, indem man zunächst die Nase 4 a des
Substratplättchens 4 in die Aussparung 2 j am Vorsprung
2 i des Tragrahmens 2 einführt und dann die vertikale
Öffnung 4 b des Substratplättchens 4 fluchtend gegenüber
den nach oben vorstehenden Teilen 6 c und 6 d der Bat
teriefeder 6 derart ausrichtet, daß die vorspringenden
Teile durch die Öffnung 4 b gesteckt werden, wobei das
Teilstück 6 d über die freie Seite des Substratplätt
chens 4 vorsteht, wie dies Fig. 6 zeigt. Dieser Kon
taktstift 6 d wird dann mit dem ringförmigen Anschluß
bereich 14 a in üblicher Weise unter Verwendung von Löt
zinn verlötet. Dabei ergibt sich eine "Lötzinnperle"
15, die nicht nur die Batteriefeder 6 mit dem Anschluß
bereich 14 a und der damit verbundenen Leitung verbindet,
sondern auch als Sicherungselement zum Festhalten des
Substratplättchens 4 am Rahmen 2 dient. Zu diesem Zweck
hat die Lötperle 15 vorzugsweise größere Abmessungen
als die zweite senkrechte Öffnung 4 b. Fig. 5 zeigt,
wie das Substratplättchen 4 und der Tragrahmen 2 an
einer Stelle dadurch verbunden sind, daß die Nase 4 a
des Substratplättchens 4 in die Aussparung 2 j des Vor
sprungs 2 i eingreift und an einer zweiten Stelle da
durch, daß an der Batteriefeder 6 die Lötperle 15 vor
handen ist. Die Substrat/Trägeranordnung gemäß Fig. 5
kann nun in einem Uhrgehäuse (nicht dargestellt) mit
Hilfe eines üblichen Tragrings befestigt werden, welcher
mit ihr verschraubt oder verrastet sein kann. Außerdem
ist das Zifferblatt (nicht dargestellt) der Uhr an der
Oberseite der Substrat/Träger-Anordnung normalerweise
mittels federnder, nach unten gerichteter Beine be
festigt, welche in Nuten 2 w am Umfang des Tragrahmens 2
eingelegt und umgebördelt sind.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß vorstehend
lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert
wurde und daß dem Fachmann, ausgehend von diesem Ausfüh
rungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen
und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei
den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.
Claims (9)
1. Uhrwerkanordnung für eine batteriebetriebene
elektronische Uhr mit einem mit einer ersten
durchgehenden Öffnung versehenen Tragrahmen mit einem
mit einer zweiten durchgehenden, gegenüber der ersten
durchgehenden Öffnung fluchtend ausgerichteten,
zweiten Öffnung versehenen Substratplättchen, welches
auf seiner vom Tragrahmen abgewandten Seite
mindestens ein Bauelement trägt, und mit einer an dem
Tragrahmen befestigten, länglichen Batteriefeder,
deren eines Ende an eine Batterie anlegbar ist und
deren anderes Ende an der von dem Substratplättchen
abgewandten Seite des Tragrahmens in der Umgebung der
ersten Öffnung anliegt und über die durchgehenden
Öffnungen mit einer Leiterbahn des Substratplättchens
elektrisch verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (6 a, 6 c,
6 d) der Batteriefeder (6) die fluchtenden Öffnungen
(2 c, 2 b) des Tragrahmens (2) und des
Substratplättchens (4) durchgreift und an der vom
Tragrahmen (2) abgewandten Seite des
Substratplättchens (4) einen überstehenden
Kontaktstift (6 d) bildet, der von einer aus
leitfähigem Material bestehenden Perle (15) umgeben
ist, welche den Kontaktstift (6 d) auf der vom
Tragrahmen (2) abgewandten Seite des
Substratplättchens (4) mit der Leiterbahn (Anschluß
14) verbindet.
2. Uhrwerkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Tragrahmen (2) als gespritztes
Kunststoffteil ausgebildet und mit Aussparungen
und Kanälen (2 d, 2 h bis 2 q, 2 r, 2 s) zur Aufnahme
des Antriebsmotors, der Batterie und der Zahnräder
und dergleichen versehen ist.
3. Uhrwerkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Substratplättchen (4) die Zeit
steuerelemente (8, 11) der Uhr einschließlich ei
nes Quarzoszillators (8) und einer integrierten
Schaltung (11) trägt und Zuleitungen, Anschlüsse
und Anschlußbereiche aufweist.
4. Uhrwerkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf der vom Tragrahmen (2) abgewandten
freien Seite des Substratplättchens (4) rings um
die durchgehende Öffnung (4 b) ein ringförmiger Kon
taktbereich vorgesehen ist.
5. Uhrwerkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Perle aus leitfähigem Material
eine Lötperle (15) vorgesehen ist.
6. Uhrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden über
die Kontaktfeder (6) miteinander verbundenen Ele
mente (2, 4) mit einem Vorsprung (4 a) versehen ist,
welcher zur Herstellung einer Verbindung zwischen
den Bauelementen (2, 4) in eine entsprechende Aus
sparung (2 j) des anderen Bauelementes eingesetzt
ist.
7. Uhrwerkanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aussparung (2 j) an dem Tragrahmen
(2) vorgesehen ist und daß der Vorsprung als vor
springende Nase (4 a) an dem Substratplättchen (4)
vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Verbinden eines Tragrahmens und eines
Substratplättchens in einer batteriegetriebenen
elektronischen Uhr zur Herstellung einer Uhrwerkan
ordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn
zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- a) Man ordnet den Tragrahmen (2) und das Substrat plättchen (4) relativ zueinander derart an, daß die in ihnen vorgesehenen durchgehenden Öffnungen (2 c, 4 b) miteinander fluchten;
- b) man befestigt an dem Tragrahmen (2) eine Kontakt feder (6) derart, daß ein Teilstück (6 c, 6 d) der selben die fluchtenden durchgehenden Öffnungen (2 c, 4 b) durchgreift und auf der freien, vom Trag rahmen (2) abgewandten Seite des Substratplätt chens (4) einen Kontaktstift (6 d) bildet und
- c) man bringt an dem Kontaktstift (6 d) eine Löt perle (15) an, die den Kontaktstift (6 d) leitend mit einem elektrischen Bauelement auf dem Sub stratplättchen (2) verbindet und gleichzeitig einen mechanisch wirkenden Sicherungskopf zum Zusammenhalten von Tragrahmen (2) und Substrat plättchen (4) bildet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Tragrahmen (2) und das Substratplätt
chen (4) zusätzlich an einer zweiten Stelle durch
eine Steckverbindung miteinander verbindet, indem
man eine vorspringende Nase (4 a) an dem Substrat
plättchen (4) in eine zugeordnete Aussparung (2 j)
des Tragrahmens (2) einführt.
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