DE9315670U1

DE9315670U1 - Kleine Funkuhr

Info

Publication number: DE9315670U1
Application number: DE9315670U
Authority: DE
Original assignee: Junghans Uhren GmbH
Current assignee: Junghans Uhren GmbH
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2003-10-15

Description

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JUNGHAMS UHREN GMBH, D-78713 Schramberq Kleine Funkuhr

Die Erfindung betrifft eine Funkuhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Funkuhr ist aus der EP 0 531 853 A2 bekannt. Im Interesse eines kompakten Aufbaus, insbesondere als Funk-Armbanduhr, dient dort der scheibenförmige Kern der magnetischen Langwellen-Antenne selbst abseits des als Spulenträger ausgebildeten Kernteiles gewissermaßen als Werkplatte. Auf diese, und in diese hineinragend, sind das Räder- und Zeigerwerk einschließlich dessen elektromotorischen Schritt-Antriebes sowie die elektronischen Schaltungen für den autonomen ührenbetrieb und für Anzeigekorrekturinformationen, die aus empfangenen und decodierten Zeittelegrammen gewonnen werden, montiert. Außerdem ist in den flachen Kern ein Aufnahmebereich für eine elektrooptische Digitalanzeige eingearbeitet.

Problematisch bei einem solchen Aufbau ist die Nähe einerseits der elektronischen Auswerteschaltung und andererseits des elektromechanischen Zeigerantriebes zur magnetischen Langwellenantenne in Form des plattenförmigen Kernes mit seiner Antennenspule, da Störungen aus den elektronischen und elektromechanischen Kreisen über die Antennenwirkung verstärkt rückgekoppelt werden können. Für störungsfreie Arbeitsweise ist deshalb ein Empfangsbetrieb bei erhöhter

Feldstärke des Sendesignales anzustreben, was den Einsatzbereich hinsichtlich der Entfernung vom Sender der Zeittelegramme einschränkt. Besonders kritisch sind elektrische Störungen, die vom Betrieb der Spannungswandlerschaltung für die Funktion einer LCD-Anzeige ausgehen, weil der aus dem Frequenzteiler der autonomen zeithaltenden Schaltung der Uhr abgeleitete Takt für den Spannungswandler mit einer starken Oberwelle typischerweise in unmittelbarer Nähe der Sendefrequenz von 77,5 kHz des deutschen Zeitsenders DCF77 liegt. Diese starke, in unmittelbarer Nähe des Empfängers erzeugte Oberwelle kann das Antennensignal so weit überlagern, daß die Information des empfangenen Zeittelegrammes überhaupt nicht mehr auswertbar ist. Der Einbau elektromagnetischer Abschirmhauben zwischen der Antenne und den darauf montierten Störstrahlern und Auswerteschaltungen wäre nicht nur fertigungstechnisch sehr aufwendig, sondern führte außerdem zu einer starken Bedämpfung der Antenne, so daß die für den störungsfreien Betrieb erforderliche Mindestfeldstärke des Sendesignales dadurch weiter ansteigen 0 würde.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Funkuhr gattungsgemäßer Art derart auszustatten, daß ohne großen konstruktiven Zusatzaufwand und ohne unzumutbare Beeinträchtigung der Antennenleistung eine wirksame Unterdrückung der elektrischen und magnetischen Störeinflüsse aus Funktionskomponenten, die in unmittelbarer Nähe des Antennenkernes selbst arbeiten, sichergestellt ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Funkuhr die Merkmale des Hauptanspruches aufweist.

Nach dieser Lösung dient der Kern der magnetischen Langwellenantenne selbst nicht nur als Träger für die elektroni-

sehen und elektromechanischen Funktionsteile der Uhr, sondern auch als Träger einer wirksamen Abschirmung von betriebsbedingt hervorgerufenen Störeinflüssen.

Dafür kann der Kern in kritischen Bereichen seiner Oberfläche mit einer dünnen elektrisch-leitenden (Lack-)Schicht ausgestattet sein, die einpolig mit der Spannungsversorgung für den auf den Kern montierten Schaltungsträger verbunden ist. Noch zweckmäßiger ist es, das Kernmaterial selbst als Abschirmung einzusetzen, indem ein Ferrit eingesetzt wird, der entgegen den üblicherweise angewandten Materialien eine möglichst hohe spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, wie etwa ein Mangan-Zink-Ferrit. Dann erfolgt ein Kurzschluß nicht nur elektrischer, sondern auch magnetischer, aus dem Uhrenbetrieb selbst resultierender Störeinflüsse über das großvolumig die Störquellen teilweise umgebende Kernmaterial, das nun seinerseits eine Potentialverbindung zu einem der Pole für die Spannungsversorgung des elektrischen Schaltungsträgers erhält.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in nachgehefteter Kurzfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht ganz maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 die unbestückte Antenne aus Ferrit-Kern und

Spule in Draufsicht und

Fig. 2 die zur Uhr komplettierte Antenne nach Fig. 1.

Die magnetische Langwellen-Antenne 11 der in der Zeichnung als Armbanduhr skizzierten Funkuhr 12 besteht aus einem

Ferrit-Kern 13 mit Antennen-Spule 14. Im Interesse einer hohen Antennenempfindlichkeit infolge großen Kernvolumens füllt der scheibenförmige Kern 13 das Innere 16 eines flach-topfförmigen Kunststoffgehäuses 15 im wesentlichen aus. Eine sehnenf örmige Verjüngung am Kern 13 dient zugleich als Trägerkörper für die Spule 14, deren Spulenachse 18 auf die quer dazu verlaufende Werkachse 19 weist. Als Einbau-Orientierung dient ein Abschnitt 20 am Kern 13, dessen geometrische Begrenzung komplementär zu einer Stütz-Rippe 21 an der Gehäuse-Innenwand im Inneren 16 des Kunststoff-Gehäuses 15 angespritzt ist.

Der vom Gehäuse-Boden 22 abgelegene Randbereich der ebenen Oberfläche 33 des Kernes 13 ist mit einem Zifferblatt 23 (Fig. 2) belegt. Unter diesem befinden sich in der Kern-Oberfläche flache Einsenkungen 24, 25 zur Aufnahme eines elektrooptischen Display unter einer damit koinzidierenden Zifferblatt-Öffnung (in der Zeichnung nicht sichtbar) und eines unter dem Zifferblatt 23 gelegenen Schaltungsträgers 26 mit den elektronischen Schaltungen für den autonomen zeithaltenden Betrieb der Uhr, für Empfang und Decodierung der absoluten Zeitinformationen, sowie für Überprüfung und erforderlichenfalls Korrektur der momentanen Zeitanzeige anhand der empfangenen aktuellen Zeitinformation. Dabei liegt die unbestückte Rückseite der Verdrahtungs-Leiterplatte für die elektrischen Bauelemente flach unter dem Zifferblatt 23, so daß die darauf verschalteten Bauelemente selbst in die Kern-Einsenkung 25 hineinragen. Eine periphere Aussparung 32, vorzugsweise neben dem Einschnitt 17 zur Aufnahme der Spule 14, wird vom Leiterplatten-Randbereich des Schaltungsträgers 26 überragt, um einen dort eingelöteten Resonanz-Abstimmkondensator zum Austausch zugänglich zu haben. Ein Teil des Räder- und Zeiger-Werkes 27 samt elektromechanxschem Schrittmotor zur Bewegung der Zeiger 30 ragt sogar teilweise noch in ein zur Werkachse 19 etwa

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konzentrisches, zentrales Durchgangs-Loch 28 im Kern 13 hinein. Eine Batterie 29 taucht gegenüberliegend, also von der Unterseite des Kernes 13 her und am Gehäuse-Boden 22 abgestützt, in das Loch 28 hinein. Die Knopfzellen-Kontaktierung zum Schaltungsträger 26 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel einerseits über elektrisch leitende Gehäuse- oder Brückenteile des Werkes 27 und andererseits, für den zweiten Pol, über eine vom Schaltungsträger 26 etwa achsparallel durch das Loch 28 sich erstreckende und peripher an der Batterie 29 anliegende Kontaktfeder 31. Die Hohlräume (24, 25, 28) werden zweckmäßigerweise unter Schrumpf-Abzug in das Kernmaterial eingefräßt, ehe der Ferrit gesintert wird. Kritische Toleranzen, vor allem für die Räderwerkslagersteilen, werden anschließend maßhaltig überspritzt und erforderlichenfalls nachgearbeitet.

Aus dem Betrieb des Schrittmotors im Werk 27, aber auch aus den durch die Leiterbahnen und Bauelemente der Schaltung fließenden Strömen, können elektromagnetische Störungen für die Funktion der Antenne 11 herrühren. Die bedingen gegen elektrische und magnetische Störungen wirksame, also elektrisch gut leitende und hoch-permeable Abschirmmaßnahmen, da bei dem gedrängten Aufbau störende Einkopplungen nicht mehr durch Einhalten eines konstruktiven Mindestabstandes zwischen dem Schaltungsträger 26 und der Antenne 11 ausgeschlossen werden können. Allerdings sind die geometrische Ausgestaltung und der fertigungstechnische Einbau solcher Abschirmhauben sehr aufwendig. Durch die zwangsläufige Nähe zur Antenne 11 bei einer kleinen Funkuhr 12 (wie im Falle einer Armbanduhr mit eingebauter Antenne 11) kann außerdem der Empfang der codierten Zeitinformationen beeinträchtigt werden. Zumindest führt die dämpfende Wirkung des Abschirmmaterials dazu, daß die Antenne 11 unempfindlicher wird und somit ein korrekter Empfangsbetrieb nur noch bei höherer Antennenfeldstärke,

also unter verbesserten Empfangsgegebenheiten sicherstellbar ist.

Zweckmäßiger ist es daher, erfindungsgemäß den Antennen-Kern 13 selbst zur Abschirmung heranzuziehen. Überraschend hat sich nämlich gezeigt, daß es dafür grundsätzlich bereits ausreicht, die Oberfläche des Kernes - zumindest im Bereiche der Einsenkungen 25 und des Durchgangsloches 28 mit einer etwa lackförmigen, elektrisch leitenden, sehr dünnen Beschichtung zu versehen, die auf das Potential einer der beiden Klemmen für die Betriebsspannung des Schaltungsträgers 26 gelegt ist.

Allerdings geht auch von einer solchen elektrisch leitenden Beschichtung noch eine gewisse Dämpfungswirkung auf die Leistung der unmittelbar benachbarten Antenne 11 aus. Noch zweckmäßiger ist es deshalb, zur Beherrschung elektromagnetischer Störeinflüsse von direkt auf den Kern 13 montierten elektrischen Bauteilen das Material des Kernes 13 selbst heranzuziehen. Dazu wird ein Material mit niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand gewählt, wie etwa im Falle eines Mangan-Zink-Ferrites (im Gegensatz zum herkömmlichen Nickel-Zink-Ferrit mit relativ hohem spezifischem Widerstand). Da nun kein zusätzliches Schirmmaterial in unmittelbarer Nähe des Antennen-Kernes 13 mehr vorkommt, entfällt die abschirmbedingte Zusatzdämpfung der Antenne 11. Das elektrisch relativ gut leitende Kernmaterial wird wieder einpolig an die Spannungsversorgung des Schaltungsträgers 26 gelegt. Dafür kann die Batterie-Kontaktfeder 31 so ausgewölbt sein, daß sie bei ihrer Abstützung gegen die Peripherie der Batterie 29 zugleich eine Abstützung gegen den Kern 13, etwa im Bereiche der Mantelfläche des zentralen Loches 28, erfährt.

So ergibt sich ein kompakter Aufbau für die Funkuhr 12 mit in den Antennen-Kern 13 hineinragendem Werk 27 samt auf dem

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Kern 13 unter den Zifferblatt 23 gelegenem Schaltungsträger 26. Zwar beeinträchtigt das elektrisch gut leitende Kernmaterial an sich die Empfangs situation; aber das kann in Kauf genommen werden, da der Kern 13 die aus der Schaltungsfunktion resultierenden Störungen kurzschließt. Aus dem Kern 13 ist nur dort Material ausgesparrt, wo zur mechanischen Aufnahme von Funktionskomponenten Hohlräume (24, 25, 28) erforderlich sind. Indem so die Mechanik und die Schaltung in die Antenne verlegt sind, bleibt ein optimal großes Ferritvolumen wirksam.

Claims

Ansprüche

1. Kleine Funkuhr (12) mit elektromagnetischer Antenne (11), deren scheibenförmiger Kern (13) als Spulenträger für die Antennen-Spule (14) und als Werkplatte zur Aufnahme des Werkes (27) samt elektromotorischem Zeigerantrieb sowie eines Schaltungsträgers (26) für autonomen Uhrenbetrieb und für Gewinnen von Anzeige-Korrekturinformationen aus empfangenen und decodierten absoluten Zeitinformationen ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern (13) selbst als Abschirmung für aus dem Betrieb der Funkuhr (12) herrührende Störeinflüsse dient.

2. Funkuhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern (13) auf seiner Oberfläche im Bereiche der Aufnahme elektronischer und elektromechanischer Funktionskomponenten mit einer dünnen elektrisch leitenden Schicht ausgestattet ist, die einpolig an die Spannungsversorgung des Schaltungsträgers (26) angeschlossen ist.

3. Funkuhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Antenne (11) mit einem Kern (13) aus einem Ferrit mit vergleichsweise hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgestattet ist, und daß dieser Kern (13) einpolig an die Spannungsversorgung des Schaltungsträgers (26) angeschlossen ist.

4. Funkuhr nach einer der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der vom Kern (13) getragene Schaltungs träger (26) ein den Kern (13) durchdringendes Loch (28) überragt, in das eine Batterie (29) hineinragt, und daß eine vom Schaltungsträger (26) zur Batterie (29) sich durch das Loch (28) erstreckende Kontaktfeder (31) zugleich unter Ausbildung einer ohmschen Verbindung biegeelastisch gegen den Kern (13) abgestützt ist.
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5. Funkuhr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltungsträger (26) unter der Ebene des auf der Kern-Oberfläche (33) aufliegenden Zifferblattes (23) in einer Einsenkung (25) ruht.

6. Funkuhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß auf dem Schaltungsträger (26) verdrahtete Bauelemente dem Kern (13) zugewandt sind.

7. Funkuhr nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltungsträger (26) eine Aussparung (32) am Randbereich des Kerns (13) überragt und dort austauschbar mit einem Abgleichkondensator für den Antennenschwingkreis ausgestattet ist.