DE2351480B2 - Elektronische uhr, insbesondere kleinuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Uhr, insbesondere eine Klcinuhr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits elektronische Uhren dieser Art bekannt, derer Schrittmotor durch elektrische Impulse angetrieben wird, deren Impulsfolgefrequenz gleich oder größer als 1 Hz ist. Insbesondere ist eine quarzgesteuerie Armbanduhr bekannt (DT-OS 09 223), in welcher der Schrittmotor das Sekundenrad antreibt.

Um bei dicken bekannten, in der Rege! vor; einer Kleinbatterie gespeis'en Uhren den Energiebedarf möglichst klein zu halten, ist es notwendig, mit Impulsen kurzer Dauer und nur geringer Intensität zu arbeiten und daher einen Schrittmotor mit einem sehr hohen Wirkungsgrad und nur kleinen Toleranzen vorzusehen, welcher kosispielige Magnete und sehr feine und daher (,o ebenfalls verhältnismäßig teure Drähte benötigt. Solche Schrittmotoren haben nicht nur einen hohen Herstellungspreis, sondern sind auch ziemlich zerbrechlich und leicht zu beschädigen, und wegen ihrer nur kleinen Nennleistung müssen zum Antrieb von zusätzlichen f\s Organen, insbesondere einer Datumsanzeige, verhältnismäßig komplizierte Einrichtungen vorgesehen werden, die den Lauf des Schrittmotors nicht stören.

Bei einer anderen bekannten Quarzuhr (DT-OS 21 12 691) wurde zwar auf eine Sekundenanzeige verzichtet, jedoch handelt es sich hierbei um eine Tischuhr mit einer digitalen Zeitanzeige in Form von Minuten- und Stundentrommeln sowie mit einem Elektromotor, der intermittierend von den Ausgangsimpulsen des Frequenzteilers jede Minute eingeschaltet und jeweils so lange in Betrieb gehalten wird, bis ein vom Elektromotor angetriebener Nocken die Abschaltung bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Uhr der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, welche mit einem verhältnismäßig leistungsstarken und robusten Schrittmotor ausgerüstet und daher sehr wirtschaftlich gefertigt werden kann, deren Gesamtenergieaufnahme jedoch trotzdem geringer als die bisher bekannter elektronischer Uhren mit Zeigeranzeige ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Verzicht auf einen Sekundenzeiger steht offensichtlich dem seit Jahren zu beobachtenden allgemeinen Trend auf dem Gebiete der elektronischen Uhren mit Zeigeranzeige entgegen. Es wurde jedoch erkannt, daß die sich bei einem Verzicht auf eine Sekundenanzeige bietenden Möglichkeiten der Vereinlachung, der Verbilligung und des kleineren Strombedarfs den eventuell bei bestimmten Käuferkreisen verringerten Kaufanreiz infolge fehlenden Sekundenzeigers bei weitem überwiegen. Der wesentliche technische Vorteil der Erfindung ist darm zu sehen, daß wegen der den Schrittmotor speisenden, nur sehr geringen Impulsfolgefrequenz die lmpu:.sstärke wesentlich erhöht werden kann und trotzdem die Gesamtenergieaufnahme der elektronischen Uhr noch geringer ist als bei bisher bekannten Uhren, die mit Frequenzen von wenigstens 60 Hz arbeiten. Verglichen mit diesen bekannten Uhren, bei denen die den Schrittmotor antreibenden Impulse eine Stärke von beispielsweise etwa 0,2 mA und eine Dauer vor etwa 30 ms haben, läßt sich bei der elektronischen Uhr nach der Erfindung beispielsweise die Impulsstärke bei gleicher Impulsdauer lim einen Faktor 10 auf ungefiihr 2 mA erhöhen. Wegen dieser vergleichsweise großen Stromstärken k;inn der Schrittmotor wesentlich stärkere und damit preiswertere und leichter zu wickelnde Drähte aufweisen und außerdem mit wesentlich preiswerteren Magneten, beispielsweise mit Ferrit- oder Ticonal-Magneten anstelle mit teuren Pt-Co- oder Sm-Co-Magneten, ausgerüstet sein. Aus diesen Gründen betragen nach vorsichtigen Schätzungen die Herstellungskosten einer elektronischen Uhr nach der Erfindung nur etwa allenfalls 50% der Herstellungskosten einer vergleichbaren bekannten elektronischen Uhr mit Sekundenzeiger. Durch den Fortfall des Sekundenzeigers und seines Antriebsmechanismus werden außerdem noch der Aufbau vereinfacht und der Raumbedarf verringert.

Dem im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen oberen Grenzwert /V=16, also der oberen Grenze der Frequenz der den Schrittmotor speisenden Ausgangssignale des Frequenzteilers von 16/60Hz, liegt die Überlegung zugrunde, daß man bei der naheliegenden Verwendung von binären Teilerstufen zwanglos auf die praktisch zweckmäßigen Werte N gleich 1, 2, 4, 8 und 16 gelangt. Der nächsthöhere V/ert wäre N gleich 32, was jedoch einer Frequenz entspricht, die bereits zu hoch liegt, um ins Gewicht fallende

Einsparungen an Strom zu erreichen. Auch wäre im Rahmen der Erfindung ein zu rasch schrittweise springender Minutenzeiger unpraktisch.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Uhr nach der Erfindung ist der Minutenzeiger direkt auf der Welle des Schrittmotors befestigt; ferner ist es vorteilhaft, wenn die den Schrittmotor speisenden Impulse eine Impulsfolgefrequenz von 1/60 Hz haben.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Uhr nach der E./indung kann darin bestehen, daß sie eine zusätzliche elektrooptische Anzeige, insbesondere in Form einer Flüssigkristall-Zelle, aufweist, welche durch die am Ausgang einer Zwischenstufe des Frequenzteilers abgenommeuen Impulse mit einer Frequenz steuerbar ist, die leicht visuell beobachtbar ist und beispielsweise 1 Hz beträgt. Das auf diese Weise erzeugte intermittierende elektrooptische Signal zeigt dem Benutzer oder dem Uhrmacher an. daß die Uhr in Betrieb ist, und erlaubt es dem Uhrmacher ferner, die Ganggenauigkeit der Uhr rasch zu kontrollieren. Eine derartige elektrooptische Anzeige, die im Sekundenrhythmus erscheint, ist bereits bei einer Quarzarmbanduhr mit Flüssigkristall-Digitalanzeige, welche die Stunden und die Minuten umfaßt, in Form zweier periodisch erscheinender Punkte zwischen den Stunden- und Minutenzahlen bekannt, nicht jedoch bei einer Uhr mit analoger Zeitan/eige. (»Goldschmiede-Zeitung», 1972. Heft 4. S. 145).

Die l'Tindung wird anhand der Zeichnung an einem schemalisch dargestellten Ausführungsbeispiel naher erläutert.

Danach weist die elektronische l'hr nach der Erfindung eine Zeitbasis t auf, die ein Ausgangssignal .S' 1 mit einer akustischen oder mit einer Ultraschaltfrequen/ liefert. Dieses Signal S 1 wird einem der Zeitbasis I nachgeschaltetcn Frequenzteiler 2 zugeführt, dessen Ausgangssignal S 2 eine Impulsfolgefrequenz von Λ//60 Hz hat, wobei N eine ganze Zahl /wischen 1 und 16 sein kann und im betrachteten Beispiel 1 ist. Dieses Ausgangssignal 52. dessen Impulsfolgefrequen/ also 1/bOHz betragt, speist einen Schrittmotor 3, dessen

Welle 4 direkt mit einem Minutenzeiger 5 verbunden ist. der zu einem üblichen, einen Stundenzeiger 6 aufweisenden Zeigerwerk gehört.

Das Ziffernblatt 7 ist mit einem Fenster versehen, durch das eine Flüssigkristall-Zelle 8 sichtbar ist, welche durch ein Signal S3 mit einer Impulsfolgefrequenz von beispielsweise einem Hz oder einem Bruchteil davon aus einer Zwischenstufe des Frequenzteilers 2 gespeist wird. Dieses elektrooptische intermittierende Signal zeigt an, daß die Uhr läuft, und erlaubt ferner dem Uhrmacher eine rasche Kontrolle der Ganggenauigkeit.

Wenn das Signal 53, bei einem aus binären Teilerstufen bestehenden Frequenzteiler 2. am Ausgang der sechstvorletzten Stufe desselben abgenommen wird, dann hat es eine Frequenz von 64/60 Hz, kann jedoch gegebenenfalls mit einer bekannten Korrektureinrich tung auf genau 1 Hz justiert werden, so daß eine zusätzliche, im .Sekundenrhythmus erscheinende elektrooptische Anzeige vorhanden ist.

Wahlweise kann auch die Anzahl der Stufen des Frequenzteilers 2 verringert werden, so daß die Impulsfolgefrequenz des Ausgangssignals 5 2 entsprechend erhöht ist: im Hinblick auf die aus praktischen Gründen zweckmäßigerweise zu verwendende binare Teilung der Frequenz im Frequenzteiler 2 wird dann N vorzugsweise zu 2,4,8 oder 16 gewählt.

Die Stärke der Impulse des Ausgangssignals 5 2 kann vorzugsweise beim 2 mA und die Impulsdauer bei 30 ms liegen. Bei diesen Stromstärken können preiswerte und robuste Schrittmotoren 3 verwendet werden, welche außerdem zusätzliche, bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnte technische Vorzüge mi', sich bringen. Durch die Erfindung läßt sich daher eine robuste elektronische Uhr. insbesondere eine Kleinuhr, schaffen, die sehr wirtschaftlich herzustellen ist. einen nur geringen Energiebedarf hat und in welcher die Hohe b/.w. die Dicke des Uhrwerks wegen des Fortfalls des Sekundenradcs und des Sekundenzeigers sehr klein ausgebildet werden kann, wobei besonders die Modul-Bauweise mit vorgefertigten Einheiten ^ine rationelle Fertigung und Montage erlaubt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronische Uhr, insbesondere Kleinuhr, mit einer Zeitbasis, die mit einer akustischen oder einer Ultraschallfrequenz arbeit«, mit einem der Zeitbasis nachgeschalteten Frequenzteiler, welcher Ausgangsimpulse mit einer bestimmten Impulsfolgefrequenz liefert, und einem von diesen Ausgangsimpulsen intermittierend gespeisten Schrittmotor, wel- eher eine Zeigeranzeige antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schrittmotor (3) speisenden Ausgangsimpulse (S 2) des Frequenzteilers (2) eine Frequenz von M60 Hz haben, wobei N eine ganze Zahl zwischen 1 und 16 ist, und daß der vom Schrittmotor angetriebene Zeiger der Minutenzeiger (5) ist

2. Elektronische Uhr nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Minutenzeiger (5) direkt auf der Welle (4) des Schrittmotors (3) befestigt ist.

3. Elektronische Uhr nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schrittmotor (3) antreibenden Impulse (S 2) eine Impulsfolgefrequenz von 1/bO Hz haben.

-f. Elektronische Uhr nach einem der Ansprüche 1 ;s bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche optische Anzeige (8) aufweist, welche durch die am Ausgang einer Zwischenstufe des Frequenzteilers (2) abgenommenen Impulse (S3) mit einer Frequenz steuerbar ist, welche leicht visuell beobachtbar ist.

5. Elektronische Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche optische Anzeige aus wenigstens einet Flüssi;;kristall-Zelle (8) besteht.

ö. Elektronische Uhr n&ch Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die zusätzliche optische Anzeige (8) steuernden Impulse eine !mn:jkfolgpfrrniieri/ _Vnn pinem Hz haben.

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