DE2856756A1 - Quarzuhr mit analoganzeige und manuell betaetigbarer zeitwechselvorrichtung - Google Patents

Description

Anmelderι ν :

ETA A.G. Ebauches-Fabrik, Grenchen / SO

Titel :

Quarzuhr mit Analoganzeige und manuell betätigbarer Zeitwechselvorrichtung.

909827/1058

Gegenstand der Erfindung ist eine Quartzuhr mit Analoganzeige und manuell betätigbarer Zeitwechselvorrichtung, wobei der elektronische Teil der Uhr einen zu einer genau einstellbaren Frequenz schwingenden Oszillator, einen durch den Oszillator gesteuerten Teiler, der Impulse zu einer Frequenz erzeugt, welche ein Bruchteil derjenigen des Oszillators ist, die Wicklung eines in beiden Richtungen drehbaren, dem Austrittstromkreis des Teilers angeschlossenen Motors und einen Schalter umfaßt, der die Speisung des Motors unterbricht, wenn er betätigt wird, und der mechanische Teil der Uhr ein durch den Rotor des Motors angetriebenes Räderwerk, welches die Zeiger der Anzeigevorrichtung antreibt, einen Zeigerstellmechanismus und eine von Hand betätigbare, drehbare und axial verschiebliche Krone aufweist, mit welcher der Zeigerstellmechanismus einstellbar und der Schalter betätigt wird, wenn sie in eine bestimmte axiale Lage gesetzt wird.

In den bekannten Uhren dieser Gattung ist der Zeigerstellmechanismus gleich wie in den konventionellen mechanischen Uhren ausgebildet. Der Minutenzeiger sitzt auf einem Minutenrohr, das seinerseits auf der es antreibenden Welle mit Rutschkupplung sitzt. In den Uhren, die einen Sekundenzeiger besitzen, kann mit dem von Hand betätigten Zeigerstellmechanismus nur die Lage des Stunden- und des Minutenzeigers eingestellt werden, so-

909827/1058

daß diese Zeiger gegenüber dem Sekundenzeiger versetzt werden können, was im Hinblick auf die äußerste Genauigkeit einer Quartzuhr störend ist.

Es sind auch Uhren der eingangs erwähnten Gattung bekannt, welche mit einer Vorrichtung ausgerüstet sind, die für die in Ländern verschiedener Zeitzonen Reisenden oder für die Einwohner der Staaten mit Sommerzeit den Zeitwechsel erleichtert. Diese Uhren besitzen zwei Stundenräder. Das Eine wird durch das Ritzel des mit dem Minutenrohr kämmenden Wechselrades angetrieben, und das Andere, das den Stundenzeiger trägt, kämmt mit einem Korrekturrad, das mittels eines von Hand betätigbaren Steuerorganes angetrieben werden kann. Das Eine der Stundenräder ist mit einer Reihe von zwölf Oeffnungen versehen und das Andere weist mindestens einen gewölbten Vorsprung auf, der in eine dieser zwölf Oeffnungen hineinragt. Normalerweise liegen die zwei Stundenräder unmittelbar aufeinander und werden in dieser Lage durch eine Feder gehalten, sodaß sie gemeinsam drehen. Mithilfe des auf das Korrek^urrad einwirkenden Steuerorganes kann jedoch das den Stundenzeiger tragende Stundenrad allein gedreht werden. Zu diesem Zweck muß sich das Eine der Stundenräder in axialer Richtung bewegen können, damit der genannte Vorsprung von seiner Oeffnung austreten und bis zu einer anderen Oeffnung hinüber geschoben werden kann.

Diese unabhängige Bewegung des Stundenzeigers hat jedoch eine weitere Ungenauigkeit der relativen Lage der verschiedenen Uhrzeiger zur Folge.

Der von Hand betätigte Zeitwechsel hat in den bekannten Uhren noch andere Nachteile. Falls der Zeitwechsel durch

909827/1058

die Zeigerstellkrone gesteuert wird, hat allein das Ausziehen letzterer in Zeigerstellage bereits zur Folge, daß jede Verbindung zwischen dem mechanischen und dem ihn antreibenden elektronischen Teil der Uhr unterbrochen wird, sodaß der elektronische Teil ins Leere weiterläuft. Mit anderen Worten bewirkt in diesem Fall ein Zeitwechsel von Hand die bedauerliche Verlust der bisherigen genauen Zeitangabe.

Bei den Uhren mit einem Stundenzeiger, der für sich allein einstellbar ist, kann das über das Korrekturrad angetriebene Stundenrad beim Auskuppeln vom anderen Stundenrad auf dieses ein Drehmoment übertragen, dessen Einfluß auf das Räderwerk die von der Motorwicklung auf dem Rotor und somit auf dem Räderwerk ausgeübte Bremswirkung übersteigt. Mit anderen Worten, anstatt stillzustehen und das mit dem Korrekturrad kämmende Stundenrad allein drehen zu lassen, dreht sich das mit dem Ritzel des Wechselrades kämmende Stundenrad auch ein wenig mit zusammen mit den übrigen Rädern des Räderwerkes und dem Rotor, sodaß die Uhr nach der Korrektur nicht mehr die genaue Zeit angibt.

Die Erfindung vermeidet jede Ungenauigkeit der Zeitangabe, indem sie gewährleistet, daß der Stundenzeiger immer genau gegenüber einer Stundenteilung des Zifferblattes liegt, wenn der Minutenzeiger auf "6 0" ankommt, und daß sich der Minutenzeiger seinerseits immer genau gegenüber einer Minutenteilung des Zifferblattes befindet, wenn der Sekundenzeiger - falls einer vorhanden ist auf "6 0" ankommt.

Die Erfindung ermöglicht auch, beim Uebergang sowohl von einer Zeitzone zu einer anderen als auch von einer Jahres-

909827/1058

zeit zu einer anderen die durch die Uhr angegebene Zeit zu wechseln, ohne daß dadurch die vorherige Genauigkeit der Zeitangabe preisgegeben wird.

Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Uhr eine fortdauernde kinematische Verbindung aller Zeiger, einen auf jede Bewegung der Zeiger von Hand empfindlichen Detektor, der Impulse erzeugt, deren Anzahl und Vorzeichen der Amplitude und Richtung jeder Zeigerbewegung von Hand entspricht, und Registriermittel auf, welche zunächst die kongruente Anzahl einerseits der vom Teiler erzeugten Impulse, währenddem die Krone sich in Zeigerstellung befindet, und anderseits der vom Detektor erzeugten Impulse modulo einer Zahl ermitteln, die einer Zeigerverschiebung entspricht, welche dem vorgesehenen kleinsten Zeitwechsel gleich ist, und dann, wenn die Krone am Ende der Handkorrektur wieder in Ruhestellung gestoßen wird, diese Impulse dem Motor schnell zuleiten.

Die zwischen den Zeigern vorgesehene kinematische Verbindung kann das ganze durch den Motor angetriebene Räderwerk inkl. des Rotors des Motors umfassen. Dadurch wird der mechanische Teil der Uhr vereinfacht.

Um das Richten der Uhr zu ermöglichen, ohne den mechanischen Teil der Uhr zu komplizieren, wird ihr elektronischer Teil vorzugsweise mit einem Decoder versehen, der nur dann wirksam wird und die Zuleitung der in den Registriermitteln aufgespeicherten Impulse zum Motor gestattet, wenn am Ende der Handkorrektur beim Hineinstoßen der Krone die Gesamtzahl der registrierten Impulse, dem absoluten Wert nach, die Hälfte des Moduls der Registriermittel übersteigt.

909827/1058

2Θ56756

Zwei Ausführungsbeispiele mit einigen Varianten der erfindungsgemäßen Uhr werden hiernach mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht der beweglichen Teile des ersten Ausführungsbeispiels.

Fig. 2 ist eine entsprechende Draufsicht.

Fig. 3 ist ein Schema des elektronischen Teils dieser Uhr.

Fig. M- ist eine der Fig. 1 analoge Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels.

Fig. 5 ist ein Schema des elektronischen Teils dieses Ausführungsbeispiels.

Der elektronische Teil der Uhr nach dem ersten Ausführungsbeispiel weist einen konventionellen Oszillator 1 auf, der durch einen Quarz 2 gesteuert wird. Diese Einheit arbeitet zu einer Frequenz, die mittels eines Trimmers 3 genau eingestellt werden kann. Dem Oszillator 1 ist ein konventioneller Teiler U-angeschlossen, der durch sukzessive Teilungen die verhältnismäßig hohe Frequenz des Oszillators bis zu I Hz herabsetzt. Wie bei den bekannten Quarzuhren erzeugt also der Teiler Ί jede Sekunde einen Impuls in den Stromkreis 5, der die Wicklung 6 eines in beiden Richtungen drehbaren Motors umfaßt. Dieser Motor treibt den mechanischen Teil der Uhr an und gewährleistet so die Zeitangabe.

Die Anzeigevorrichtung besteht hauptsächlich aus einem Räderwerk, das durch den Rotor 7 des Motors jede Sekunde

909827/1058

2356756

um einen Schritt vorwärts angetrieben wird. Das Räderwerk weist ein Untersetzungsgetriebe auf, der aus einem mit dem auf der Welle des Rotors 7 sitzenden Ritzel 9 kämmenden Rad 8 und einem auf einer Welle 11 festsitzenden Ritzel 10 besteht. Das Rad 8 ist auf der Welle 11 frei drehbar und in axialer Richtung verschiebbar. Das Rad 8 und das Ritzel 10 sind je mit einer Kronverzahnung 12, 13 versehen. Diese zwei Verzahnungen bilden zusammen eine Kupplung. Normalerweise drückt eine sich auf eine Schulterfläche 15 der Welle 11 abstützende Feder 14 das Rad 8 gegen das Ritzel 10 und hält die Verzahnungen 12, 13 miteinander in Eingriff, sodaß das Untersetzungsgetriebe (8, 10) sich dann wie ein einziges Stück verhält. Das Ritzel 10 steht selber in Eingriff mit einem Sekundenrad 16, das auf einer den Sekundenzeiger 18 tragenden Welle 17 festsitzt. Ein mit dem Rad 16 festverbundenes Ritzel 19 treibt ein Großbodenrad 20 über ein Kleinboden rad an, das ein mit dem Ritzel 19 kämmendes Rad 21 und ein mit dem Rad 20 kämmendes Ritzel 22 aufweist. Das Rad 20 sitz-t auf einer Hohlwelle 23 fest, die mit der Welle 17 koaxial ist und den Minutenzeiger 24- trägt. Ein als Minutenrohr arbeitendes Zahnrad 25 sitzt ebenfalls auf der Hohlwelle 23 fest. Dieses Rad 25 steht mit dem Wechselrad 26 in Eingriff, dessen Ritzel 27 seinerseits mit einem den Stundenzeiger 29 tragenden Stundenrad 28 kämmt.

Aus der vorstehenden Beschreibung des Räderwerks der Uhr ist ersichtlich, daß die drei Uhrzeiger 18, 24, 29 kinematisch fortdauernd miteinander festverbunden sind. Mit anderen Worten drehen sich diese drei Zeiger immer und in jedem Fall gemeinsam. Da das beschriebene Räderwerk lediglich durch die Reibkräfte seiner Zapfenlager belastet ist, können seine Verzahnungen beinahe spiellos her-

909827/1058

gestellt werden, was der Genauigkeit der Anzeige erheblich beiträgt. Der Zeiger 29 wird infolgedessen genau gegenüber einer Stundenteilung 30 des Zifferblattes liegen, jedesmal wenn der Minutenzeiger auf "6 0" ankommen wird. Der Zeiger 24 wird wiederum genau gegenüber einem Teilstrich 32 der Minutenskala liegen, jedesmal wenn der Zeiger 18 selber auf "6 0" ankommen wird.

Mithilfe eines konventionellen Zeigerstellmechanismus können die Zeiger 18, 24, 29 über eine mit einer Welle 34 festverbundene Krone 3 3 von Hand bewegt werden. Falls die Krone 3 3 von ihrer in Fig. 2 ausgezogen dargestellten Ruhelage in die strichpunktiert dargestellte Stellung I herausgezogen wird, entsteht in bekannter Art und Weise eine kinematische Verbindung zwischen der Krone 3 3 und einem mit dem Wechselrad 2 6 kämmenden Zeigerstellritzel 35. Wenn die Krone 3 3 und die Welle 34 in Stellung I ankommen, fällt ein Hebel 3 6 in eine Nut 37 der Welle 34 hinein. Der Hebel 36 ist am Ende gabelförmig, um das Rad 8 entgegen der Wirkung der Feder in axialer Richtung derart verschieben zu können, daß die Verzahnung 12 von der Verzahnung 13, wie in Fig. dargestellt, gelöst wird. Das Räderwerk der Uhr ist dann vom Rotor 7 des Motors entkuppelt. Das auf dem Rad 8 drückende gabelförmige Hebelende 3 8 übt zugleich auf diesem Rad eine Bremswirkung aus, die den Rotor 7 festhält, während sich die Krone 3 3 in Stellung I befindet. Beim Hineinfallen in die Nut 3 7 schließt auch der Hebel 36 einen Schalter 39, dessen Wirkung weiter unten beschrieben wird.

Mittels einer mit dem Sekundenrad 16, nämlich dem den schnellsten Zeiger tragenden Rad, festverbundenen Schei-

909827/1058

2656756 -/-Al'

be M-O wird eine Verbindung zwischen dem mechanischen und dem elektronischen Teil der Uhr aufrechterhalten, wenn das Räderwerk vom Motor entkuppelt ist. Die Scheibe 40 ist am Umfang mit sechzig Schlitzen U-I versehen, die sich gegenüber einer aus einer Lichtquelle 42 und zwei lichtempfindlichen Dioden 43 bestehenden optischen Sonde bewegen. Eine der Dioden 13 zählt die während einer Handkorrektur vorbeigehenden Schlitze 41 und die andere stellt die Drehrichtung fest, je nachdem ob sie vor oder nach der ersten Diode beleuchtet wird.

Nebst den vorstehend beschriebenen konventionellen Elementen weist noch der in Fig 3 dargestellte elektronische Teil der Uhr Registriermittel in der Form eines mit dem Teiler 4 verbundenen Zählers 44 sowie einen Detektor auf, welcher die Sonde (42, 43) umfaßt und seine Ablesungen dem Zähler 44 zuleitet.

Normalerweise sind die zwei elektronischen Einheiten 44, 45 außer Betrieb. Die durch die Welle 34- beim Herausziehen der Krone 3 3 in die Stellung I bewirkte Schliessung des Schalters 3 9 erregt jedoch diese zwei Einheiten. Ueber die Leitung 4 6 wirkt der Schalter 39 auf den Teiler 4 und den Zähler 44. Auf den Teiler 4 hat diese Wirkung zur Folge, daß die normalerweise durch den Teiler 4 im Stromkreis 5 unmittelbar erzeugten Impulse, über eine Leitung 47, den Zähler 44 und die Leitung 48 umgeleitet werden. Die durch die Schließung des Schalters 39 bewirkte Erregung des Zählers 44 hat die Oeffnung seiner Eintritte a und b zur Folge, während sein Austritt c geschlossen bleibt. Die durch den Schalter 39 bewirkte Erregung des Detektors 45 und damit der Sonde (42, 43) hat ihrerseits zur Folge, daß beim Eintritt b des Zählers 44 der Empfang über die Leitung 49 einer Anzahl Im-

909827/10B8

pulse gewährleistet wird, die, dem absoluten Wert nach, der Anzahl der an die Sonde (4-2, 4-3) vorbeigehenden Schlitze 41 der Scheibe M-O gleich ist.

Wenn die Krone 33 in Stellung I herausgezogen wird, steht sie also in mechanischer Verbindung mit dem Räderwerk der Uhr. Dieses Räderwerk ist vom Motor entkuppelt, dessen Rotor mechanisch stillgesetzt ist. Die Wicklung 6 des Motors empfängt nicht mehr die Impulse des Teilers 4-, der sie dem Zähler 4-4· zuleitet, wo sie mentorisiert werden. Schließlich sind der Detektor 4-5 und seine Sonde (42, 43) betriebsbereit. Wird dann die Krone 3 3 gedreht, so drehen sich die Zeiger 18, 24·, 29 gemeinsam, die Sonde (4-2, 4-3) zählt die an sie vorbeigehenden Schlitze 41 der Scheibe 40 und der Detektor 4-5 sendet eine gleiche Anzahl von Impulsen über die Leitung 49 zum Eintritt b des Zählers 44-. Ein von der zweiten Diode 43 des Detektors 4-5 herkommendes Zeichen teilt dem Zähler 4-4- mit, ob diese Impulse den beim Eintritt a empfangenen Impulsen addiert oder subtrahiert werden sollen. Der Zähler 4-4· ermittelt somit die algebraische Summe der an seinen Eintritten a und b empfangenen Impulse.

Es sind die zwei Elemente 4-4, 45 des elektronischen Teils der Uhr, die in Kombination mit der beschriebenen Anordnung ihres mechanischen Teils, insbesondere der kinematischen fortdauernden Verbindung aller Zeiger, die Genauigkeit der Zeitwechsel um eine ganze Zahl von Stunden gewährleisten.

Zu diesem Zweck ermittelt der Zähler 44 die genannte Summe von Impulsen gemäß einer Kongruenz modulo 3600, d.h. ein Modul, welcher der Anzahl Sekunden pro Stunde, nämlich der Anzahl pro Stunde der durch den schnellsten

909827/1058

Zeiger angezeigten Zeiteinheiten gleich ist.

Falls die Anzeige lediglich mittels eines Stunden- und eines Minutenzeigers erfolgen und falls letzterer um eine Minute beispielsweise in drei Schritten fortgeschaltet sein würde, müßte der mit dem Teiler 4 assoziierte Zähler nach dem Modul 60 χ 3 = 180 arbeiten.

Die Aufzählung der bei a und b eintreffenden Impulse gemäß einer Kongruenz nach einem bestimmten Modul heißt einfach, daß der Zähler auf Null zurückkehrt, sobald er eine Anzahl von Impulsen totalisiert, die dem Modul 3600 im ersten Ausführungsbeispiel - gleich ist. Wenn beispielsweise der Uhrbesitzer die angezeigte Zeit um drei Stunden vorwärts wechseln muß und wenn er zu diesem Zweck die Krone 3 3 zunächst in Stellung I um 2 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden herauszieht und dann verdreht bis die Uhr 5 Uhr 29 Minuten 12 Sekunden anzeigt, d.h., wenn er die Zeiger um 3 Stunden 5 Minuten 31 Sekunden vorwärts verschiebt, sendet der Detektor 45 II¹131 Impulse zum Zähler 44. Letzterer memorisiert jedoch nicht diese Zahl, sondern ll'L31 - 3 χ 3600 = 331 = 5 Minuten 31 Sekunden nämlich die Zahl die der Ungenauigkeit der Handkorrektur genau entspricht.

Zur Vereinfachung der Handhabung enthält der Zähler 44 einen Umpoler, der das Vorzeichen der registrierten Impulse immer dann ändert, wenn der Zähler eine Anzahl Impulse gleich der Hälfte seines Moduls - 1800 im beschriebenen Ausführungsbeispiel - registriert. Werden also die Zeiger mittels der Krone 33 vorwärts bewegt, so registriert der Zähler 44 der Reihe nach die Daten -1, -2, -3, u.s.w. bis -1800 während der ersten halben Stunde. Ab diesem Augenblick wird das Vorzeichen der registrierten

909827/1058

Impulse geändert, sodaß bei fortgesetzter Verschiebung der Zeiger in gleicher Richtung, der Zähler 44 sukzessiv die Daten +1799, +1798, +1797, ... +3, + 2, +1, 0 memorisiert, bis die Zeiger um genau eine volle Stunde vorwärts verschoben werden. Werden die Zeiger weiter vorwärts bewegt, so wiederholt sich der Zählzyklus von -1 bis -1800 und dann von +1799 bis 0 während der zweiten Stunde. Falls nach dem Herausziehen der Krone 33 in Stellung I, diese derart betätigt wäre, daß die Zeiger rückwärts bewegt würden, wurden die an den Eintritt b des Zählers 44 eintreffenden Impulse die folgenden Registrierungen +1, + 2, +3, ... +1798, +1799, +1800, -1799, -1798, ... -2, -1, o, +1, +2, u.s.w. auslösen.

Im vorstehend berücksichtigten Karrekturbeispiel würden also die an den Eintritt b des Zählers 44 eingetroffenen Impulse mit der Zahl "-331" registriert.

Am Ende der erfolgten Handkorrektur wird die Krone 3 3 wieder in ihre Ruhestellung zurückgestoßen. Dadurch wird der Austritt c des Zählers 44 geöffnet. Der übliche direkte Weg der Impulse (Oszillator 1, Teiler 4, Motorstromkreis 5) bleibt hingegen gesperrt solange der Zähler nicht leer ist, d.h. nicht auf Null zurückgekehrt ist. Der Teiler 4 speichert also weiterhin den Zähler 44 über die Leitung 47.

Unter der Voraussetzung im vorstehend erwähnten Korrekturbeispiel, daß die Handkorrektur siebzehn Sekunden dauerte, d.h., daß seit dem Herausziehen der Krone 33 in Stellung I bis zu ihrer Rückkehr in die Ruhestellung siebzehn Sekunden verflossen sind, würde der Zähler 44 an seinem Eintritt a siebzehn Impulse erhalten haben. Wie bereits erklärt, zählt der Zähler 4% die an seinen

909827/1058

beiden Eintritte a und b erhaltenen Impulse algebraisch zusammen. Zum Zeitpunkt der Rückkehr der Krone 33 in Ruhestellung würde also der Zähler 4-4- die Summe +17 - 3 31 = -314 memorisieren. Die gleichzeitig erfolgende Oeffnung des Zähleraustritts c ermöglicht dann einen raschen Uebergang der mentorisierten Impulse vom Zähler 4-4- zum Motorstromkreis 5.

Im berücksichtigten Korrekturbeispiel zeigte die Uhr 2 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden an, als die Krone 3 3 in Stellung I herausgezogen wurde, um einen Zeitwechsel von drei Stunden vorzunehmen. Mit anderen Worten hätte die Uhr zu jenem Zeitpunkt 5 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden anzeigen · sollen. Am Ende der Handkorrektur, siebzehn Sekunden später, als die Krone 3 3 in Ruhestellung zurückgestoßen wird, ist es 5 Uhr 23 Minuten 5 8 Sekunden. Die Uhr zeigt aber 5 Uhr 2 9 Minuten 12 Sekunden an. Der Zähler 44, der -314 Impulse totalisiert hat, wird jedoch die Zeiger um 314 Sekunden = 5 Minuten 14 Sekunden rasch zurückdrehen lassen, indem er im MotorStromkreis 5 314 Impulse erzeugen wird, deren Polarität den Motor rückwärts drehen lassen wird. Danach wird die Uhr 5 Uhr 29 Minuten 12 Sekunden - 5 Minuten 14 Sekunden = 5 Uhr 23 Minuten 5 8 Sekunden, d.h. die genaue gewünschte Zeit anzeigen, die gegenüber der vorher angezeigten Zeit um genau drei Stunden vorversetzt ist.

In der Praxis kann der Zähler 44 im Motorstromkreis nicht augenblicklich die durch ihn am Ende der Handkorrektur registrierten Impulse erzeugen. Die Schnelligkeit der Impulsdurchgabe ist vom Aufnahmevermögen des Motors abhängig. Die konventionellen Motoren reagieren noch zuverläßig auf rund dreißig Impulse in der Sekunde. Im berücksichtigten Korrekturbeispiel würde infolgedessen die

909827/1058

Durchgabe der 314 Impulse ungefähr zehn Sekunden dauern. Die zehn während dieser Zeit vom Teiler 4 erzeugten Impulse werden also im Zähler 44 aufgespeichert, der sie zu den bereits registrierten Impulsen algebraisch addieren wird. Die Uhr wird also nicht bereits um 5 Uhr 23 Minuten 58 Sekunden, als die Krone 33 wieder hineingestoßen wird, sondern erst etwa zehn Sekunden später die genaue Zeit wieder anzeigen. Der Teiler 4 wird auch erst dann seine Impulse unmittelbar im Motorstromkreis 5 erzeugen.

Mit der beschriebenen Anordnung kann die Uhr nicht mithilf e der Krone 3 3 gerichtet werden, wenn sie aus irgend einem Grund, beispielsweise nach einem Batteriewechsel, nicht mehr die genaue Zeit angibt.

Eine zweite Arbeitsstellung II der Krone 3 3 kann hingegen zwecks Einstellung des in einem Fenster 5 0 des Zifferblatts 31 angezeigten Datums, vorgesehen werden.

Zum Richten der Uhr sind verschiedene Lösungen denkbar. So könnte beispielsweise mittels eines Drückers der Stromkreis des Schalters 39 offen gehalten werden, wenn eine Reaktion des mechanischen Teils der Uhr auf deren elektronischen Teil während einer Handkorrektur der Zeigerstellung nicht erwünscht wäre. Mittel könnten auch derart angeordnet werden, daß der Schalter 3 9 wirkungslos bleiben würde, wenn man die Krone 3 3 in dem Augenblick in Stellung I ziehen würde, in welchem sich der Sekundenzeiger auf "60" befindet.

Der Elektroniker wird mühelos noch weitere Lösungen erdenken können. Er ist auch in der Lage, die einzelnen Stromkreise des Zählers 44 und des Detektors 45 herzu-

909827/10 5 8

stellen, sodaß eine detaillierte Beschreibung derselben als Überfluß ig erachtet wird.

Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Uhren beschränkt, bei welchen Zeitwechsel nur um ganze Stunden möglich wären. Zeitwechsel um Stundenbruchteile können im Hinblick auf die Staaten, deren Offizielle Zeit gegenüber den idealen 24 Zeitzonen um eine Halbe- oder eine Viertelstunde versetzt ist, mühelos ausführbar gemacht werden.

Bei der Uhr nach dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4- und 5) sind Zeitwechsel um Viertelstunden möglich. Die Bauteile dieser Uhr, die mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung unterlassen.

Dieses zweite bevorzugte Aufuhrungsbexspiel unterscheidet sich vom ersten durch einen einfacheren mechanischen Teil. Sein Untersetzungsgetriebe, welches das auf der Rotorwelle sitzende Ritzel 9 mit dem Sekundenrad 16 verbindet, besteht einfach aus einem Rad 8a, das starr mit dem entsprechenden Ritzel 10a verbunden ist. Bei einer Handkorrektur der Zeigerstellung dreht sich daher der Rotor 7 mit den Zeigern zusammen. Die dabei entstehende Bremswirkung erleichtert vorteilhafterweise die Handkorrektur der Zeigerstellung. Darüber hinaus wird die Verbindung zwischen dem mechanischen und dem elektronischen Teil der Uhr mithilfe einer mit einem Nocken 52 versehenen Scheibe 51 gewährleistet. Während einer Drehung der Scheibe 51 betätigt ihr Nocken 5 2 drei Kontakte 53, 5M-, 5 5 einer Sonde 56, die einem Detektor 57 (Fig. 5) zugeordnet ist. Die Kontakte 53, 54, 55 schließen den Stromkreis je einer

909827/1058

der Leitungen 58, 59, 60. Falls der Kontakt 55 nach dem Kontakt 53 geschlossen wird, erzeugt der Detektor 57 einen Impuls in der Leitung 61, welcher der Steuervorrichtung 62 bekannt gibt, daß sich die Zeiger im Uhrzeigersinn bewegen, während die Schließung des Kontaktes 54 nach derjenigen des Kontaktes 53 die Erzeugung eines Impulses in der Leitung 63 auslöst, welcher der Steuervorrichtung 62 eine Bewegung der Zeiger im Gegenuhrzeigersinn ankündigt.

Die Zeiger sind durch die Krone 3 3 (Fig. 5) über eine Welle 64- manuell einstellbar, die in bekannter Weise über eine Wippe 66 ein Schiebetrieb 6 5 mit dem Zeigerstellritzel 35 in Eingriff bringt. Die Wippe 66 weist einen Vorsprung 67 auf, der in Zeigerstellage einen Kontakt 6 8 schließt und eine Leitung 69 (Fig. 5) unter Spannung setzt und somit die Steuervorrichtung 62 erregt.

Diese Erregung hat mehrere Effekte. Dadurch wird zunächst die Leitung 7 0 unterbrochen, über welche die Impulse des Teilers 4 unmittelbar zum Motor 71 gelangten. Ferner wird die Leitung 7 2 geöffnet, sodaß die Impulse des Teilers

4 in einem Sekundenzähler 73 und nötigenfalls in einem Minutenzähler 74 aufgespeichert und dort memorisiert werden. Die Erregung der Steuervorrichtung 6 2 löst noch die Erzeugung eines schnellen Impulszugs aus, der dem Motor zugeleitet und erst durch die Schließung des Kontaktes

5 3 unterbrochen wird. Dies geschieht, wenn der Sekundenzeiger 18 auf "60" liegt. Nach jeder Drehbewegung der in Zeigerstellage befindlichen Krone 33 führt somit die Steuervorrichtung 6 2 den Sekundenzeiger immer schnell auf "60" zurück. Die Erregung der Steuervorrichtung 62 setzt schließlich einen Hilfszähler 75 in Betrieb. Der

909827/1058

als Gedächtnis arbeitende Hilfszähler 75 registriert über die Leitung 76 die Anzahl der Impulse, welche die Steuervorrichtung 6 2 dem Motor zuleiten muß, um den Sekundenzeiger 18 von der Lage, in welcher er sich beim Herausziehen der Krone 3 3 in Zeigerstellung befindet, auf "6 0" zu überführen. Mit anderen Worten mentorisiert der Zähler 7 5 die Lage des Sekundenzeigers am Anfang jeder Handkorrektur der Zeigerstellung.

Die Steuervorrichtung 62 erhält einen Impuls vom Detektor 5 7 nach jeder vollen Umdrehung des Sekundenzeigers. Diese Impulse werden über eine Leitung 7 7 in einem Zähler 78 aufgespeichert und nach einer Kongruenz modulo 15 gezählt. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist der Zähler 78 ebenfalls mit einem Umpoler ausgerüstet, sodaß er sukzessiv die Daten -1, -2, -3, ... -6, -7, +7, +6, ... +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, u.s.w. bzw. +1, +2, ... +6, +7, -7, -6, ... -2, -1, 0, +1, +2, u.s.w. registriert, wenn die Zeiger vor- bzw. rückwärts bewegt werden.

Die Uhr nach dem zweiten Ausführungsbeispiel weist schließlich einen binären Decoder 79 auf, der sich normalerweise im Zustand "0" befindet, aber in den Zustand "1" übergeht, wenn die Summe der am Ende einer Handkorrektur im Zähler 78 aufgespeicherten Impulse einer Verdrehung der Zeiger um mehr als 7 1/2 Minuten in der einen oder anderen Richtung entspricht.

Wenn am Ende einer Handkorrektur die Krone 3 3 in Ruhestellung zurückgestoßen wird, sondiert zunächst die Steuervorrichtung 6 2 den Decoder 7 9 über die Leitung 80. Befindet sich letzterer im Zustand "0", so werden über die Leitungen 8L durch die Steuervorrichtung 62 jedem Zähler Signale durchgegeben, die letztere auf Null zurückführen.

909827/1058

In diesem Fall wurden die Zeiger um weniger als 7 1/2 Minuten verdreht. Der Uhrbesitzer wollte offensichtlich nicht einen Zeitwechsel durchführen, sondern seine Uhr richten.

Da alle Zähler durch die Steuervorrichtung 62 auf Null zurückgestellt wurden, werden die Zeiger durch die zum Motor 71 über dia Leitung 7 0 gelangenden Impulse des Teilers 4, von der Stellung ausgehend, in welche sie gestellt wurden, normal angetrieben.

Befindet sich im Gegenteil der Decoder 7 9 am Ende einer Handkorrektur im Zustand "1", so legt die Steuervorrichtung 62 die durchgeführte Handkorrektur als Zeitwechsel bzw. Zeitzonenwechsel aus. Sie erteilt dann dem Zähler 7 8 über die Leitung 8 2 den Auftrag, seinen Inhalt über die Leitung 83 dem Motor 71 durchzugeben. Falls der Zähler 78 "-6" Impulse registriert hätte, würde er dem Motor 71 6 χ 60 = 360 Impulse übermitteln, sodass letzterer um genau sechs Minuten zurückdrehen würde.

Sobald die Steuervorrichtung 62 feststellt, daß der Zähler 7 8 leer ist, d.h. auf Null steht, erteilt sie über die Leitung 84 dem Hilfszähler 75 den Auftrag, seinen Inhalt dem Motor 71 über die Leitung 8 5 durchzugeben. Dadurch wird der Sekundenzeiger in die Stellung zurückgeführt, in welcher er sich vor der Handkorrektur befand.

Nachdem die Steuervorrichtung 6 2 die Leere des Zählers 75 festgestellt hat, erteilt sie schließlich den Zählern 73, 74 den Auftrag, ihren Inhalt nacheinander dem Motor 71 über die Leitungen 8 7 und 8 8 durchzugeben. Da die Impulse des Teilers 4 über die Leitung 72 geleitet werden

909827/1058

2656756

solange die Zähler 73, 74· noch nicht auf Null zurückgekehrt sind, lassen diese Zähler die Anzeigevorrichtung die Korrekturzeit (d.h. die Zeit, während welcher die Krone 3 3 in Zeigerstellung war) "aufholen".

Sobald die Zähler 73, 74 leer sind öffnet die Steuervorrichtung 6 2 die Leitung 70, sodaß die Anzeigevorrichtung wieder normal, jedoch zur neuen Zeit, angetrieben wird.

Zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels wird nun der Funktionsablauf anhand des Zahlenbeispiels vom. ersten Ausführungsbeispiel erläutert.

Als der Uhrbesitzer die Krone 3 3 um 2 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden herauszieht, sendet die Steuervorrichtung 6 2 dem Motor 71 sofort neunzehn Impulse, sodaß nachher die Uhr 2 Uhr 24 Minuten 0 0 Sekunden anzeigt. Gleichzeitig übergeht der Hilfszähler 75 von "0" auf "19". Die Impulse des Teilers 4· werden im Zähler 7 3 aufgespeichert. Wenn nun die Krone gedreht wird bis die Zeiger 5 Uhr 29 Minuten 12 Sekunden anzeigt, tut die Steuervorrichtung sie weiter auf 5 Uhr 30 Minuten 0 0 Sekunden. Die zu diesem Zweck 4 8 dem Motor erteilten Impulse werden jedoch nirgends registriert. Da die durchgeführte Zeigerbewegung den Kontakt 53 18 6 Mal geschlossen hat, hat der Zähler 78 186 Impulse erhalten. Nach der Kongruenz modulo 15 führen diese 18 6 Impulse den Zähler, dem absoluten Wert nach, auf 186 L2 χ 15 = 6. Wegen des Umpolers registriert der Zähler die Zahl "-6". Im Hinblick auf die Dauer der Handkorrektur (17 Sekunden) steht der Zähler 73 auf "17" und der Zähler 74 auf "0", wenn die Krone in Ruhestellung zurückgestoßen wird. Die erfolgte Zeigerbewegung hat den Decoder 79 in den Zustand "1" übergeführt.

909827/1058

Sobald die Krone in Ruhestellung zurückgeführt wird, löst die Steuervorrichtung 62 zuerst den Zähler 78 aus, der die Zeiger um 6 Minuten zurückdrehen läßt. Danach zeigt die Uhr 5 Uhr 24 Minuten 0 0 Sekunden. Anschließend wird der Hilfszähler 7 5 ausgelöst. Dadurch wird der Motor um neunzehn Schritte zurückgedreht, sodaß die Uhr 5 Uhr 2 3 Minuten M-I Sekunden anzeigt. Schließlich werden die Zähler 73, 74· ausgelöst, die dem Motor siebzehn Impulse durchgeben, sodaß die Anzeigevorrichtung dann die genaue Zeit 5 Uhr 23 Minuten 58 Sekunden angibt, wie im ersten Ausführungsbeispiel.

Falls sich der Uhrbesitzer zur berücksichtigten Zeit (2 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden) entschließt, das angezeigte Datum zu korrigieren und falls er die Krone irrtümlicherweise bis in die Zeigerstellung herauszieht, kann er dies erst nach einer Drehung der Krone feststellen, als er die Zeigerbewegung wahrnimmt. Nach einem solchen Irrtum ist jedoch die bisherige genaue Zeitangabe der Uhr noch nicht verloren. Die Zeiger brauchen nur, weiter bewegt zu werden bis in dia Nähe entweder von 2 Uhr 10 Minuten oder von 2 Uhr 40 Minuten, wonach die Krone zurückgestoßen wird. Nach dieser Manipulation ist die angezeigte Zeit gegenüber der genauen Ortszeit um genau 15 Minuten versetzt. Der Uhrbesitzer braucht also nur, die Krone abermals in Zeigerstellung herauszuziehen und zu drehen bis die Zeiger in den Bereich zwischen 2 Uhr 20 Minuten und 2 Uhr 25 Minuten zu liegen kommen. Wenn er dann die Krone wieder hineinstößt, wird seine Uhr die genaue Zeit erneut anzeigen.

In diesem zweiten Ausfuhrungsbeispiel ist das Richten der Uhr wesentlich erleichtert gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel, da der Sekundenzeiger automatisch auf "6 0"

9 09827/1058

- ι/-JV*

zu liegen kommt, sobald man die Krone 3 3 in Zeigerstellung herauszieht. Zum Richten muß daher allein die Lage des Minutenzeigers beachtet werden.

Um das Richten der Uhr anläßlich der Batteriewechsel ebenso leicht ausführbar zu machen, kann der elektronische Teil der Uhr derart angeordnet werden, daß, wenn er wieder unter Spannung gesetzt wird, der Decoder 7 9 bei der ersten Handkorrektur deren Amplitude ungeachtet im Zustand "0" bleibt.

Um zu vermeiden, daß der Zähler 7 8 einen Impuls zuviel zählt, beispielsweise wenn die Zeiger zunächst in der falschen Richtung gedreht werden, ist es angebracht, die Kontakte 54- und 5 5 der Sonde 5 6 in der unmittelbaren Nähe des Kontaktes 53 anzuordnen, damit die Sonde der Steuervorrichtung und folglich dem Zähler 7 8 einen Impuls durchgibt, sobald sich die Zeiger bewegen. Auf dieser Weise wird eine erste Bewegung der Zeiger in der falschen Richtung kompensiert, wenn die Zeiger anschließend in der gewünschten Richtung gedreht werden.

In einer Variante könnten die zwei Kontakte 54 und 5 5 der Sonde 56 durch zwei andere Kontakte ersetzt werden, die beidseitig eines mit Gleitsitz auf der Welle 64 angeordneten Fingers liegen würden wie strichpunktiert in Fig. 4 dargestellt. Im Hinblick auf das Spiel der Verzahnungen des Zeigerstellmechanismus würden sich diese Kontakte schließen, bevor sich die Zeiger bewegen.

Anstelle der Scheibe 51 mit Nocken 52 könnte ebenfalls eine kreisrunde Scheibe verwendet werden, deren Umfang abwechslungsweise elektrisch leitende und isolierte Segmente aufweisen würde. In diesem Fall müßte die Sonde nur

909827/1058

zwei Reibkontakte besitzen. Ihre Wahrheitstafel wäre dann "11, 10, 00, 01, ..." in einem Drehsinn und "11, 01, 00, 10, ..." im anderen Drehsinn.

Die in der Motorwicklung induzierten Spannungen könnten schließlich zur Feststellung des Drehsinns der Zeiger ebenfalls benützt werden. Obgleich die Größenordnung dieser Spannungen bei 50V liegt, sind sie für den elektronischen Teil der Uhr harmlos.

Sollte der Uhrbesitzer die Krone in Zeigerstellung während einer Zeitdauer vergessen, die das Vermögen der Zähler 7 3 und 7 4- überschreitet, so wäre die genaue Zeitangabe verloren. Um die Uhr zu richten, müßte dann zunächst eine erste Korrektur durchgeführt werden, die der elektronische Teil der Uhr als Zeitwechsel auffassen würde. Danach wäre die Uhr noch nicht gerichtet. Die Zeiger wären aber um weniger als 7 1/2 Minuten von der genauen Zeit entfernt, sodaß eine zweite Handkorrektur die Uhr richten würde.

909827/1058

Claims (9)

1. PATENTANSPRUECHE:

   Q-/ Quarzuhr mit Analoganzeige und manuell betätigbarer Zeitwechselvorrichtung, wobei der elektronische Teil der Uhr einen zu einer genau einstellbaren Frequenz schwingenden Oszillator, einen durch den Oszillator gesteuerten Teiler, der Impulse zu einer Frequenz erzeugt, welche ein Bruchteil derjenigen des Oszillators ist, die Wicklung eines in beiden Richtungen drehbaren, dem Austrittstromkreis des Teilers angeschlossenen Motors und einen Schalter umfaßt, der die Speisung des Motors unterbricht, wenn er betätigt wird, und der mechanische Teil der Uhr ein durch den Rotor des Motors angetriebenen^ Räderwerk, welches die Zeiger der Anzeigevorrichtung antreibt, einen Zeigerstellmechanismus und eine von Hand betätigbare, drehbare und axial verschiebliche Krone aufweist, mit welcher der Zeigerstellmechanismus einstellbar und der Schalter betätigt wird, wenn sie in eine bestimmte axiale Lage gesetzt wird, gekennzeichnet durch eine fortdauernde kinematische Verbindung aller Zeiger (18, 24-, 29), einen auf jede Bewegung der Zeiger von Hand empfindlichen Detektor (45, 57), der Impulse erzeugt, deren Anzahl und Vorzeichen der Amplitude und Richtung jeder Zeigerbewegung von Hand entspricht, und Registriermittel (44; 73-75, 78), welche zunächst die kongruente Anzahl einerseits der vom Teiler (4) erzeugten Impulse, währenddem die Krone (33) sich in Zeigerstellung befindet, und anderseits der vom Detektor erzeugten Impulse modulo einer Zahl ermitteln, die einer Zeigerverschiebung entspricht, welche dem vorgesehenen kleinsten Zeitwechsel gleich ist, und dann, wenn die Krone (33) am Ende der Handkorrektur wieder in Ruhestellung gestoßen wird, diese Impulse dem Motor (6, 7; 71) schnell zuleiten.

   909827/1058 original inspected
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Regxstriermittel ein Gedächtnis (73, 74) zum Aufspeichern der vom Teiler (4) erzeugten Impulse und einen Zähler (M-¹I, 78) aufweisen, der die vom Detektor (4-5, 57) erzeugten Impulse registriert.
3. 3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr elektronischer Teil einen Decoder (79) aufweist, der nur dann aktiv wird und die Durchgabe der registrierten Impulse zum Motor (71) gestattet, wenn die Zahl der im Zähler (78) registrierten Impulse, dem absoluten Wert nach, die Hälfte des Moduls dieses Zählers überschreitet, wenn die Krone (33) ihre Zeigerstellage verläßt.
4. 4. Uhr nach einem der Ansprueche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (44·, 78) einen Umpoler aufweist, der die Polarität der dem Motor (6, 7; 71) durchzugebenden Impulse ändert, jedesmal wenn der Zähler (44, 78) eine Anzahl von Impulsen registriert, die der Hälfte seines Moduls gleich ist.
5. 5. Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihr elektronischer Teil eine Steuervorrichtung (62) aufweist, die einerseits den Detektor (57), das Gedächtnis (73, 74) und den Zähler (78) in Betrieb setzt, wenn sich die Krone (33) in Zeigerstellage befindet, und anderseits den Zähler (78) und das Gedächtnis (73, 74) leert, indem die darin registrierten Impulse dem Motor (71) schnell durchgegeben werden, wenn die Krone (33) in Ruhestellung zurückgeführt wird.
6. 6. Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (62) den Sekundenzeiger schnell auf Null setzt, wenn der Kontakt (68) durch den Zeigerstell-

   909827/1058

   mechanismus betätigt wird, daß die Registriermittel einen Hilfszähler (75) aufweisen, der die Zahl der Impulse registriert, die dem Motor (71) durchgegeben werden müssen, um den Sekundenzeiger das erste Mal auf Null zu setzen, daß der Detektor (57) auf jede volle Umdrehung des Sekundenrades (16) reagiert, und daß die Steuervorrichtung (62) den Hilfszähler (75) nach dem Hauptzähler (78) aber vor dem Gedächtnis (73, 7H) leert.
7. 7. Uhr nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Zeigern (18, 24, 29) bestehende kinematische Verbindung das ganze vom Motor angetriebene Räderwerk inkl. des Rotors (7) des Motors umfaßt.
8. 8. ' Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr mechanischer Teil eine zwischen dem Rotor (7) und dem schnellsten Zeiger (18) angeordnete Kupplung (12, 13) aufweist, die ausgekuppelt ist, wenn sich die Krone (33) in Zeigerstellung befindet.
9. 9. Uhr nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung des Drehsinns der Zeiger der Detektor (57) zwei Kontakte aufweist, die beidseitig eines mit Gleitsitz auf der Zeigerstellwelle angeordneten Fingers liegen.

   909827/1058