DE2856756B2 - Quarzuhr mit Analoganzeige und manuell betätigbare Zeitwechselvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Quarzuhr mit Analoganzeige und manuell betätigbarer Zeitwechselvorrichtung

'""» mit einem quarzgesteuerten Oszillator und einem durch den Oszillator gesteuerten Teiler, dessen Impulse, deren Frequenz einem Bruchteil derjenigen des Oszillators entsprechen, der Wicklung eines ]'.i beiden Richtungen drehbaren, in den Austrittsstiomkrcis des Teilers

■in eingeschalteten Motors zugeführt werden, mit einem Schalter, der bei seiner Betätigung die Speisung des Motors unterbricht, mit einem durch den Rotor des Motors angetriebenen Räderwerk, welches die Zeiger der Anzeigevorrichtung antreibt, und mit einem

■·"· Zeigerstellmechanismus mit einer von Hand betätigbaren, drehbaren und axial vcrschieblichen Krone, mit welcher der Zeigerstellmechanismus einstellbar und der Schalter betätigbar ist.

Aus der DE-OS 28 29 131 ist eine Quarzuhr dieser Art

''<> bekannt, bei der, um die Korrektur der Stellung des Stundenzeigers unabhängig von der der anderen Zeiger in Schritten von '/12 Umdrehung beispielsweise zur Zeitzonenvcrstclliing zu ermöglichen, der Schalter eine Zusatzschaltung aktiviert, die dem Motor über den

'·■"> Teiler Motorimpulsc erhöhter Frequenz zuführt, die einer Verschiebung des Räderwerks um einen Betrag entsprechen, der gleich einer ganzen Umdrehung des Sekundenzeigers ist. Durch diese Zusalzschaltung wird erreicht, daß der Sekundenzeiger rasch wieder auf Null

mi gebracht wird. Die bekannte Quarzuhr ermöglicht die Stellung des Stundenzeigers in Schritten von '/12 Umdrehung, ohne daß dadurch die Anzeige der Minuten und Sekunden beeinflußt wird.

Weiterhin sind Quarzuhren bekannt, bei denen das

μ Ausziehen der Zeigerstellkrone in die Verstellstcllung zur Folge hat, daß jede Verbindung zwischen dem mechanischen und dem diesen steuernden elektronischen Teil der Uhr unterbrochen ist, so daß von dem

elektronischen Teil abgegebene Impulse verlorengehen. Wird bei derartigen Uhren von Hand ein Zeitwechsel eingestellt, geht die bisherige genaue Zeitangabe verloren.

Bei anderen bekannten Uhren mit einem Stundenzeiger, der für sich allein einstellbar ist, kann das über das Korrekturrad angetriebene Stundenrad ein Auskuppeln von dem ande/en Stundenrad auf dieses ein Drehmoment übertragen, dessen Einfluß auf das Räderwerk die von der Motorwicklung auf den Rotor und somit auf das Räderwerk ausgeübte Bremswirkung übersteigt. Es kann also vorkommen, daß sich das mit dem Korrekturrad kämmende Stundenrad nicht allein dreht, sondern daß das mit dem Ritzel des Wechselrades kämmende Stundenrad ein wenig mit den übrigen Rädern des Räderwerks und dem Rotor verdreht wird, so daß die Uhr nach der Korrektur nicht mehr die genaue Zeit angibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Quarzuhr zu schaffen, die sich beim Übergang vüii einer Zeitzone zu einer anderen oder von einer |t,iireszeit zu einer anderen auf die neue Zeit einstellen läßt, ohne daß dadurch die vorherige Genauigkeit der Zeitangabe verlorengeht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine ständige kinematische Verbindung aller Zeiger, einen die Bewegung der Zeiger von Hand aufnehmenden Detektor, der Impulse erzeugt, deren Anzahl und Vorzeichen der Amplitude und Richtung jeder Zeigerbewegung von Hand entspricht, und durch durch den Schalter aktivierte Registriermittel, welche zunächst die kongruente Anzahl einerseits der vom Teiler erzeugten Impulse, während die Krone sich in Zeigerstellung befindet, und andererseits der vom Detektor erzeugten Impulse modulo einer Anzahl ermitteln, die einer Zeigerverschiebung entspricht, welche dem vorgesehenen kleinsten Zeitwechscl gleich ist, und die Impulse nach Beendigung der Handkorrektur und Zurückstoßen der Krone in die Normalstellung dem Motor schnell zuleiten.

Die erfindungsgemäße Quarzuhr vermeidet jede Ungenauigkeit der Zeitangabe, indem sie gewährleistet, daß der Stundenzeiger immer genau über einer Stundenteilung des Ziffernblaties liegt, wenn der Minutenzeiger aul »60« ankommt, und daß sich der Minutenzeiger seinerseits immer genau gegenüber einer Minutentcilung des Ziffernblattcs befindet, wenn der Sekundenzeiger, falls dieser überhaupt vorhanden sein sollte, auf »60« ankomm..

Aus der DE-OS 27 46 811 ist eine Quarzuhr bekannt, bei der mehrere über Schalter steuerbare Speicher vorgesehen sind, die eine schnelle Stellmöglichkcit des Stundenzeigers beim Übergang zwischen Sommer- und Wintcr/.eit oder in andere Zeitzonen ermöglichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untcranspri'chen 2 bis 9 beschi icben worden.

Ausfiihrungsb'M.spiele der Erfindung werden nachstehend anhand dir Zeichnung naher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der mechanisehen Teile der Öuarzuhr,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ziffcrnblatt der Quarzuhr nach I' i g. I,

Fig.3 eine schematische Darstellung des elektronischen Teils der Quarzuhr.

Fig.4 eine der Fig I entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Quarzuhr und

Fig.5 eine schematische Darstellung des elektronischen's TpiIs der Quarzuhr nach F i g. 4.

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 4 angeschlossen, der durch sukzessive Teilungen die verhältnismäßig hohe Frequenz des Oszillators bis zu 1 Hz herabsetzt.

in Wie bei den bekannten Quarzuhren erzeugt also der Teiler 4 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 um einen Schritt vorwärts angetrieben wird. Das Räderwerk weist ein U' iersetzungsgetriebe

J" auf, das aus einem mit dem auf der Vvnie 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 U frei drehbar und in axialer Rieht: ng 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 1<> das Rad 8 gegen das Ritzel 10 und hält die Verzahnungen 12, 13

«ι miteinander in Eingriff, so daß das Untersetzungsgetriebe (8, 10) sich dann wie ein einziges Stück verhält. Das Ritzel 10 steht selber in Eingriff mil einem Sekundenrad 16. das auf einer den Sekundenzeiger 18 tragenden Welle 17 festsitzt. Ein mit dem Rad 16 fest verbundenes

i> Ritzel 19 treibt ein Großbodenrad 20 über ein Kleinbodenrad an. das ein mit dem Ritzel 19 kämmendes Rad 21 und ein mit dem Rad 20 kän mendes Ritzel 22 aufweist. Das Rad 20 sitzt auf einer Hohlwelle 23 fest, die mit der Welle 17 koaxial ist und den

ι» M.iiutenzeiger 24 trägt. Ein als Minutenrohr arbeitendes Zahnrad 25 sitzt ebenfalls auf der Hohlwelle 23 fest. Dieses Rad 25 steht mit dem Wechsclrad 26 in Eingriff, dessen Ritzel 27 seinerseits mil einem den Stundenzeiger 29 tragenden Stundenrad 28 kämmt.

i"· Aus der vorstehenden Beschreibung des Räderwerks der Uhr ist ersichtlich, daß die drei Uhrzeiger 18, 24, 29 kinematisch fortdauernd miteinander fest verbunden sind. Mit anderen Worten drehen sich diese drei Zeiger immer und in jedem Fall gemeinsam. Da das

"Ii beschriebene Räderwerk lediglich durch die Reibkräftc seiner Zapfenlager belastet ist, können seine Verzahnungen beinahe spiellos hergestellt werden, was zur Genauigkeit der Anzeige erheblich beiträgt. Der Zeiger 29 wird infolgcdc sen genau gegenüber einer Stunden-

Vi teilung 30 des Zifferblattes 31 liegen, jedesmal, wenn der Minutenzeiger ruf »60« ankommen wird. Der Zeiger 24 wird wiederum genau gegenüber einem Teilstrich 32 der Minutenskala liegen, jedesmal, wenn der Zeiger 18 selber auf ,»60« ankommen wird.

no Mit Hilfe eines konventionellen Zeigerslellmechanismus können die Zeiger 18, 24, 29 übel eine mit einer Welle 34 fest verbundenen Krone 33 von Hand bewegt werden. Falls die Krone 33 von ihrer in Fig. 2 ausgezogen darges\ellten Ruhelage in die strichpunk-

»■> tiert dargestellte Stellung I herausgezogen wird, entsteht in bekannter Art und Weise eine kinematische Verbindung zwischen der Krone 33 und einem mit dem Wechsellad 26 kämmenden Zeigerstcllritzel 35. Wenn

die Krone 33 und die Welle 34 in Stellung I ankommen, fällt ein Hebel 36 in eine Nut 37 der Welle 34 hinein. Der Hebel 36 ist am Ende gabelförmig, um das Rad 8 entgegen der Wirkung der Feder 14 in axialer Richtung derart verschieben zu können, daß die Verzahnung 12 von der Verzahnung 13, wie in Fig. I dargestellt, gelöst wird. Das Räderwerk der Uhr ist dann vom Rotor 7 des Motors entkuppelt. Das auf dem Rad 8 drückende gabelförmige Hebelende 38 übt zugleich auf diesem Rad eine Bremswirkung aus. die den Rotor 7 festhält, während sich die Krone 33 in Stellung I befindet. Beim Hineinfallen in die Nut 37 schließt auch der Hebel 36 einen Schaller 39, dessen Wirkung weiter unten beschrieben wird.

Mittels einer mit dem Sekundenrad 16, nämlich dem den schnellsten Zeiger tragenden Rad. fest verbundenen Scheibe 40 wird eine Verbindung zwischen dem

aufrechterhalten, wenn das Räderwck vom Motor entkuppelt ist. Die Scheibe 40 ist am Umfang mit sechzig Schlitzen 41 versehen, die sich gegenüber einer aus einer Lichtquelle 42 und zwei lichtempfindlichen Dioden 43 bestehenden optischen Sonde bewegen. Eine der Dioden 43 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 F i g. 3 thirge teilte elektronische Teil der Uhr Registrierinirel in der Form eines mit dem Teiler 4 verbundenen Zahlers 44 sowie einen Detektor auf. welcher die Sonde (42, 43) umfußt 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 33 in die Stellung I bewirkte Schließung des Schalters 39 erregt jedoch diese zwei Einheiten. Über die Leitung 46 w irkt 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 öffnung seiner Eintritte u 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 Impulse gew ährleistet wird. die. dem absoluten Wert nach, der Anzahl der an die Sonde (42, 43) vorbeigehenden Schlitze 41 der Scheibe 40 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 44 zuleitet, wo sie memorisiert werden. Schließlich sind der Detektor 45 und seine Sonde (42,43) betriebsbereit. Wird dann die Krone 33 gedreht, so drehen sich die Zeiger 18, 24, 29 gemeinsam, die Sonde (42, 43) zählt die an sie vorbeigehenden Schlitze 41 der Scheibe 40 und der Detektor 45 sendet eine gleiche Anzahl von Impulsen über die Leitung 49 zum Eintritt b des Zählers 44. Ein von der zweiten Diode 43 des Detektors 45 herkommendes Zeichen teilt dem Zähler 44 mit, ob diese

Impulse den beim Eintritt «ι empfangenen Impulsen addiert oder subtrahiert werden sollen. Der Zähler 44 ermittelt somit die algebraische Summe der an seinen Eintritten .iuiul b empfangenen Impulse.

Es sind die zwei Elemente 44, 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 gewahrleisten.

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, niimlich der Anzahl pro Stunde der durch den schnellsten Zeiger angezeigten Zeiteinheiten gleich ist.

Falls die Anzeige lediglich mittels eines Stunden und eines Minutenzeigers erfolgen und faiis letzterer um eine Minute beispielsweise in drei Schritten fortgeschaltet sein würde, müßte der mit dem Teiler 4 assoziierte Zähler nach dem Modul b0 χ J = ISOarbeiten.

Die Aufzählung der bei ./und beintreffenden Impulse gemäß einer Kongruenz nach einem bestimmten Modul heißt einfach, daß der Zähler auf Null zurückkehrt, sobald er eine Anzahl von Impulsen koalisiert, die dem Modul — 3600 im ersten Ausführungsbeispiel — gleich ist. Wc.Ui beispielsweise der Uhrbesitzer die angezeigte Zeit um drei Stunden vorwärts wechseln muß und wenn er zu diesem Zweck die Krone 33 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 11*131 Impulse zum Zähler 44. Letzterer memorisiert jedoch nicht diese Zahl, sondern 1ΙΊ31 - 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 l.'mpoler. 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 usw. bis -1800 während der ersten halben Stunde. Ab diesem Augenblick wird das Vorzeichen der registrierten Impulse geändert, so daß bei fortgesetzter Verschiebung der Zeiger in gleicher Richtung der Zähler 44

sukzessiv die Daten 4-1799. + 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 wurden, würden die an den Eintritt b des Zählers 44 eintreffenden Impulse die folgenden Registrierungen

+ 1, +2, +3 +1798, +1799, +1800, -1799,

-1798 -2, -1.0. +1, +2usw.auslösen.

Im vorstehend berücksichtigen Korrekturbeispiel wurden also die an den Eintritt b des Zählers 44 eingetroffenen Impulse mit der Zahl»—33 !«registriert.

Am Ende der erfolgten Handkorrektur wird die Krone 33 wieder in ihre Ruhestellung zurückgestoßen. Dadurch wird der Austritt cdes Zählers 44 geöffnet. Der

übliche direkte Weg der Impulse (Oszillator 1, Teiler 4, Motorstromkreis 5) bleibt hingegen gesperrt, solange der Zähler 44 nicht leer ist, d.h. nicht auf Null zurückgekehrt ist. Der Teiler 4 speichert also weiterhin den Zähler 44 über die Leitung 47.

Ur--er 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 i" der Zähler 44 an seinem Eintritt a siebzehn Impulse erhalten haben. Wie bereits erklärt, zählt der Zähler 44 die an seiner, beiden Eintritte ;( und b erhaltenen Impulse algebraisch zusammen. Zum Zeitpunkt der Rückkehr der Krone 33 in Ruhestellung würde also der Zähler 44 die Summe + 17 - J3I = -314 memorisicren. Die pleirh/ritip erfolgende Öffnung des Zähleniustriits c ermöglicht dann einen raschen Übergang der memorisiertcn Impulse vom Zähler 44 /um Motorstromkreis 5.

Im berücksichtigten Korrekturbeispiel zeigte die Uhr 2 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden an, als die Krone 33 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 2Ί Sekunden anzeigen sollen. Am Ende der Handkorrektur, siebzehn Sekunden später, als die Krone 33 in Ruhestellung zurückgestoßen wird, ist es 5 Uhr 23 Min .ten 58 Sekunden. Die Uhr zeigt aber 5 Uhr 29 Minuten 12 Sekunden an. Der Zähler 44. der -314 to Impulse totalisicrt 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 58 Sekunden, d. h. die genaue gewünschte Zeit, anzeigen, die gegenüber der vorher angezeigten Zeit um genau drei Stunden vorverset/t ist.

In der Praxis kann der Zähler 44 im Molorstromkreis nicht augenblicklich die durch ihn am Finde der Handkorrektur registrierten Impulse erzeugen. Die Schnelligkeit der Impulsdurchgabe ist vom Aufnahmevermögen des Motors abhängig. Die konvcniionellen Motoren reagieren noch zuverlässig auf rund dreißig ^Λ=> Impulse in der Sekunde Im berücksichtigten Korrekturbeispiel würde infolgedessen die Durchgabe der 314 Impuise ungefähr zehn Sekunden dauern. Die zehn während dieser Zeit vom Teiler 4 erzeugten Impulse werden also im Zähler 44 aufgespeichert, der sie zu den ⁵⁽¹ 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 mit Hilfe der Krone 33 gerichtet werden, wenn sie aus irgendeinem Grund, beispielsweise nach einem Batteriewechsel. nicht mehr die genaue Zeit angibt.

Eine zweite Arbeitsstellung II der Krone 33 kann hingegen zwecks Einstellung des in einem Fenster 50 des Zifferblatts 3! 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 39 wirkungslos bleiben würde, wenn man die Krone 33 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 herzustellen, so daß eine detaillierte Beschreibung derselben als überflüssig erachtet wird.

Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Uhren beschränkt, bei welchen Zeitwechsel nur um ganze Stunden möglich wären. Zeitwechsel um Slundcnbruchteile 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 Ausführungsbcispicls identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung unterlassen.

Dieses zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel unter scheidet 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 10.7 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 mit Hilfe einer mit einem Nocken 52 versehenen Scheibe 51 gewährleistet. Während einer Drehung der Scheibe 51 betätigt ihr Nocken 52 drei Kontakte 53, 54, 55 einer Sonde 56. die einem Detektor 57 (Fig. 5) zugeordnet ist. Die Kontakte 53, 54, 55 schließen den Stromkreis je einer 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 bekanntgibt, daß sich die Zeiger im Uhrzeigersinn bewegen, während die Schließung des Kontaktes 54 mch 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 33 (F i g. 5) über eine Welle 64 manuell einstellbar, die in bekannter Weise über eine Wippe 66 ein Schiebetrieb 65 mit dem Zeigerstellritzel 35 in Eingriff bringt. Die Wippe 66 weist einen Vorsprung 67 auf, der in Zeigerstellage einen Kontakt 68 schließt und eine Leitung 69 (F i g. 5) unter Spannung setzt und somit die Steuervorrichtung 62 erregt.

Diese Erregung hat mehrere Effekte. Dadurch wird zunächst die Leitung 70 unterbrochen, über welche die Impulse des Teilers 4 unmittelbar zum Motor 7! gelangten. Ferner wird die Leitung 72 geöffnet, so daß die Impulse des Teilers 4 in einem Sekundenzähler 73 und nötigenfalls in einem Minutenzähler 74 aufgespeichert und dort memorisiert werden. Die Erregung der

ίο

Steuervorrichtung 62 löst noch die Erzeugung eines schnellen Impulszuges aus, der dem Motor zugeleitet und erst durch die Schließung des Kontaktes 53 unterbrochen wird. Dies geschieht, wenn der Sekundenzeiger 18 auf »60« liegt. Nach jeder Drehbewegung der in Zeigerstellage befindlichen Krone 33 führt somit die Steuervorrichtung 62 den Sekundenzeiger immer schnell auf »Gd« zurück. Die Erregung der Steuervorrichtung 62 setzt schließlich einen Hilfszähler 75 in Betrieb. Der als Gedächtnis arbeilende Hilfszähler 75 registriert über die Leitung 76 die Anzahl der Impulse, welche die Steuervorrichtung 62 dem Motor zuleiten muß, um den Sekundenzeiger 18 von der Lage, in welcher er sich beim Herausziehen der Krone 33 in Zeigerstellung befindet, auf »60« zu überführen. Mit anderen Worten memorisiert der Zähler 75 die L.age des Sekundenzeigers am Anfang jeder Handkorrektur der Zeigerstellung.

Die Steuervorrichtung 62 erhält einen Impuls vom Detektor 57 nach jeder vollen Umdrehung des Sekundenzeigers. Diese Impulse werden über eine Leitung 77 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, so daß er sukzessiv die

Daten -I, -2, -3 -6, -7, +7, +6 +3, +2,

+ 1,0.-1.-2, -3 usw. bzw. +1, +2 +6, +7, -7,

-6 —2, —1,0, + I, +2 usw. 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 »I« übergeht, wenn die Summe der am Ende einer Handkorrektur im Zähler 78 aufgespeicherten Impulse einer Verdrehung der Zeiger um mehr als TUi Minuten in der einen oder anderen Richtung entspricht.

Wenn am Ende einer Handkorrektur die Krone 33 in Ruhestellung zurückgestoßen wird, sondiert zunächst die Steuervorrichtung 62 den Decoder 79 über die Leitung 80. Befindet sich letzterer im Zustand »0«, so werden über die Leitungen 81 durch die Steuervorrichtung 62 jedem Zähler Signale durchgegeben, die letztere auf Null zurückführen. In diesem Fall wurden die Zeiger um weniger als 7'/2 Minuten verdreht. Der Uhrbesitzer wolke 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 die Leitung 70 gelangenden Impulse des Teilers 4, von der Stellung ausgehend, in welche sie gestellt wurden, normal angetrieben.

Befindet sich im Gegenteil der Decoder 79 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 78 über die Leitung 82 den Auftrag, seinen Inhalt über die Leitung 83 dem Motor 71 durchzugeben. Falls der Zähler 78 »-6«-lmpulse registriert hätte, würde er dem Motor 71 6 χ 60 = 360 Impulse übermitteln, so daß letzterer um genau sechs Minuten zurückdrehen würde.

Sobald die Steuervorrichtung 62 feststellt, daß der Zähler 78 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 85 durchzugeben. Dadurch wird der Sekundenzeiger in die Stellung zurückgeführt, in welcher er sich vor der Handkorrektur befand.

Nachdem diu Steuervorrichtung 62 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 87 und 88 durchzugeben. Da die Impulse des Teilers 4 über die Leitung 72 geleitel werden, solange die Zähler 73, 74 noch nicht auf Null zurückgekehrt sind, lassen diese Zähler die Anzeigevorrichtung die Korrekturzeit (d. h. die Zeit, während weicher die Krone 33 in Zeigerstel-

in lung war) »aufholen«.

Sobald die Zähler 73, 74 leer sind, öffnet die Steuervorrichtung 62 die Leitung 70, so daß die Anzeigevorrichtung wieder normal, jedoch zur neuen Zeit, angetrieben wird.

Zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des zweitrn Ausführungsbeispiels wird nun der Funktionsablauf anhand des Zahlcnbeispicls vom ersten Ausführungsbeispiel erläutert.

Wenn der Uhrbesitzer die Krone 33 um 2 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden herauszieht, sendet die Steuervorrichtung 62 dem Motor 71 sofort neunzehn Impulse, so daß nachher die Uhr 2 Uhr 24 Minuten 00 Sekunden anzeigt. Gleichzeitig übergeht der Hilfszähler 75 von »0« auf »19«. Die Impulse des Teilers 4 werden im Zähler 73 aufgespeichert. Wenn nun die Krone gedreht wird, bis die Zeiger 5 Uhr 29 Minuten 12 Sekunden anzeigen, tut die Steuervorrichtung sie weiter auf 5 Uhr 30 Minuten 00 Sekunden. Die zu diesem Zweck 48 dem Motor erteilten Impulse werden jedoch nirgends

jo registriert. Da die durchgeführte Zeigerbewegung den Kontakt 53 186mal geschlossen hat, hat der Zähler 78 186 Impulse erhalten. Nach der Kongruenz modulo 15 führen diese 186 Impulse den Zähler, dem absoluten Wert nach, auf 186 - 12 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 »I« übergeführt.

Sobald die Krone in Ruhestellung zurückgeführt wird, löst die Steuervorrichtung 62 zuerst den Zähler 78 aus, der die Zeigerum 6 Minuten zurückdrehen läßt. Danach zeigt die Uhr 5 Uhr 24 Minuten 00 Sekunden.

Anschließend wird der Hilfszähler 75 ausgelöst. Dadurch wird der Motor um neunzehn Schritte zurückgedreht, so daß die Uhr 5 Uhr 23 Minuten 41 Sekunden anzeigt. Schließlich werden die Zähler 73, 74 ausgelöst, die dem Motor siebzehn Impulse durchgeben, so daß 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

bo Zeitangabe der Uhr noch nicht verloren. Die Zeiger brauchen nur weiter bewegt zu werden bis in die 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 i5 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 Ausführungsbeispiel ist das Richten der Uhr wesentlich erleichtert gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel, da der Sekundenzeiger automatisch auf »60« zu liegen kommt, sobald man die Krone 33 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 79 bei der ersten Handkorrektur deren Amplitude ungeachtet im Zustand »0« bleibt.

Um zu vermeiden, daß der Zähler 78 einen Impuls zuviel zählt, beispielsweise, wenn die Zeiger zunächst in der falschen dichtung gedreht werden, ist es angebracht, die Kontihte 54 und 55 der Sonde 56 in der ,0 unmittelbaren Nähe des Kontaktes 53 anzuordnen, damit die Sonde der Steuervorrichtung und folglich dem Zähler 78 einen Impuls durchgibt, sobald sich die Zeiger bewegen. Auf diese Weise wird eine erste Bewegung der Zeiger in der falschen Richtung kompensiert, wenn ₂ ^r, die Zeiger anschließend in der gewünschten Richtung gedreht werden.

In einer Variante könnten die zwei Kontakte 54 und 55 der Sonde 56 durch zwei andere Kontakte ersetzt werden, die beidseitig eines mit Gleitsitz auf der Welle 64 angeordneten Fingers liegen wurden, wie strichpunktiert in Fig.4 dargestellt. Im Hinblick auf das Spiel der Verzahnungen des Zeigerstellmechanismus wurden 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 miillte die Sonde nur zwei Reibkontakte besitzen. Ihre Wahrheitstafel wäre dann »I I. 10. 00, 01, ... « in einem Drehsinn und »11.01,00. 10 « im anderen Drehsinn.

Die in der Motorwicklung induzierten Spannungen könnten schließlich /ur Feststellung des Drehsinns der Zeiger ebenfalls benutzt werden. Obgleich die Größenordnung dieser Spannungen bei 50 V liegt, sind sie für tion rlrklrnnisihrn Teil rlrr 1 Ihr hnrniln«

Sollte der Uhrbesitz.er die Krone in /eigerstellung während einer Zeitdauer vergessen, die das Vermögen der Zähler 73 und 74 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>/i Minuten von der genauen Zeit entfernt, so daß eine zweite Handkorrektur die Uhr richten würde.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Quarzuhr mit Analoganzeige und manuell betätigbarer Zeitwechselvorrichtung mit einem quarzgesteuerten Oszillator und einem durch den Oszillator gesteuerten Teiler, dessen Impulse, deren Frequenz einem Bruchteil derjenigen des Oszillators entspricht, der Wicklung eines in beiden Richtungen drehbaren, in dem Austrittsstromkreis des Teilers eingeschalteten Motors zugeführt werden, mit einem Schalter, der bei seiner Betätigung die Speisung des Motors unterbricht, mit einem durch den Rotor des Motors angetriebenen Räderwerk, welches die Zeiger der Anzeigevorrichtung antreibt, und mit einem Zeigerstellinechanismus mit einer von Hand betätigbaren, drehbaren und axial verschieblichen Krone, mit welcher der Zeigerstellmechanismus einstellbar und der Schalter betätigbar ist, gekennzeichnet durch eine ständige kinematische Verbindung aller Zeiger (18, 24, 29), einen die Bewegung der Zeiger von Hand aufnehmenden Detektor (45,57), der Impulse erzeugt, deren Anzahl und Vorzeichen der Amplitude und Richtung jeder Zeigerbewegung von Hand entspricht, und durch durch den Schalter (39) aktivierte Registriermiitel (44; 73, 74, 75, 78), weiche zunächst die kongruente Anzahl einerseits der vom Teiler (4) erzeugten Impulse, während die Krone (33) sich in Zeigersteliung befinc!?:, und andererseits der vom Detektor (45, 47) erzeugten Impulse modulo einer Anzahl ermitteln, die einer Zeigerverschiebung entspricht, welche dem vorgescYier,en kleinsten Zeitwechsel gleich ist, und diese Impulse :.ach Beendigung der Handkorrektur und Zurückstoßen der Krone in die Normalstellung dem Motor (6,7; 71) schnell zuleiten.

2. Uhr nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß ihre Registriermittel ein Gedächtnis (73,74) /um Aufspeichern der vom Teiler (4) erzeugten Impulse und einen Zähler (44, 78) aufweisen, der die vom Detektor (45,57) erzeugten Impulse registriert.

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 Zcigcrstellage verläßt.

4. Uhr nach einem der Ansprüche 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (44, 78) einen Umpoler aufweist, der die Polarität der dem Motor (6, 7; 71) durchzugebenden Impulse ändcri. jedesmal, wenn der Zähler (44, 78) eine Anzahl von Impulsen registriert, die der Hälfte seines Moduls gleich ist.

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 andererseits 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. Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (62) den Sekundenzeiger schnell auf Null seut, wenn der Kontakt (68) durch den Zeigerstellmechanismus 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, 74) leert.

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. 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. Uhr nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne;, daß zur Feststellung des Drehsinns der Zeiger der Detektor (57) zwei KontaktL aufweist, die beidseitig eines mit Gleitsitz auf der Zeigerstellwelle (64) angeordneten Fingers liegen.