DE2910736C3 - Uhr mit Analog- und Digitalanzeige - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Uhr mit einer elektromechanischen Analoganzeige zur Darstellung von Zeitfunktionen und mit einer elektronischen Digi- wi talanzeige zur Darstellung anderer Informationen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es wurden bereits Uhren mit Zeigern vorgeschlagen, die mit digitalen Anzeigevorrichtungen für z. B. das Datum oder Zeitabschnitte versehen waren. Rein me- h"> chanische Anordnungen dafür sind seit langem bekannt, zumindest hinsichtlich der Datumsanzeige, wobei keine besonderen Schwierigkeiten auftraten, bezüglich der Synchronisierung des Datumswechsels mit der angezeigten Zeit, wobei dieser Datumswechsel üblicherweise um Mitternacht erfolgt

Mit dem Erscheinen elektronischer Uhren, insbesondere Armbanduhren, trat das Problem der Synchronisierung zwischen einer elektromechanischen Anordnung einerseits und einer rein elektronischen Anordnung andererseits auf. Obwohl derartige Uhren mit Doppelanzeige hergestellt werden, ist das Synchronisierungsproblem bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst worden.

Der elektronische Teil einer derartigen Uhr weist z. B. üblicherweise zahlreiche Register auf, mit nichtdauerhafter Speicherung von Daten. Sowie nun der Strom unterbrochen wird, z. B. beim Batteriewechsel in einer Armbanduhr, werden die in diesen Registern gespeicherten Daten unverzüglich gelöscht, so daß die Uhr, bevor sie erneut einsatzbereit ist, vollständig neu synchronisiert werden muß. Es ist weiterhin wünschenswert, die Synchronisierung vollständig aufrecht zu erhalten, die zu einem geringeren Grad verloren geht, wenn der Unterschied zwischen elektromechanischen und rein elektrischen Anordnungen berücksichtigt wird.

Bei einer bekannten Lösung dieses Problems ist eine Anordnung vorgesehen, wobei die Zeiger auf 12:00 (=24:00) gestellt werden, wonach durch Drücken eines oder mehrerer Schalter die Digitalanzeige synchronisiert werden kann. Diese bekannte Anordnung stellt, obwohl sie nur nach einer Stromunterbrechung durchgeführt werden muß, wie es z. B. nach dem Batteriewechsel im Falle einer Armbanduhr der Fall ist, eine komplizierte Folge von Schritten dar, die das Vermögen eines durchschnittlichen Benutzers übersteigen kann.

Aus der DE-OS 23 06 487 ist eine Vorrichtung zur täglichen Auslösung einer Datumsanzeigevorrichtung für elektronische Uhren bekannt, bei der mehrere Nokken die Datumsanzeige dann auslösen, wenn durch sie gleichzeitig mehrere Schalter betätigt werden. Die Datumsanzeige selbst besteht aus einer durch einen Schrittmotor betriebenen Scheibe, an der die Tageszahlen vorgesehen sind. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß im Falle eines Stromausfalls keine automatische Synchronisierung der Datumsanzeige und der Zeitanzeige möglich ist.

Aus der DE-OS 28 04 041 ist eine elektronische Uhr mit einem elektronischen Digitalanzeigesystem bekannt, bei der das Synchronisierungssignal für die Synchronisiereinrichtung durch einen von einem mechanischen Nocken betätigten Schalter erzeugt wird, was zu einer geringen Genauigkeit und zu einer mangelnden Zuverlässigkeit führt.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Uhr mit einer elektromechanischen Analoganzeige und mit einer elektronischen Digitalanzeige anzugeben, bei der nach einer Unterbrechung der Stromversorgung und nach der anschließenden Wiederaufnahme der Stromversorgung der Synchronisiereinrichtung mit einer großen Genauigkeit und automatisch ein Synchronisiersignal zugeführt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Uhr der genannten Gattung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der bevorzugte Ausführungs-

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beispiele dargestellt sind Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch den Analogteil einer erfindungsgemäßen Uhr;

F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispi>;l der in F i g. 1 gezeigten Uhr und

Fig.3 eine Einzelheit einer Schaltung der erfindungsgemäßen Anordnung, die wirksam wird, wenn der Uhrantrieb mit einer neuen Batterie versehen wird.

Die Grundsätze des Aufbaus und der Arbeitsweise elektronifcher Uhren mit Quarzen als Frequenzstan- ι ο dards sind gut genug bekannt, so daß sie nicht im einzelnen beschrieben werden müssen. Grundsätzlich weisen derartige Uhren einen Frequenzstandard, ζ. Β. einen Quarzkristall auf, sowie einen Frequenzteiler zum Herabsetzen seiner Ausgangsfrequenz auf eine für An- is zeigezwecke geeignete Größe und eine Anzeigevorrichtung für die Information, die z. B. eine analoge Anzeigevorrichtung sein kann, und die z. B. durch einen kleinen Schrittmotor oder dgl. angetrieben wird oder eine Digital- und elektronische Anzeige sein kann. 2»

Die vorliegende Erfindung läßt sich auf eine derartige Uhr dahingehend anwendtn, daß der digitale Anzeigeteil zusätzlich zur Zeitmessung eine Kalenderinformation anzeigt Dabei dient die vorliegende Erfindung zur Synchronisierung der Kalenderanzeige mit den die Zeit anzeigenden Zeigern, wobei der Kalenderwechsel jeden Tag um Mitternacht erfolgen soll.

Ein weiteres Beispiel einer Uhr, in der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, ist in der US-PS 39 11 665 beschrieben.

F i g. 1 zeigt in stark vereinfachter Form einen Querschnitt eines Antriebs des Analogteils einer erfindungsgemäßen Uhr. Die Uhr wird dabei üblicherweise durch einen aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellten Schrittmotor angetrieben. In F i g. 1 sind mit 1 und 2 r> das Minutenrad bzw. eine Welle bezeichnet, die ein Stundenrad 3 und ein Minutenrohr 4 antreiben. Das Stundenrad 3 bewegt obendrein die Synchronisierscheibe 5, deren Oberfläche im dargestellten Beispiel an einer bestimmten Stelle mit einer Öffnung 8 versehen ist

Innerhalb des Uhrwerks und auf der einen Seite der Synchronisierscheibe 5 ist eine ein Signal aussendende Quelle, beispielsweise eine lichtemittierende Diode 6 angeordnet, während auf der anderen Seite der Scheibe 4 > 5 ein fotoelektrischer Detektor, z. B. ein Fototransistor 7 angeordnet ist Das bedeutet, daß kein Signal von der lichtemittierenden Diode 6 zur Fotozelle 7 gelangt, wenn das Scheibenmaterial sich zwischen diesen beiden Elementen befindet Gelangt jedoch beim kontinuierliehen Bewegen der Scheibe 5 die Öffnung 8 zwischen die lichtemittierende Diode 6 und die Fotozelle 7, so kann ein Signal hindurchtreten, so daß die Fotozelle 7 selbst ein Signal abgibt Bei der Herstellung des Uhrwerks ist darauf zu achten, daß die Öffnung 8, die Fotozelle 7 und die lichtemittierende Diode 6 derart angeordnet werden, daß sie mit einer vorbestimmten Stellung der Zeiger wirksam werden, z. B. um Mitternacht.

F i g. 2 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung mit der Ausnahme, daß die Synchronisierscheibe 5, die ho sich zusammen mit dem Stundenrad 3 dreht, durch ein Paar Synchronisierscheiben 9 und 11 ersetzt ist, die sowohl mit dem Minutenrohr als auch mit dem Stundenrad synchronisiert sind, obwohl sie, wie dargestellt, durch das Minutenrad 1 und die Welle 2 angetrieben μ werden.

Beide Scheiben 9 und U sind mit Öffnungen 8 versehen, wodurch eine größere Präzision erzielt werden kann beim Ausrichten der Scheiben mit der genauen Mitternachtsstellung, in der ein Datumswechsel oder ein Synchronisiervorgang erfolgen solL

F i g. 3 zeigt ein Schaltungsteil einer geeigneten Anordnung zum Antrieb einer erfindungsgemäßen Uhr. Mit 12 ist dabei ein herkömmlicher integrierter Schaltkreis bezeichnet, der zusätzlich zu den Standardbauteilen einen ÄC-Kreis aufweist, der einen Widerstand 13 und einen Kondensator 14 enthält Ein weiterer Widerstand 15 kann als Spannungsteiler vorgesehen sein. Schließlich ist noch ein Impulsformerkreis 16 vorgesehen, der im dargestellten Beispiel aus einem herkömmlichen D-Flip-Flop bestehen kann.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist wie folgt: Wird die Batterie entfernt oder die Stromzufuhr für das erfindungsgemäße Uhrwerk auf andere Art unterbrochen, so werden sämtliche elektrisch gespeicherten Informationen augenblicklich gelöscht, wodurch der Inhalt der Uhrregister verloren geht Nach Einsetzen einer neuen Batterie in die Uhr oder nach Wiederaufnahme der Stromversorgung tritt der ÄC-Kreis 13 und 14 in Aktion und liefert einen Impuls, mit dessen Hilfe das D-Flip-Flop 16 auslösbar ist Der vom Flip-Flop 16 abgegebene Ausgangspuls Q kann dazu verwendet werden, sämtliche Register und alle Stufen innerhalb des Frequenzteilers erneut zu stellen. Obendrein kann der Ausgangspuls Q dazu verwendet werden, ein Flip-Flop zu betätigen, das einen schnellen Vorstellimpuls steuert, wie es z. B. in den US-PSen 39 01 022 und 40 30 283 beschrieben ist Das Auftreten eines derartigen schnellen Vorstellpulses dient dazu, bestimmte Stufen des Frequenzteilers zu umgehen, so daß Antriebspulse für den Motor von einer höheren Stufe abgegeben werden und damit mit höherer Frequenz. Das bedeutet daß der die Anzeige antreibene Motor sich erheblich schneller dreht, z. B. 32mal pro Sekunde anstelle von einem Mal pro Sekunde oder einmal pro Minute.

Die Anzeige wird demzufolge schnell vorwärtsbewegt wobei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei jedem Schrittpuls für den Motor die LED 6 ein Signal erhält Ein schnelles Vorstellen der Zeiger entspricht demnach einem schnellen Vorstellen der Synchronisierscheibe. Jedesmal, wenn die Öffnung der Synchronisierscheibe zwischen der LED 6 und der Fotozelle 7 hindurchläuft, wird ein Signal in letzterer erzeugt, das in den integrierten Kreis zurückgeführt wird und dort dazu dient um den schnellen Vorlauf anzuhalten. Dies kann mittels einer Gatter-Anordnung oder mittels Rückstellen eines Flip-Flops geschehen.

Das Einsetzen einer neuen Batterie oder die Wiederaufnahme der Energieversorgung des Uhrwerks führt also zu einem schnellen Vorstellen der mechanischen Zeiger, bis zu der Zeit, wo diese eine vorgegebene Stellung durchlaufen, z. B. Mitternacht worauf der Synchronisieranordnung, wie sie in F i g. 1 und 2 dargestellt ist, ein Impuls zugeführt wird, der den schnellen Vorlauf stoppt und für die richtige Digitalanzeige sorgt, die z. B. eine Kalenderanzeige ist

Danach kann der Benutzer mit der üblichen Zeiteinstellung fortfahren, wobei er sicher ist, daß die Kalenderanzeige synchron mit der anderen angezeigten Information verbleibt.

Es ist klar, daß eine derartige Anordnung anstelle au'lerer Vorrichtungen auch dazu verwendet werden kann, mehr als nur einen täglichen Datumswechsel um Mitternacht durchzuführen. Dazu ist es notwendig, Vorkehrungen zu treffen, daß die LED nur unter bestimmten Bedingungen und zu bestimmten vorgegebenen

Zeitpunkten betätigt wird. Zum erneuten Einstellen und zur Synchronisierung der Digitalanzeige mit der mechanischen Analoganzeige ist klar, daß die LED nur während des Synchronisiervorgangs angeregt wird. Wird eine derartige Anordnung im Falle einer Weckuhr eingesetzt mit digitaler Anzeige der Weckzeit, so muß obendrein ganz genau die Stellung der Zeiger bekannt sein. Dies kann mittels Zählen der Pulszahl des Motors erfolgen nach einer erfolgten Synchronisierung um 24 Uhr oder um 12 Uhr.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel kann darin bestehen, eine reflektierende Anordnung anstelle einer öffnung auf der Synchronisierscheibe vorzusehen. Dabei wäre dann die Signalquelle, d.h. eine LED, und ein Detektor, d. h. ein Fototransistor, derart in vorgegebener Winkelstellung zueinander anzubringen, daß bei einer bestimmten Drehstellung der Synchronisierscheibe das Lichtsignal von der LED mittels Reflexion zum Detektor gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Uhr mit einer elektromechanischen Analoganzeige zur Darstellung von Zeitfunktionen und mit einer elektronischen Digitalanzeige zur Darstellung anderer Informationen, wobei eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist, die eingangsseitig mit der Analoganzeige verbunden ist und die bei einer vorgegebenen Stellung der Analoganzeige ein Syn- to chronisiersignal zur Synchronisierung der Analoganzeige und der Digitalanzeige erzeugt, dadurch gekennzeichnet,

daß die Synchronisiereinrichtung (5 bis 8) mindestens eine synchron mit der elektromechanischen Analoganzeige (1 bis 4) drehbare Scheibe (5) mit einer ihre Ebenen durchsetzenden öffnung (8) oder mit einer reflektierenden Einrichtung enthält und
daß diese öffnung (8) oder diese reflektierende Einrichtung in periodischen Zeitabständen an einem Ort vorbeiführbar ist, an dem sich auf der einen Seite der Öffnung (8) oder der reflektierenden Einrichtung eine ein Lichtsignal aussendende Quelle (6) und an der anderen Seite der öffnung (8) oder der einen Seite der reflektierenden Einrichtung zur Erzeugung des Synchronisiersignals ein fotoelektrischer Detektor (7) befinden (F i g. 1).

2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste drehbare Scheibe (11) und eine zweite drehbare Scheibe (9) synchron mit dem Antrieb für ω die Stunden- und Minutenzeiger vorgesehen sind und daß die beiden Scheiben (9, U) derart mit öffnungen (8) versehen sind, daß diese die gleiche Drehstellung in periodischen Zeitabständen einnehmen.

3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (9, U) koaxial angeordnet sind.

4. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lichtsignal aussendende Quelle (6) eine lichtemittierende Diode aufweist, und daß Schaltkreise vorgesehen sind, die die lichtemittierende Diode unter bestimmten Bedingungen periodisch erregen.

5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lichtsignal aussendende Quelle (6) eine <r> lichtemittierende Diode aufweist, die in radialer Richtung gesehen in der Nähe der öffnung (8) auf der ersten Seite der ersten Scheibe (U) angeordnet ist, daß der fotoelektrische Detektor (7) in der Nähe der abgewandten Seite der zweiten Scheibe (9) an- ■-><> geordnet ist, und daß Schaltkreise vorgesehen sind, die die lichtemittierende Diode unter bestimmten Bedingungen periodisch erregen.