DE4424337C2 - Verfahren zum Stellen der Zeiger einer elektrischen Uhr und entsprechende Uhr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stellen der Zeiger einer elektrischen Uhr mit Analoganzeige nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine elektrische Uhr mit Analoganzeige nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 (EP 0560321 A2).

Aus der DE 40 08 898 A1 ist es bekannt, die Stellung der Zeiger einer Uhr mit Analoganzeige in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern. Bei einer Entnahme der Batterieanordnung bleiben die Zeiger der Uhr stehen. Die Stellung der Zeiger der Uhr bleibt in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert. Nach dem Wiedereinsetzen der Batterieanordnung wird der Empfang eines Funkzeitsignales abgewartet. Nach dem vollständigen Empfang eines Funkzeitsignales wird die Differenz der Stellung der Zeiger zu der aktuellen Uhrzeit aus dem gespeicherten Wert der Zeigerstellung und der empfangenen Uhrzeit ermittelt. Die Zeiger werden dann entsprechend dieser Differenz schneller bewegt, bis die Stellung der Zeiger der Uhr der aktuellen Uhrzeit entspricht.

Aus einem der in der EP 0 560 321 A2 beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es bekannt, eine Energiespeichereinheit vorzusehen, die von der Batterieanordnung geladen wird, solange diese vollständig eingesetzt ist. Bei einer Entnahme der Batterieanordnung wird von der Energiespeichereinheit ein Schaltkreis (LSI 1602, Fig. 16) mit Energie versorgt, der dafür sorgt, daß die Zeiger in eine Referenzposition gefahren werden. Wie die Zeiger nach dem Wiedereinsetzen der Batterieanordnung wieder auf die aktuelle Uhrzeit gebracht werden, ist der EP 0 560 321 A2 nicht zu entnehmen.

Aus der DE 33 46 388 A1 ist es außerdem bekannt, eine Digitaluhr mit von außen zugänglichen Anschlußbuchsen zu versehen. An diese Anschlußbuchsen kann dann eine externe Spannungsquelle angeschlossen werden. Nach dem Anschluß dieser externen Spannungsquelle können die Batterien der Uhr ausgewechselt werden, ohne daß dabei Datenverluste auftreten bzw. die Funktion der Uhr unterbrochen wird.

Aus der DE 31 15 682 A1 ist weiterhin eine Vorgehensweise bekannt, bei der einzelne Funktionen einer Uhr, wie z. B. die Beleuchtung oder die Weckeinrichtung, gesperrt werden, wenn der Ladungszustand der Batterie einen unteren Grenzwert erreicht. Erst wenn der Ladungszustand der Batterie wieder oberhalb dieses unteren Grenzwertes liegt, wird die Zuschaltung derartiger Verbraucher wieder freigegeben.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Einstellung der Zeiger einer Uhr mit Analoganzeige möglichst einfach auszugestalten, wenn ein Wechsel der Batterien der Uhr erfolgt ist. Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merk­ malen des Verfahrens nach Anspruch 1 sowie den Merkmalen der elektrischen Uhr gemäß Anspruch 2 gelöst.

Vorteilhaft wirkt sich bei dem Verfahren nach Anspruch 1 sowie der Uhr nach Anspruch 2 aus, daß der Benutzer nach dem Wiedereinlegen der Batterieanordnung nicht die genaue Uhrzeit kennen muß, um die Zeiger der Uhr dann auf diese Uhrzeit einzustellen. Da der Wechselvorgang der Batterien üblicherweise nur relativ kurz andauert, erweist sich das Verfahren nach Anspruch 1 oder die Uhr gemäß Anspruch 2 dahingehend als vorteilhaft, daß von den Zeigern relativ schnell wieder die aktuelle Uhrzeit angezeigt wird. Die zeithaltende Einrichtung benötigt dabei nur einen relativ geringen Strombedarf. Der größere Strombedarf, der durch die Anzeige dieser Zeit durch die Analoganzeige und deren Bewegung benötigt wird, entfällt hierbei, solange die Batterieanordnung nicht vollständig eingelegt ist.

Bei der Ausbildung der Uhr nach Anspruch 3 zeigt sich vorteilhaft, daß die Einstellung der Uhr beim Wechsel der Batterien verlängert möglich ist, wenn die Restlebensdauer der Batterien durch die entsprechende Ausbildung des Verfahrens bzw. Ausgestaltung der Uhr verlängert wird. Vergißt der Benutzer der Uhr, beispielsweise wenn er in Urlaub fährt, einen Wecker abzuschalten, so ertönt das Wecksignal täglich zu derselben Uhrzeit, so lange bis die Selbstabschaltung des Wecksignals erfolgt. Während einer längeren Urlaubsreise kann es dann vorkommen, daß durch diese starke Strombelastung der Batterien des Weckers diese Batterien sich entladen und daß der Wecker dann stehenbleibt und auch nicht mehr die aktuelle Uhrzeit enthält. Da die in der Energiespeichereinheit gespeicherte Energie begrenzt ist, kann es dann vorkommen, daß nach einer bestimmten Zeit die Datenspeichereinheit nicht mehr genug Strom erhält, um die gespeicherten Daten der Zeigerstellung der Zeiger der Analoganzeige weiterhin zu speichern. In diesem Falle müßte dann eine vollständige Neueinstellung der Zeiger der Analoganzeige vorgenommen werden.

Bei der Ausgestaltung der Uhr nach Anspruch 4 kann der Bedienungskomfort der Uhr für den Benutzer verbessert werden, indem unwichtigere Funktionen, wie z. B. die Anzeigenbeleuchtung, bei einem höheren Ladungszustand der Batterieanordnung gesperrt werden, als wichtige Funktionen, wie z. B. die Weckfunktion eines Weckers.

Bei der Ausgestaltung der Uhr nach Anspruch 5 wird die Antriebseinrichtung der Zeiger der Uhr bereits gesperrt, bevor die restliche Leistungsabgabe der Batterieanordnung nicht mehr ausreicht, um die Zeiger zu bewegen. Durch dieses frühzeitige Sperren der Antriebseinrichtung ist in diesem Moment beim Stehenbleiben der Zeiger der Uhr eine größere Restkapazität in der Batterieanordnung vorhanden, als wenn diese Abschaltung erst dann erfolgt, wenn die Zeiger der Uhr aufgrund deren Trägheit nicht mehr bewegt werden können. Die zeithaltende Einrichtung sowie die Datenspeichereinheit können dann noch über einen längeren Zeitraum von der Batterieanordnung versorgt werden, bevor auf die in der Energiespeichereinheit gespeicherte Energie zurückgegriffen werden muß.

Bei der Ausgestaltung der Uhr nach Anspruch 6 wird dem Benutzer angezeigt, wann ein Batteriewechsel vonnöten ist. Dadurch kann in besonders einfacher Weise sichergestellt werden, daß der Batteriewechsel so rechtzeitig erfolgt, daß in der Energiespeichereinheit genug Energie vorhanden ist, um die Datenspeichereinheit sowie gegebenenfalls die zeithaltende Einrichtung während der Dauer der Entnahme der Batterieanordnung mit Energie zu versorgen.

Vorteilhaft wirkt sich also bei der Erfindung aus, daß ein Einstellen der Zeiger auf eine bestimmte Referenzzeit bei einer Funkuhr nur bei erstmaliger Inbetriebnahme, d. h. bei erstmaligem Einlegen einer Batterieanordnung vorgenommen werden muß. Bei künftigen Einstellvorgängen nach Entnahme der Batterieanordnung kann, von der letzten Zeigerstellung ausgehend, die aktuelle Uhrzeit wiederum angefahren werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn zur Erfassung der Referenzeinstellung der Zeiger auf ein vollautomatisches System, d. h. ein Erfassen der Zeigerstellung mittels Lichtschranke, verzichtet werden soll. Um dem Benutzer nun nicht bei jedem Batteriewechsel ein manuelles Einstellen der Zeiger zuzumuten, wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Wechsel der Batterieanordnung verfahren. Dies ist auch dann noch vorteilhaft, wenn das manuelle Einstellen der Zeiger stark vereinfacht wird, wie z. B. in einer Ausführungsform, bei der sich der Sekundenzeiger selbsttätig in Bewegung setzt, wenn die Batterieanordnung vollständig eingesetzt ist und mittels einer Stopptaste angehalten wird, wenn er die 12.00-Uhr-Stellung erreicht. Nachdem der Sekundenzeiger die 12.00-Uhr-Stellung erreicht hat, werden dann mittels einer mechanischen Einstelleinrichtung, vorzugsweise einem Rändelrad, der Minuten sowie der Stundenzeiger auf die entsprechende Referenzzeit eingestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Eine Batterieanordnung 101, die entsprechend der Darstellung der Figur entnehmbar ist, besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Zellen, die sowohl eine Batterie als auch ein Akku sein können. Diese Batterieanordnung 101 speist über eine Diode 128 eine Energiespeichereinheit 102. Die Diode 128 verhindert dabei, daß bei zunehmender Entladung der Batterieanordnung 101 von der Energiespeichereinheit 102 Energie zurück in die Batterieanordnung 101 fließt. Eine Ansteuer- und Auswerteeinheit 105 wird dabei ein Signal 129 zugeführt, das die Spannung der Batterieanordnung 101 repräsentiert. Die Entnahme wenigstens eines Teiles der Batterieanordnung 101 bzw. ein vollständiges Wiedereinsetzen der Batterieanordnung 101 kann dann von der Ansteuer- und Aus­ werteeinheit 105 durch einen entsprechenden Spannungssprung er­ kannt werden. Auch zur Erkennung des Spannungssprunges wird die Diode 128 benötigt. Wäre diese Diode nicht da, wäre aufgrund der glättenden Wirkung der Energiespeichereinheit 102 kein Spannungs­ sprung zu erkennen. Alternativ ist es aber auch möglich, die Ent­ nahme und das Wiedereinsetzen der Batterieanordnung 101 daraus abzuleiten, daß durch die Batterieanordnung 101 bei Entnahme und Wiedereinsetzen der Batterieanordnung 101 jeweils die Schalt­ stellung eines elektrischen Schalters geändert wird. Die Entnahme der Batterieanordnung kann dann durch Auswerten der Signale des elektrischen Schalters erfolgen. Die Batterieanordnung 101 bzw. die Energiespeichereinheit 102 speist dabei eine Datenspeicher­ einheit 103. Weiterhin sind mit der Batterieanordnung 101 sowie der Energiespeichereinheit 102 eine zeithaltende Einrichtung 104, ein Empfänger 120, die Ansteuer- und Auswerteeinheit 105 sowie eine Antriebseinrichtung 110 verbunden. Diese Antriebseinrichtung 110 bewegt dabei die Zeiger 111 der Uhr. Weiterhin sind mit der Batterieanordnung 101 bzw. der Energiespeichereinheit 102 eine Beleuchtung der Ziffernanzeige 113 sowie ein Signalgeber 115 zur Ausgabe eines Wecksignals sowie eine Anzeigeeinrichtung 116 ver­ bunden. Zur Bestimmung und Anzeige der Uhrzeit weist die zeit­ haltende Einrichtung 104 eine Quarzeinheit auf, aufgrund deren Schwingungen die momentane Uhrzeit ermittelt wird. Gleichzeitig weist die Uhr einen Empfänger 120 auf, der Zeitsignale von einem Sender empfängt. Diese Zeitsignale werden von dem Empfänger 120 ausgewertet und daraus entsprechend eine Uhrzeit ermittelt. Über die Signalleitung 121 wird mittels dieser ermittelten Uhrzeit die zeithaltende Einrichtung 104 auf diese ermittelte Uhrzeit ge­ setzt. Von dieser ermittelten Uhrzeit ausgehend wird von der zeithaltenden Einrichtung 104 sodann mit der Quarzeinheit fort­ laufend die aktuelle Uhrzeit ermittelt. Diese aktuelle Uhrzeit wird der Ansteuer- und Auswerteeinheit 105 über die Signalleitung 107 zugeführt. Die Zeiger 111 werden dabei von der Antriebsein­ richtung 110 angetrieben, die in dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel ein Schrittmotor ist. Dieser Schrittmotor wird dadurch in Bewegung gesetzt, daß ein Magnetfeld umgepolt wird. Um mittels dieses Schrittmotors eine Bewegung um einen Schritt auszuführen, ist es notwendig, das Magnetfeld umzupolen. In der Daten­ speichereinheit 103 wird die aktuelle Zeigerposition gespeichert sowie die Polrichtung der Antriebseinheit 110. Diese Daten werden der Datenspeichereinheit 103 von der Ansteuer- und Aus­ werteeinheit 105 über die Signalleitung 129 zugeführt. Ebenso sind in der Datenspeichereinheit weitere Daten gespeichert, wie z. B. die Weckzeit oder andere Daten, mit denen die Uhr von dem Benutzer individuell einstellbar ist. In der Ansteuer- und Aus­ werteeinheit 105 wird dann ermittelt, um wieviel Schritte die An­ triebseinrichtung 110 bewegt werden muß. Dazu wird über die Signalleitung 106 von der Datenspeichereinheit die aktuelle Zeigerposition sowie die Polrichtung der Antriebseinrichtung 110 abgefragt. Über die Signalleitung 107 wird von der zeithaltenden Einrichtung 104 die aktuelle Uhrzeit abgefragt. Die Differenz der aktuellen Uhrzeit und der Zeigerposition entsprechend dem Wert in der Datenspeichereinheit 103 ergibt die Anzahl der Schritte, um die die Antriebseinrichtung 110 bewegt werden muß. Ist diese Zahl größer als 1, wird die Antriebseinrichtung 110 mit einer Ge­ schwindigkeit bewegt, daß die Zeiger 111 schneller bewegt werden als dies einer zeitsynchronen Fortbewegung der Zeiger 111 ent­ spricht. Ist die Differenz zwischen der aktuellen Uhrzeit und der Zeigerposition gleich 1, so heißt dies, daß die Antriebseinrichtung 110 um einen Schritt weiterbewegt werden muß. In diesem Falle wird die Antriebseinrichtung 110 von der Ansteuer- und Aus­ werteeinheit 105 über die Signalleitung 108 so angesteuert, daß sich die Zeiger 111 mit einer ersten Geschwindigkeit bewegen, die einer zeitsynchronen Fortbewegung der Zeiger 111 entspricht. Die zweite Geschwindigkeit ist dabei größer als diese erste Ge­ schwindigkeit. Weiter sind von der Ansteuer- und Auswerteeinheit 105 noch eine Beleuchtung 113 des Zifferblattes der Uhr ansteuerbar sowie ein Signalgeber 115, der beispielsweise dann ange­ steuert wird, wenn das Wecksignal ausgegeben werden soll. Über die Signalleitung 119 ist eine Anzeigeeinrichtung 116 ansteuer­ bar. Wenn in der Ansteuer- und Auswerteeinheit 105 beispielsweise aus der Klemmenspannung der Batterieanordnung 101 auf den Ladezu­ stand der Batterieanordnung geschlossen wird, ist es möglich, über die Anzeigeeinrichtung 116 dem Benutzer anzuzeigen, wenn ein Batteriewechsel erforderlich ist. Bei einem Absinken der Batteriespannung, d. h. einer zunehmenden Entladung der Batterie­ anordnung 101 ist es auch möglich, einige Verbraucher frühzeitig abzuschalten, um eine bestimmte Restfunktion der Uhr sicherzu­ stellen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß Trennein­ richtungen, z. B. 109, 112, 114, 122, aktiviert werden, wenn der Ladezustand der Batterieanordnung 101 absinkt. Diese Trennein­ richtungen 109, 112, 114 und 122 können dabei selbsttätig den Ladezustand der Batterieanordnung überwachen oder, im Falle einer zentralen Überwachung des Ladezustands der Batterieanordnung, von der Ansteuer- und Auswerteeinheit 105 angesteuert werden (in der Figur nicht dargestellt). Die Verbraucher 110, 113, 115 und 120 können dabei gleichzeitig bei Erreichen eines bestimmten Ladezu­ standes der Batterieanordnung gesperrt werden. Es ist aber auch möglich, das Sperren dieser Verbraucher derart auszugestalten, daß bei bestimmten Ladezuständen der Batterieanordnung 101, die jedem der Verbraucher individuell zugeordnet sind, das Sperren dieses Verbrauchers erfolgt.

Wird nun die Batterieanordnung 101 zumindest teilweise übernommen, werden die Verbraucher nahezu durchweg von der Energieversorgung abgetrennt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, indem in diesem Falle den einzelnen Verbrauchern zugeordnete Trenneinrichtung 109, 112, 114, 122 bzw. 125 öffnen oder indem zentrale Trenneinrichtungen 126 oder 127 öffnen. Beim Öffnen der zentralen Trenneinrichtung 127 bleibt die zeithaltende Einrichtung 104 nach wie vor mit der Energiespeichereinheit 102 verbunden, d. h. daß die aktuelle Uhrzeit durch die zeithaltende Einrichtung 104 fort­ laufend weiter ermittelt wird. In der Datenspeichereinheit 103 wird die Zeigerstellung gespeichert, die vor Entnahme der Batterieanordnung angezeigt wurde. Wenn dann die Batteriean­ ordnung 101 vollständig wiedereingesetzt ist, schließt die Trenn­ einrichtung 127 wiederum und von der Ansteuer- und Auswerteein­ heit 105 wird aufgrund der Differenz der durch die zeithaltende Einrichtung 104 fortlaufend ermittelten aktuellen Uhrzeit und der gespeicherten Zeigerstellung gemäß der Datenspeichereinheit 103 eine Anzahl von Schritten an die Ansteuereinrichtung 110 ausge­ geben, mit der die Zeiger 111 der Uhr auf die aktuelle Uhrzeit gemäß der zeithaltenden Einrichtung 104 gebracht werden.

Im Falle, daß bei dem Wiedereinsetzen der Batterieanordnung zwischenzeitlich ein Datenverlust aufgetreten ist und die Zeiger somit nicht eingestellt werden können, wird dem Benutzer dies vorteilhaft über die Anzeigeeinrichtung 116 angezeigt. In diesem Falle bewegen sich die Zeiger 111 der Uhr nicht weiter. Die Uhr muß dann vom Benutzer neu eingestellt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Stellen der Zeiger (111) einer elektrischen Uhr mit Analoganzeige, wobei die elektrische Uhr mittels einer Batterieanordnung (101) betrieben wird, die aus wenigstens einer Batterie oder einem Akku besteht, die Zeiger (111) der Uhr bei einer Entnahme wenigstens eines Teils der Batterieanordnung (101) stillstehen, bis die Batterieanordnung (101) vollständig wieder eingesetzt ist, eine Energiespeichereinheit (102) mit Energie geladen wird, wenn die Batterieanordnung (101) vollständig eingesetzt ist, in einer Datenspeichereinheit (103) die Stellung der Zeiger (111) der Uhr und beim Stillstand der Zeiger (111) der Uhr die zum erneuten Inbewegung­ setzen der Zeiter benötigte Polrichtung der Antriebseinrichtung (110) der Zeiger (111) gespeichert werden, und in einer zeithaltenden Einrichtung (104) der elektrischen Uhr die aktuelle Uhrzeit ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Energiebedarf der Datenspeichereinheit (103) und der zeithaltenden Ein­ richtung (104), während wenigstens ein Teil der Batterieanordnung (101) entnommen ist, von der Energiespeichereinheit (102) gedeckt wird,
und daß zur Einstellung der Zeiger (111) der Uhr nach dem vollständigen Wiederein­ setzen der Batterieanordnung (101) der Zeiger (111) der Uhr in Abhängigkeit der in der Datenspeichereinheit (103) gespeicherten Daten sowie der von der zeithalten­ den Einrichtung (104) ermittelten aktuellen Uhrzeit schneller bewegt werden, als dies der zeitsynchronen Bewegung der Zeiger (111) entspricht, bis die Stellung der Zeiger (111) der Uhr mit der aktuellen Uhrzeit übereinstimmt.

2. Elektrische Uhr mit Analoganzeige, mit einer entnehmbaren Batterieanordnung (101), zur Energieversorgung, die aus wenigstens einer Batterie oder einem Akku besteht, einer Antriebseinrichtung (110) für die Zeiger (111), die die Zeiger (111) nur dann bewegt, wenn die Batterieanordnung (101) vollständig in die Uhr eingesetzt ist, wobei die Zeiger (111) von der Antriebseinrichtung (110) mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt werden können, die einer zeitsynchronen Bewegung der Zeiger (111) entspricht, sowie mit einer zweiten Geschwindigkeit, die größer ist als die erste Geschwindigkeit, einer Energie­ speichereinheit (102), die von der Batterieanordnung (101) gespeist wird, wenn die Batterieanordnung (101) vollständig in die Uhr eingesetzt ist, einer Datenspeichereinheit (103), in der die Stellung der Zeiger (111) der Uhr und beim Stillstand der Zeiger (111) der Uhr die zum erneuten In­ bewegungsetzen der Zeiger (111) benötigte Polrichtung der Antriebseinrichtung (110) für die Zeiger (111) gespeichert wird, und einer zeithaltenden Einrichtung (104), in der die aktuelle Uhrzeit ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenspeichereinheit (103) und die zeithaltende Einrichtung (104) mit der Energiespeichereinheti (102) derart verbunden sind, daß deren Energiebedarf von der Energiespeichereinheit (102) gedeckt wird, wenn wenigstens ein Teil der Batterieanordnung (101) entnommen ist, und daß eine Ansteuer- und Auswerteeinheit (105) derart vorgesehen ist, daß zur Einstellung der Zeiger (111) der Uhr nach dem vollständigen Wiedereinsetzen der Batterieanordnung (101) die Zeiger (111) der Uhr in Abhängigkeit der in der Datenspeichereinheit (103) gespei­ cherten Daten sowie der von der zeithaltenden Einrichtung (104) ermittelten aktuellen Uhrzeit von der Antriebseinrichtung (110) mit der zweiten Geschwindigkeit bewegt werden, bis die Stellung der Zeiger (111) der Uhr mit der aktuellen Uhrzeit übereinstimmt.

3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Trenneinrichtung (109, 112, 114) aufweist, das Zuschalten von wenigstens einem Verbraucher (110, 113, 115) mit hohem Strombedarf gesperrt wird, wenn der Ladungszustand der Batterieanordnung auf eine bestimmte Restkapazität gesunken ist.

4. Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Trenneinrichtung (109, 112, 114) das Zuschalten mehrerer Verbraucher (110, 113, 115) derart gesperrt wird, daß die einzelnen Verbraucher (110, 113, 115) dann gesperrt werden, wenn der Ladungszustand der Batterieanordnung (101) auf jeweils eine, den einzelnen Verbrauchern (110, 113, 115) zugeordnete, bestimmte Restkapazität gesunken ist.

5. Uhr nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (110) für die Zeiger (111) der Uhr als Verbraucher mit hohem Strombedarf behandelt wird.

6. Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Anzeigeeinrichtung (116) aufweist, dem Benutzer ein abnehmender Ladungszustand der Batterieanordnung (101) ab einer bestimmten Restkapazität angezeigt wird.