DE4446929C2 - Uhr, insbesondere Funkuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhr, insbesondere Funkuhr mit analoger Zeitanzeige gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Speziell bei analogen, d. h. mit Sekunden-, Minuten- und Stundenzeiger versehenen Funkuhren, die bei Inbetriebnahme eine automatische Einstellung der richtigen Uhrzeit vornehmen, ist zunächst in einem Zeigerstanderkennungsmodus eine Zeigerstanderkennung notwendig, damit dann von der Auswert- und Steuereinheit der Uhr unter Berücksichtigung des erkannten Zeigerstandes der der tatsächlichen Uhrzeit entsprechende Zeigerstand eingestellt werden kann.

Bei bekannten Funkuhren erfolgt die Zeigerstanderkennung dadurch, daß mit Hilfe von Lichtstrecken, die von einer Sendediode und einer Empfangsdiode, d. h. von einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor gebildet sind, die Stellung des Sekundenrades, des Minutenrades und des Stundenrades bei während des Zeigerstanderkennungsmodus mit höherer Geschwindigkeit angetriebenen Rädern abgetastete wird, wobei dann ein bestimmter, festgelegter Zeigerstand, nämlich beispielsweise der Zeigerstand "12 Uhr" erkannt und als erkannter Zeigerstand für die nachfolgende Einstellung der Uhr auf den gewünschten Zeigerstand, d. h. auf die aktuelle Zeit verwendet wird. Bilden das Sekundenrad, das Minutenrad und das Stundenrad ein Räderwerk, bei dem diese Räder über Zwischenräder in der erforderlichen Übersetzung fest miteinander gekoppelt sind und für dessen Antrieb nur ein einziger Motor (Vielpolmotor oder Schrittmotor) vorgesehen ist, so ist diese Art der Zeigerstanderkennung und Einstellung des gewünschten Zeigerstandes sehr zeitaufwendig. Der Motor kann nämlich nicht beliebig schnell laufen. Üblicherweise lassen sich Geschwindigkeiten erreichen, die 50 Sekunden bzw. Schritten des Sekundenrades pro Sekunde entsprechen. Wird davon ausgegangen, daß im ungünstigsten Fall für das Erreichen des festgelegten Zeigerstandes ein Umlauf des Räderwerkes erforderlich ist, welcher zwölf vollen Stunden entspricht, würden es selbst bei dem schnellen Antrieb des Motors (mit 50 Schritten pro Sekunde) 864 Sekunden dauern, bis der vorgegebene Zeigerstand erreicht ist.

Andererseits ist die Anzahl von Marken am Stundenrad, Minutenrad und Sekundenrad äußerst begrenzt, und zwar wegen des in der Regel kleinen Durchmessers dieser Räder.

Bekannt ist speziell auch eine Funkuhr der gattungsmäßigen Art (DE 38 28 810 A1), bei der am Stundenrad Markierungen in Form von unterschiedlich breiten reflektierenden Segmenten gebildet sind, die zusammen mit Öffnungen in Minutenrad und im Sekundenrad sowie mit Öffnungen in Lochscheiben, die antriebsmäßig mit dem Minutenrad und dem Sekundenrad verbunden sind, Bestandteil einer Reflektionslichtstrecke zur Ermittlung des Zeigerstandes sind. Nachteilig auch bei dieser bekannten Uhr ist, daß trotz eines relativ großen konstruktiven Aufwandes die Zeigerstanderkennung eine relativ lange Zeit in Anspruch nimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Uhr aufzuzeigen, bei der in wesentlich kürzerer Zeit die Einstellung auf den jeweils gewünschten Zeigerstand erfolgen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Uhr entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß das Stundenrad in einem vorgegebenen Raster in Rasterbereiche unterteilt ist, die jeweils den gleichen Abstand, nämlich den Rasterabstand voneinander aufweisen. Am Stundenrad ist eine Codierung bzw. ein Codiermuster dadurch gebildet, daß Markierungen, beispielsweise in Form von Löchern an den vorgegebenen Rasterbereichen vorhanden oder nicht vorhanden sind. Bei der Erfindung sind hierdurch mehrere bestimmte und auch eindeutig erkennbare Zeigerstände möglich. Diese sind durch den jeweils unterschiedlichen Abstand der Marken am Stundenrad und/oder durch ein unterschiedliches Muster wenigstens zweier aufeinanderfolgender Abstände eindeutig definiert. In der Auswert- und Steuereinheit wird dann entweder nach einem Algorithmus oder aber anhand von in einem Datenspeicher gespeicherten Wertetabellen derjenige Zeigerstand erkannt, der nach dem Abtasten eines vollen Abstandes zwischen zwei Marken oder nach dem Abtasten wenigstens zweier aufeinanderfolgender Abstände vorliegt, womit der Zeigerstanderkennungsmodus beendet.

Bei der Erfindung wird während des Zeigerstanderkennungsmodus das Räderwerk durch den Motor schrittweise mit erhöhter Geschwindigkeit angetrieben, wobei jeweils nach dem Erkennen einer Marke des Stundenrades die Schritte bis zum Erkennen der nächsten Marke der Stundenrades gezählt werden. Eine wirksame Marke des Stundenrades bzw. ein Signal des Sensors liegen erst dann vor, wenn sich im Erfassungsbereich des Sensors zugleich auch eine Marke des Minutenrades und des Sekundenrades befinden.

Der Vorteil der Erfindung besteht zum einen darin, daß in sehr kurzer Zeit ein bestimmter Zeigerstand eindeutig erkannt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß die erforderliche Anzahl der Marken am Stundenrad gering ist.

Die Marken sind bevorzugt von Löchern gebildet, wobei in einem Rad anstelle eines oder mehrerer Löcher auch ein lichtreflektierender Bereich vorgesehen sein kann.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird in Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Blockdiagramm eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Uhr, zusammen mit den ebenfalls nur schematisch wiedergegebenen Sekunden-, Minuten- und Stundenrädern und dem für sämtliche Räder gemeinsamen Antriebsmotor in Form eines Schritt- oder Vielpolmotors;

Fig. 2 in Abwicklung die am Umfang des Stundenrades in Form von Löchern oder Durchbrüchen vorgesehene Stunderad-Kodierung, zusammen mit einem Zeitlineal;

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 eine weitere, mögliche Ausführungsform.

Die in der Fig. 1 dargestellte elektrische Uhr mit analoger Zeitanzeige durch nicht dargestellte Zeiger besteht im wesentlichen aus dem das Sekundenrad 1, das Minutenrad 2 und das Stundenrad 3 aufweisenden mechanischen Räderwerk, bei welchem die vorgenannten Räder über Zwischenräder mit der notwendigen Übersetzung antriebsmäßig fest miteinander verbunden sind. Zum Antrieb des Räderwerkes bzw. des Sekundenrades 1 dient ein Schrittmotor bzw. Vielpolmotor 4. Letzterer wird angesteuert durch Impulse 21 einer Leistungs- oder Treiberstufe 5, die Teil der Steuerelektronik 6 ist. Diese umfaßt im wesentlichen noch folgende Elemente:
eine zentrale Steuer- und Auswerteinrichtung 7, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors;
einen Programmspeicher 8;
einen Datenspeicher 9 zum Speichern noch näher bezeichneter Daten oder Wertetabellen;
einen quarzgesteuerten Taktgeber 10, insbesondere auch zum Betreiben der Uhr als autonome Quarzuhr und
eine DCF-Empfangseinrichtung 11 zum Empfangen des DCF-Zeitzeichensignals für das Überprüfen der Uhr und Nachstellen dieser Uhr.

Die in der Fig. 1 wiedergegebene Uhr arbeitet grundsätzlich in der für Funkuhren bekannten Weise, d. h. nach Inbetriebnahme der Uhr und nach einer automatisch von der Steuerelektronik 6 vorgenommenen Einstellung der angezeigten Zeit läuft die Uhr gesteuert durch den Zeitgeber 10 als autonome Quarzuhr, die jeweils zu bestimmten, vorgegebenen Zeiten durch das von dem DCF-Empfänger 11 empfangene Zeit-Signal überprüft und ggfs. nachgestellt wird.

Wichtig für die automatische Einstellung der von den Zeigern angezeigten Zeit bei der ersten Inbetriebnahme sowie auch bei jeder neuen Inbetriebnahme der Uhr ist, daß möglichst schnell ein Zeigerstand erkannt werden kann, so daß dann die Auswert- und Steuereinrichtung 7 aufgrund der Kenntnis dieses erkannten Zeigerstandes die Uhr auf einen gewünschten Zeigerstand, d. h. auf die aktuelle Zeit nachstellen kann und zwar mit Hilfe einer Anzahl von Impulsen, die aus dem erkannten Zeigerstand und dem gewünschten Zeigerstand errechnet wurde und die dem Vielpolmotor oder Schrittmotor 4 mit einer Frequenz zugeführt werden, die deutlich über der im normalen Betrieb vom Zeitgeber 10 gelieferten Taktfrequenz liegt.

Ebenso erfolgt während des Zeigerstanderkennungsmodus, d. h. zwischen dem anfänglich vorhandenen Zeigerstand und dem schließlich erkannten Zeigerstand eine Ansteuerung des Vielpolmotors 4 mit im Impulsen dieser höheren Frequenz, d. h. mit einer Frequenz, die beispielsweise eine Bewegung des Sekundenrades 1 in einer Sekunde über einen Winkelbereich bewirkt, der 50 Sekunden entspricht, d. h. die Ansteuerung des Vielpolmotors 4 erfolgt während des Zeigerstanderkennungsmodus sowie auch während der Einstellung auf den gewünschten Zeigerstand jeweils mit einer Impulsfrequenz von 50 Hz, während des normalen Betriebes der Vielpolmotor 4 mit einer Frequenz von 1 Hz angesteuert wird.

Um in möglichst kurzer Zeit, d. h. bei möglichst wenigen Umdrehungen des Sekundenrades 1 und des Minutenrades 2 eine eindeutig erkannten Zeigerstand zu erreichen, ist am Umfang des Stundenrades 3 eine bei der dargestellten Ausführungsform von einer Vielzahl von Löchern 12 gebildete Kodierung vorgesehen, und zwar derart, daß diese Löcher 12 in aneinander anschließenden Winkelbereichen, beispielsweise in den der Stundeneinteilung entsprechenden Winkelbereichen von jeweils 30° der Drehbewegung des Stundesrades 3 ein unterschiedliches Kodier-Muster bilden, und zwar bezüglich des Winkelabstandes, den aufeinanderfolgende Löcher 12 aufweisen. Diese Kodierung kann so ausgeführt sein, daß der jedem Loch vorausgehend Abstand unterschiedlich ist, so daß auf Grund dieser Abstände jedes erkannte Loch 12 einem bestimmten Zeigerstand eindeutig zugeordnet werden kann, oder aber wenigsten zwei einem jeden Loch 12 vorausgehende Abstände bilden hinsichtlich der Kombination ihrer Längen jeweils ein unterschiedliches Muster, so daß jedem Loch 12 aus dieser ihm zugeordneten Längenkombination ein bestimmter Zeigerstand eindeutig zugeordnet werden kann.

Im Minutenrad 2 und im Sekundenrad 1 sind den Löchern 12 entsprechende Löcher 13 (Minutenrad 2) bzw. 14 (Sekundenrad 1) vorgesehen.

Mit 15 ist eine Lichtquelle, beispielsweise Laser-Diode und mit 16 ein Lichtdetektor, beispielsweise eine Fotodiode bezeichnet. Die Lichtquelle 15 und der Lichtdetektor 16 bilden eine Lichtstrecke, die in der Fig. 1 durch den Strahl 17 angedeutet ist und die parallel zur Achse der Räder 1-3 liegt, und zwar in der Bewegungsbahn der jeweils in gleichem radialen Abstand von der Längsachse L angeordneten Löcher 12-14. Im übrigen sind diese Löcher derart an den Rädern 1-3 vorgesehen, daß immer dann, wenn ein eine wirksame Kodierung bildendes Loch 12 im Bereich der Lichtstrecke 17 liegt, in dieser Lichtstrecke auch eines der Löcher 13 sowie eines der Löcher 14 vorgesehen ist. Immer dann, wenn die Löcher 12-14 übereinander in der Lichtstrecke 17 angeordnet sind gibt der mit der Auswert- und Steuereinheit verbundene Lichtdetektor 16 somit einen Impulse 18 an diese Auswert- und Steuereinrichtung. Die Löcher 13 und 14 im Minutenrad 2 und im Sekundenrad 1 dienen im wesentlichen dazu, die Zeigerstellung, bei der jeweils ein Impuls 18 an die Auswert- und Steuereinrichtung 7 abgegeben wird, minuten- und sekundengenau festzulegen.

Für die mit Hilfe der Löcher 12 erzeugte Kodierung am Stundenrad 3 bestehen die verschiedensten Möglichkeiten. Fig. 2 zeigt in einem Diagramm eine mögliche Ausführungsform. Mit der Linie 19 ist dort eine Abwicklung desjenigen Umfangsbereiches des Stundenrades 3 wiedergegeben, an welchem die Löcher 12 vorgesehen sind. Über der Linie 19 ist ein Zeitlineal 20 wiedergegeben, in welchem die den Winkelstellungen des Stundenrades 3 entsprechenden Stunden von "1" bis "12" wiedergegeben sind.

Die Linie 19 ist in gleiche Schritte entsprechend einem gleichmäßigen Raster unterteilt, und zwar derart, daß jeweils vier derartige Schritte eine volle Stunde ausmachen, jeder Schritt also 15 Minuten entspricht. Die Schritte bilden die Bereiche, an denen Löcher 12 vorgesehen sein können und sind mit "0" bzw. "1" bezeichnet, wobei "0" bedeutet, daß an dem entsprechenden Bereich kein Loch 12 vorgesehen ist, und "1" bedeutet, daß an dem entsprechenden Schritt ein Loch 12 vorgesehen ist.

Bei der in der Fig. 2 wiedergegebenen Kodierung ist somit zu jeder vollen Stunde jeweils ein Loch 12 vorhanden und zwischen jeder vollen Stunde jeweils ein Loch oder aber kein Loch 12. Die Löcher 12, die jeweils zwischen zwei vollen Stunden vorgesehen sind, besitzen in Umfangsrichtung des Stundenrades 3 eine Länge, die etwas größer ist als die radial zur Achse L sich erstreckende Breite dieser Löcher. Die Löcher zur vollen Stunde besitzen eine kürzere Länge.

Im einzelnen befinden sich die Löcher 12 bei der in der Fig. 2 wiedergegebenen Darstellungen bei Winkelstellungen, die den folgenden Uhrzeiten entsprechen:
12 Uhr
12 Uhr und 15 Minuten
1 Uhr
1 Uhr und 15 Minuten
2 Uhr
2 Uhr und 45 Minuten
3 Uhr
3 Uhr und 30 Minuten
4 Uhr
4 Uhr und 45 Minuten
5 Uhr
5 Uhr und 15 Minuten
6 Uhr
7 Uhr
7 Uhr und 15 Minuten
8 Uhr
8 Uhr und 30 Minuten
9 Uhr
10 Uhr
10 Uhr und 30 Minuten
11 Uhr
11 Uhr und 30 Minuten
12 Uhr.

In dem Datenspeicher 9 sind die von den Löchern 12 gebildeten Markierungen und deren vorstehend aufgeführte und in der Fig. 2 dargestellte Anordnung (Winkelverteilung oder Winkelabstand) auf dem Stundenrad 3 gespeichert.

Während des Zeigerstanderkennungsmodus wird das Uhr- bzw. Räderwerk durch die Impulse 21 aus einer anfänglichen, nicht bekannte Zeigerstellung schrittweise, und zwar jedes Rad 1-3 bei jedem Schritt um einen vorgegebenen, beispielsweise einer Sekunde entsprechenden Winkelbetrag weiterbewegt. Die Anzahl der Schritte werden in der Auswert- und Steuereinrichtung 7 gezählt, so daß von dieser Einheit auch die Winkelabstände erfaßt bzw. ermittelt werden, an denen Impulse 18 auftreten. Aufgrund dieser zeitlich aufeinanderfolgenden ermittelten Winkelabstände, die jeweils von einer vollen Stunde aus gemessen werden, kann dann während des Zeigerstanderkennungsmodus ein bestimmter Zeigerstand exakt definiert werden, der am Ende zweier voll erfaßter Winkelabstände vorliegt. Da die in dem Minutenrad vorgesehenen Löcher eine Länge aufweisen, die der Länge der längeren Löcher des Stundenrades entspricht (Länge der Löcher im Minutenrad etwa 12 × Länge der längeren Löcher im Stundenrad) sind die volle Stunde oder der einer solchen entsprechende Zeigerstand ist jeweils durch den kürzeren Impuls 18 und dazwischen liegende Zeigerstände jeweils durch einen längeren Impuls 18 definiert. So ist beispielsweise die Zeigerstellung 6 Uhr definiert durch die Winkelabstände, die 15 und 45 Minuten entsprechen, zur jeweils vollen Stunde. Da in diesem Fall die davorliegende Kodierung 30 Minuten entspricht, müssen maximal zwei Stunden und 30 Minuten überstrichen werden, um den Zeigerstand "6 Uhr" eindeutig zu bestimmen.

Grundsätzlich ist es auch möglich, daß in der Fig. 2 wiedergegebene Kodierungs-Prinzip so auszubilden, daß die längeren, zwischen den vollen Stunden vorgesehenen Löcher 5 jeweils bei einem Winkelbereich vorgesehen sind, der 20 Minuten nach einer vollen Stunde entspricht. In gleicher Weise müssen die Markierungen auf dem Minutenrad bei einem Winkelbereich von 20 Minuten und bei einem Winkelbereich von 40 Minuten vorgesehen werden. Bei dieser Ausführungsform würde sich die Anzahl der benötigten Löcher 12 weiter verringern, so daß auch der Durchmesser insbesondere des Stundenrades 3 verringert werden könnte, allerdings mit dem Nachteil, daß in diesem Fall der Zeigerstanderkennungsmodus eine Drehbewegung der Zeiger erfordert, die wenigstens drei Stunden entspricht.

Die Fig. 3 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 eine weitere mögliche Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform weist das Sekundenrad 1 ein Loch 14, das Minutenrad 2 vier Löcher 13, und zwar jeweils in Winkelabständen von 90° (entsprechend 15 Minuten) auf. Die Anordnung der Löcher im Stundenrad 3 sind wiederum auf der Abwicklung 19 wiedergegeben, und zwar in einer vorgegebenen Raster, welches 15 Minuten entspricht. Auch in der Fig. 3 bedeutet "1" ein vorhandenes Loch und "0" ein nicht vorhandenes Loch 12.

Bei dieser Ausführungsform wird während des Zeigerstanderkennungsmodus der Zeigerstand durch die Abstände von drei aufeinanderfolgenden Kodierungen bzw. Löchern 12 am Stundenrad 3 erkannt.

Anstelle eines 15-Minuten-Rasters, in dem die Bereiche für die Löcher 12 vorgesehen sind, kann auch ein anderes Raster gewählt werden, so beispielsweise ein 10 Minuten-Raster oder 12 Minuten-Raster oder 20 Minuten-Raster.

Wichtig ist bei dieser Ausführungsform nur, daß das Minutenrad 2 und das Stundenrad 3 jeweils die gleiche Raster-Einteilung aufweisen, d. h. dann, wenn beispielsweise für die Löcher 12 auf dem Stundenrad 3 ein 12 Minuten-Raster gewählt ist, sind am Minutenrad 2 insgesamt fünf Löcher 13 vorgesehen, und zwar jeweils in einem Winkelabstand, der 12 Minuten entspricht usw.

Auch die in der Fig. 3 wiedergegebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß bei einer geringen Anzahl von Löchern 12 am Stundenrad 3 in relativ kurzer Zeit ein Zeigerstand erkannt werden kann, beispielsweise ein 15 Minuten-Raster verwendet, so ist bis zur Erkennung des Zeigerstandes eine Drehbewegung des Uhr- bzw. Räderwerkes erforderlich, die einer Stunde und 45 Minuten entspricht. Selbst bei einem 20 Minuten-Raster für die Löcher 12 ist lediglich eine Drehbewegung des Uhr- oder Räderwerkes bis zur Erkennung des Zeigerstandes notwendig, die zwei Stunden und 20 Minuten entspricht.

Wird davon ausgegangen, daß die Frequenz der Impulse 21 während des Zeigerstanderkennungsmodus 50 Hz betragen kann, also 50 Impulse 21 pro Sekunde möglich sind, ist in kurzer Zeit eine Erkennung des Zeigerstandes möglich.

Eine weitere, mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Löcher 12 am Umfang des Stundenrades 3 in ungleichgroßen Abständen aufeinanderfolgend vorgesehen sind, und zwar beispielsweise in Abständen von beispielsweise 15, 20, 30, 35, 40, 45, 50, 55 und 60 Minuten. Als Einteilung ist in diesem Fall dann ein Raster von fünf Minuten gewählt, auf dem Löcher 12 je nach Kodierung vorhanden sind oder nicht.

Beispiel 1

5-Minuten-Raster
3 3 4 3 5 3 6 5 6 4 7 5 5 7 4 6 7 3 7 6 3 8 5 4 8 4 5 8 (× 5 Minuten)
wobei der Mindestabstand 3 × 5 Minuten und der Maximalabstand 8 × 5 Minuten entspricht, also Abstände von 15, 20, 25, 30, 35 und 40 Minuten möglich sind; der maximale Stellwinkel während des Zeigerstanderkennungsmodus beträgt 85 Minuten und der minimale Stellwinkel 30 Minuten, so daß sich eine Stellzeit von ca. 102 bzw. 36 Sekunden bei dem oben genannten schnellen Antrieb des Schrittmotors ergibt.

Beispiel 2

5-Minuten-Raster
4 4 5 4 6 4 7 6 7 7 5 5 7 8 5 6 8 6 5 8 7 4 8 8 (× 5 Minuten)
wobei der Mindestabstand 4 × 5 Minuten und der Maximalabstand 8 × 5 Minuten entspricht, also Abstände von 20, 25, 30, 35 und 40 Minuten mögliche sind; der maximale Stellwinkel während des Zeigerstanderkennungsmodus beträgt 100 Minuten und der minimale Stellwinkel 40 Minuten, so daß sich eine Stellzeit von 120 bzw. 48 Sekunden bei dem oben genannten schnellen Antrieb des Schrittmotors ergibt.

Beispiel 3

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher in unterschiedlichen Abstand in einem 6 Minuten-Raster vorgesehen hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
3 3 4 3 5 3 6 5 6 6 4 4 6 7 4 5 7 5 4 7 6 3 7 7 (× 6 Minuten)
Mindestabstand: 3 × 6 Minuten
Maximalabstand: 7 × 6 Minuten
Mögliche Abstände: 18, 24, 30, 36, 42 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 120 Sekunden (Stellwinkel 102 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 43 Sekunden (Stellwinkel 36 Minuten)
Anzahl der erforderlichen Löcher: 24.

Beispiel 4

4 4 5 4 6 4 7 4 8 5 5 8 6 5 7 6 6 7 5 6 8 (× 6 Minuten)
Mindestabstand: 4 × 6 Minuten
Maximalabstand: 8 × 6 Minuten
Mögliche Abstände: 24, 30, 36, 42 48 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 137 Sekunden (Stellwinkel 114 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 58 Sekunden (Stellwinkel 48 Minuten)
Anzahl der erforderlichen Löcher: 21.

Beispiel 5

Bei einer weiteren Ausführungsform sind Löcher 12 in einem 10-Minuten Raster vorgesehen. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
2 2 3 2 4 2 6 4 3 6 3 4 5 3 5 5 2 5 6 (× 10 Minuten)
Mindestabstand: 2 × 10 Minuten
Maximalabstand: 6 × 10 Minuten
Mögliche Abstände: 20, 30, 40, 50, 60 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 156 Sekunden (Stellwinkel 130 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 48 Sekunden (Stellwinkel 40 Minuten)
Anzahl der erforderlichen Löcher 12: 19.

Beispiel 6

Bei einer weiteren Ausführungsform sind Löcher 12 in einem 12-Minuten Raster vorgesehen. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
2 2 3 2 4 4 3 4 5 2 5 6 2 6 3 3 6 (× 12 Minuten)
Mindestabstand: 2 × 12 Minuten
Maximalabstand: 6 × 12 Minuten
Mögliche Abstände: 24, 36, 48, 60, 72 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 173 Sekunden (Stellwinkel 144 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 57 Sekunden (Stellwinkel 48 Minuten)
Anzahl der erforderlichen Löcher 12: 17.

Beispiel 7

Bein einer weiteren Ausführungsform sind Löcher 12 in einem 15-Minuten Raster vorgesehen. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
1 1 2 2 5 2 1 5 3 1 4 3 2 3 4 1 3 5 (× 15 Minuten)
Mindestabstand: 1 × 15 Minuten
Maximalabstand: 5 × 15 Minuten
Mögliche Abstände: 15, 30, 45, 60, 75 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 162 Sekunden (Stellwinkel 135 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 36 Sekunden (Stellwinkel 30 Minuten)
Anzahl der erforderlichen Löcher 12: 18.

Während bei den vorstehenden Beispielen 1-7 nur jeweils zwei aufeinanderfolgende Abstände für die Bestimmung des Zeigerstandes erfaßt werden müssen, beziehen sich die nachfolgend angegebenen Beispiele 8-14 auf Ausführungsformen, bei denen die Zeilerstanderkennung nach drei voll erfaßten Abständen möglich ist.

Beispiele 8 und 9

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher 12 in einem 5-Minuten Raster vorgesehen. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
3 3 3 4 5 4 4 4 5 3 4 4 6 3 4 3 6 4 4 3 5 5 4 3 4 6 4 3 3 6 5 3 3 5 6 (× 5 Minuten)
Mindestabstand: 3 × 5 Minuten
Maximalabstand: 6 × 5 Minuten
Mögliche Abstände: 15, 20, 25, 30 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 102 Sekunden (Stellwinkel 85 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 54 Sekunden (Stellwinkel 45 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 35.
4 4 4 5 4 4 6 4 4 7 5 5 4 5 6 4 6 5 5 5 6 5 4 6 6 4 5 5 7 (× 5 Minuten)
Mindestabstand: 4 × 5 Minuten
Maximalabstand: 7 × 5 Minuten
Mögliche Abstände: 20, 25, 30, 35 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 126 Sekunden (Stellwinkel 105 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 72 Sekunden (Stellwinkel 60 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 29.

Beispiele 10 und 11

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher 12 in einem 6-Minuten Raster angeordnet. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
3 3 3 4 3 3 5 3 5 4 4 4 5 3 3 6 4 4 3 5 5 4 3 4 5 5 3 4 4 6 (× 6 Minuten)
Mindestabstand: 3 × 6 Minuten
Maximalabstand: 6 × 6 Minuten
Mögliche Abstände: 18, 24, 30, 36 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 122 Sekunden (Stellwinkel 102 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 65 Sekunden (Stellwinkel 54 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 30.
4 4 4 5 4 4 6 5 6 4 5 6 6 4 4 7 5 5 4 7 4 5 5 7 (× 6 Minuten)
Mindestabstand: 4 × 6 Minuten
Maximalabstand: 7 × 6 Minuten
Mögliche Abstände: 24, 30, 36, 42 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 151 Sekunden (Stellwinkel 126 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 86 Sekunden (Stellwinkel 72 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 24.

Beispiel 12

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher 12 in einem 10-Minuten Raster angeordnet. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
2 2 2 4 3 3 2 3 4 3 2 2 5 2 3 2 4 2 3 3 4 2 2 3 5 (× 10 Minuten)
Mindestabstand: 2 × 10 Minuten
Maximalabstand: 5 × 10 Minuten
Mögliche Abstände: 20, 30, 40, 50 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 144 Sekunden (Stellwinkel 120 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 72 Sekunden (Stellwinkel 60 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 25.

Beispiel 13

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher 12 in einem 12-Minuten Raster angeordnet. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
2 2 2 3 2 2 4 2 3 3 2 4 3 3 3 4 3 2 3 4 4 (× 12 Minuten)
Mindestabstand: 2 × 12 Minuten
Maximalabstand: 4 × 12 Minuten
Mögliche Abstände: 24, 36, 48 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 187 Sekunden (Stellwinkel 156 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 86 Sekunden (Stellwinkel 72 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 21

Beispiel 14

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher 12 in einem 15-Minuten Raster angeordnet. Hierbei ergeben sich folgende Möglichkeiten:
1 1 1 2 2 2 3 2 2 1 1 3 3 3 1 3 1 3 2 3 1 2 3 3 (× 15 Minuten)
Mindestabstand: 1 × 15 Minuten
Maximalabstand: 3 × 15 Minuten
Mögliche Abstände: 15, 30, 45 Minuten
Maximale Stellzeit: ca. 162 Sekunden (Stellwinkel 135 Minuten)
Minimale Stellzeit: ca. 54 Sekunden (Stellwinkel 45 Minuten)
Anzahl der benötigten Löcher 12: 24.

Beispiel 15

Bei einer weiteren, in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform sind die Löcher 12 am Stundenrad 3 in unterschiedlichen Abständen vorgesehen, und zwar beispielsweise jeweils ein Loch 12 an Winkelbereichen, die folgenden Uhrzeiten entsprechen:
12 Uhr
12 Uhr und 20 Minuten
3 Uhr
3 Uhr und 30 Minuten
6 Uhr
9 Uhr
9 Uhr und 50 Minuten
12 Uhr.

Zwischen den einzelnen Löchern 12 bestehen damit Winkelabstände, die folgenden Zeiten entsprechen:
20 Minuten
2 Stunden und 40 Minuten
30 Minuten
2 Stunden und 30 Minuten
40 Minuten
2 Stunden und 20 Minuten
50 Minuten
2 Stunden und 10 Minuten.

Mit dieser vorgenannten Kodierung läßt sich in besonders einfacher Weise und ohne die Notwendigkeit einer im Datenspeicher 9 gespeicherten Wertetabelle der Zeigerstand im Zeigerstanderkennungsmodus aus dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Löcher 12 erkennen, und zwar nach folgenden Algorithmus:
Ist der Abstand kleiner als eine Stunde, dann sind: Stunde der erkannten Zeigerstellung = (Abstand in Minuten - 20) × 3
Minuten der erkannten Zeigerstellung = Abstand in Minuten beträgt der Abstand wenigstens zwei Stunden, dann ist die Stunde der erkannten Zeigerstellung: (5 - Abstand Min) × 3
Minuten der erkannten Zeigerstellung = 0.

Die erkannte Zeigerstellung entspricht bei dieser Ausführungsform jeweils derjenigen Zeit, die dem zweiten Loch von zwei aufeinanderfolgenden Löchern 12 zugeordnet ist, deren Abstand während des Zeigerstanderkennungsmodus von der Auswert- und Steuereinheit 7 erfaßt wird.

Auch bei dieser Ausführungsform ist wiederum am Sekundenrad 1 ein einziges Loch 14 vorgesehen. Am Minutenrad 2 sind die Löcher 13 in Winkelabständen vorgesehen, die jeweils 10 Minuten entsprechen.

Die letztbeschriebene Ausführungsform kann auch so variiert werden, daß der Abstand der Löcher 12 am Umfang des Stundenrades 3 jeweils um einen vorgegebenen Betrag zunimmt, wobei wiederum der Gesamtabstand zwischen allen Löchern 12 720 Minuten bzw. 12 Stunden entsprechen muß. Die Anordnung der Löcher 12 kann dann beispielsweise in Winkelbereichen erfolgen, die folgenden Zeiten entsprechen:
0 Uhr und 0 Minuten
1 Uhr und 0 Minuten
2 Uhr und 5 Minuten
3 Uhr und 15 Minuten
4 Uhr und 30 Minuten
5 Uhr und 50 Minuten
7 Uhr und 15 Minuten
8 Uhr und 45 Minuten
10 Uhr und 20 Minuten
12 Uhr und 0 Minuten
hierbei ergeben sich dann folgende Abstände:
1 Stunde
1 Stunde und 5 Minuten
1 Stunde und 10 Minuten
1 Stunde und 15 Minuten
1 Stunde und 20 Minuten
1 Stunde und 25 Minuten
1 Stunde und 30 Minuten
1 Stunde und 35 Minuten
1 Stunde und 40 Minuten.

Das Sekundenrad 1 weist wiederum ein Loch 14 auf. Am Minutenrad 2 sind die Löcher 13 in einem Abstand vorgesehen, der gleich der Zunahme des Abstandes der Löcher 12 am Stundenrad 3 ist, d. h. bei dieser Ausführungsform sind die Löcher 13 am Minutenrad 2 in einem Abstand vorgesehen, der fünf Minuten entspricht.

Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der erkannte Zeigerstand während des Zeigerstanderkennungsmodus durch Messen des Abstandes zwischen wenigstens zwei Löchern 12 und der Zuordnung dieses Abstandes zu einer bestimmten Zeit ermittelt wird, der das letzte, bei dem Zeigerstanderkennungsmodus berücksichtigte Loch 12 zugeordnet ist.

Weiterhin erfordert es die Erfindung nicht, daß die dem festgestellten Zeigerstand zugeordnete Zeit eine volle Stunde ist. Vielmehr kann diese Zeit jede Zeit sein, der ein Loch 12 auf dem Stundenrad 3 zugeordnet ist.

Die vorstehend angegebenen Stellzeiten basieren auf der Motorgeschwindigkeit von 50 Schritten pro Sekunde.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise Möglich, anstelle der Löcher 12-14 auch andere abtastbare Markierungen vorzusehen, beispielsweise magnetische Markierungen, mechanische Markierungen in Form von abtastbaren Vorsprüngen, optische Markierungen usw.

Bezugszeichenliste

1

Sekundenrad

2

Minutenrad

3

Stundenrad

4

Vielpol- oder Schrittmotor

5

Treiber

6

Steuerelektronik

7

Auswert- und Steuereinheit

8

Programmspeicher

9

Datenspeicher

10

Zeitgeber

11

DCF-Empfänger

12-14

Loch

15

Lichtquelle

16

Lichtdetektor

17

Lichtschranke

18

Impuls

19

Linie

20

Zeitlineal

21

Impuls

Claims (11)

1. Uhr, insbesondere Funkuhr, mit analoger Zeitanzeige, mit einem Räderwerk, welches ein Sekundenrad (1), ein Minutenrad (2) und ein Stundenrad (3) aufweist und bei welchem diese Räder antriebsmäßig fest miteinander verbunden sind, mit einem Sensor (16) zum Erkennen der Stellung dieser Räder und damit der Stellung der Zeiger (Zeigerstanderkennung) durch Abtasten einer an den Rädern vorgesehenen, von Marken gebildeten und die Stellung der Räder bezüglich des Sensors (16) definierenden Kodierung (12-14), sowie mit einer elektronischen Auswert- und Steuereinrichtung (7) zur Erkennung und Bestimmung des Zeigerstandes aufgrund des vom Sensor gelieferten Signals (18), wobei die Kodierung von einer Vielzahl von Marken (12) gebildet ist, die am Umfang des Stundenrades (3) an Bereichen vorgesehen sind, welche durch ein Raster mit gleichbleibenden Abständen bestimmt sind, und die zur Bildung eines Kodiermuster in einem unterschiedlichen Abstand aufeinander folgen, wobei der Sensor von einem Lichtdetektor einer die Marken (12) des Stundenrades abtastenden Lichtstrecke gebildet wird, daß am Minutenrad (2) sowie im Sekundenrad (1) ebenfalls Marken (13, 14) vorgesehen sind, und zwar derart, daß dann eine wirksame Marke (12) des Stundenrades (3) vom Sensor (14) festgestellt wird, wenn von der Lichtstrecke zugleich auch eine Marke (13) des Minutenrades (2) und eine Marke des Sekundenrades (14) festgestellt wird, wobei das Kodiermuster am Stundenrad (3) derart ist, daß dieses jeweils eine bestimmte Stellung des Stundenrades (3) in Bezug auf den Sensor (16) definiert, und wobei die Auswert- und Steuereinrichtung Mittel aufweist, um während eines Zeitstanderkennungsmodus unter Berücksichtigung des Kodiermusters den zugehörigen Zeigerstand zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das Kodiermuster durch Vorhandensein oder Fehlen von Marken an den Raster- Bereichen gebildet ist, und daß die Auswert- und Steuereinrichtung aus dem hieraus resultierenden unterschiedlichen Abstand zweier Marken (12) am Stundenrad (3) und/oder aus dem Muster zweier Abstände zwischen solchen Marken (12) den zugehörigen Zeigerstand ermittelt.

2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken an wenigstens zwei Rädern (1, 2, 3) Löcher (12, 13, 14) sind, die jeweils einen vorgegebenen gleichen radialen Abstand von den Achsen der Räder aufweisen.

3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken an sämtlichen Rädern (1, 2, 3) Löcher (12-14) sind, die jeweils einen vorgegebenen gleichen radialen Abstand von den Achsen der Räder aufweisen.

4. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken in zwei einander benachbarten Rädern (1, 2, 3) Löcher (12, 13, 14) und an einem der Räder von lichtreflektierenden Flächen gebildet sind.

5. Uhr nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stundenrad (2) jeweils zur vollen Stunde eine erste Marke (12) und zwischen zwei aufeinanderfolgenden vollen Stunden jeweils wenigstens eine weitere Marke aufweist.

6. Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine weitere Marke (12) zwischen vollen Stunden in Umfangsrichtung des Stundenrades (3) eine größere Länge besitzt als die Markierung zur vollen Stunde.

7. Uhr nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände des gedachten, vorgegebenen Rasters einem Bruchteil des einer Stunde entsprechenden Winkelbereichs des Stundenrades (3) entsprechen.

8. Uhr nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundenrad (2) lediglich eine Marke (15) aufweist.

9. Uhr nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Minutenrad (2) mehrere Marken (13) aufweist, und zwar in einem Winkelabstand der Drehbewegung des Minutenrades (2), der dem Winkelabstand des gedachten Rasters am Stundenrad (3) entspricht.

10. Uhr nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken am Stundenrad (3) ausgehend von einer Anfangsmarke jeweils in unterschiedlichen Abständen vorgesehen sind.

11. Uhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstände jeweils um einen vorgegebenen Betrag, vorzugsweise um einen gleichen Betrag erhöhen.