EP0180880B1 - Anzeigestellungs-Detektionseinrichtung für eine Uhr, insbesondere eine Funkuhr - Google Patents

Anzeigestellungs-Detektionseinrichtung für eine Uhr, insbesondere eine Funkuhr Download PDF

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EP0180880B1
EP0180880B1 EP85113661A EP85113661A EP0180880B1 EP 0180880 B1 EP0180880 B1 EP 0180880B1 EP 85113661 A EP85113661 A EP 85113661A EP 85113661 A EP85113661 A EP 85113661A EP 0180880 B1 EP0180880 B1 EP 0180880B1
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EP
European Patent Office
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wheel
work
hand
detection device
light barrier
Prior art date
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EP85113661A
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French (fr)
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EP0180880A3 (en
EP0180880A2 (de
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Jürgen Allgaier
Hans Flaig
Wolfgang Ganter
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Junghans Uhren GmbH
Original Assignee
Junghans Uhren GmbH
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    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G—PHYSICS
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    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C13/00—Driving mechanisms for clocks by master-clocks
    • G04C13/02—Circuit arrangements; Electric clock installations
    • G04C13/03—Pulse transmission systems with additional means for setting the time indication of slave-clocks
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00—Constructional details
    • G04R60/14—Constructional details specific to electromechanical timepieces, e.g. moving parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a display position detection device according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from US-A 4,253,173.
  • the normal pointer mechanism for forming a light barrier is supplemented by additional detection wheels, in order to derive date change information for a hybrid display from the 12 o'clock passage of the pointer position.
  • the Detektionsrädar also be driven from the factory can be used as pinhole slices of a through-beam sensor or as a mirror support of a reflected light - barrier be designed.
  • a disadvantage of such known solutions for a display position detection device is, in particular, the large expenditure on gear technology and the relatively high installation space requirement for the special light barrier wheel; If necessary, with an additional special locking drive and assembly costs for a one-way light barrier module in front of the front work circuit board.
  • it is a functional disadvantage of such devices that an angularly defined, reproducible light barrier signaling not only requires a very precise intervention behavior between the light barrier wheel (with reflex mirror or through opening) and its drive wheel; and that, in addition, a special mirror geometry may also have to be implemented in order to ensure a locally defined reflex with respect to the light barrier arrangement.
  • pointer position detection under high angular resolution is therefore difficult to achieve with such previously known devices.
  • a time-keeping (clockwork) drive can be provided for coaxially staggered pinhole disks, which, for example, make one rotation every day, hourly, every minute or every second and define openings that are offset from one another in a passage light barrier, at defined times trigger different signals.
  • the beam path is released longer on the hour and the beam path is released shorter or intermittently at half an hour in order to trigger corresponding acoustic signals or signal sequences for the radio transmission of time synchronization marks in a radio time signal transmission system for time signal receivers.
  • the invention relates to a generic detection device in use on an autonomous radio clock, as described for example in the contribution by H. Effenberger "Microprocessor-controlled radio clock with analog display” in the book “Radio clocks”, edited by W. Hilberg (there page 105 ); where it is planned to install a reflection light barrier in the dial of the watch for pointer reference position detection in such a way that both the hour hand and the minute hand lead to shadowing of the optronic system and thus to signal triggering when the installation location is covered.
  • This solution is disadvantageous for radio clock practice in that the hour hand and the minute hand should be able to be rotated independently of one another for a quick display setting after detection of a time telegram received by radio, so that the simultaneous setting of the pointer in front of the optronic sensor says nothing about the time-related gear position of the clockwork.
  • a further disadvantage of this detection device is that, due to the influence of scattered light, an accurate and reproducible angular signal can hardly be achieved when one of the pointers sweeps over that optronic sensor. Different pointer widths also lead to different signaling times, and broken pointers (as in the case of style clock pointers) even lead to multiple signaling and thus to further incorrect information.
  • the invention has for its object to provide a generic detection device of the type that it can be realized in a highly functional manner, particularly with regard to the functional requirements of a radio clock and optically inconspicuous and without special additional space or gear.
  • the generic pointer position detection device is designed according to the characterizing part of claim 1; where the term light barrier is also intended to include the function in the radiation spectrum beyond visible light.
  • the optronic pointer position query is relocated directly to the inside of the existing gear train, and it is based on its already existing kinematics; so that additional gear structures and couplings to the pointer mechanism are fully available.
  • the circuit board for the light barrier also has a mechanical and electronic movement function in that it serves as an axial movement limit for overhung wheels on the back, and not only for accommodating the light barrier circuit, but for accommodating the entire radio clock circuit including the time-keeping factory control can be designed without creating additional space within the work capsule.
  • the query of the second wheel including its intermediate wheel results in minute-precise pointer position information every minute.
  • the coupling of this information via an electrical circuit thus triggers a pointer position detection signal in a position defined precisely to the second, not only of the second hand, but also of the minute hand and the hour hand driven by it.
  • the subsequent pointer movement can be coupled by simply counting the index pulse from this detection position.
  • This also applies analogously to other geared display devices such as number rollers (instead of pointers before scaling).
  • Fig. 1 / Fig. 2 outlined clockwork 1
  • the rotor 4 of the second hand stepper motor 2 drives the second wheel 8 by means of a pinion 5 via an idler gear 6 and its pinion 7, and thus via the second hand shaft 9 which is rigidly connected to it, the second hand rotating in front of the minute track of a dial 10 (not shown in the drawing) ).
  • the rotor 11 of the second motor 3 drives the minute wheel 15 via its pinion 12, a further small bottom or intermediate wheel 13 and its pinion 14, with which the minute hand hollow shaft 16 is in rotary connection via a friction connection 17.
  • the hour wheel 21 is driven via a pinion 18, a change gear 19 and its pinion 20, which is rotatably connected to a hollow shaft 22 for the hour hand (not shown in the drawing).
  • the rotors 4, 11 and the intermediate wheels 6, 13 are held or supported on a small-bottom plate or carrier plate 23, on which a sleeve bearing 24 is also formed for the second hand shaft 9 projecting centrally through the hollow shafts 16, 22.
  • the dial 10 is arranged in front of the outer surface of the housing front wall 25; on its inner surface a bearing pin 26 for the change gear 19 is arranged, integrally formed in the illustrated embodiment.
  • a printed circuit board 26 serves to limit the axial movement in particular of the secondary gear shaft 9 (and via the secondary gear 8 also of the intermediate gears 6 and 13) to the rear, that is, away from the front wall 25 of the housing.
  • a certain angular position of the hands in front of the minute track of the dial 10 corresponds to a certain rotational position of the wheels of the work 1 which are coupled to the hands by gears.
  • At least one light barrier 31, 32 is provided on the work 1 for detecting the entry of the rotational angle into this position.
  • it is preferably not a reflex light barrier 31, 32; instead, a radiation transmitter 33 is assigned to a radiation receiver 34.
  • the beam path of the respective light barrier 31, 32 is interrupted by the protruding wheels 6, 8 or 13, 15, 21, unless aperture openings 35 formed in these wheels are just aligned with one another (axially with respect to the orientation of the light barriers 31, 32).
  • the diameters of the diaphragm openings 35 in the fastest running of the wheels of the plant 1 engaging in the light barriers 31, 32, in this case the intermediate wheels 6 or 13, are chosen to be shorter than the arc piece 36, which the respective intermediate wheel 6 or 13 at Advancement through its stepper motor rotor 4 or 11 covered.
  • the apertures 35 in the intermediate wheel 13, in the minute wheel 15 and in the hour wheel 21 are just once every twelve hours due to their gear couplings; Once every twelve hours, the beam path of the light barrier 32 is transparent and therefore the receiver 34 is optically controlled for the minute-by-minute delivery of an electrical signal.
  • the gear constellation in the case of the stepping motor 2 provided for driving the second wheel 8 means that the light barrier 31 switches optically through the apertures 35 in the second 8 and in its intermediate wheel 6 once every minute; A pulse is given every minute by the receiver 34 of the light barrier 31.
  • the electrical interconnection of the output signals of the receivers 34 results in signaling that starts every second hour as electrical information that the minute hand (and the gear coupling in the factory 1 therefore also the hour hand) currently occupies one and only a very specific (reference or detection) angular position, which is structurally determined by the arrangement of the diaphragm openings 35.
  • stepper motor 2 only the stepper motor 2 is provided for driving the second wheel 8 via the intermediate wheel 6.
  • the minute wheel 15 is driven from a second wheel pinion 38 via the small-bottom or intermediate wheel 13 '.
  • Nin is only a light barrier 39, between a radiation transmitter 33 and a radiation receiver 34 in the circuit board 37 and in the housing front wall 25, is provided, in the beam path of which not only the second wheel 8 and its intermediate wheel 6, but now also the hour wheel 21 and that Minute wheel 15 - each equipped with an aperture 35 - protrude.
  • the embodiment according to FIG. 5 represents a constructive simplification compared to the comparable embodiment according to FIG. 1, since a complete transmitter-receiver pairing per stepper motor 2, 3, that is to say per light barrier 31, 32, is no longer required, and the requirement is also required the electrical connection (ie the wiring) of electrical functional components apart from the printed circuit board 37 is now omitted.
  • the realization of the radiation guiding bodies 41 by means of machined or non-cutting geometrical structures, which are dimensioned to adapt to the spatial conditions in the clockwork 1 and can thus already be dimensionally assembled during the construction of the clockwork 1, is cheaper than the use of flexible fibers. especially since in such rigid bodies 43 narrower radii are realized in a manner known from the floodlight deflection technique by means of reflection bevels can, as with curved guide fibers, and the mechanical fixing does not have to be realized at a radiation exit surface, but can be located at a more structurally more favorable location of the rigid guide body 41.
  • two guide bodies 41 begin in front of the transmitter 33, in order then to branch out according to the usual circumstances.
  • the two rigid guide bodies 41 are held on the carrier plate 23 which is decisive for the positioning of the gear train, ie the diaphragm openings 35.
  • the illustrated guide body 41 runs from a plane lying behind the plane of the drawing via a bend 44 into the plane of the drawing and via a further bend 44 into a recess 45 on the inside of the housing front wall 25, where after a last bend 44 with a radiation exit surface in the irradiation position 42 to the light barrier 32 ends.
  • the other guide body 41 runs along the support plate 23 behind the drawing plane in order to enter the drawing plane in the area of a recess 43 in the support plate 23 and end here with a radiation exit surface in the irradiation position 42 for the other light barrier 31.
  • the simplified manufacturing and installation options in particular with regard to the arrangement of electrical components exclusively in the printed circuit board 37, also result in greater functional reliability in addition to simplifying assembly; which is further increased by the rigid guide body 41 and by better options for shielding against external radiation.
  • a reduction in the axial overall height can be achieved in the solution according to FIG. 5 compared to a solution according to FIG. 1, because the axial overall height of the transmitters 33 and the receivers 34 is now not staggered one behind the other, but also irradiation positions with the radiation exit surface of the guide bodies 41 42 can be operated in more crowded and difficult to access positions.
  • the light barriers 31, 32, 39 preferably operate in the infrared radiation spectrum, because the transmitters 33 in the form of radiation-emitting diodes have very small dimensions and can be operated with a voltage of less than 1.5 volts, ie like a battery-operated clockwork, from a single cell.
  • the receiver 34 which is matched to an infrared radiation spectrum, makes complex optical shielding measures against extraneous light influences from the surroundings of the plant 1 superfluous, so that the construction of the light barriers 31, 32 and 39 within the practically closed housing of the plant 1 is already one for the needs in practice usually results in adequate shielding.
  • the pointers moved by the associated stepper motor 2 or 3 are in a defined position. If the components 29 are designed in terms of circuitry in such a way that from now on the further switching of this pointer is also coupled by counting the assigned stepper motor control pulses, there is always electrical information about the current pointer angular position with respect to the reference position in which the diaphragm openings 35 are aligned with one another.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anzeigestellungs-Detektionseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine derartige Einrichtung ist aus der US-A 4 253 173 bekannt. Dort ist das normale Zeigerwerk zur Ausbildung einer Lichtschranke um zusätzliche Detektions-Räder ergänzt, um aus dem 12-Uhr-Durchgang der Zeigerstellung eine Datumswechsel-Information für eine Hybridanzeige abzuleiten. Die zusätzlich vom Werk anzutreibenden Detektionsrädar können als Lochblendenscheiben einer Durchgangs-Lichtschranke oder als Spiegelträger einer Reflexlicht- schranke ausgelegt sein.
  • Auch aus der EP­A1 0 082 821 ist es bekannt, zusätzlich zum normalen Zeigerwerk ein Spiegelträger-Rad vorzusehen, das dort über eine spezielle Verzahnung, für formschlüssige Schrittstellungs-Arretierung unter geringem Drehwinkel-Spiel, getrieblich an das Zeigerwerk gekoppelt ist. Zur Detektion der Zeigerstellung bezüglich einer Referenzstellung, nämlich zur periodischen Überprüfung der tatsächlichen Zeigerstellung im Vergleich zur aus der internen elektronischen zeithaltenden Schaltung abgeleiteten Soll-Zeigerstellung, ist im Bewegungsweg des Spiegels in einer bestimmten Schritt-Stellung eine Öffnung in der Werk-Trägerplatte ausgebildet; und über dieser Öffnung ist, zur Zeigerseite des Werkes hin, ein Lichtschranken-Modul montiert, der zwischen einer Fensterfläche und einer Lichtschranken-Schaltungsplatine den Sender und den Empfänger der Lichtschranke enthält.
  • Nachteilig bei derartigen vorbekannten Lösungen für eine Anzeigestellungs-Detektionseinrichtung ist insbesondere der große getriebetechnische Aufwand und der relativ hohe Einbauraumbedarf für das besondere Lichtschranken-Rad; gegebenenfalls mit zusätzlichem speziellem Arretier-Antrieb und montagetechnischem Aufwand für ein eingeständiges Lichtschranken-Modul vor der vorderen Werkplatine. Darüber hinaus ist bei derartigen Einrichtungen von funktionellem Nachteil, daß eine winkelmäßig definierte, reproduzierbare Lichtschranken-Signalgabe nicht nur ein sehr präzises Eingriffsverhalten zwischen dem Lichtschranken-Rad (mit Reflex-Spiegel oder Durchgangs-Öffnung) und seinem Antriebsrad erfordert; und daß darüber hinaus gegebenenfalls auch eine spezielle Spiegel-Geometrie zu realisieren ist, um einen bezüglich der Lichtschrankenanordnung örtlich definierten Reflex sicherzustellen. Bei gedrängtem Werkaufbau ist deshalb eine Zeigerstellungs-Detektion unter hoher Winkelauflösung mit solchen vorbekannten Einrichtungen nur schwer realisierbar.
  • Gemäß US-A 2 268 133 kann ein zeithaltender (Uhrwerks-)Antrieb für koaxial gestaffelte Lochblendenscheiben vorgesehen sein, die beispielsweise täglich, stündlich, minütlich oder sekündlich eine Umdrehung ausführen und definiert gegeneinander versetzte Öffnungen in eine Durchgangs-Lichtschranke drehen, um zu definierten Zeitpunkten unterschiedliche Signale auszulösen. Beispielsweise wird zur vollen Stunde der Strahlengang länger und zur halben Stunde der Strahlengang kürzer oder intermittierend freigegeben, um entsprechende akustische Signale bzw. Signalfolgen für die Rundfunkübertragung von Zeitsynchronisiermarken in einem Funkzeitzeichen-Übertragungssystem für Zeitzeichenempfänger auszulösen.
  • Aus der Publikation PAJ, Bd. 8, Nr. 33 (P 254) (1470), 14.02.84; and JP-A 58 187 810 ist es bekannt, zur Justageerleichterung bei einer Durchgangs-Lichtschranke mit rotierender als Lochblendenscheibe ausgebildete Kodierscheibe im Lichtschranken-Strahlengang hinter Lichtaustritts- und Lichteintritts-Linsen Lichtwellenleiter einer fiberoptischen Codieranordnung anzuschließen, die zur Verbindung mit den eigentlichen elektrooptischen Sende- und Empfangselementen an einen optischen Steckverbinder geführt sind.
  • Die Erfindung dagegen bezieht sich auf eine gattungsgemäße Detektionseinrichtung in Anwendung auf eine autonome Funkuhr, wie sie etwa beschrieben ist in dem Beitrag von H. Effenberger "Mikroprozessorgesteuerte Funkuhr mit Analoganzeige" in dem Buch "Funkuhren", herausgegeben von W. Hilberg (dort Seite 105); wo vorgesehen ist, zur Zeiger-Referenzstellungsdetektion in das Zifferblatt der Uhr eine Reflektionslichtschranke so einzubauen, daß sowohl der Stundenzeiger wie auch der Minutenzeiger beim Überstreichen des Einbauortes zu einer Abschattung des optronischen Systems und damit zur Signalauslösung führen. Für die Funkuhrenpraxis nachteilig ist diese Lösung jedoch schon insofern, als für eine schnelle Anzeige-Einstellung nach Detektion eines über Funk empfangenen Zeitellegrammes der Stundenzeiger wie auch der Minutenzeiger unabhängig voneinander verdreht werden können sollten, so daß die gleichzeitige Zeigerstellung vor dem optronischen Sensor nichts aussagt über die zeitbezügliche Getriebestellung des Uhrwerks. Nachteilig bei dieser Detektionseinrichtung ist darüberhinaus, daß infolge von Streulichteinflüssen eine genaue und reproduzierbare winkelmäßige Signalgabe beim Überstreichen jenes optronischen Sensors durch einen der Zeiger kaum realisierbar ist. Unterschiedliche Zeigerbreiten führen darüberhinaus zu unterschiedlichen Signalgabezeitpunkten, und durchbrochene Zeiger (wie im Falle von Stiluhren-Zeigern) führen sogar zu mehrfachen Signalgaben und damit zu weiteren Fehlinformationen. Nur über aufwendige elektronische Korrekturmaßnahmen können solche Fehlereinflüsse korrigiert werden, um die beim Konsumenten von einer Funkuhr erwartete hohe Anzeigegenauigkeit dann tatsächlich zu erzielen. Der Gebrauchszweck einer Funkuhr hinsichtlich seines Zifferblatt-Designs kann schließlich dadurch erheblich beeinträchtigt sein, daß der optronische Sensor innerhalb der Minuterie und damit gestalterisch recht auffällig in das Zifferblatt eingebaut werden muß damit er auch von Zeigern unterschiedlicher Länge überstrichen werden kann.
  • In Erktenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Detektionseinrichtung der Art zu schaffen, daß sie insbesondere in Hinblick auf die funktionellen Anforderungen bei einer Funkuhr optisch unauffällig und ohne besonderen räumlichen oder getrieblichen Zusatzaufwand höchst funktionstüchtig realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Zeigerstellungs-Detektionseinrichtung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgestaltet ist; wobei der Begriff einer Lichtschranke hier auch die Funktion im Strahlenspektrum jenseits des sichtbaren Lichts umfassen soll.
  • Nach dieser Lösung ist die optronische Zeigerstellungs-Abfrage unmittelbar ins Innere des ohnehin vorhandenen Räderwerks verlegt, und sie basiert auf dessen ohnehin gegebener Kinematik; so daß sich zusätzliche getriebliche Aufbauten und Kopplungen an das Zeigerwerk vollständig erübringen. Die Schaltungsplatine für die Lichtschranke hat insofern auch mechanische und elektronische Werke-Funktion, als sie als axiale Bewegungsgrenzung fliegend gelagerter Räder nach rückwärts dient und nicht nur für die Aufnahme der Lichtschranken-schaltung, sondern für die Aufnahme der gesamten Funkuhren-Schaltung einschließlich der zeithaltenden Werksteuerung ausgelegt sein kann, ohne daß dadurch zusätzlicher Raumbedarf innerhalb der Werkkapsel entsteht. So ergibt sich ein einschließlich seiner Zeigerstellungs-Detektionseinrichtung kompaktes und in sich vollständig funktionstüchtiges, also auch ohne Einbau in eine Uhr eigenständig auf korrekte Funktion prüfbares Werk ohne räumlichen und antriebstechnischen Ballast durch zusätzliche Getriebeteile und Funktionsgruppen für die Realisierung der Detektionseinrichtung. Unabhängig von der Ausgestaltung oder auch nur von der Anbringung von Zeigern erfolgt eine eindeutige Winkelstellungs-Detektion und damit Stellungs-Zeitzuordnung des Zeigerwerkes beispeilsweise über die Lochblenden-Stellungsabfrage des vor einem Zeigerrad liegenden Zwischenrades und des davon getriebenen Zeigerrades selbst; wobei die Abfrage eines Sekundenrades zur sekundengenauen Lichtschranken-Signalgabe alle zwölf Stunden führt, wenn zusätzlich das Stundenrad als Lochblendenscheibe in einem Lichtschranken-Strahlengang liegt.
  • Darüberhinaus ergibt die Abfrage des Sekundenrades einschließlich seines Zwischenrades jede Minute eine sekundengenaue Zeigerstellungsinformation. Die Verkopplung dieser Informationen über eine elektrische Schaltung (oder über eine gemeinsame Lichtschranke) erbringt somit die Auslösung eines Zeigerstellungs-Detektionssignales in einer sekundengenau definierten Stellung nicht nur des Sekundenzeigers, sondern auch des Minutenzeigers und des von ihm getriebenen Stundenzeigers.
  • Nachdem so im Zuge eines Stundenzeigerumlaufes einmal eine definierte Zeigerstellung gesichert ist, kann über bloßes Auszählen der Fortschaltimpuls aus dieser Detektionsstellung heraus der nachfolgende Zeigergang mitgekoppelt werden. Das gilt sinngemäß auch für andere getrieblich angetriebene Anzeigemittel wie etwa Zahlenwalzen (anstelle von Zeigern vor einer Skalierung).
  • Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und aus nachstehender Beschreibung dreier in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche aber angenähert maßstabsgerecht skizzierter bevorzugter Realisierungsbeispiele zur Erfindung. Es zeigt jeweils in abgebrochener Darstellung:
    • Fig. 1 ein Uhrwerk, mit zwei getrennten Schrittmotoren für den Antrieb einerseits des Sekundenzeigers und andererseits der Minuten- und Stundenzeiger und mit zwei Lichtschranken, im Axial-Längsschnitt,
    • Fig. 2 das Werk gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
    • Fig. 3 entsprechend der Darstellung der Fig. 1 ein Werk mit nur einem Schrittmotor und nur einer Lichtschranke,
    • Fig. 4 das Werk gemäß Fig. 3 in Draufsicht und
    • Fig. 5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
  • Beim in Fig. 1/Fig. 2 skizzierten Uhr-Werk 1 sind zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Schrittmotoren 2, 3 vorgesehen. Der Rotor 4 des Sekundenzeiger-Schrittmotors 2 treibt mittels eines Ritzels 5 über ein Zwischenrad 6 und sein Ritzel 7 das Sekundenrad 8 an, und damit über die drehstarr hiermit verbundene SekundenzeigerWelle 9 den vor der Minuterie eines Zifferblattes 10 kreisenden Sekundenzeiger (in der Zeichnung nicht dargestellt).
  • Der Rotor 11 des zweiten Motors 3 treibt über sein Ritzel 12, ein weiteres Kleinboden- oder Zwischenrad 13 und sein Ritzel 14 das Minutenrad 15, mit dem die Minutenzeiger-Hohlwelle 16 über eine Friktionsverbindung 17 in Drehverbindung steht.
  • Abgeleitet aus der Umdrehung der Hohlwelle 16 wird über ein Ritzel 18, ein Wechselrad 19 und sein Ritzel 20 das Stundenrad 21 angebtrieben, das mit einer Hohlwelle 22 für den Stundenzeiger (in der Zeichnung nicht dargestellt) drehstarr verbunden ist. Die Rotoren 4, 11 und die Zwischenrtäder 6, 13 sind an einer Kleinboden-oder Trägerplatte 23 gehaltert bzw. gelagert, an der auch ein Hülsenlager 24 für die zentral die Hohlwellen 16, 22 durchragende SekundenzeigerWelle 9 ausgebildet ist. Vor der Außenfläche der Gehäuse-Vorderwand 25 ist das Zifferblatt 10 angeordnet; an ihrer Innenfläche ist ein Lagerzapfen 26 für das Wechselrad 19 angeordnet, im dargestellen Ausführungsbeispiel einstückig angeformt. Die Befestigung der Trägerplatte 23-und der Schrittmotoren 2, 3 auf ihr - an der Gehäuse-Vorderwand 25 ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Hinter dem Räder- und ZeigerWerk 1 dient eine Leiterplatte 26 der axialen Bewegungsbegrenzung insbesondere der Sekunkdenrad-Welle 9 (und über das Sekundenrad 8 auch der Zwischenräder 6 und 13) nach rückwärts, also von der Gehäuse-Vorderwand 25 fort.
  • Der Einbauraum 27 auf der vom Werk 1 abgelegenen Seite der Leiterplatte 26, zwischen dieser und der Gehäuse-Rückwand 28, dient der Aufnahme insbesondere von elektrischen Bauelementen 29 für einen Funkuhr-Empfänger und für die zeithaltende Uhrenschaltung (in der Zeichnung nur symbolisch angedeutet). Diese Bauelemente 29 sind mit auf die Leiterplatte 26 aufkaschierten Leiterbahnen 30 elektrisch und mechanisch verbunden.
  • Einer bestimmten Winkel-Stellung der Zeiger vor der Minuterie des Zifferblattes 10 entspricht eine bestimmte Drehstellung der mit den Zeigern getrieblich gekoppelten Räder des Werkes 1. Für die Detektion des Drehwinkel-Eintritts in diese Stellung ist am Werk 1 wenigstens eine Lichtschranke 31, 32 vorgesehen. Aus Gründen der Störsicherheit handelt es sich bevorzugt nicht um Reflex-Lichtschranken 31, 32; sondern es ist jeweils ein Strahlungssender 33 einem Strahlungsempfänger 34 zugeordnet. Der Strahlengang der jeweiligen Lichtschranke 31, 32 ist von den hineinragenden Rädern 6, 8 bzw. 13, 15, 21 unterbrochen, sofern nicht in diesen Rädern ausgebildete Blendenöffnungen 35 gerade miteinander (axial bezüglich der Orientierung der Lichtschranken 31, 32) fluchten.
  • Die Durchmesser der Blendenöffnungen 35 im jeweils am schnellsten laufenden der in die Lichtschranken 31,32 eingreifenden Räder des Werkes 1, hier also der Zwischenräder 6 bzw. 13, sind kürzer gewählt, als das Bogenstück 36, das das jeweilige Zwischenrad 6 bzw. 13 bei Fortschaltung durch seinen Schrittmotor-Rotor 4 bzw. 11 zurücklegt.
  • Es fluchten die Blendenöffnungen 35 im Zwischenrad 13, im Minutenrad 15 und im Stundenrad 21 aufgrund ihrer getrieblichen Kopplungen gerade alls zwölf Stunden einmal; einmal pro zwölf Stunden ist der Strahlengang der Lichtschranke 32 also durchlässig und deshalb der Empfänger 34 für die minutengenaue Abgabe eines elektrischen Signales optisch angesteuert. Dagegen ergibt die getriebliche Konstellation beim für den Antrieb des Sekundenrades 8 vorgesehenen Schrittmotor 2, daß die Lichtschranke 31 über die Blendenöffnungen 35 im Sekundenrd 8 und in seinem Zwischenrad 6 jede Minute einmal optisch durchschaltet; vom Empfänger 34 der Lichtschranke 31 wird also minütlich sekundengenau ein Impuls abgegeben. Deshalb ergibt die elektrische Zusammenschaltung der Ausgangssignale der Empfänger 34 (also beispielsweise deren Signalverkopplung über eine UND-Verknüpfungsschaltung; in der Zeichnung nicht dargestellt) eine alle zwölf Stunden sekundengenau einsetzende Signalgabe als elektrische Information darüber, daß der Minutenzeiger (und über die getriebliche Kopplung im Werk 1 deshalb auch der Stundenzeiger) momentan eine und nur eine ganz bestimmte (Referenz- oder Detektions-) Winkelstellung einnimmt, die durch die Anordnung der Blendenöffnungen 35 konstruktiv bestimmt ist.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3/Fig. 4 ist nur der Schrittmotor 2 zum Antrieb des Sekundenrades 8 über das Zwischenrad 6 vorgesehen. Der Antrieb des Minutenrades 15 erfolgt aus einem Sekundenrad-Ritzel 38 über das Kleinboden- oder Zwischenrad 13'. Nin ist nur eine Lichtschranke 39, zwischen einem Strahlungssender 33 und einem Stahlungsempfänger 34 in der Leiterplatte 37 und in der Gehäuse-vorderwand 25, vorgesehen, in deren Strahlengang nicht nur das Sekundenrad 8 und sein Zwischenrad 6, sondern nun auch das Stundenrad 21 und das Minutenrad 15-jeweils mit einer Blendenöffnung 35 ausgestattet - hineinragen. Dadurch ergibt sich wieder alle zwölf Stunden die Konstellation der axial fluchtenden Belenden- öffnungen 35 und somit, über das Sekunden-Zwischenrad 6 als dem Träger der am schnellsten weiterbewegten Blendenöffnung 35, ein sekundengenaues Einsetzen der Signalgabe vom Empfänger 34; ohne daß hierfür nun noch eine elektrische Verknüpfung der Ausgangssignale zweier Empfänger 34 (entsprechend Fig. 1/Fig. 2) erforderlich wäre.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 stellt insofern eine konstruktive Vereinfachung gegenüber dem vergleichbaren Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dar, als nun nicht mehr eine vollständige Sender-Empfänger-Paarung je Schrittmotor 2, 3, also je Lichtschranke 31, 32 erforderlich ist und darüberhinaus das Erfordernis des elektrischen Anschlusses (also der Verdrahtung) von elektrischen Funktionskomponenten abseits der Leiterplatte 37 nun entfällt. Das ist dadurch möglich, daß für mehrere Lichtschranken 31, 32 nun nur noch ein gemeinsamer Strahiungssender 33 vorgesehen ist, der ebenso wie die den einzelnen Lichtschranken 31, 32 zugeordneten Strahlungsempfänger 34 bei der Leiterplatte 37 angeordnet, also mechanisch und elektrisch angeschlossen ist; wobei die optische Strahlungsenergie über hinsichtlich ihres Materials (z.B. Acrylglas für Strahlung im Bereiche des sichtbaren Lichts oder Germanium für Strahlung im ferneren Infrarotbereich) dem senderseitigen Strahlungsspektrum angepaßte Strahlungsleitkörper 41 von dem gemeinsamen Sender 33 zur jeweiligen Einstrahlposition 42 der Lichtschranken 31, 32 geleitet wird. Günstiger als der Einsatz biegsamer Fasern ist die Realisierung der Strahlungsleitkörper 41 durch spanend oder spanlos geformte geometrische Gebilde, die unter Anpassung an die räumlichen Gegebenheiten im Uhrwerk 1 dimensioniert und so bereits maßgerecht beim Aufbau des Uhrwerks 1 mit montiert werden können; zumal sich bei solchen starren Körpern in aus der Flutlicht-Umlenktechnick bekannter Weise durch Reflexionsschrägen 43 engere Radien realisieren lassen, als mit gebogen verlaufenden Leitfasern, und die mechanische Festlegung nicht bei einer Strahlenaustrittsfläche realisiert sein muß, sondern an konstruktiv günstigerer Stelle des starren Leitkörpers 41 gelegen sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 beginnen zwei Leitkörper 41 vor dem Sender 33, um sich dann gemäß den rämlichen Gegebenheiten zu verzweigen. Die beiden starren Leitkörper 41 sind an der für die Positionierung des Räderwerks, also der Blendenöffnungen 35 maßgeblichen Trägerplatte 23 gehaltert. Der eine dargestellte Leitkörper 41 verlaüft aus einer hinter der Zeichenebene liegenden Ebene über eine Abwinklung 44 in die Zeichenebene und über eine weitere Abwinklung 44 in eine Aussparung 45 auf der Innenseite der Gehäuse-Vorderwand 25, wo er nach einer letzten Abwinklung 44 mit einer Strahlungsaustrittsfläche in der Einstrahlposition 42 zur Lichtschranke 32 endet. Der andere Leitkörper 41 verläuft im dargestellten Beispielsfalle längs der Trägerplatte 23 hinter der Zeichenebene, um im Bereiche einer Ausparung 43 in der Trägerplatte 23 in die Zeichenebene einzutreten und hier mit einer Strahlungsaustrittsfläche in Einstrahlposition 42 für die andere Lichtschranke 31 zu enden.
  • Durch die vereinfachten Fertigungs- und Einbaumöglichkeiten, insbesondere im Hinblick auf die Anordnung elektrischer Bauelemente ausschließlich in der Leiterplatte 37, ergibt sich über die Montageerleichterung hinaus auch eine größere Funktionssicherheit; die noch durch die starren Leitkörper 41 und durch bessere Abschrimmöglichkeiten gegen Fremdeinstrahlung erhöht ist. Insgesamt läßt sich bei der Lösung gemäß Fig. 5 eine Verringerung der axialen Bauhöhe verglichen mit einer Lösung nach Fig. 1 erzielen, weil die axiale Bauhöhe der Sender 33 und der Empfänger 34 nun nicht hintereinandergestaffelt ist, sondern mit der Strahlungsaustrittsfläche der Leitkörper 41 auch Einstrahlpositionen 42 in gedrängteren und schwieriger zugänglichen Positionen bedient werden können.
  • Die Lichtschranken 31, 32, 39 arbeiten vorzugsweise im Infrarot-Strahlungsspektrum, weil die Sender 33 in Form von strahlungsemittierenden Dioden recht geringe Abmessungen aufweisen und mit einer Spannung von unter 1,5 Volt, also wie ein batteriebetriebenes Uhrwerk aus einer Monozelle betreibbar sind. Außerdem erübrigen die auf ein Infrarot-Strahlungsspektrum abgestimmten Empfänger 34 aufwendigere optische Abschirmmaßnahmen gegen Fremdlicht-Einflüsse aus der Umgebung des Werkes 1, so daß der Aufbau der Lichtschranken 31, 32 bzw. 39 innerhalb des praktisch geschlossenen Gehäuses des Werkes 1 bereits eine für die Belange des Praxis gewöhnlich ausreichende Abschirmung ergibt.
  • Sobald eine der Lichtschranken 31,32,39 durch axial fluchtende Blendenöffnungen 35 durchschaltet, befinden sich die vom zugeordneten Schrittmotor 2 bzw. 3 bewegten Zeiger in einer definierten Position. Wenn die Bauelemente 29 schaltungstechnisch so ausgelegt sind, daß fortan die Weiterschaltung dieses Zeigers durch Zählen der zugeordneten Schrittmotor-Ansteuerimpulse mitgekoppelt wird, liegt stets eine elektrische Information über die momentane Zeiger-Winkelstellung bezüglich der Referenzstellung, in der die Blendenöffnungen 35 miteinander fluchteten, vor.
  • Sollte jedoch durch elektrische oder mechanische Störungen bei diesem Mitkoppeln ein Fehler auftreten, dann wird er zwangsläufig korrigiert, wenn beim nächstfolgenden Erreichen jener Referenzstellung ein neuer Mitkopplungsvorgang einsetzt.

Claims (7)

1. Anzeigestellungs-Detektionseinrichtung für eine Uhr mit an ihrem Räder- und Zeigerwerk (1) befestigter Leiterplatte (37) für eine Sender-Empfänger-Anordnung (32, 33, 41) einer Strahlungs-Sensor-Lichtschranke (31, 32; 39), bestehend aus einem Strahlungssender (33), einem Strahlengang und einem zugeordneten Strahlungsempfänger (34), deren Strahlengang durch eine Blendenöffnung (35) hindurch in Abhängigkeit von der momentanen winkelmäßigen Anzeigestellung des Räder- und Zeigerwerkes (1) freigegeben oder unterbrochen ist, wobei in den Strahlengung wenigstens ein von einem AntriebsMotor (2, 3) angetriebenes Rad (6, 13) sowie ein weiteres von diesem getriebenes Rad (8, 15) eingreift und dabei diese Eingriffs-Räder (6-8; 13-15) als Träger für die Blendenöffnung (35) ausgebildet sind, die in die Lichtschranke (31, 32; 39) hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (37) derart hinter dem Räder- und Zeigerwerk (1) angeordnet ist, daß sie ein rückwärtiges Axialspiel von Rädern (6, 8, 9, 13) begrenzt und an ihrer gegenüberliegend der Werkgehäuse-Ruckwand (28) zugewandten Oberfläche Bauelemente (29) für einen Funkuhren-Empfänger, einen zeithaltenden Uhrenschaltkreis und eine Zählschaltung zum Mitkoppeln der Bewegung eines Anzeige-Rades (8, 15) nach Unterbrechung des Sensor-Strahlenganges trägt, und daß das Zwischenrad (6, 13) sowie das über sein Ritzel (7, 14) getriebene Rad (8, 15) des Räder- und Zeigerwerkes (1) selbst die Blendenöffnungen (35) tragen, von denen der Durchmesser der Blendenöffnung (35) im am schnellsten sich drehenden Zwischenrad (6, 13) kleiner ist als die Länge des Bogenstückes (36), um das diese Blendenöffnung (35) beim Antrieb seines Zwischenrades (6, 13) verschwenkt wird.
2. Detektionseinrichtung nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Minu-. tenrad (15) und seinem Zwischenrad (13) das; Stundenrad (21) des Räder- und Zeigerwerkes (1) in einen Sensor-Strahlengang hineinragen.
3. Detektionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Uhrwerks Sekundenrad (8) und sein Zwischenrad (6) in einen Sensor-Strahlengang hineinragen.
4. Detektionseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Antriebs-Motore (2, 3) vorgesehen sind, denen je eine Lichtschranke (31, 32; 39) zugeordnet ist.
5. Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stundenrad (21), das Minutenrad (15) und das Sekundenrad (8) sowie sein Zwischenrad 6 des Räder- und Zeigerwerkes (1), die sämtlich aus einem einzigen Schrittmotor (2) angetrieben sind, in den Sensor-Strahlengang einer einzigen Lichtschranke (39) hineinragen.
6. Detektionseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiterplatte (37) wenigstens ein Strahlungssender (33) angeordnet ist, von dem aus sich ein Strahlungsleitkörper (41) durch das Räder- und Zeigerwek (1) hindruch zu wenigstens einer Einstrahlposition (42) einer Lichtschranke (31/32; 39) erstreckt.
7. Detektionseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (23) des Räder- und Zeigerwerkes (1) als Halterung für den Strahlungsleitkörper (41) ausgelegt ist.
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