EP0603815B1 - Netzunabhängige elektronische Uhr - Google Patents

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EP0603815B1
EP0603815B1 EP93120601A EP93120601A EP0603815B1 EP 0603815 B1 EP0603815 B1 EP 0603815B1 EP 93120601 A EP93120601 A EP 93120601A EP 93120601 A EP93120601 A EP 93120601A EP 0603815 B1 EP0603815 B1 EP 0603815B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy source
clock
time
special function
output voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93120601A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0603815A2 (de
EP0603815A3 (de
Inventor
Frank Wohlrabe
Manfred Kaiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Braun GmbH filed Critical Braun GmbH
Publication of EP0603815A2 publication Critical patent/EP0603815A2/de
Publication of EP0603815A3 publication Critical patent/EP0603815A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0603815B1 publication Critical patent/EP0603815B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/04—Arrangements of electric power supplies in time pieces with means for indicating the condition of the power supply

Definitions

  • the invention relates to a mains-independent electronic watch with an electrical circuit which, in addition to the time-keeping function when a definable condition is fulfilled, is capable of executing a special function that is only activated for a comparatively short period of time but requires a comparatively high load current, such as, for example, the emission of an acoustic signal Alarm signal, and with a device for monitoring the energy content of its electrical energy source, the energy content being monitored by measuring the output voltage of the energy source.
  • Electricity-independent, i.e. battery or accumulator-operated electronic clocks are generally known today, both in the form of so-called small clocks, that is, primarily wristwatches, and in the form of so-called large clocks, that is, wall, table and alarm clocks.
  • small clocks that is, primarily wristwatches
  • large clocks that is, wall, table and alarm clocks.
  • the quartz-controlled Braun alarm clock AB 30 is known, which is operated as an energy source either with a so-called "mignon cell” with an operating voltage of 1.5 volts or with a corresponding accumulator, whereby it the latter is mostly nickel-cadmium batteries that have a capacity of approximately 500 mAh at a voltage of 1.2 volts.
  • a disadvantage of all such clocks is the fact that their users are largely left in the dark about the energy content of their energy source. With an average lifespan of between 1 and 3 years, the exhaustion of such energy sources is only announced by the fact that either the clock is running or, in the case of alarm clocks, the acoustic signal emitted by an electroacoustic transducer is being output garbled is or completely fails, especially in the case of digital clocks, or only a dull or no light is emitted by an often available device for electrically illuminating the time display. In all of these cases, it may already be too late for the user of the watch to immediately procure new batteries that should not be kept in stock due to their aging, even without power consumption.
  • the voltage drop associated with the depletion of the energy source is very different for different types of energy sources.
  • the voltage drop in batteries with a relatively high capacity, such as mercury, silver or lithium batteries is very flat for a long time and only accelerates drastically towards the end of their service life.
  • Conventional medium-capacity batteries initially have a significantly larger voltage drop, but do not drop so drastically with their output voltage at the end of their service life.
  • the internal resistance of the energy source also plays an important role. a light source for illuminating the display field of the watch, causes an additional voltage drop.
  • inexpensive zinc-carbon batteries have a relatively high internal resistance. With them it can happen that the voltage would be sufficient for a long time only with the function that only keeps time, but drops so much when the lighting is switched on that the time-keeping function of the clock is also disturbed.
  • US Pat. No. 4,024,415 describes a circuit which can also be used in an electronic watch and which has at least one pair of MOS transistors which are connected in such a way that at least one of these transistors is brought into its conductive state when the output voltage of the energy source falls below a definable threshold.
  • a display element signaling the voltage drop is activated by means of a complementary MOS inverter.
  • a quartz clockwork controls the seconds hand of the clock via an electromagnetically driven step mechanism, which is switched on for a second at normal output voltage of the energy source. If the output voltage falls below a certain threshold value, the second hand is advanced by two seconds every two seconds.
  • a battery-operated electronic watch is known from EP 0 203 330 B1, which likewise has an electromagnetically driven stepping mechanism. Switch-on impulses to the step-by-step mechanism, which are not carried out by it, are fed to a counter and increase its counter reading. A warning signal is set when a certain counter reading is reached.
  • test pulses F are generated on the one hand when the battery is only lightly loaded, and on the other hand test pulses E when the battery is heavily loaded (cf. D3 p 15).
  • the test pulse is used to determine the state of charge of the battery based on the voltage drop caused by the load.
  • the test pulses E will not find a test either. ie under heavy load instead.
  • This battery status display consequently has the disadvantage that the battery voltage can collapse just when the special function is to be carried out again for a long time, and the special function therefore no longer functions reliably.
  • the watch is also only measured when the function that consumes a high current is triggered, the voltage of the battery is measured and, if necessary, a warning is generated. If, for example, the special function is not operated for a long time, it is also not possible to determine whether the battery will maintain the voltage required for the special function in the event of future heavy use by the special function.
  • Patent Abstract of Japan vol. 7, no.231 (P-229) October 13, 1983 (D2) teaches to test the battery at regular intervals, but this test also only takes place when at least the alarm switch 6 is closed, i.e. at the set alarm time.
  • a disadvantage of all known clocks with a device for monitoring the energy content of their energy source is the fact that the energy content has already dropped so far can that special functions to be carried out relatively rarely by the clock and requiring a comparatively high load current cannot or at least no longer be carried out properly. And this, although the previous monitoring during the execution of the time-keeping function has not yet resulted in insufficient energy content.
  • the special functions mentioned can be, for example, the emitting of an acoustic wake-up signal or the switching on of a light source for reading the time display.
  • the device for monitoring the energy content of the energy source does not yet detect inadequate energy content during the execution of the time-keeping function, although the energy source would no longer be able to deliver a relatively high load current, such as that for lighting or for an acoustic alarm signal is required.
  • the watch according to the invention has the advantage that the user is made aware in good time by issuing the warning signal that the watch does keep its time Function can still be maintained, but that the energy content of their energy source has already dropped to such an extent that special functions requiring comparatively high load currents, such as lighting the time display or emitting an acoustic alarm signal, can no longer or no longer be carried out properly by the clock.
  • the output of the warning signal is particularly advantageous in the event that the special function of the watch is the alarm function, that is to say the output of an acoustic alarm signal.
  • the user of the watch according to the invention is protected against unpleasant surprises which can be caused by the fact that the energy content of the energy source is no longer sufficient to emit the acoustic warning signal for a sufficiently long time or even at all.
  • the clock according to the invention according to claim 1 is of particular advantage for its users if it is only rarely operated with a high load current and the special function is activated at a time when the output voltage of the energy source is only insignificantly greater than that for the time-keeping Function is required at least.
  • the electrical circuit of the clock which in any case controls the special function in question, is used to check the output voltage of the energy source when the special function in question is carried out, the circuit complexity for the device itself can be considerably reduced.
  • the periodic activation of the electrical circuit ensures that the special function, the implementation of which inevitably leads to a further reduction in the energy content in the case of an energy source which is already only slightly charged, only at constant time intervals.
  • the period is chosen to be as large as possible, the upper limit being determined by the amount of current consumed by the clock in time-keeping operation and thus by the expected reduction in the energy content of the energy source in the period.
  • a development of the clock according to claim 3 has the advantage that the energy loss associated with checking the output voltage only occurs when there is actually a need for checking. However, this is not the case if the special function of the clock has already been carried out by the device within the period.
  • the development contained in claim 4 offers the advantage that the warning signal is emitted until the user reacts to the low energy content of the energy source by removing it from the watch.
  • the watch according to claim 5 is equipped with a light source, then there is a special function whose automatic activation from time to time to check the energy content is hardly noticeable to the user of the watch.
  • the features of claim 6 advantageously ensure that no further electrical energy is unnecessarily wasted when the threshold voltage is undershot, so that the residual energy is only used for the clock to continue to run. This ensures that the watch runs under all circumstances until the battery is almost completely depleted. It is not necessary to periodically switch on the load - or a substitute load.
  • the device for monitoring the supply voltage must react very quickly to voltage dips and it must go without going through the electrical circuit Switch off special function. Standard voltage detectors can be used as the device.
  • the warning signal remains permanently switched on.
  • the flashing warning signal can in particular be carried out by an LCD display which is very energy efficient.
  • Switching on the light source is particularly not considered disruptive if the clock according to claim 8 is equipped with a light-sensitive sensor, which ensures that the light source is switched on for the purpose of checking the output voltage only during the day or with comparatively bright lighting. Under these conditions, the user of the watch cannot be disturbed by briefly switching on the light source automatically, which could be the case in dark rooms.
  • the light source is connected to the energy source only at times of the day at which daylight usually prevails.
  • a further development of the clock according to claim 10 also achieves the above advantages, with the further advantage that the incandescent filament in the non-glowing state, as a so-called PTC thermistor, has a higher current requirement than in the glowing state.
  • the special function "illumination of the dial" to be carried out by the circuit therefore presupposes a lower energy content of the energy source than is the case when the device only activates it briefly.
  • sufficient output voltage in any case ensures that the energy content of the energy source is sufficient to carry out the special function even in the event of operation (activation of the special function by the circuit).
  • FIGS. 1 to 4 each show a block diagram of an exemplary embodiment of the invention, corresponding switching elements being provided with the same reference numerals in all three figures.
  • an electrical circuit 1 is supplied with voltage by an energy source 2 and controls a display 12 (LCD or pointer mechanism) in accordance with its time-keeping function.
  • the electrical circuit 1 activates a special function 3, which has a high current requirement, when a definable condition is met.
  • a special function for an alarm clock e.g. the brief illumination of the clock face at the start of the wake-up process is conceivable.
  • the special function 3 loads the energy source 2.
  • the special function 3 can, apart from the electrical circuit 1, also be activated from time to time by the device 4 for voltage monitoring, without the relevant definable condition being fulfilled.
  • the device 4 compares whether the output voltage of the energy source 2 is greater or less than a threshold voltage 42. If the voltage of the energy source 2 is lower than that of the threshold voltage 42, a warning signal 41 is emitted.
  • the threshold voltage can e.g. are at 2.6 V.
  • an electrical circuit 1 is in turn supplied with voltage by an energy source 2 and controls it according to its time-keeping function Display 12 (LCD or pointer movement).
  • the electrical circuit 1 actuates a signal transmitter 33 as a special function if the actual time matches the set alarm time.
  • the signal transmitter 33 can be activated in addition to the electrical circuit 1 by an actuator 5.
  • a device 4 checks the voltage of the energy source 2. If the voltage of the energy source 2 is lower than that of the threshold voltage 42, a warning signal 41 is emitted.
  • the threshold voltage can be 2.6 V, for example.
  • an electrical circuit 1 is in turn supplied with voltage by an energy source 2 and controls a display 12 (LCD or pointer mechanism) in accordance with its time-keeping function.
  • the electrical circuit 1 can activate the special function 3, which draws a relatively high current from the energy source 2 for a short time.
  • the device for voltage monitoring 4 can activate an additional so-called reactive load 44, the current requirement of which corresponds to that of special function 3.
  • the device 4 compares whether the output voltage of the energy source 2 is greater or less than a threshold voltage 42. If the voltage of the energy source 2 is lower than that of the threshold voltage 42, a warning signal 41 is emitted.
  • the threshold voltage can e.g. are at 2.6 V.
  • the electrical circuit 1 is supplied with voltage by the energy source 2.
  • the special function 3 loads the energy source 2 and can, apart from the electrical circuit 1, also from time to time, without the relevant definable condition being met, by the monitoring device 4 for voltage monitoring can be activated, but only if the switching element 5 clears the way to the special function.
  • Special function 3 can be triggered as long as there is still sufficient energy in energy source 2 from time to time. If the monitoring device 4 detects that the energy source drops below a predetermined threshold value, the switching element 5 is actuated and the special function 3, namely the light source, is permanently separated from the energy source 2. It is now only possible to emit a warning signal 41, preferably as a flashing signal, via the circuit 1, which indicates to the user that the battery needs to be changed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine netzunabhängige elektronische Uhr mit einem elektrischen Schaltkreis, der neben der zeithaltenden Funktion bei Erfüllung einer festlegbaren Bedingung eine nur für eine vergleichsweise kurze Zeitspanne aktivierte, aber einen vergleichsweise hohen Laststrom erfordernde Sonderfunktion auszuführen in der Lage ist, wie beispielsweie die Abgabe eines akustischen Alarmsignals, und mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Energieinhalts ihrer elektrischen Energiequelle, wobei die Überwachung des Energieinhalts durch die Messung der Ausgangsspannung der Energiequelle erfolgt.
  • Netzunabhängige, das heißt batterie- oder akkumulatorbetriebene elektronische Uhren sind heute allgemein bekannt und zwar sowohl in Form von sogenannten Kleinuhren, das heißt vor allem Armbanduhren, als auch in Form von sogenannten Großuhren, das heißt vor allem Wand-, Tisch- und Weckeruhren. So ist beispielsweise aus der Braun Programmübersicht, Herbst 1990, Seite 29 die quarzgesteuerte Braun-Weckeruhr AB 30 bekannt, die als Energiequelle entweder mit einer eine Betriebsspannung von 1,5 Volt aufweisenden sogenannten "Mignonzelle" oder mit einem entsprechenden Akkumulator betrieben wird, wobei es sich bei letzterem meistens um Nickel-Cadmium-Akkumulatoren handelt, die bei einer Spannung von 1,2 Volt eine Kapazität von etwa 500 mAh besitzen.
  • Nachteilig an sämtlichen derartigen Uhren ist die Tatsache, daß deren Benutzer über den Energieinhalt von deren Energiequelle weitgehend im Unklaren gelassen wird. Bei einer durchschnittlichen Lebensdauer von zwischen 1 und 3 Jahren kündigt sich die Erschöpfung derartiger Energiequellen erst dadurch an, daß entweder die Uhr nachgeht, bei Weckeruhren das von einem elektroakustischen Wandler abgegebene akkustische Signal verstümmelt abgegeben wird oder insbesondere bei Digitaluhren gleich ganz ausfällt, oder von einer oftmals vorhandenen Einrichtung zur elektrischen Beleuchtung der Zeitanzeige nur noch ein mattes oder gar kein Licht mehr abgegeben wird. In all diesen Fällen kann es für den Benutzer der Uhr bereits zu spät sein, um sich sofort neue Batterien zu beschaffen, die aus Gründen ihrer auch ohne Stromentnahme eintretenden Alterung nicht auf Vorrat gehalten werden sollten.
  • Erschwerend kommt dazu, daß der mit der Erschöpfung der Energiequelle einhergehende Spannungsabfall für verschiedene Typen von Energiequellen sehr unterschiedlich verläuft. So verläuft der Spannungsabfall bei Batterien relativ hoher Kapazität, wie beispielsweise Quecksilber, Silber oder Lithium-Batterien lange Zeit sehr flach und beschleunigt sich erst gegen Ende von deren Lebensdauer drastisch. Herkömmliche Batterien mittlerer Kapazität weisen dagegen zuerst einen deutlich größeren Spannungsabfall auf, fallen aber ganz am Ende ihrer Lebensdauer mit ihrer Ausgangsspannung nicht so drastisch ab.
  • Eine wesentliche Rolle spielt auch der Innenwiderstand der Energiequelle, der beim Einschalten einer größeren Last, wie z.B. einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Anzeigefeldes der Uhr, einen zusätzlichen Spannungsabfall verursacht. So haben beispielsweise preiswerte Zink-Kohle-Batterien einen relativ hohen Innenwiderstand. Bei ihnen kann der Fall eintreten, daß die Spannung bei ausschließlich zeithaltender Funktion noch lange ausreichend wäre, beim Einschalten der Beleuchtung jedoch so sehr abfällt, daß auch die zeithaltende Funktion der Uhr gestört wird.
  • Als Folge dieser Verhältnisse treten immer wieder unerwartete Betriebsunterbrechungen der Uhr auf, was insbesondere bei Weckeruhren unangenehme Konsequenzen haben kann.
  • Zur Vermeidung derartiger Unsicherheiten sind für elektronische Uhren bereits verschiedene Mittel vorgeschlagen worden, mit denen das Ende der Lebensdauer der Energiequelle überwacht werden kann, und die gegebenenfalls ein Warnsignal abgeben.
  • So wird in der US-PS 4,024,415 ein auch in einer elektronischen Uhr verwendbarer Schaltkreis beschrieben, der mindestens ein Paar von MOS-Transistoren aufweist, die so geschaltet sind, daß zumindest einer dieser Transistoren in seinen leitenden Zustand versetzt wird, wenn die Ausgangsspannung der Energiequelle unter einen festlegbaren Schwellwert abfällt. Als Folge davon wird mittels eines komplementären MOS-Inverters ein den Spannungsabfall signalisierendes Anzeigeelement aktiviert.
  • Eine andere Lösung wird in der CH 607 603 G (A 3) beschrieben. Ein Quarz-Uhrwerk steuert über ein elektromagnetisch angetriebenes Schrittschaltwerk den Sekundenzeiger der Uhr, der bei normaler Ausgangsspannung der Energiequelle sekundenweise weitergeschaltet wird. Fällt die Ausgangsspannung unter einen bestimmten Schwellwert, wird der Sekundenzeiger im zeitlichen Abstand von zwei Sekunden um jeweils zwei Sekunden fortgeschaltet.
  • Aus der EP 0 203 330 B1 ist schließlich eine batteriebetriebene elektronische Uhr bekannt, die ebenfalls ein elektromagnetisch angetriebenes Schrittschaltwerk aufweist. Weiterschalt-Impulse an das Schrittschaltwerk, die von diesem nicht ausgeführt werden, werden einem Zähler zugeführt und erhöhen dessen Zählerstand. Beim Erreichen eines bestimmten Zählerstands wird ein Warnsignal gesetzt.
  • Aus der DE-A-2809256 (D3) ist eine Batteriezustandsanzeige für eine Uhr bekannt, bei der einerseits Prüfpulse F erzeugt werden, wenn die Batterie nur leicht belastet ist, und andererseits Prüfpulse E, wenn die Batterie stark belastet ist (vgl. D3 S. 15). Mittels der Prüfpulse wird anhand des durch die Belastung verursachten Spannungsabfalls auf den Ladezustand der Batterie geschlossen. Wird jedoch die Batterie nicht stark belastet, weil beispielsweise die Weckfunktion nicht aktiviert ist (vgl. D3 S. 20 unten) oder der Benutzer die Beleuchtung nicht einschaltet (vgl. D3 S.18 unten), findet auch kein Test durch die Prüfpulse E, d.h. bei starker Belastung statt. Diese Batteriezustandsanzeige hat folglich den Nachteil, daß gerade dann, wenn nach längerer Zeit die Sonderfunktion erstmals wieder ausgeführt werden soll, die Batteriespannung zusammenbrechen kann, und daher die Sonderfunktion nicht mehr zuverlässig funktioniert.
  • Bei der aus Patent Abstract of Japan vol. 8, no. 202 (P-300) 14. September 1984 (D1) bekannten Uhr wird ebenfalls nur dann, wenn die einen starken Strom verbrauchende Funktion ausgelöst ist, die Spannung der Batterie gemessen und ggfs. ein Warnhinweis erzeugt. Wird beispielsweise die Sonderfunktion lange Zeit nicht betätigt, ist auch bei D1 keine Aussage darüber möglich, ob die Batterie im Falle einer zukünftigen starken Belastung durch die Sonderfunktion die für diese benötigte Spannung aufrecht halten wird.
  • Patent Abstract of Japan vol. 7, no. 231 (P-229) 13. Oktober 1983 (D2) lehrt zwar, die Batterie in regelmäßigen Abständen zu testen, jedoch findet dieser Test ebenfalls nur statt, wenn zumindest der Alarmschalter 6 geschlossen ist, d.h. zur eingestellten Alarmzeit.
  • Nachteilig an sämtlichen bekannten Uhren mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Energieinhalts ihrer Energiequelle ist die Tatsache, daß der Energieinhalt bereits so weit abgesunken sein kann, daß relativ selten von der Uhr auszuführende und einen vergleichsweise hohen Laststrom erfordernde Sonderfunktionen nicht oder zumindest nicht mehr ordnungsgemäß ausgeführt werden können. Und dies, obgleich die bisherige Überwachung während der Ausführung der zeithaltenden Funktion noch keinen unzureichenden Energieinhalt ergeben hat. Bei den genannten Sonderfunktionen kann es sich beispielsweise um die Abgabe eines akustischen Wecksignals oder um das Einschalten einer Lichtquelle zur Ablesung der Zeitanzeige handeln. Somit kann der Fall eintreten, daß die Vorrichtung zur Überwachung des Energieinhalts der Energiequelle während der Ausführung der zeithaltenden Funktion noch keinen unzureichenden Energieinhalt detektiert, obgleich die Energiequelle nicht mehr in der Lage wäre, einen relativ hohen Laststrom abzugeben, wie er für eine Beleuchtung oder für die Abgabe eines akustischen Alarmsignals erforderlich wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Uhr so weiter zu entwickeln, daß sichergestellt ist, daß bereits dann von der Vorrichtung zur Überwachung des Energieinhalts der Energiequelle ein Warnsignal abgegeben wird, wenn deren Energieinhalt zwar noch für die Abgabe eines relativ schwachen Laststroms ausreichend ist, ein für Sonderfunktionen der Uhr benötigter vergleichsweise hoher Laststrom aber nicht mehr abgegeben werden könnte, ohne daß es zu einem stärkeren Spannungsabfall der Energiequelle kommt.
  • Diese Aufgabe ist bei einer Uhr mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Uhr nach Anspruch 1 hat den Vorteil, daß deren Benutzer durch die Abgabe des Warnsignals rechtzeitig darauf aufmerksam gemacht wird, daß die Uhr zwar ihre zeithaltende Funktion noch aufrecht erhalten kann, daß aber der Energieinhalt ihrer Energiequelle bereits soweit abgesunken ist, daß vergleichsweise hohe Lastströme erfordende Sonderfunktionen, wie die Beleuchtung der Zeitanzeige oder die Abgabe eines akustischen Alarmsignals, von der Uhr nicht mehr oder nicht mehr ordnungsgemäß ausgeführt werden können. Dadurch ergibt sich für den Benutzer der Uhr die Möglichkeit, rechtzeitig deren Batterie zu ersetzen oder deren weitgehend entladenen Akkumulator gegen einen aufgeladenen auszutauschen. Besonders vorteilhaft ist die Abgabe des Warnsignals für den Fall, daß es sich bei der Sonderfunktion der Uhr um die Weckfunktion, also die Abgabe eines akustischen Alarmsignals handelt. Der Benutzer der erfindungsgemäßen Uhr wird vor unangenehmen Überraschungen geschützt, die dadurch verursacht werden können, daß der Energieinhalt der Energiequelle nicht mehr ausreicht, das akustische Warnsignal ausreichend lange oder überhaupt noch abzugeben.
  • Die erfindungsgemäße Uhr nach Anspruch 1 ist für deren Benutzer dann von besonderem Vorteil, wenn diese nur selten mit einem hohen Laststrom betrieben und die Sonderfunktion zu einem Zeitpunkt aktiviert wird, wenn die Ausgangsspannung der Energiequelle nur noch unwesentlich größer ist als die, die für die zeithaltende Funktion mindestens benötigt wird.
  • Wird gemäß Anspruch 2 der ohnehin die betreffende Sonderfunktion steuernde elektrische Schaltkreis der Uhr benutzt, um die Ausgangsspannung der Energiequelle bei Ausübung der betreffenden Sonderfunktion zu überprüfen, so läßt sich der Schaltungsaufwand für die Vorrichtung selbst erheblich vermindern. Durch die periodische Ansteuerung des elektrischen Schaltkreises wird erreicht, daß die Sonderfunktion, deren Durchführung im Falle einer ohnehin nur noch wenig geladenen Energiequelle unvermeidlicherweise zu einer weiteren Verminderung des Energieinhaltes führt, nur in gleichbleibenden zeitlichen Abständen erfolgt. Die Periodendauer wird dabei möglichst groß gewählt, wobei die Obergrenze durch die Höhe der Stromaufnahme der Uhr im zeithaltenden Betrieb und damit durch die in der Periodendauer zu erwartende Verminderung des Energieinhalts der Energiequelle bestimmt wird.
  • Eine Weiterbildung der Uhr nach Anspruch 3 hat den Vorteil, daß der mit einer Überprüfung der Ausgangsspannung verbundene Energieverlust nur dann auftritt, wenn tatsächlich eine Notwendigkeit zur Überprüfung vorliegt. Dies ist aber nicht der Fall, wenn die Sonderfunktion der Uhr von der Vorrichtung innerhalb der Periodendauer bereits schon einmal ausgeführt worden ist.
  • Die im Anspruch 4 enthaltene Weiterbildung bietet den Vorteil, daß das Warnsignal so lange abgegeben wird, bis der Benutzer auf den zu niedrigen Energieinhalt der Energiequelle durch deren Entnahme aus der Uhr reagiert.
  • Ist die Uhr nach Anspruch 5 mit einer Lichtquelle ausgestattet, so bietet sich damit eine Sonderfunktion an, deren selbsttätige von Zeit zu Zeit erfolgende Aktivierung zur Überprüfung des Energieinhalts dem Benutzer der Uhr kaum als störend auffällt.
  • Durch die Merkmale des Anspruchs 6 wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß bei Unterschreitung der Schwellenspannung keine weitere elektrische Energie unnötig verschwendet wird, so daß die Restenergie nur noch für den Weiterlauf der Uhr dient. Hierdurch wird der Lauf der Uhr unter allen Umständen noch bis zur annähernd totalen Erschöpfung der Batterie gewährleistet. Ein periodisches Einschalten der Last - oder einer Ersatzlast - ist hierbei nicht notwendig. Die Vorrichtung zur Überwachung der Versorgungsspannung muß sehr schnell auf Spannungseinbrüche reagieren und sie muß ohne Umweg über den elektrischen Schaltkreis die Sonderfunktion abschalten. Als Vorrichtung können handelsübliche Spannungsdetektoren eingesetzt werden.
  • Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 ist es vorteilhaft, daß, sobald die Vorrichtung das Einschalten der Lichtquelle unterbunden hat, das Warnsignal permanent eingeschaltet bleibt. Hierdurch erkennt ein Benutzer beim Gebrauch der Uhr sofort, daß er die entladene Batterie durch eine neue ersetzen muß. Das blinkende Warnsignal kann insbesondere von einer LCD-Anzeige, die sehr stromsparend ist, ausgeführt werden.
  • Ein Einschalten der Lichtquelle gilt besonders dann nicht als störend, wenn die Uhr nach Anspruch 8 mit einem lichtempfindlichen Sensor ausgestattet ist, der dafür sorgt, daß das Einschalten der Lichtquelle zum Zweck der Überprüfung der Ausgangsspanung nur tagsüber oder bei vergleichsweise heller Beleuchtung erfolgt. Unter diesen Voraussetzungen kann der Benutzer der Uhr nicht durch das kurzzeitige selbsttätige Einschalten der Lichtquelle gestört werden, was in dunklen Räumen dagegen durchaus der Fall sein könnte. Dieselben Vorteile werden erzielt, wenn gemäß Anspruch 9 die Lichtquelle nur zu solchen Tageszeiten an die Energiequelle angeschlossen wird, an denen üblicherweise Tageslicht herrscht.
  • Durch eine Weiterentwicklung der Uhr nach Anspruch 10 werden ebenfalls die vorstehenden Vorteile erzielt, wobei darüberhinaus der weitere Vorteil eintritt, daß die Glühwendel in nicht glühendem Zustand als sogenannter Kaltleiter einen höheren Strombedarf aufweist als in glühendem Zustand. Die vom Schaltkreis gegebenenfalls auszuführende Sonderfunktion "Beleuchtung des Zifferblattes" setzt daher einen niedrigeren Energieinhalt der Energiequelle voraus als es der Fall ist, wenn diese von der Vorrichtung jeweils nur kurzzeitig aktiviert wird. Somit stellt eine im Testfall (Aktivierung der Sonderfunktion durch die Vorrichtung) ausreichende Ausgangsspannung auf jeden Fall sicher, daß der Energieinhalt der Energiequelle ausreichend ist, um die Sonderfunktion auch im Betriebsfall (Aktivierung der Sonderfunktion durch den Schaltkreis) auszuführen.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
    die Figuren 1 bis 4 je ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei einander entsprechende Schaltelemente in allen drei Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Nach Fig. 1 wird ein elektrischer Schaltkreis 1 von einer Energiequelle 2 mit Spannung versorgt und steuert gemäß seiner zeithaltenden Funktion ein Display 12 (LCD oder Zeigerwerk) an. Der elektrische Schaltkreis 1 aktiviert bei Erfüllung einer festlegbaren Bedingung eine Sonderfunktion 3, die einen hohen Strombedarf hat. Als Sonderfunktion ist bei einer Weckuhr z.B. die kurzzeitige Beleuchtung des Ziffernblatts bei Beginn des Weckvorgangs denkbar. Die Sonderfunkton 3 belastet dabei die Energiequelle 2. Die Sonderfunktion 3 kann, außer vom elektrischen Schaltkreis 1, auch von Zeit zu Zeit, ohne daß die betreffende festlegbare Bedingung erfüllt ist, von der Vorrichtung 4 zur Spannungsüberwachung aktiviert werden. Die Vorrichtung 4 vergleicht, ob die Ausgangsspannung der Energiequelle 2 größer oder kleiner als eine Schwellenspannung 42 ist. Ist die Spannung der Energiequelle 2 kleiner als die der Schwellenspannung 42, so wird ein Warnsignal 41 abgegeben. Bei einer Uhr, die mit zwei Alkali-Mangan Batterien versorgt wird, kann die Schwellenspannung z.B. bei 2.6 V liegen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird wiederum ein elektrischer Schaltkreis 1 von einer Energiequelle 2 mit Spannung versorgt und steuert gemäß seiner zeithaltenden Funktion ein Display 12 (LCD oder Zeigerwerk) an. Der elektrische Schaltkreis 1 betätigt bei Übereinstimmung der Istzeit mit der eingestellten Alarmzeit als Sonderfunktion in diesem Fall einen Signalgeber 33. Der Signalgeber 33 kann neben dem elektrischen Schaltkreis 1 zusätzlich von einem Betätigungsglied 5 aktiviert werden. Während der Aktivierung des Signalgebers 33 überprüft eine Vorrichtung 4 die Spannung der Energiequelle 2. Ist die Spannung der Energiequelle 2 kleiner als die der Schwellenspannung 42, so wird ein Warnsignal 41 abgegben. Bei einer Uhr, die mit zwei Alkali-Mangan Batterien versorgt wird, kann die Schwellenspannung z.B. bei 2.6 V liegen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird wiederum ein elektrischer Schaltkreis 1 von einer Energiequelle 2 mit Spannung versorgt und steuert gemäß seiner zeithaltenden Funktion ein Display 12 (LCD oder Zeigerwerk) an. Zusätzlich kann der elektrische Schaltkreis 1 die Sonderfunktion 3 aktivieren, die für eine kurze Zeit einen relativ hohen Strom aus der Energiequelle 2 entnimmt. Die Vorrichtung zur Spannungsüberwachung 4 kann eine zusätzliche sogenannte Blindlast 44 aktivieren, deren Strombedarf dem der Sonderfunktion 3 entspricht. Bei jedem Aktivieren der Blindlast 44 vergleicht die Vorrichtung 4, ob die Ausgangsspannung der Energiequelle 2 größer oder kleiner als eine Schwellenspannung 42 ist. Ist die Spannung der Energiequelle 2 kleiner als die der Schwellenspannung 42, so wird ein Warnsignal 41 abgegeben. Bei einer Uhr, die mit zwei Alkali-Mangan Batterien versorgt wird, kann die Schwellenspannung z.B. bei 2.6 V liegen.
  • Nach Fig. 4 wird der elektrische Schaltkreis 1 von der Energiequelle 2 mit Spannung versorgt. Die Sonderfunktion 3 belastet die Energiequelle 2 und kann, außer vom elektrischen Schaltkreis 1, auch von Zeit zu Zeit, ohne daß die betreffende festlegbare Bedingung erfüllt ist, von der Überwachungsvorrichtung 4 zur Spannungsüberwachung aktiviert werden, allerdings nur dann, wenn das Schaltelement 5 den Weg zur Sonderfunktion freigibt. Solange bei der von Zeit zu Zeit-Prüfung noch genügend Energie in der Energiequelle 2 vorhanden ist, kann die Sonderfunktion 3 ausgelöst werden. Stellt die Überwachungsvorrichtung 4 fest, daß die Energiequelle unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt, so wird das Schaltelement 5 betätigt und die Sonderfunktion 3, nämlich die Lichtquelle, wird von der Energiequelle 2 dauerhaft getrennt. Es kann nunmehr nur noch über den Schaltkreis 1 ein Warnsignal 41, vorzugsweise als blinkendes Signal, abgegeben werden, das dem Benutzer den erforderlichen Wechsel der Batterie anzeigt.

Claims (10)

  1. Netzunabhängige elektronische Uhr mit einem elektrischen Schaltkreis (1), der neben der zeithaltenden Funktion bei Erfüllung einer festlegbaren Bedingung eine nur für eine vergleichsweise kurze Zeitspanne aktivierte, aber einen vergleichsweise hohen Laststrom erfordernde Sonderfunktion (3) auszuführen in der Lage ist und mit einer Vorrichtung (4) zur Überwachung des Energieinhalts ihrer elektrischen Energiequelle (2), wobei die Überwachung des Energieinhalts durch die Messung der Ausgangsspannung der Energiequelle (2) erfolgt, und für den Fall, daß die Ausgangsspannung dabei unterhalb einer festlegbaren Schwellenspannung (42) liegt, ein optisches oder akustisches Warnsignal (41) abgibt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorrichtung (4) von Zeit zu Zeit, ohne daß die betreffende festlegbare Bedingung erfüllt ist, selbsttätig zum Zweck der Überprüfung der Ausgangsspannung der Energiequelle (2) für eine kurze Zeitspanne die Sonderfunktion (3) der Uhr oder eine Blindlast (44) aktiviert, deren Strombedarf dem für die Aktivierung der Sonderfunktion entspricht.
  2. Uhr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Aktivierung der Sonderfunktion (3) dadurch erfolgt, daß die Vorrichtung (4) den elektrischen Schaltkreis (1) derart ansteuert, daß dieser, auch ohne daß die betreffende festlegbare Bedingung erfüllt ist, die Sonderfunktion (3) ausführen kann.
  3. Uhr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sonderfunktion (3) von der Vorrichtung nur dann periodisch aktiviert wird, wenn diese innerhalb der Periodendauer nicht ohnehin bereits vom Schaltkreis (1) während des Betriebs der Uhr ausgeführt worden ist.
  4. Uhr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorrichtung (4) das Warnsignal bis zur Entnahme der Energiequelle (2) abgibt.
  5. Uhr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Uhr eine beispielsweise zur Beleuchtung der Zeitanzeige dienende Lichtquelle als Sonderfunktion (3) aufweist, die von der Vorrichtung (4) zum Zweck der Überprüfung der Ausgangsspannung von Zeit zu Zeit an die Energiequelle (2) angeschlossen wird.
  6. Uhr nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorrichtung (4) dann, wenn bei Überprüfung der Ausgangsspannung der Energiequelle (2) diese unterhalb der Schwellenspannung (42) liegt, neben der Abgabe des Warnsignals (41) auch das weitere Einschalten der Lichtquelle (3) durch ein Schaltelement (5) unterbindet.
  7. Uhr nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Warnsignal (41) als optisches Signal ausgeführt ist und daß das Warnsignal (41) durch den elektrischen Schaltkreis (1) dann permanent eingeschaltet wird, wenn die Vorrichtung (4) über das Schaltelement (5) das Einschalten der Lichtquelle (3) unterbunden hat und daß das Warnsignal (41) dann blinkend angesteuert wird, wenn die Schwellenspannung selbst ohne eingeschaltete Lichtquelle (3) unterschritten wird.
  8. Uhr nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Uhr einen lichtempfindlichen Sensor aufweist, der dem auf die Uhr einfallenden Licht ausgesetzt ist und die Vorrichtung (4) so ansteuert, daß diese die Lichtquelle (3) nur dann an die Energiequelle (2) anschließt, wenn die auf den Sensor einfallende Lichtintensität einen festlegbaren Wert überschreitet.
  9. Uhr nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorrichtung (4) die Lichtquelle (3) nur zu solchen Tageszeiten an die Energiequelle (2) anschließt, zu denen nach der vom Schaltkreis gehaltenen Uhrzeit üblicherweise noch Tageslicht herrscht.
  10. Uhr nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß es sich bei der Lichtquelle (3) um eine eine Glühwendel aufweisende Lampe handelt und daß die jeweilige Dauer des Anschlusses der Lampe an die Energiequelle so kurz bemessen ist, daß die Wendel noch nicht zum Glühen kommt.
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