EP0848842B1 - Uhrwerk - Google Patents

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EP0848842B1
EP0848842B1 EP96923940A EP96923940A EP0848842B1 EP 0848842 B1 EP0848842 B1 EP 0848842B1 EP 96923940 A EP96923940 A EP 96923940A EP 96923940 A EP96923940 A EP 96923940A EP 0848842 B1 EP0848842 B1 EP 0848842B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit
generator
capacitive component
timepiece movement
voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96923940A
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English (en)
French (fr)
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EP0848842A1 (de
EP0848842B2 (de
Inventor
Konrad Schafroth
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.)
Richemont International SA
Original Assignee
Schafroth Konrad
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4236210&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0848842(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Schafroth Konrad filed Critical Schafroth Konrad
Publication of EP0848842A1 publication Critical patent/EP0848842A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0848842B1 publication Critical patent/EP0848842B1/de
Publication of EP0848842B2 publication Critical patent/EP0848842B2/de
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C11/00—Synchronisation of independently-driven clocks

Definitions

  • the invention relates to a clockwork according to the preamble of claim 1.
  • a clockwork is known, the spring via a gear train a time display and an alternating voltage supplying generator drives.
  • the generator feeds a voltage converter circuit, the voltage converter circuit feeds a capacitive component, and the capacitive component feeds an electronic reference circuit with a stable oscillator and an electronic control circuit.
  • the electronic control circuit has a comparator logic circuit and one with an output of the comparator logic circuit connected and through the comparator logic circuit controllable energy dissipation circuit in its power consumption on.
  • One input of the comparator logic circuit is with the electronic reference circuit and another Input of the comparator logic circuit with the generator via a comparator stage and an auto-coincidence circuit connected.
  • the comparator logic circuit is designed that it comes from the electronic reference circuit Clock signal with a clock signal originating from the generator compares the, depending on the result of this comparison Size of the power consumption of the electronic control circuit about the size of the power consumption of the energy dissipation circuit controls and in this way by controlling the Control circuit power consumption the generator and gear so that regulates the course of the time display.
  • the power consumption of the energy dissipation circuit in the clockwork known from CH-597 636 is by the comparator logic circuit according to CH-597 636 only in controllable in two stages.
  • the power consumption of the energy dissipation circuit according to CH-597 636 is namely either maximum or zero. That means the generator either can only be braked at maximum strength or not at all can. This results in considerable control vibrations at the Gear control of the clockwork. In this way there is a relatively poor energy efficiency of the clockwork.
  • the voltage converter circuit according to CH-597 636 is a rectifier.
  • diodes such as those from the GB-A-2,158,274, EP-A-0,326,312, US-A-4,653,931, EP-A-0,467,667, EP-A-0,326,313, EP-A-0,309,164 and EP-A-0,241,219 is known.
  • Diodes are passive components. The Using diodes as rectifiers throughout The running time of a clockwork is impaired due to the diode threshold voltage the energy efficiency of the movement.
  • the spring of which via a gear train Time display and driving a generator is a problem in that only a limited amount of energy is stored in the spring can be.
  • the required drive power is made up of the mechanical drive power for the clockwork, the friction power and the electrical power of the generator.
  • the electrical Power output of the generator is determined by the Power consumption of an energy connected to the generator consuming electronic circuit. It must also be taken into account that the friction power of the generator in a direct Relation to that induced by the generator There is tension. A rough estimate is that the mass of a generator rotor, the higher the induced voltage.
  • a relatively high moment of inertia of the rotor is compared to a relatively small moment of inertia disadvantageous. If the rotor is e.g. by one blow stopped, it runs at a relatively large mass moment of inertia back on more slowly than a relatively small one Moment of inertia. If the rotor has a relatively large moment of inertia, so it takes longer for it to reach its rated speed reached again.
  • the invention has for its object a clockwork provide, the spring on a gear train a time display and an alternating voltage generator drives and that in an energetically particularly favorable manner can be operated.
  • the energetically particularly favorable effect of the invention Clockwork according to claim 1 results from the fact that at least one passive component at least temporarily an active unit with a smaller in the forward direction electrical resistance is replaced, this way the Reduce voltage losses and thus efficiency increases.
  • the clockwork according to the invention according to claim 3 is the power consumption of the electronic control circuit in a predetermined size range even substantially continuously controllable. This is in accordance with the clockwork the CH-597 636 significant reduction in control vibrations and related significant improvement in energetic Efficiency of the clockwork given.
  • this is passive component is a diode and the associated active component a switch controlled by a comparator. Voltage losses across the switch are at least one Order of magnitude less than voltage losses across the diode.
  • 26 and 27 become transistor structures in a double function used as a diode and transistor. This is circuitry particularly cheap and saves space.
  • circuit structure according to claims 32 and 33 as an IC, it is special in terms of circuitry and manufacturing technology advantageous and also space-saving.
  • FIG. 1 an electronic part of a clockwork according to the invention is shown as a block diagram.
  • a generator 1 supplying an alternating voltage is connected via a gear train (not shown) to a spring (also not shown).
  • the spring drives the generator 1 and a time display, not shown.
  • the nominal frequency of the alternating voltage of the generator 1 is advantageously 2 n Hz, where n is a natural number other than zero.
  • the mechanical part of the clockwork according to the invention is state of the art. In this regard, reference is made to CH-597 636.
  • the generator 1 feeds a voltage converter circuit 2.
  • the voltage converter circuit 2 feeds a first capacitive Component 10.
  • the first capacitive component 10 feeds one electronic reference circuit 3, 4, 5 with a stable Oscillator 3, 4 and an electronic control circuit 6, 7, 8, 9.
  • the stable oscillator 3, 4 has a quartz crystal 4, whose vibration defines a reference frequency.
  • the voltage converter circuit 2, the electronic control circuit 6, 7, 8, 9 and the electronic reference circuit 3, 5 with Except for quartz crystal 4 and with the exception of all in the mentioned circuits of existing capacitive components are constructed as an IC 11. In another embodiment are even the capacitive components in the IC 11 integrated.
  • the electronic control circuit 6, 7, 8, 9 has one Comparator logic circuit 6, one input of which electronic reference circuit 3, 4, 5 and their others Input via a device that detects the zero crossing of the AC voltage Comparator stage 7 and an anti-coincidence circuit 8 with the generator 1 is connected.
  • the anti-coincidence circuit 8 is essentially a cache that is a simultaneous Incoming pulses on both inputs of the comparator logic circuit 6 prevented.
  • the electronic Control circuit 6, 7, 8, 9 one with an output of Comparator logic circuit 6 connected and through the comparator logic circuit 6 controllable in their power consumption Energy dissipation circuit 9.
  • the energy dissipation circuit 9 is of a variety same ohmic resistances built up. The size of one ohmic resistance is compared to the size of the resistance, which results if all existing ohmic Resistors are connected in series, small.
  • the comparator logic circuit 6 controls the power consumption of the energy dissipation circuit 9 by adding a number of in the Current path switched ohmic resistances changed. On this way the power consumption is electronic Control circuit 6, 7, 8, 9 in one by the number of resistors predetermined size range essentially continuously controllable.
  • the comparator logic circuit 6 compares one of the electronic reference circuit 3, 4, 5 incoming clock signal with a clock signal originating from generator 1. Dependent on the comparator logic circuit controls the result of this comparison 6 the size of the power consumption of the electronic Control circuit 6, 7, 8, 9 on the size of the power consumption the energy dissipation circuit 9. On this Wise is about controlling the control circuit power consumption the gear of the generator 1 and thus the gear of the time display regulated.
  • the control is designed so that the gear the time display in the desired manner with that of the quartz crystal 4 supplied reference frequency is synchronized.
  • the comparator logic circuit 6 has a counter, whose counter reading a gear difference between the generator 1 and the electronic reference circuit 3, 4, 5 corresponds.
  • the power consumption of the energy dissipation circuit 9 is controlled depending on the meter reading of the meter. Depending on the status of the meter is in the energy dissipation circuit 9 more or less energy dissipates and thus the generator 1 more or less burdened.
  • Each counter reading is one predetermined effective resistance combination in the energy dissipation circuit 9 assigned. That means that Comparator logic circuit 6 depending on the counter reading the ohmic in the energy dissipation circuit 9 Resistors individually and in different combinations in the Turn on the active rung or out of the active rung can switch out. It goes without saying that Case provided that at one or more meter readings none of the ohmic resistances mentioned in the active current path is switched.
  • the control is limited, however, in that Reaching a certain maximum level of the counter Counting of generator pulses is interrupted. This is especially necessary to ensure a smooth start-up for everyone to ensure electronic components of the movement in the event that the spring after a complete standstill the movement is wound up for the first time.
  • a similar Effect is achieved if the comparator logic circuit 6 and the energy dissipation circuit 9 matches one another, that the power consumption of the energy dissipation circuit 9 for a predetermined payer range (e.g. 0 to 16) is kept to a minimum and is exceeded when it is exceeded of the predetermined counter range linearly proportional to Meter reading changes.
  • the clockwork also has a device, not shown to display the power reserve depending on the meter reading on.
  • the power reserve is displayed using a LCD.
  • the electronic reference circuit 3, 4, 5 has one between the stable oscillator 3, 4 and the connection to the electronic control circuit 6, 7, 8, 9 switched frequency divider circuit 5 on. This divides that from quartz crystal 4 delivered reference frequency in a defined way to a enable easier synchronization of the time display.
  • the Voltage converter circuit 2 both a rectifier function as well as a voltage tripler function.
  • first switch 19 is parallel to the first diode 14, but in Row with generator 1 and row with the first capacitive Component 10 switched.
  • the first switch 19 will actively controlled by a first comparator 21.
  • the voltage converter circuit also has a voltage triplet circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 on, on the input side to generator 1 and on the load side the first capacitive component 10 and to the parallel connection the first diode 14 and the first switch 19 coupled is.
  • a load-side connection of the voltage triple circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 opens together with the connection of the first which faces away from the first diode 14 capacitive component 10 in a ground node 22.
  • the first comparator 21 compares the electrical potential at the connection of the first capacitive component 10 with the electrical potential of the load side not at ground potential Connection of the voltage tripler circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23.
  • the first switch 19 is by the first comparator 21 only closed when the voltage of the first capacitive component 10 for operating the first Comparator 21 is sufficient and the electrical potential at the earth-free load-side connection of the voltage triple circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 for further charging of the first capacitive component 10 is high enough.
  • the first switch 19 is a first field effect transistor and switched so that in its locked state part its structure acts as the first diode 14.
  • the spring, the gear train, the generator 1, the voltage converter circuit 2 and the electronic control circuit 6, 7, 8, 9 are designed so that the generator 1 immediately after a start of the clockwork until the time of charging of the first capacitive component 10 to the predetermined one Value operates at a speed that is greater than the target speed of the generator 1. This is done first Charging the first capacitive component 10 via the first Diode 14.
  • the voltage value of the first capacitive component 10 that for operating the first comparator 21 and for operating one in the voltage triplet circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 existing and explained in more detail below second comparator 20 is sufficient in this embodiment 0.6 V.
  • the voltage drop across the first diode 14 is 400 mV.
  • the first comparator 21 closes as soon as that of the voltage triplet circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 delivered voltage is higher than the voltage of the first capacitive component 10, the first switch 19, i.e. he opens the first field effect transistor.
  • the voltage drop over the channel of the first field effect transistor however only 10 mV.
  • the loss of voltage is thus significantly reduced.
  • the first comparator 21 closes the first field effect transistor. If the voltage tripler circuit 12 increases, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 again a sufficiently large value, the first comparator 21 opens the first field effect transistor again and so on. The The first capacitive component 10 is thus charged only in the start-up phase of the movement over those with a high Voltage loss in the first diode 14.
  • the first capacitive component 10 is only loaded through the channel of the first field effect transistor what energetically much cheaper than a store over the first Diode 14 is. In this way, the energy reserve of the Movement used more economically and the power reserve increased.
  • the voltage converter circuit 2 in addition to its rectifier function, also one Voltage multiplier function must do what the already said voltage multiplier circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 serves.
  • the Voltage multiplier circuit 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 a voltage triplet circuit. 2 to 4 are three different embodiments of the voltage triplet circuit shown.
  • a first embodiment of the voltage triplet circuit (see Fig. 2) also has a parallel connection a second diode 12 and a second switch 17 and a parallel connection of a third diode 23 and a third switch 18 on.
  • the parallel connection of the second diode 12 and second switch 17 is in series between the generator-side connection of the second capacitive Component 15 and the load-side connection of the third capacitive component 16 switched.
  • the parallel connection the third diode 23 and the third switch 18 is in series between the generator-side connection of the third capacitive Component 16 and the load-side connection of the second capacitive component 15 switched.
  • the one above briefly mentioned second comparator 20 controls both the second as well as the third switch 17, 18.
  • the first embodiment the voltage triplet circuit also has an in Row between the load side connections of the second and third capacitive component 15, 16 switched fourth Diode 13 on.
  • the second, third and fourth diodes 12, 23, 13 are switched in the same forward direction, and the first Diode 14 is switched in the opposite forward direction.
  • the second comparator 20 compares the electrical Potential at the with the second capacitive component 15 connected connection of the generator 1 with the electrical Potential at the load-side connection of the third capacitive Component 16.
  • the second and / or third switch 17, 18th is closed by the second comparator 20 only when the voltage of the first capacitive component 10 to Operation of the second comparator 20 is sufficient and that of Generator 1 provided electrical potential for Charging the second or the third capacitive component 15, 16 is high enough.
  • the second switch 17 is a second field effect transistor
  • the third switch 18 is a third field effect transistor.
  • the second field effect transistor is switched so that in its locked state part of its structure as second diode 12 acts.
  • the third field effect transistor is like this switched that part of its in its locked state Structure acts as a third diode 23.
  • the second field effect transistor and the third field effect transistor first blocked. Charging the second capacitive component 15 and the third capacitive component 16 takes place via the second, third and fourth diodes 12, 23, 13. Once the voltage of the first capacitive component 10 a minimum value of 0.8 V and that supplied by generator 1 Voltage is higher than the voltage of the third capacitive Component 16, the second comparator 20 opens the second Field effect transistor and the third field effect transistor. The Charging the second and third capacitive components 15, 16 now takes place via the second field effect transistor and the third field effect transistor. The reduction in voltage losses is analogous to the reduction in Voltage loss in the transition from the first diode 14 to first field effect transistor.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the voltage triplet circuit shown, in contrast to first embodiment of the voltage triplet circuit of the fourth diode 13 containing circuit branch is missing. Since the fourth diode 13 for the functioning of the voltage triplet circuit is not absolutely necessary, also guarantees the second embodiment of the voltage triplet circuit reliable operation of the voltage converter circuit 2. Of course, the existing diodes must be used always dimensioned to the current circuit environment be suitably adapted. The same applies to the in 4 shows a third embodiment of the voltage tripler circuit, which only the circuit branch with the fourth diode 13, but not the circuit branches with the second diode 12 and the third diode 23.
  • the voltage converter circuit 2 and the electronic Control circuit 6, 7, 8, 9 are matched such that the Power consumption of the energy dissipation circuit 9 a Assumes minimum value during any of the capacitive devices 10, 15, 16 is loaded.
  • the voltage converter circuit 2 and the electronic control circuit 6, 7, 8, 9 are designed such that the power consumption of the energy dissipation circuit 9 at intervals of 3 x 10 -2 s regularly takes a minimum value for 5 x 10 -4 s, around the comparators 20 , 21 to enable a potential comparison according to their function. If the potential comparison were carried out with a generator load that is above the minimum load of the generator 1, the comparators 20, 21 would come to incorrect conclusions with regard to the charging options of the capacitive components 10, 15, 16, because they would be one compared to the generator voltage at a minimum load detect reduced generator voltage.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Uhrwerk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der CH-597 636 ist ein Uhrwerk bekannt, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator antreibt. Der Generator speist eine Spannungswandlerschaltung, die Spannungswandlerschaltung speist ein kapazitives Bauelement, und das kapazitive Bauelement speist eine elektronische Referenzschaltung mit einem stabilen Oszillator sowie eine elektronische Regelschaltung. Die elektronische Regelschaltung weist eine Komparator-Logik-Schaltung und eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung in ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung auf. Ein Eingang der Komparator-Logik-Schaltung ist mit der elektronischen Referenzschaltung und ein anderer Eingang der Komparator-Logik-Schaltung mit dem Generator über eine Komparatorstufe und eine Autikoinzidenz-Schaltung verbunden. Die Komparator-Logik-Schaltung ist so ausgelegt, daß sie ein von der elektronischen Referenzschaltung kommendes Taktsignal mit einem vom Generator stammenden Taktsignal vergleicht, in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung steuert und auf diese Weise über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme den Gang des Generators und damit den Gang der Zeitanzeige regelt.
Die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung in dem aus der CH-597 636 bekannten Uhrwerk ist durch die Komparator-Logik-Schaltung nach der CH-597 636 allerdings nur in zwei Stufen steuerbar. Die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung gemäß der CH-597 636 ist nämlich entweder maximal oder null. Das bedeutet, daß der Generator entweder nur mit maximaler Stärke oder überhaupt nicht gebremst werden kann. Daraus resultieren erhebliche Regelschwingungen bei der Gangregelung des Uhrwerks. Auf diese Weise ergibt sich ein relativ schlechter energetischer Wirkungsgrad des Uhrwerks.
Die Spannungswandlerschaltung gemäß der CH-597 636 ist ein Gleichrichter. Gewöhnlich verwendet man in der Uhrentechnik zur Gleichrichtung Dioden, wie es zum Beispiel aus den Druckschriften GB-A-2,158,274, EP-A-0,326,312, US-A-4,653,931, EP-A-0,467,667, EP-A-0,326,313, EP-A-0,309,164 und EP-A-0,241,219 bekannt ist. Dioden sind passive Bauelemente. Die Verwendung von Dioden als Gleichrichter während der gesamten Laufzeit eines Uhrwerks beeinträchtigt wegen der Diodenschwellspannung den energetischen Wirkungsgrad des Uhrwerks.
Bei einem Uhrwerk, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen Generator antreibt, besteht ein Problem darin, daß in der Feder nur eine begrenzte Energie gespeichert werden kann. Je mehr Leistung für den Antrieb des Uhrwerks gebraucht wird, umso kürzer wird die Gangreserve des Uhrwerks. Die benötige Antriebsleistung setzt sich zusammen aus der mechanischen Antriebsleistung für das Uhrwerk, der Reibleistung und der elektrischen Leistung des Generators. Die elektrische Leistungsabgabe des Generators wird bestimmt durch die Leistungsaufnahme einer mit dem Generator verbundenen Energie verbrauchenden elektronischen Schaltung. Ferner ist zu berücksichtigen, daß die Reibleistung des Generators in einem direkten Zusammenhang mit der durch den Generator induzierten Spannung steht. Als grobe Abschätzung gilt, daß die Masse eines Rotors des Generators umso höher sein muß, je höher die induzierte Spannung sein soll. Mit der Masse des Rotors wächst jedoch auch die Reibleistung sowie das Massenträgheitsmoment des Rotors. Ein relativ hohes Massenträgheitsmoment des Rotors ist jedoch gegenüber einem relativ kleinen Massenträgheitsmoment nachteilig. Wird der Rotor z.B. durch einen Schlag gestoppt, so läuft er bei einem relativ großen Massenträgheitsmoment langsamer wieder an als bei einem relativ kleinen Massenträgheitsmoment. Hat der Rotor ein relativ großes Massenträgheitsmoment, dauert es also länger, bis er seine Nenndrehzahl wieder erreicht. Dadurch ist die Gefahr, daß das kapazitive Bauelement während der Anlaufphase des Rotors unter einen zum Betreiben der Uhrwerkelektronik notwendigen Spannungspegel entladen wird, natürlich größer als bei einem Rotor mit relativ kleinem Massenträgheitsmoment, der stärker beschleunigt und so die Nenndrehzahl schneller wieder erreicht.
Große elektrische und mechanische Energieverluste führen jedoch zwangsläufig zu einer kleinen Gangreserve oder zur Herstellung eines Uhrwerks mit einer großen Feder, wodurch das Uhrwerk insgesamt ein großes Volumen erhält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Uhrwerk bereitzustellen, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator antreibt und das in energetisch besonders günstiger Weise betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Uhrwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der energetisch besonders günstige Effekt des erfindungsgemäßen Uhrwerks nach Patentanspruch 1 ergibt sich daraus, daß mindestens ein passives Bauelement wenigstens zeitweise durch eine aktive Baueinheit mit einem in Durchlaßrichtung kleineren elektrischen Widerstand ersetzt wird, sich auf diese Weise die Spannungsverluste verringern und damit der Wirkungsgrad steigt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Uhrwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Uhrwerk nach Patentanspruch 2 ist die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung in mehr Stufen steuerbar als bei dem Uhrwerk gemäß der CH-597 636. Dadurch können die Regelschwingungen verkleinert und auf diese Weise mit den Regelschwingungen verbundene Energieverluste verringert werden.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein erfindungsgemäßes Uhrwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3.
Bei dem erfindungsgemäßen Uhrwerk nach Patentanspruch 3 ist die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung in einem vorbestimmten Größenbereich sogar im wesentlichen stufenlos steuerbar. Damit ist eine gegenüber dem Uhrwerk gemäß der CH-597 636 deutliche Verringerung der Regelschwingungen und damit zusammenhängend deutliche Verbesserung des energetischen Wirkungsgrads des Uhrwerks gegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Uhrwerks nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Patentansprüche 4 bis 6, 8, 9 und 11 bis 39. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Uhrwerke nach den Patentansprüchen 2 und 3 sind Gegenstand der Patentansprüche 7, 8 und 10 bis 39.
Die Ausführungsformen nach den Patentansprüchen 5 bis 7 kombinieren die Vorteile des erfindungsgemäßen Uhrwerks nach Patentanspruch 1 und des erfindungsgemäßen Uhrwerks nach Patentanspruch 2 bzw. des erfindungsgemäßen Uhrwerks nach Patentanspruch 1 und des erfindungsgemäßen Uhrwerks nach Patentanspruch 3.
Gemäß der Ausführungsform nach Patentanspruch 8 ist das passive Bauelement eine Diode und die zugehörige aktive Baueinheit ein mittels eines Komparators gesteuerter Schalter. Spannungsverluste über dem Schalter sind um mindestens eine Größenordnung geringer als Spannungsverluste über der Diode.
Bei den Ausführungsformen nach den Patentansprüchen 12, 26 und 27 werden Transistorstrukturen in einer Doppelfunktion als Diode und Transistor verwendet. Das ist schaltungstechnisch besonders günstig und spart Platz.
Die in der Ausführungsform nach Patentanspruch 28 vorgesehene Anzeige der Gangreserve ist in besonderer Weise benutzerfreundlich.
Der Schaltungsaufbau nach den Patentansprüchen 32 und 33 als IC ist schaltungstechnisch und fertigungstechnisch besonders vorteilhaft und außerdem platzsparend.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
ein Blockschaltbild eines elektronischen Teils eines erfindungsgemäßen Uhrwerks,
Fig. 2
schematisch eine Spannungswandlerschaltung mit einer ersten Ausführungsform einer Spannungsverdreifacherschaltung,
Fig. 3
schematisch die Spannungswandlerschaltung mit einer zweiten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung und
Fig. 4
schematisch die Spannungswandlerschaltung mit einer dritten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung.
In Fig. 1 ist ein elektronischer Teil eines erfindungsgemäßen Uhrwerks als Blockschaltbild dargestellt. Ein eine Wechselspannung liefernder Generator 1 ist über ein nicht dargestelltes Räderwerk mit einer ebenfalls nicht dargestellten Feder verbunden. Die Feder treibt den Generator 1 und eine nicht dargestellte Zeitanzeige an. Die Sollfrequenz der Wechselspannung des Generators 1 beträgt vorteilhafterweise 2n Hz, wobei n eine von Null verschiedene natürliche Zahl ist. Der mechanische Teil des erfindungsgemäßen Uhrwerks ist Stand der Technik. Es wird diesbezüglich auf die CH-597 636 verwiesen.
Der Generator 1 speist eine Spannungswandlerschaltung 2. Die Spannungswandlerschaltung 2 speist ein erstes kapazitives Bauelement 10. Das erste kapazitive Bauelement 10 speist eine elektronische Referenzschaltung 3, 4, 5 mit einem stabilen Oszillator 3, 4 und eine elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9. Der stabile Oszillator 3, 4 weist einen Schwingquarz 4 auf, dessen Schwingung eine Referenzfrequenz definiert. Die Spannungswandlerschaltung 2, die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 und die elektronischen Referenzschaltung 3, 5 mit Ausnahme des Schwingquarzes 4 und mit Ausnahme sämtlicher in den genannten Schaltungen vorhandener kapazitiver Bauelemente sind als ein IC 11 aufgebaut. Bei einer anderen Ausführungsform sind sogar auch die kapazitiven Bauelemente in den IC 11 integriert.
Die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 weist eine Komparator-Logik-Schaltung 6 auf, deren einer Eingang mit der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 und deren anderer Eingang über eine den Nulldurchgang der Wechselspannung erfassende Komparatorstufe 7 und eine Antikoinzidenzschaltung 8 mit dem Generator 1 verbunden ist. Die Antikoinzidenzschaltung 8 ist im wesentlichen ein Zwischenspeicher, der ein gleichzeitiges Einlaufen von Impulsen auf beiden Eingängen der Komparator-Logik-Schaltung 6 verhindert. Ferner weist die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung 6 verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung 6 in ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung 9 auf.
Die Energiedissipationsschaltung 9 ist aus einer Vielzahl gleicher ohmscher Widerstände aufgebaut. Die Größe eines ohmschen Widerstandes ist im Vergleich zur Größe des Widerstandes, der sich ergibt, wenn alle vorhandenen ohmschen Widerstände in Reihe geschaltet werden, klein. Die Komparator-Logik-Schaltung 6 steuert die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9, indem sie eine Anzahl von in den Strompfad geschalteten ohmschen Widerständen verändert. Auf diese Weise ist die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung 6, 7, 8, 9 in einem durch die Anzahl der Widerstände vorbestimmten Größenbereich im wesentlichen stufenlos steuerbar.
Es ist auch möglich, die Energiedissipationsschaltung 9 als regelbare Stromquelle aufzubauen.
Die Komparator-Logik-Schaltung 6 vergleicht ein von der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 kommendes Taktsignal mit einem vom Generator 1 stammenden Taktsignal. In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs steuert die Komparator-Logik-Schaltung 6 die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung 6, 7, 8, 9 über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9. Auf diese Weise wird über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme der Gang des Generators 1 und damit der Gang der Zeitanzeige geregelt. Die Steuerung ist so ausgelegt, daß der Gang der Zeitanzeige in gewünschter Weise mit der vom Schwingquarz 4 gelieferten Referenzfrequenz synchronisiert wird.
Die Komparator-Logik-Schaltung 6 weist einen Zähler auf, dessen Zählerstand einer Gangdifferenz zwischen dem Generator 1 und der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 entspricht. Die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 wird in Abhängigkeit vom Zählerstand der Zählers gesteuert. Je nach dem Stand des Zählers wird in der Energiedissipationsschaltung 9 mehr oder weniger Energie dissipiert und damit der Generator 1 mehr oder weniger belastet. Jedem Zählerstand ist eine vorbestimmte wirksame Widerstandskombination in der Energiedissipationsschaltung 9 zugeordnet. Das bedeutet, daß die Komparator-Logik-Schaltung 6 in Abhängigkeit vom Zählerstand die in der Energiedissipationsschaltung 9 vorhandenen ohmschen Widerstände einzeln und in verschiedenen Kombinationen in den aktiven Strompfad einschalten oder aus dem aktiven Strompfad herausschalten kann. Dabei ist selbstverständlich auch der Fall vorgesehen, daß bei einem oder mehreren Zählerständen überhaupt keiner der genannten ohmschen Widerstände in den aktiven Strompfad geschaltet wird.
Die Steuerung wird jedoch dadurch eingeschränkt, daß beim Erreichen eines bestimmten Höchststandes des Zählers ein Einzählen von Generatorimpulsen unterbrochen wird. Dies ist insbesondere notwendig, um ein problemloses Anlaufen aller elektronischen Komponenten des Uhrwerks für den Fall zu gewährleisten, daß die Feder nach einem vollständigen Stillstand des Uhrwerks erstmalig wieder aufgezogen wird. Eine ähnliche Wirkung erzielt man, wenn man die Komparator-Logik-Schaltung 6 und die Energiedissipationsschaltung 9 so aufeinander abstimmt, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 für einen vorbestimmten Zahlerstandsbereich (z.B. 0 bis 16) minimal gehalten wird und sich bei Überschreitung des vorbestimmten Zählerstandsbereichs linear proportional zum Zählerstand ändert. Für das angeführte Beispiel würde das folglich bedeuten, daß sich bei Zählerständen über 16 die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 mit wachsendem Zählerstand linear proportional zum Zählerstand vergrößert und mit sinkendem Zählerstand linear proportional zum Zählerstand verkleinert. Das Minimieren der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 in dem genannten Zählerstandsbereich hat zur Folge, das ein Rotor des Generators 1 zunächst ungehindert wieder beschleunigen kann, falls er z.B. durch die Wirkung eines Schlags angehalten wurde. Eine solche möglichst ungehinderte und schnelle Beschleunigung auf die Nenndrehzahl ist aus den schon weiter oben im Zusammenhang mit den Erläuterungen zum Massenträgheitsmoment des Rotors ausführlich diskutierten Gründen erwünscht.
Zur weiteren Stabilisierung der Steuerung kann bei einem bestimmten Tiefststand des Zählers auch ein Auszählen von Impulsen unterbrochen werden.
Das Uhrwerk weist ferner eine nicht dargestellte Einrichtung zur Anzeige der Gangreserve in Abhängigkeit vom Zählerstand auf. Die Anzeige der Gangreserve erfolgt mittels eines LCD.
Die elektronische Referenzschaltung 3, 4, 5 weist eine zwischen den stabilen Oszillator 3, 4 und den Anschluß an die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 geschaltete Frequenzteilerschaltung 5 auf. Diese teilt die vom Schwingquarz 4 gelieferte Referenzfrequenz in definierter Weise, um eine einfachere Synchronisation der Zeitanzeige zu ermöglichen.
Wie Fig. 2 bis 4 entnommen werden kann, erfüllt die Spannungswandlerschaltung 2 sowohl eine Gleichrichterfunktion als auch eine Spannungsverdreifacherfunktion.
Mit dem Generator 1 und mit dem ersten kapazitiven Bauelement 10 in Reihe geschaltet ist eine erste Diode 14. Ein erster Schalter 19 ist parallel zur ersten Diode 14, jedoch in Reihe mit dem Generator 1 und in Reihe mit dem ersten kapazitiven Bauelement 10 geschaltet. Der erste Schalter 19 wird durch einen ersten Komparator 21 aktiv gesteuert.
Die Spannungswandlerschaltung weist ferner eine Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 auf, die eingangsseitig an den Generator 1 und lastseitig an das erste kapazitive Bauelement 10 und an die Parallelschaltung der ersten Diode 14 und des ersten Schalters 19 gekoppelt ist. Ein lastseitiger Anschluß der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 mündet zusammen mit dem von der ersten Diode 14 abgewandten Anschluß des ersten kapazitiven Bauelements 10 in einen Masseknoten 22.
Der erste Komparator 21 vergleicht das elektrische Potential an dem nicht auf Massepotential liegenden Anschluß des ersten kapazitiven Bauelements 10 mit dem elektrischen Potential des nicht auf Massepotential liegenden lastseitigen Anschlusses der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23. Der erste Schalter 19 wird durch den ersten Komparator 21 nur dann geschlossen, wenn die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 zum Betreiben des ersten Komparators 21 ausreicht und das elektrische Potential an dem massefreien lastseitigen Anschluß der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 zum weiteren Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements 10 hoch genug ist.
Der erste Schalter 19 ist ein erster Feldeffekttransistor und so geschaltet, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als erste Diode 14 wirkt.
Die Feder, das Räderwerk, der Generator 1, die Spannungswandlerschaltung 2 und die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 sind so ausgelegt, daß der Generator 1 unmittelbar nach einem Anlaufen des Uhrwerks bis zum Zeitpunkt des Aufladens des ersten kapazitiven Bauelements 10 auf den vorbestimmten Wert mit einer Drehzahl arbeitet, die größer als die Solldrehzahl des Generators 1 ist. Dabei erfolgt zunächst das Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements 10 über die erste Diode 14.
Der Spannungswert des ersten kapazitiven Bauelements 10, der zum Betreiben des ersten Komparators 21 und zum Betreiben eines in der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 vorhandenen und weiter unten genauer erläuterten zweiten Komparators 20 ausreicht, ist in diesem Ausführungsbeispiel 0,6 V. Der Spannungsabfall über der ersten Diode 14 beträgt 400 mV. Sobald das erste kapazitive Bauelement 10 auf mindestens 0,8 V aufgeladen ist, ist auch ein problemloses Funktionieren der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 und der elektronischen Regelschaltung 6, 7, 8, 9 gewährleistet. Der erste Komparator 21 schließt, sobald die von der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 gelieferte Spannung höher ist als die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10, den ersten Schalter 19, d.h. er öffnet den ersten Feldeffekttransistor. Der Spannungsabfall über dem Kanal des ersten Feldeffekttransistors beträgt jedoch nur 10 mV. Der Spannungsverlust wird also erheblich herabgesetzt. Sobald die von der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 gelieferte Spannung wieder unter die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 absinkt, schließt der erste Komparator 21 den ersten Feldeffekttransistor. Steigt die von der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 gelieferte Spannung abermals auf einen genügend großen Wert, so öffnet der erste Komparator 21 den ersten Feldeffekttransistor wieder und so weiter. Das Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements 10 erfolgt also nur in der Anlaufphase des Uhrwerks über die mit einem hohen Spannungsverlust behaftete erste Diode 14. Im weiteren Gangverlauf wird dann das erste kapazitive Bauelement 10 nur noch über den Kanal des ersten Feldeffekttransistors geladen, was energetisch wesentlich günstiger als ein Laden über die erste Diode 14 ist. Auf diese Weise wird die Energiereserve des Uhrwerks sparsamer genutzt und die Gangreserve erhöht.
Nach dem heutigen Stand der Technik ist es nicht möglich, einen Mikrogenerator zu bauen, der eine induzierte Spannung von mehr als 1,6 V hat. Das bedeutet, daß die Spannungswandlerschaltung 2 neben ihrer Gleichrichterfunktion auch eine Spannungsvervielfacherfunktion erfüllen muß, wozu die schon genannte Spannungsvervielfacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 dient. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Spannungsvervielfacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 eine Spannungsverdreifacherschaltung. In den Fig. 2 bis 4 sind drei verschiedene Ausführungsformen der Spannungsverdreifacherschaltung gezeigt.
Bei einer solchen Spannungsvervielfacherschaltung ergibt sich allerdings stets auch das schon erläuterte Problem des Spannungsabfalls über den darin notwendigerweise vorhandenen Dioden. Bei den in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen der Spannungsvervielfacherschaltung ist dieses Problem auf ähnliche Weise gelöst wie das Problem des Spannungsabfalls über der ersten Diode 14. Ein zweites und ein drittes kapazitives Bauelement 15, 16 sind in Reihe mit dem Generator 1 geschaltet, wobei der Generator 1 zwischem dem zweiten kapazitiven Bauelement 15 und dem dritten kapazitiven Bauelement 16 angeordnet ist. Eine erste Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung (siehe Fig. 2) weist ferner eine Parallelschaltung einer zweiten Diode 12 und eines zweiten Schalters 17 sowie eine Parallelschaltung einer dritten Diode 23 und eines dritten Schalters 18 auf. Die Parallelschaltung der zweiten Diode 12 und des zweiten Schalters 17 ist in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements 15 und den lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements 16 geschaltet. Die Parallelschaltung der dritten Diode 23 und des dritten Schalters 18 ist in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements 16 und den lastseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements 15 geschaltet. Der schon weiter oben kurz erwähnte zweite Komparator 20 steuert sowohl den zweiten als auch den dritten Schalter 17, 18. Die erste Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung weist ferner eine in Reihe zwischen die lastseitigen Anschlüsse des zweiten und dritten kapazitiven Bauelements 15, 16 geschaltete vierte Diode 13 auf.
Die zweite, die dritte und die vierte Diode 12, 23, 13 sind in gleicher Durchlaßrichtung geschaltet, und die erste Diode 14 ist in dazu entgegengesetzter Durchlaßrichtung geschaltet. Der zweite Komparator 20 vergleicht das elektrische Potential an dem mit dem zweiten kapazitiven Bauelement 15 verbundenen Anschluß des Generators 1 mit dem elektrischen Potential am lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements 16. Der zweite und/oder der dritte Schalter 17, 18 wird durch den zweiten Komparator 20 nur dann geschlossen, wenn die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 zum Betreiben des zweiten Komparators 20 ausreicht und das vom Generator 1 zur Verfügung gestellte elektrische Potential zum Aufladen des zweiten bzw. des dritten kapazitiven Bauelements 15, 16 hoch genug ist.
Der zweite Schalter 17 ist ein zweiter Feldeffekttransistor, und der dritte Schalter 18 ist ein dritter Feldeffekttransistor. Der zweite Feldeffekttransistor ist so geschaltet, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als zweite Diode 12 wirkt. Der dritte Feldeffekttransistor ist so geschaltet, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als dritte Diode 23 wirkt.
Nach einem Anlaufen des Uhrwerks sind der zweite Feldeffekttransistor und der dritte Feldeffekttransistor zunächst gesperrt. Das Aufladen des zweiten kapazitiven Bauelements 15 und des dritten kapazitiven Bauelements 16 erfolgt über die zweite, dritte und vierte Diode 12, 23, 13. Sobald die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 einen Minimalwert von 0,8 V erreicht hat und die vom Generator 1 gelieferte Spannung höher ist als die Spannung des dritten kapazitiven Bauelements 16, öffnet der zweite Komparator 20 den zweiten Feldeffekttransistor und den dritten Feldeffekttransistor. Das Aufladen des zweiten und des dritten kapazitiven Bauelements 15, 16 erfolgt jetzt über den zweiten Feldeffekttransistor und den dritten Feldeffekttransistor. Die Verringerung der Spannungsverluste ist analog zur oben erläuterten Verringerung des Spannungsverlustes beim Übergang von der ersten Diode 14 zum ersten Feldeffekttransistor. In analoger Weise erfolgt auch das Öffnen und Schließen des zweiten und des dritten Feldeffekttransistors durch den zweiten Komparator 20. Fällt die vom Generator 1 gelieferte Spannung unter die Spannung des dritten kapazitiven Bauelements 16 ab, so sperrt der zweite Komparator 20 den zweiten und den dritten Feldeffekttransistor. Steigt die vom Generator 1 gelieferte Spannung über die Spannung des dritten kapazitiven Bauelements 16 an, werden der zweite und der dritte Feldeffekttransistor geöffnet, d.h. der zweite und der dritte Schalter 17, 18 werden geschlossen. Im Vergleich zum reinen Diodeneinsatz ergibt sich somit auch in der Spannungsverdreifacherschaltung eine sparsamere Verwendung der Energiereserve des Uhrwerks, wodurch die Gangreserve erhöht wird.
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung dargestellt, bei der im Unterschied zur ersten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung der die vierte Diode 13 enthaltene Schaltungszweig fehlt. Da die vierte Diode 13 zum Funktionieren der Spannungsverdreifacherschaltung nicht unbedingt notwendig ist, gewährleistet auch die zweite Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung einen zuverlässigen Betrieb der Spannungswandlerschaltung 2. Selbstverständlich müssen dazu die jeweils vorhandenen Dioden in ihrer Dimensionierung stets der aktuellen Schaltungsumgebung geeignet angepaßt sein. Gleiches gilt auch für die in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung, die nur den Schaltungszweig mit der vierten Diode 13, nicht aber die Schaltungszweige mit der zweiten Diode 12 und der dritten Diode 23 aufweist. An die Stelle der in der ersten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung vorhandenen Parallelschaltung der zweiten Diode 12 und des zweiten Schalters 17 bzw. der Parallelschaltung der dritten Diode 23 und des dritten Schalters 18 tritt also in der vierten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung der zweite Schalter 17 allein bzw. der dritte Schalter 18 allein.
Denkbar ist auch, anstelle der beschriebenen Spannungsverdreifacherschaltung eine Spannungsverdoppelungsschaltung einzusetzen. Durch die Auswahl entsprechender elektronischer Bauelemente müßte in diesem Fall sichergestellt werden, daß die Spannungswandlerschaltung 2 ab einer minimalen Peakspannung des Generators von 0,5 V funktioniert.
Es ist auch möglich, anstelle einer Spannungsvervielfacherschaltung, die die Ausgangsspannung des Generators 1 um einen fest vorgegebenen Wert vergrößert, eine regelbare Spannungsvervielfacherschaltung einzusetzen.
Die Spannungswandlerschaltung 2 und die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 sind derart abgestimmt, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 einen Minimalwert annimmt, während irgendeines der kapazitiven Bauelemente 10, 15, 16 geladen wird.
Außerdem sind die Spannungswandlerschaltung 2 und die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 so ausgelegt, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 in Abständen von 3 x 10-2 s regelmäßig für 5 x 10-4 s einen Minimalwert annimmt, um den Komparatoren 20, 21 einen Potentialvergleich entsprechend ihrer Funktion zu ermöglichen. Würde nämlich der Potentialvergleich bei einer Generatorbelastung durchgeführt werden, die über der Minimalbelastung des Generators 1 liegt, so kämen die Komparatoren 20, 21 hinsichtlich der Lademöglichkeiten der kapazitiven Bauelemente 10, 15, 16 zu falschen Schlußfolgerungen, denn sie würden eine gegenüber der Generatorspannung bei Minimalbelastung verminderte Generatorspannung detektieren.

Claims (39)

  1. Uhrwerk, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator (1) antreibt, wobei
    der Generator (1) eine Spannungswandlerschaltung (2) speist,
    die Spannungswandlerschaltung (2) ein erstes kapazitives Bauelement (10) speist,
    das erste kapazitive Bauelement (10) eine elektronische Referenzschaltung (3, 4, 5) mit einem stabilen Oszillator (3, 4) und eine elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) speist,
    die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9)
    eine Komparator-Logik-Schaltung (6), deren einer Eingang mit der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) und deren anderer Eingang über eine Komparatorstufe (7) und eine Antikoinzidenzschaltung (8) mit dem Generator (1) verbunden ist, sowie
    eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung (6) verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung (6) in ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung (9)
    aufweist,
    die Komparator-Logik-Schaltung (6) so ausgelegt ist, daß sie
    ein von der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) kommendes Taktsignal mit einem vom Generator (1) stammenden Taktsignal vergleicht,
    in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) steuert und
    auf diese Weise über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme den Gang des Generators (1) und damit den Gang der Zeitanzeige regelt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das erste kapazitive Bauelement (10) mindestens unmittelbar nach einem erstmaligen Anlaufen des Uhrwerks über ein passives Bauelement oder über passive Bauelemente geladen wird und
    das passive Bauelement bzw. die passiven Bauelemente durch eine aktive Baueinheit bzw. mehrere aktive Baueinheiten ersetzt oder in Parallelschaltung ergänzt wird bzw. werden, sobald die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements (10) zum Betreiben der aktiven Baueinheit bzw. der aktiven Baueinheiten ausreicht, wobei die aktive Baueinheit bzw. die aktiven Baueinheiten in Durchlaßrichtung einen geringeren elektrischen Widerstand als das passive Bauelement bzw. die passiven Bauelemente hat bzw. haben.
  2. Uhrwerk, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator (1) antreibt, wobei
    der Generator (1) eine Spannungswandlerschaltung (2) speist,
    die Spannungswandlerschaltung (2) ein erstes kapazitives Bauelement (10) speist,
    das erste kapazitive Bauelement (10) eine elektronische Referenzschaltung (3, 4, 5) mit einem stabilen Oszillator (3, 4) und eine elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) speist,
    die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9)
    eine Komparator-Logik-Schaltung (6), deren einer Eingang mit der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) und deren anderer Eingang über eine Komparatorstufe (7) und eine Antikoinzidenzschaltung (8) mit dem Generator (1) verbunden ist, sowie
    eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung (6) verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung (6) in ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung (9)
    aufweist,
    die Komparator-Logik-Schaltung (6) so ausgelegt ist, daß sie
    ein von der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) kommendes Taktsignal mit einem vom Generator (1) stammenden Taktsignal vergleicht,
    in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) steuert und
    auf diese Weise über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme den Gang des Generators (1) und damit den Gang der Zeitanzeige regelt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) in mindestens drei Stufen steuerbar ist.
  3. Uhrwerk, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator (1) antreibt, wobei
    der Generator (1) eine Spannungswandlerschaltung (2) speist,
    die Spannungswandlerschaltung (2) ein erstes kapazitives Bauelement (10) speist,
    das erste kapazitive Bauelement (10) eine elektronische Referenzschaltung (3, 4, 5) mit einem stabilen Oszillator (3, 4) und eine elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) speist,
    die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9)
    eine Komparator-Logik-Schaltung (6), deren einer Eingang mit der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) und deren anderer Eingang über eine Komparatorstufe (7) und eine Antikoinzidenzschaltung (8) mit dem Generator (1) verbunden ist, sowie
    eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung (6) verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung (6) in ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung (9) aufweist,
    die Komparator-Logik-Schaltung (6) so ausgelegt ist, daß sie
    ein von der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) kommendes Taktsignal mit einem vom Generator (1) stammenden Taktsignal vergleicht,
    in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) steuert und
    auf diese Weise über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme den Gang des Generators (1) und damit den Gang der Zeitanzeige regelt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) in einem vorbestimmten Größenbereich im wesentlichen stufenlos steuerbar ist.
  4. Uhrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) derart abgestimmt sind, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) in vorbestimmten zeitlichen Abständen für kurze Zeit einen Minimalwert annimmt, um der aktiven Baueinheit bzw. den aktiven Baueinheiten Potentialvergleiche zu ermöglichen.
  5. Uhrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) in mindestens drei Stufen steuerbar ist.
  6. Uhrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) in einem vorbestimmten Größenbereich im wesentlichen stufenlos steuerbar ist.
  7. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    das erste kapazitive Bauelement (10) mindestens unmittelbar nach einem erstmaligen Anlaufen des Uhrwerks über ein passives Bauelement oder über passive Bauelemente geladen wird und
    das passive Bauelement bzw. die passiven Bauelemente durch eine aktive Baueinheit bzw. mehrere aktive Baueinheiten ersetzt oder in Parallelschaltung ergänzt wird bzw. werden, sobald die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements (10) zum Betreiben der aktiven Baueinheit bzw. der aktiven Baueinheiten ausreicht, wobei die aktive Baueinheit bzw. die aktiven Baueinheiten in Durchlaßrichtung einen geringeren elektrischen Widerstand als das passive Bauelement bzw. die passiven Bauelemente hat bzw. haben.
  8. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Spannungswandlerschaltung (2)
    eine mit dem Generator (1) und mit dem ersten kapazitiven Bauelement (10) in Reihe geschaltete erste Diode (14),
    einen parallel zur ersten Diode (14), in Reihe mit dem Generator (1) und in Reihe mit dem ersten kapazitiven Bauelement (10) geschalteten ersten Schalter (19),
    einen den ersten Schalter (19) steuernden ersten Komparator (21) und
    eine Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23), die eingangsseitig an den Generator (1) und lastseitig an das erste kapazitive Bauelement (10) und an die Parallelschaltung der ersten Diode (14) und des ersten Schalters (19) gekoppelt ist,
    aufweist,
    der erste Komparator (21) das elektrische Potential an einem nicht auf Massepotential liegenden Anschluß des ersten kapazitiven Bauelements (10) mit dem elektrischen Potential an einem nicht auf Massepotential liegenden lastseitigen Anschluß der Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23) vergleicht,
    der erste Schalter (19) durch den ersten Komparator (21) nur dann geschlossen und somit ein Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements (10) über den ersten Schalter (19) ermöglicht wird, wenn
    die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements (10) zum Betreiben des ersten Komparators (21) ausreicht und
    das elektrische Potential an dem massefreien lastseitigen Anschluß der Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23) zum weiteren Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements (10) hoch genug ist.
  9. Uhrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder, das Räderwerk, der Generator (1), die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) so ausgelegt sind, daß der Generator (1) unmittelbar nach einem Anlaufen des Uhrwerks bis zum Zeitpunkt des Aufladens des ersten kapazitiven Bauelements (10) auf ein Spannungsniveau, das hoch genug ist, um ein Funktionieren aller zum Uhrwerk gehörender elektronischer Bauelemente zu gewährleisten, mit einer Drehzahl arbeitet, die größer als die Solldrehzahl des Generators (1) ist.
  10. Uhrwerk nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder, das Räderwerk, der Generator (1), die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) so ausgelegt sind, daß der Generator (1) unmittelbar nach einem Anlaufen des Uhrwerks mit einer Drehzahl arbeitet, die größer als die Solldrehzahl des Generators (1) ist, um ein Anlaufen der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) und der elektronischen Regelschaltung (6, 7, 8, 9) zu ermöglichen.
  11. Uhrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (19) ein erster Transistor ist.
  12. Uhrwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor so geschaltet ist, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als erste Diode (14) wirkt.
  13. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedissipationsschaltung (9) aus einem oder mehreren ohmschen Widerständen aufgebaut ist.
  14. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Komparator-Logik-Schaltung (6) einen Zähler aufweist, dessen Zählerstand einer Gangdifferenz zwischen dem Generator (1) und der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) entspricht, und
    die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) in Abhängigkeit vom Zählerstand des Zählers gesteuert wird.
  15. Uhrwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Energiedissipationsschaltung (9) aus einem oder mehreren ohmschen Widerständen aufgebaut ist und
    jedem Zählerstand eine vorbestimmte wirksame Widerstandskombination, die auch Widerstand null sein kann, in der Energiedissipationsschaltung (9) zugeordnet ist.
  16. Uhrwerk nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, die bei einem vorbestimmten Höchststand des Zählers ein Einzählen und bei einem vorbestimmten Tiefststand des Zählers ein Auszählen von Impulsen unterbricht.
  17. Uhrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23) eine regelbare Spannungsvervielfacherschaltung ist.
  18. Uhrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23) die Ausgangsspannung des Generators (1) im wesentlichen verdoppelt.
  19. Uhrwerk nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) ab einer minimalen Peakspannung des Generators von 0,5 V funktioniert.
  20. Uhrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23) die Ausgangsspannung des Generators (1) im wesentlichen verdreifacht.
  21. Uhrwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) ab einer minimalen Peakspannung des Generators von 0,3 V funktioniert.
  22. Uhrwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23)
    ein zweites und ein drittes kapazitives Bauelement (15, 16), die in Reihe mit dem Generator (1) geschaltet sind, wobei der Generator (1) zwischen dem zweiten kapazitiven Bauelement (15) und dem dritten kapazitiven Bauelement (16) angeordnet ist,
    eine Parallelschaltung einer zweiten Diode (12) und eines zweiten Schalters (17), wobei die Parallelschaltung der zweiten Diode (12) und des zweiten Schalters (17) in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements (15) und den lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements (16) geschaltet ist,
    eine Parallelschaltung einer dritten Diode (23) und eines dritten Schalters (18), wobei die Parallelschaltung der dritten Diode (23) und des dritten Schalters (18) in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements (16) und den lastseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements (15) geschaltet ist, und
    einen den zweiten und den dritten Schalter (17, 18) steuernden zweiten Komparator (20)
    aufweist, wobei
    die zweite und dritte Diode (12, 23) in gleicher Durchlaßrichtung geschaltet sind und die erste Diode (14) in dazu entgegengesetzter Durchlaßrichtung geschaltet ist,
    der zweite Komparator (20) das elektrische Potential an dem mit dem zweiten kapazitiven Bauelement (15) verbundenen Anschluß des Generators (1) mit dem elektrischen Potential am lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements (16) vergleicht, und
    der zweite und/oder der dritte Schalter (17, 18) durch den zweiten Komparator (20) nur dann geschlossen und somit ein Aufladen des zweiten bzw. des dritten kapazitiven Bauelements (15, 16) über den dritten bzw. zweiten Schalter (18, 17) ermöglicht wird, wenn
    die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements (10) zum Betreiben des zweiten Komparators (20) ausreicht und
    das vom Generator (1) zur Verfügung gestellte elektrische Potential zum Aufladen des zweiten bzw. des dritten kapazitiven Bauelements (15, 16) hoch genug ist.
  23. Uhrwerk nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23) eine in Reihe zwischen die lastseitigen Anschlüsse des zweiten und dritten kapazitiven Bauelements (15, 16) geschaltete vierte Diode (13) aufweist, wobei die vierte Diode (13) mit zur ersten Diode (14) entgegengesetzter Durchlaßrichtung angeordnet ist.
  24. Uhrwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung (12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23)
    ein zweites und ein drittes kapazitives Bauelement (15, 16), die in Reihe mit dem Generator (1) geschaltet sind, wobei der Generator (1) zwischen dem zweiten kapazitiven Bauelement (15) und dem dritten kapazitiven Bauelement (16) angeordnet ist,
    einen in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements (15) und den lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements (16) geschalteten zweiten Schalter (17),
    einen in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements (16) und den lastseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements (15) geschalteten dritten Schalter (18),
    einen den zweiten und den dritten Schalter (17, 18) steuernden zweiten Komparator (20) und
    eine in Reihe zwischen die lastseitigen Anschlüsse des zweiten und dritten kapazitiven Bauelements (15, 16) geschaltete vierte Diode (13)
    aufweist, wobei
    die vierte Diode (13) mit zur ersten Diode (14) entgegengesetzter Durchlaßrichtung geschaltet ist,
    der zweite Komparator (20) das elektrische Potential an dem mit dem zweiten kapazitiven Bauelement (15) verbundenen Anschluß des Generators (1) mit dem elektrischen Potential am lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements (16) vergleicht, und
    der zweite und/oder der dritte Schalter (17, 18) durch den zweiten Komparator (20) nur dann geschlossen und somit ein Aufladen des zweiten bzw. des dritten kapazitiven Bauelements (15, 16) über den dritten bzw. zweiten Schalter (18, 17) ermöglicht wird, wenn
    die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements (10) zum Betreiben des zweiten Komparators (20) ausreicht und
    das vom Generator (1) zur Verfügung gestellte elektrische Potential zum Aufladen des zweiten bzw. des dritten kapazitiven Bauelements (15, 16) hoch genug ist.
  25. Uhrwerk nach Anspruch 22 oder Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (17) ein zweiter Transistor und der dritte Schalter (18) ein dritter Transistor ist.
  26. Uhrwerk nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor so geschaltet ist, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als zweite Diode (12) wirkt.
  27. Uhrwerk nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Transistor so geschaltet ist, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als dritte Diode (23) wirkt.
  28. Uhrwerk nach Anspruch 14, gekennzeichet durch eine Einrichtung zur Anzeige der Gangreserve in Abhängigkeit vom Zählerstand.
  29. Uhrwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparator-Logik-Schaltung 6 und die Energiedissipationsschaltung 9 so aufeinander abstimmt sind, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) für einen vorbestimmten Zählerstandsbereich minimal gehalten wird und sich bei Überschreitung des vorbestimmten Zählerstandsbereichs linear proportional zum Zählerstand ändert.
  30. Uhrwerk nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Gangreserve mittels eines LCD erfolgt.
  31. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der stabile Oszillator (3, 4) einen Schwingquarz (4) aufweist.
  32. Uhrwerk nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2), die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) und die elektronische Referenzschaltung (3, 5) mit Ausnahme des Schwingquarzes (4) als ein IC (11) aufgebaut sind.
  33. Uhrwerk nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2), die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) und die elektronische Referenzschaltung (3, 5) mit Ausnahme des Schwingquarzes (4) und mit Ausnahme sämtlicher in den genannten Schaltungen vorhandener kapazitiver Bauelemente als ein IC (11) aufgebaut sind.
  34. Uhrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) derart abgestimmt sind, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) in vorbestimmten zeitlichen Abständen für eine kurze Zeit einen Minimalwert annimmt, um dem ersten Komparator (21) einen Potentialvergleich zu ermöglichen.
  35. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) derart abgestimmt sind, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) einen Minimalwert annimmt, während das erste kapazitive Bauelement (10) geladen wird.
  36. Uhrwerk nach Anspruch 22 oder Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) derart abgestimmt sind, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) einen Minimalwert annimmt, während das erste kapazitive Bauelement (10) und/oder das zweite kapazitive Bauelement (15) und/oder das dritte kapazitive Bauelement (16) geladen wird.
  37. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 22, 24 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungswandlerschaltung (2) und die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) derart abgestimmt sind, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung (9) in vorbestimmten zeitlichen Abständen für eine kurze Zeit einen Minimalwert annimmt, um sowohl dem ersten Komparator (21) als auch dem zweiten Komparator (20) einen Potentialvergleich zu ermöglichen.
  38. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektronischen Referenzschaltung (3, 4, 5) zwischen den stabilen Oszillator (3, 4) und den Anschluß an die elektronische Regelschaltung (6, 7, 8, 9) eine Frequenzteilerschaltung (5) geschaltet ist.
  39. Uhrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedissipationsschaltung (9) eine regelbare Stromquelle ist.
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