WO2012041302A2 - Interaktive uhr mit analoger zeitanzeige - Google Patents

Interaktive uhr mit analoger zeitanzeige Download PDF

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WO2012041302A2
WO2012041302A2 PCT/DE2011/075102 DE2011075102W WO2012041302A2 WO 2012041302 A2 WO2012041302 A2 WO 2012041302A2 DE 2011075102 W DE2011075102 W DE 2011075102W WO 2012041302 A2 WO2012041302 A2 WO 2012041302A2
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movement
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Hannes Bonhoff
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Hannes Bonhoff
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/02—Back-gearing arrangements between gear train and hands

Definitions

  • the invention relates to an interactive clock with analog time display. Background of the invention
  • the object of the invention is to provide an interactive clock with analog time display, which allows the user an interactive operation in time reading. This object is achieved by an interactive clock with analog time display according to independent claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.
  • the invention includes the idea of an interactive clock with analog time display with:
  • a clockwork configured to drive a clock-driven rotation of the display element associated with a unit of time about an axis of rotation of the analog display
  • a read-off element which is mounted rotatably on the rotation axis manually, such that a manual rotation of the read-off element to thereby manually enforced
  • Rotation of the display element leads or vice versa, with the display element for the superimposed manually forced rotation with the movement-driven rotation of the display element, so that in a manually set reading position for the read-off and the display element, the synopsis of read-off and display element displays a current analog value for the unit of time by the read-off element and the display element in mutually associated rotational positions are arranged to the rotation axis.
  • the proposed clock on the one hand provides a clockwork with which a display element of a time unit is rotated according to the rotation axis of the analog display.
  • a reading of the current time is in the clock now made possible by the fact that a read-out element is additionally provided, which is also rotatably mounted about the rotation axis.
  • the read-out element or the display element is manually rotated by the user.
  • an additional rotation of the display element of the analog display is manually forced, and vice versa an additional rotation of the read-off element is forced upon a manual rotation of the display element.
  • the manually forced rotation is superimposed on the clock-driven rotation display element according to a superposition, such that in the user-initiated time reading process a total rotation of the display element corresponding to the sum of the two impressed rotations is performed.
  • a manual actuation of the read-off element thus leads to the rotation of the read-off element itself as well as to the forced rotation of the display element of the analog display.
  • the forced rotation does not interfere with the clockwork driven rotation. This continues rather undisturbed by the manual rotation.
  • manual rotation of the display element can be effected by the user, whereupon the read-off element effects a manual rotation forced thereby.
  • the manual rotation of the display element can be effected by the fact that the movement is rotatably mounted, so that the user rotates the entire movement including the display element by hand.
  • the display element is superimposed on the clock driven rotation and the hand-made rotation, either by manually rotating the display element or by rotating the read element manually, which then forces the manual rotation of the display element.
  • the clock driven movement for the display element and the manual rotation decoupled from each other so that the manual rotation does not interfere with the clockwork driven rotation of the display element corresponding to the timing. Rather, the two rotations are superimposed for the display element.
  • the current time can be read by the user when the read-off element and the display element are arranged in mutually associated rotational positions.
  • the mutually associated rotational positions correspond to a given for the clock relative arrangement of the read-off element on the one hand and the display element on the other hand, which is characterized by a respective characteristic rotational or rotational position of the two elements.
  • the analog time value can be read when the read-off element and the display element are in the same rotational or rotational position relative to the axis of rotation, ie in the same angular position.
  • a predetermined fixed angular difference between the two rotational positions can define a predetermined reading position of the two elements.
  • the movement in the sense indicated here generally forms a drive device which provides the driving force for the rotation of the display element associated with the time unit.
  • the driving force can be mechanically coupled to the display element. Also, in another embodiment may be provided to provide electrical control signals to effect the rotation.
  • the read-off element When reading the time, the read-off element can be rotated clockwise or counterclockwise. Furthermore, the reading of the current time preferably takes place sequentially, ie, for example, the hour and then the minute are read, if the analog display comprises a plurality of display elements which are assigned to different time units.
  • the read-off element and the display element are arranged in the same rotational positions.
  • the formation of the display element as well as the read-off element by means of a respective line or line element, for example as a pointer element means the same rotational position for the two elements that the line or bar elements are arranged radially in alignment.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the movement is configured to provide for the movement driven rotation of the display element about the rotation axis, a mechanical and / or an electrical driving force.
  • a mechanical and / or an electrical driving force As a clock for the movement, a mechanical restlessness or a quartz crystal can be used.
  • An electric drive force can be provided, for example, by using one or more electric motors, for example in the form of stepper motors.
  • a development of the invention provides that the analog display is formed with a mechanical and / or a display element generated on an optical display.
  • a mechanical display element is formed for example by means of a pointer which is arranged on a shaft which is driven by the movement.
  • the display is controlled by means of control signals, such that the optical display element rotates in the display plane about a rotation or rotation point.
  • the rotatably mounted read-off element coupled via a mechanical transmission to the analog display, such that during manual rotation of the read-off element, the manually forced rotation of the display element is effected via the mechanical transmission, or vice versa.
  • the mechanical transmission can be formed for example with a gear transmission. Different transmission ratios can be provided by means of the mechanical transmission, in particular a transmission ratio of 2: 1.
  • a further development of the invention can provide that the read-off element is coupled to the movement, the manually forced rotation of the display element being carried out during manual rotation of the read-off element by the movement rotating as a result of the manual rotation of the read-off element, or vice versa.
  • the movement is rotated manually, and thus the display element, whereby a manual rotation of the read-off element is enforced.
  • the movement is at least partially accommodated in a housing, which then rotates when manually operated.
  • the display element is formed as a pointer.
  • the analog display has at least one further display element and the movement is configured to drive a clockwork driven and a further time unit associated rotation of the other display element about the axis of rotation, the further display element together during manual rotation with the display element performs the manually forced rotation about the axis of rotation.
  • the time units represented with the aid of the display element and the further display element relate in particular to hours, minutes and / or seconds.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the read-off element is formed on a bezel or a watch glass.
  • An embodiment of the invention may provide that a manual rotating mechanism, which mediates the manual rotation of read-off element and display element, coupled to a executed as a mechanical movement clockwork, such that the manual rotation causes a winding of the mechanical movement.
  • the manual rotary mechanism causes in this and other embodiments quite generally a coupling between the rotation of the read-off element on the one hand and the manual rotation of the display element.
  • the manual rotating mechanism may be formed with a mechanical coupling and / or an electronic control.
  • the other element that is to say the read-off element or the display element, is also forcedly rotated manually.
  • the manual rotary mechanism coupled to this movement, whereby the user-induced manual rotation additionally causes the rewinding of the mechanical movement.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a clock, in which for reading the time a
  • 2a is a graphical representation of time-dependent angular positions of a read-off element and a display element of an analog time display, wherein the read-off element for
  • 2b is a graphical representation of time-dependent angular positions of a read-off element and a display element of an analog time display, wherein the read-off element for
  • FIG. 3 is a schematic representation of another clock, in which for reading the time
  • Fig. 4a is a further graphical representation of time-dependent angular positions of a
  • Reading element and a display element of an analog time display wherein the
  • Read-out element is rotated clockwise to read the time
  • 4b is another graph for time-dependent angular positions of a
  • Reading element and a display element of an analog time display wherein the
  • Reading-off element for reading the time in contrast to Fig. 4a against the
  • Fig. 5 is a schematic representation of a clock with a plurality of display elements, in which the
  • Fig. 6 is a schematic representation of a clock with multiple display elements, in which the
  • Fig. 7 is a schematic representation of the construction of a clock, in which the
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a clock, in which for reading the time a read-off element is to be rotated by hand.
  • the time units can be read hour and minute.
  • two display elements 2, 3 designed as hands are correspondingly rotated around a rotation axis 4 of a clock movement encompassed by the clock, wherein in the example shown the hands 2, 3 are assigned to the hour and minute clock and thus also can be referred to as an hour hand and minute hand.
  • the rotation axis 4 is perpendicular to the display surface 6 of the analog display 1 by a pivot point 6a on the analog display 1, ie perpendicular to the image plane in Fig. 1.
  • a read-off element 7 is provided, which is also rotatably mounted on the clock about the rotation axis 4 wherein the read-off element 7, when rotated by the user, passes along the outer edge 9 of the analogue display 1.
  • the transmission ratio between the read-off element 7 and the hands 2, 3 during manual rotation of the read-off element 7 is 2: 1.
  • the embodiment in Fig. 1 shows the watch with a dial with 12 hours and 60 minutes.
  • the read-off element 7 is formed as a line-shaped marking, which is located radially on a bezel 10 of the clock.
  • the second image (in the middle) in Fig. 1 shows the clock after the read-off element 7 has been rotated by hand so that it meets with the hour hand 2, so that reading element 7 and hour hand 2 are in the same rotational positions.
  • the read-off element 7 could have been rotated about 120 degrees clockwise.
  • the two display elements 2, 3 rotate depending on the read-off element 7. Since in the second image in Fig. 1 the hour hand 2 coincides with the read-out element, the current hour can be read, which is two.
  • the read-off element 7 has been rotated by hand so that it meets the minute hand 3 or coincides with the minute hand 3 with respect to the rotational or rotational position. For example, it could have been rotated clockwise by almost 180 degrees. Now you can read the current minute, which is 40. The current time results from the two readings to twenty minutes to three.
  • FIG. 2a and 2b show continuous angular positions for a read-off element, a display element of the analog display and the time as a function of time in two diagrams.
  • the transmission ratio of the read-off element to the display element of the analog display is 2: 1.
  • Fig. 2a shows an example in which the read-out element is rotated clockwise to read the time.
  • Fig. 2b shows an example in which the read-out element is rotated in the counterclockwise direction.
  • FIGS. 2 a and 2 b the temporal interaction of the read-off element 7 with a display element of the analog display 1 is shown.
  • the second is selected here, so that the display element 7 forms a second hand.
  • the solid line shows the angular position of the reading element, the dotted line the angular position of the second hand and the dotted line the angular position of the time in seconds.
  • the dial has a 60-second scale, so that an angle of 6 degrees corresponds to one second.
  • the read-off element 7 is rotated in the clockwise direction and in Fig. 2b in the counterclockwise direction.
  • a possible rotational speed of the display elements 2, 3 are derived, so that at a transmission ratio of read-off element 7 to the display element of 2: 1 the current time by the meeting of read-off element 7 and display elements 2, 3 are displayed can. Since the read-off element 7 rotates twice as far as the display element during rotation, the angular distance from the display element at the current time must be half as large as that of the read-off element 7 at the current time.
  • this relationship in Fig. 2a and 2b can be seen from the fact that the display element must always be located centrally between the read-off element 7 and the time unit to be displayed. To ensure this at all times, the display element must thus rotate at half the rotational speed of the current time.
  • az is the angular position of the display element
  • ⁇ .A is the angular position of the read-off element
  • az k is the angular position of the time unit to be displayed.
  • the index H stands for hour, M for minute and S for second, where k indicates that these are the rotational speeds of the hands of conventional clocks. It should be noted that a clockwise direction of rotation mathematically describes a negative sense of rotation.
  • the display element moves at half the rotational speed of the time unit to be displayed. In the case of a dial with 12 hours, 60 minutes and 60 seconds, therefore, the following rotational speeds for the hour, minute and second hands of the instant embodiment of the clock result when the reading element 7 is stationary:
  • the read-off element 7 can be rotated two revolutions at a transmission ratio of the read-off element 7 to the display element of 2: 1, until it again coincides with the display element.
  • the read-off element 7 hits after exactly one revolution on the angular position of the time unit to be displayed, while then the display element points in the opposite direction, that is rotated by 180 degrees.
  • One embodiment therefore provides display elements that point in both directions (see Fig. 3). Such dual display elements point in directions offset by 180 degrees each. It should be emphasized that duplicate display elements meet only in one angular position and not two with the read-7.
  • Fig. 3 shows a variation of the embodiment of Fig. 1 with the difference that dual display elements are used. In Fig.
  • the two short hands 2 together form the hour hand and the longer hands 3 represent the minute hand.
  • the read-off element 7 Starting from the image on the left in FIG. 3, the read-off element 7 only needs barely to read the minute (see right image in FIG. 3) in this embodiment 90 degrees counterclockwise to be rotated, in Fig. 1, a significantly larger angle had to be traversed.
  • the read-off element 7 thus meets the display element after only one revolution.
  • the use of display elements pointing in both directions therefore allows reading the time through shorter rotation paths.
  • FIGS. 4a and 4b show continuous angles for a read-out element, a display element of the analog display and the time as a function of time in two diagrams.
  • the transmission ratio of the read-off element to the display element of the analog display 1 2
  • the display element During one revolution of the read-off element 7, the display element accordingly completes two revolutions.
  • the diagrams in FIGS. 4a and 4b are constructed in the same way as in FIGS. 2a and 2b.
  • Fig. 4a shows an example in which the read-out element is rotated clockwise to read the time.
  • Fig. 4b shows an example in which the read-out element is rotated in the counterclockwise direction.
  • the rotational speed of the display element can be derived in proportion to the time to be displayed. Since the display element rotates twice as fast here during rotation of the read-off element, the angular distance from the display element at the current time must be twice as large as that of the read-off element at the current time. Graphically, this can be seen from the fact that the angular position of the read-off element in FIG. 4 is located centrally between the angular positions of the display element and the time unit to be displayed. It follows that the display element must rotate at the opposite rotational speed of the current time, so that the angular position of the meeting of reading and display element reflects the current time.
  • a double read-out element is therefore provided in a variant with a transmission ratio of 1: 2.
  • One possible implementation of a double read-out element provides two markings on the bezel. The two markings are 180 degrees apart, so that when one marker is at one clock, the other is at seven o'clock.
  • n (n + 1) a 2 / n-azk / n
  • equation (3) either ti describe the angular position of the read-off element and a 2 the angular position of the display element or vice versa ⁇ the angular position of the display element and a 2 the angular position of the read-off element.
  • the number n is integer and positive and describes the number of revolutions that the element requires with a 2 in order to meet the element with ⁇ again starting from an angular position in which both elements coincide. In the embodiments described above, n is therefore 1.
  • Equation (3) can thus be reworded as follows:
  • a transmission ratio of the read-off element to the display element of 2: 1 double display elements see equation (1) and Fig. 3, with a transmission ratio of 3: 2 triple display elements can be used.
  • the three pointers of the respective display element are 120 degrees apart.
  • the three short hands together form the The hour hand and the three longer hands represent the minute hand.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a clock with display elements with multiple pointers on the analog display 1, in which for reading the time the read-off element 7 is to be rotated by hand.
  • the ratio of the manual rotation of the read-off element 7 to the thus forced rotation of the display elements of the analog display 1 is 3: 2 here.
  • the clock is shown before the reading process, followed by the image for reading the minute in the middle of Fig. 5.
  • the hour can be read in the image on the right in Fig. 5.
  • Fig. 6 shows sequentially an embodiment of a clock before reading the time (left), reading the minute (middle) and reading the hour (right).
  • the dial is divided vertically into two halves.
  • the resulting semicircle scales 1 1, 12 describe the hour from 0 to 12 on the left and the minute from 0 to 60 on the right. Both scales run in a clockwise direction.
  • the transmission ratio between read-off element 7 and the display elements 2, 3 is here 1: 1 with opposite direction of rotation. Upon rotation of the read-off element 7 by a certain angle, the display elements 2, 3 therefore rotate at the same angle but in the opposite direction. With the present transmission ratio of 1: 1, the display elements 2, 3 must rotate with the read-off element 7 at the rotational speeds of conventional hands on a 12 hours and 60 minutes full circle scale.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of the construction of a clock, in which for reading the time a reading element is to be rotated by hand.
  • FIG. 7 shows by way of example a possible construction of the clock, by means of which the revolution speeds and transmission ratios developed on the basis of FIGS. 2 and 4 can be realized.
  • the upper image in Fig. 7 shows a simplified sectional view of a watch case 20.
  • the lower image in Fig. 7 shows a plan view of the clock, wherein the dial is not shown.
  • the dial at three points with the watch case 20 is firmly connected.
  • the read-off element 7 is formed as a linear marking on the bezel 10 and is therefore rotatable directly by hand without translation.
  • the bezel 10 is rotatably supported by a ball bearing 21 and has an internal toothing 22.
  • a movement 23 is also rotatably supported by a ball bearing 24, but has an external toothing 25.
  • the bezel 10 and the movement 23 are mechanically coupled by two gears 26, 27 and therefore rotate in the same direction. By the two gears 26, 27, a gear ratio of the bezel 10 to the movement 23 of 2: 1 is set (see equation (1) and Fig. 2 above).
  • the movement 23 rotates accordingly half a turn counterclockwise.
  • the movement 23 drives an hour-2 and a minute-hand 3, with the hands turning half as fast as conventional hour and minute hands.
  • the two gears 26, 27 would have to be designed differently and the movement 23 would drive the display elements 2, 3 at the opposite rotational speed of the unit of time to be displayed.
  • further gears are provided in the mechanical movement for the necessary reduction or reversal of the direction of rotation.
  • a mirror-inverted anchor and escape wheel with a reversely wound coil spring is a further possibility of realization.
  • a gear train can be connected to the pointer shafts, so that does not interfere with the mechanics.
  • a quartz movement is provided for halving the rotational speeds of the display elements in a variant, to install another divider in the electronics.
  • a quartz oscillator can be used which oscillates at a correspondingly slower frequency.
  • the position of the time takes place in the construction of Fig. 7, for example, by adjusting the hour and minute hands in the rotatably mounted movement 23.
  • a timer knob 28 is provided on the back of the watch case 20. This engages at the push of a button on the axis of rotation in the train of the rotatably mounted movement 23; Similar to pulling out the crown to set the time on a conventional watch.
  • the time can then be adjusted by the movement 23 is rotated by the fixed timing knob 28 through the bezel 10.
  • it would be preferable to select the gear ratios of the timing mechanism so that a full revolution of the bezel 10 would adjust the time by exactly one hour.
  • the timing knob 28 of FIG. 7 can operate it indirectly or indirectly via magnets. Furthermore, it is provided in an embodiment variant to have the current time automatically set by radio or GPS via an electronic control. In a rotatably mounted movement, it can be problematic to change the batteries necessary for the operation of an electronics from below. In one embodiment of the clock according to the invention, the batteries are therefore attached laterally in the movement. In this variant, the movement can be stored on the case back so that the batteries can be accessed when unscrewing the case bottom. In mechanical movements that are wound by hand or automatically by rotor, is provided in a variant, to use the rotation of the movement 23 for reading the time at the same time for mounting the movement 23.
  • the rotational energy can be used in both directions.
  • the elevator mechanism is provided to connect the rotor of the movement with the fixed housing 20 of the clock according to the invention so that the rotor is fixed in relation to the watch case 20.
  • the rotor does not rotate around the movement, as in conventional automatic watches to wind up the movement, but the movement when reading the time around the rotor.
  • Another possible embodiment variant relates to the drive of the read-off element 7 (cf., for example, FIG. This can be fixed under the clock glass so that it is not directly touchable.
  • the rotation of the read-off element 7 by hand can be done indirectly via a gear train in this case.
  • a design similar to the crown on conventional watches with a mechanical display would be possible. By turning on such a crown, the read-off element 7 can be rotated, such as the minute and hour hands can be adjusted in conventional watches with mechanical display for adjusting the time through the crown.
  • the manually forced relative movement between read-off element 7 and display elements 2, 3 can be effected by rotating the display elements 2, 3 by the user by hand in addition to the clockwork driven rotation, for example, by manually setting the movement 23 (see FIG is turned.
  • the thus caused manual rotation of the display elements 2, 3 overlaps with the movement driven rotation.
  • a manual rotation of the read-off element 7 is forced, so that finally the reading position for display elements 2, 3 and read-off element is set by hand.
  • FIG. 8 shows a variation of the embodiment from FIG. 3, with the difference that circular display elements 2, 3 and two read-off elements 7 are used.
  • the display element 2 for the hour is designed as a small circle and the display element 3 for the minute as a large circle.
  • To read the current hour another small circle is used as a read-7 and for reading the current minute a correspondingly large circle.
  • both the reading and the display elements have the same axis of rotation 4. Since the angular position of eccentric circles on circular scales is difficult to read exactly, the read-off elements additionally have radial line-shaped markings. The current time can now be read by the reading elements 7 are rotated manually, so that the corresponding circles match.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine interaktive Uhr mit analoger Zeitanzeige, mit einer analogen Anzeige mit einem Anzeigeelement, einem Uhrwerk, welches konfiguriert ist, eine Uhrwerks getriebene und einer Zeiteinheit zugeordnete Rotation des Anzeigeelementes um eine Rotationsachse der analogen Anzeige anzutreiben, und einem Ableseelement, welches um die Rotationsachse manuell drehbar gelagert ist, derart, dass eine manuelle Rotation des Ableseelementes zu einer hierdurch manuell erzwungenen Rotation des Anzeigeelementes führt oder umgekehrt, wobei sich für das Anzeigelement die manuell erzwungene Rotation mit der Uhrwerks getriebenen Rotation des Anzeigelementes überlagert, so dass in einer manuell eingestellten Ablesestellung für das Ableseelement und das Anzeigeelement die Zusammenschau von Ableseelement und Anzeigeelement einen aktuellen analogen Wert für die Zeiteinheit anzeigt, indem das Ableseelement und das Anzeigeelement in einander zugeordneten Rotationsstellungen zur Rotationsachse angeordnet sind.

Description

Interaktive Uhr mit analoger Zeitanzeige
Die Erfindung betrifft eine interaktive Uhr mit analoger Zeitanzeige. Hintergrund der Erfindung
Die Feinmechanik besonders von vollmechanischen Uhrwerken übt eine beachtliche Faszination auf den Besitzer und Interessenten aus und ist daher oft der primäre Grund für die Anschaffung einer Uhr. Das Ablesen der Zeit durch das Beobachten der Zeiger erlaubt allerdings keinerlei Interaktion mit der Mechanik des Uhrwerks. Durch die Beschränkung auf nur einen Wahrnehmungssinn bei dem Ablesen der Zeit, nämlich der visuellen Wahrnehmung, ist die Mechanik des Uhrwerks kaum greifbar und die Faszination dafür kann schnell an Bedeutung verlieren. Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine interaktive Uhr mit analoger Zeitanzeige zu schaffen, die dem Benutzer eine interaktive Betätigung beim Zeitablesen ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine interaktive Uhr mit analoger Zeitanzeige nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Die Erfindung umfasst den Gedanken einer interaktiven Uhr mit analoger Zeitanzeige mit:
- einer analogen Anzeige mit einem Anzeigeelement,
einem Uhrwerk, welches konfiguriert ist, eine Uhrwerks getriebene und einer Zeiteinheit zugeordnete Rotation des Anzeigeelementes um eine Rotationsachse der analogen Anzeige anzutreiben, und
einem Ableseelement, welches um die Rotationsachse manuell drehbar gelagert ist, derart, dass eine manuelle Rotation des Ableseelementes zu einer hierdurch manuell erzwungenen
Rotation des Anzeigeelementes führt oder umgekehrt, wobei sich für das Anzeigeelement die manuell erzwungene Rotation mit der Uhrwerks getriebenen Rotation des Anzeigeelementes überlagert, so dass in einer manuell eingestellten Ablesestellung für das Ableseelement und das Anzeigeelement die Zusammenschau von Ableseelement und Anzeigeelement einen aktuellen analogen Wert für die Zeiteinheit anzeigt, indem das Ableseelement und das Anzeigeelement in einander zugeordneten Rotationsstellungen zur Rotationsachse angeordnet sind.
Die vorgeschlagene Uhr sieht einerseits ein Uhrwerk vor, mit der ein Anzeigeelement einer Zeiteinheit entsprechend um die Rotationsachse der analogen Anzeige gedreht wird. Ein Ablesen der aktuellen Uhrzeit ist bei der Uhr nun dadurch ermöglicht, dass zusätzlich ein Ableseelement vorgesehen ist, welches ebenfalls um die Rotationsachse drehbar gelagert ist. Zum Ablesen der aktuellen Zeit ist es notwendig, dass das Ableseelement oder das Anzeigeelement vom Benutzer manuell gedreht wird. Bei einer manuellen Rotation des Ableseelements wird eine zusätzliche Rotation des Anzeigeelements der analogen Anzeige manuell erzwungen, wobei umgekehrt bei einer manuellen Rotation des Anzeigeelements eine zusätzliche Rotation des Ableseelements erzwungen wird. Die manuell erzwungene Rotation überlagert sich für das Anzeigeelement mit der uhrwerksgetriebenen Rotation gemäß einer Superposition, derart, dass im vom Benutzer per Hand initiierten Zeitableseprozess eine Gesamtrotation vom Anzeigeelement ausgeführt wird, die der Summe der beiden aufgeprägten Rotationen entspricht. Eine manuelle Betätigung des Ableseelementes führt also zur Rotation des Ableseelementes selbst als auch zur erzwungenen Rotation des Anzeigeelementes der analogen Anzeige. Die erzwungene Rotation greift nicht in die Uhrwerks getriebene Rotation ein. Diese setzt sich vielmehr ungestört von der manuellen Rotation fort. Umgekehrt kann zur Zeitablesung eine manuelle Rotation des Anzeigeelementes vom Benutzer bewirkt werden, worauf das Ableseelement eine hierdurch erzwungene manuelle Rotation ausführt. Beispielsweise kann die manuelle Rotation des Anzeigeelementes dadurch bewirkt werden, dass das Uhrwerk drehbar gelagert ist, so dass der Benutzer das gesamte Uhrwerk einschließlich des Anzeigeelementes von Hand dreht. Für das Anzeigeelement superpositionieren die Uhrwerks getriebene Rotation und die von Hand bewirkte Rotation, sei es dadurch, dass das Anzeigeelement manuell gedreht wird, oder dadurch, dass das Ableseelement manuell rotiert wird, was die manuelle Rotation des Anzeigeelementes dann erzwingt. In den verschiedenen Ausgestaltungen sind für das Anzeigeelement die Uhrwerks getriebene Rotation und die manuelle Rotation voneinander entkoppelt, so dass die manuelle Rotation keinen Eingriff in die Uhrwerks getriebene und dem Zeittakt entsprechende Rotation des Anzeigeelementes darstellt. Vielmehr überlagern sich die beiden Rotationen für das Anzeigeelement. Die aktuelle Zeit kann vom Benutzer dann abgelesen werden, wenn das Ableseelement und das Anzeigeelement in einander zugeordneten Rotationsstellungen angeordnet sind. Die einander zugeordneten Rotationsstellungen entsprechen einer für die Uhr gegebenen Relativanordnung des Ableseelementes einerseits und des Anzeigeelementes andererseits, die durch eine jeweilige charakteristische Dreh- oder Rotationsstellung der beiden Elemente charakterisiert ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der analoge Zeitwert ablesbar ist, wenn sich Ableseelement und Anzeigeelement in gleicher Rotations- oder Drehstellung zur Rotationsachse befinden, also in einer gleichen Winkelstellung. Aber auch eine vorgegebene feste Winkeldifferenz zwischen den beiden Rotationsstellungen kann eine vorgegebene Ablesestellung der beiden Elemente definieren.
Das Uhrwerk im hier angegebenen Sinne bildet allgemein eine Antriebseinrichtung, die die Antriebskraft für die der Zeiteinheit zugeordnete Rotation des Anzeigeelementes zur Verfügung stellt. Die Antriebskraft kann mechanisch auf das Anzeigeelement eingekoppelt werden. Auch kann in einer anderen Ausgestaltung vorgesehen sein, elektrische Steuersignale bereitzustellen, um die Rotation zu bewirken.
Beim Ablesen der Zeit, kann das Ableseelement mit oder entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert werden. Des Weiteren erfolgt das Ablesen der aktuellen Zeit bevorzugt sequentiell, also beispielsweise wird erst die Stunde und danach die Minute abgelesen, wenn die analoge Anzeige mehrere Anzeigeelemente umfasst, die unterschiedlichen Zeiteinheiten zugeordnet sind.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Ablesestellung das Ableseelement und das Anzeigeelement in gleichen Rotationsstellungen angeordnet sind. Im Fall der Ausbildung des Anzeigeelementes sowie des Ableseelementes mittels eines jeweiligen Strich- oder Linienelementes, zum Beispiel als Zeigerelement, bedeutet die gleiche Rotationsstellung für die beiden Elemente, dass die Linien- oder Strichelemente radial fluchtend angeordnet sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Uhrwerk konfiguriert ist, für die Uhrwerks getriebene Rotation des Anzeigeelementes um die Rotationsachse eine mechanische und / oder eine elektrische Antriebskraft zu liefern. Als Taktgeber für das Uhrwerk können eine mechanische Unruhe oder ein Quarzkristall zum Einsatz kommen. Eine elektrische Antriebskraft ist beispielsweise dadurch bereitstellbar, dass ein oder mehrere elektrische Motoren verwendet werden, zum Beispiel in Form von Schrittmotoren.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die analoge Anzeige mit einem mechanischen und / oder einem auf einem optischen Display erzeugten Anzeigeelement gebildet ist. Ein mechanisches Anzeigeelement ist beispielsweise mit Hilfe eines Zeigers gebildet, der auf einer Welle angeordnet ist, die vom Uhrwerk angetrieben wird. In Verbindung mit der Ausgestaltung der analogen Anzeige mittels eines optischen Displays wird das Display mit Hilfe von Steuersignalen angesteuert, derart, dass sich das optische Anzeigeelement in der Displayebene um einen Dreh- oder Rotationspunkt dreht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das drehbar gelagerte Ableseelement über ein mechanisches Getriebe an die analoge Anzeige koppelt, derart, dass beim manuellen Rotieren des Ableseelementes die manuell erzwungene Rotation des Anzeigeelementes über das mechanische Getriebe bewirkt wird, oder umgekehrt. Das mechanische Getriebe kann beispielsweise mit einem Zahnradgetriebe gebildet sein. Unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse können mit Hilfe des mechanischen Getriebes bereitgestellt werden, insbesondere ein Übersetzungsverhältnis von 2: 1.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Ableseelement an das Uhrwerk koppelt, wobei beim manuellen Rotieren des Ableseelementes die manuell erzwungene Rotation des Anzeigeelementes ausgeführt wird, indem das Uhrwerk infolge des manuellen Rotierens des Ableseelementes rotiert, oder umgekehrt. Im umgekehrten Fall wird das Uhrwerk manuell gedreht, und somit das Anzeigeelement, wodurch eine manuelle Rotation des Ableseelementes erzwungen wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Uhrwerk wenigstens teilweise in einem Gehäuse aufgenommen ist, welches sich dann beim manuellen Betätigen dreht. Zum Beispiel können im Fall eines mechanischen Uhrwerks Teile desselben in das Gehäuse integriert sein. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Anzeigeelement als ein Zeiger gebildet ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die analoge Anzeige wenigstens ein weiteres Anzeigeelement aufweist und das Uhrwerk konfiguriert ist, eine Uhrwerks getriebene und einer weiteren Zeiteinheit zugeordnete Rotation des weiteren Anzeigeelementes um die Rotationsachse anzutreiben, wobei das weitere Anzeigeelement beim manuellen Rotieren zusammen mit dem Anzeigeelement die manuell erzwungene Rotation um die Rotationsachse ausführt. Die mit Hilfe des Anzeigeelementes und des weiteren Anzeigeelementes dargestellten Zeiteinheiten betreffen insbesondere Stunden, Minuten und / oder Sekunden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Ableseelement auf einer Lünette oder einem Uhrenglas gebildet ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass ein manueller Drehmechanismus, welcher die manuelle Rotation von Ableseelement und Anzeigeelement vermittelt, an ein als mechanisches Uhrwerk ausgeführtes Uhrwerk koppelt, derart, dass die manuelle Rotation ein Aufziehen des mechanischen Uhrwerks bewirkt. Der manuelle Drehmechanismus bewirkt in dieser und anderen Ausgestaltungen ganz allgemein eine Kopplung zwischen der Rotation des Ableseelementes einerseits und der manuellen Rotation des Anzeigeelementes. Der manuelle Drehmechanismus kann mit einer mechanischen Kopplung und / oder einer elektronischen Steuerung gebildet sein. Je nach dem, ob vom Benutzer per Hand eine manuelle Rotation des Anzeigeelementes oder des Ableseelementes bewirkt wird, wird das andere Element, also das Ableseelement oder das Anzeigeelement, erzwungener Weise ebenfalls manuell gedreht. Für das Anzeigeelement bedeutet dies eine superpositionierende Überlagerung der Uhrwerks getriebenen Rotation und der manuellen Rotation. Im Fall eines mechanischen Uhrwerks kann vorgesehen sein, dass der manuelle Drehmechanismus an dieses Uhrwerk koppelt, wodurch die vom Benutzer bewirkte manuelle Rotation zusätzlich das wieder Aufziehen des mechanischen Uhrwerks bewirkt.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Uhr, bei der zum Ablesen der Zeit ein
Ableseelement von Hand zu drehen ist,
Fig. 2a eine grafische Darstellung für zeitabhängige Winkelstellungen eines Ableseelements und eines Anzeigeelements einer analogen Zeitanzeige, wobei das Ableseelement zum
Ablesen der Zeit im Uhrzeigersinn rotiert wird,
Fig. 2b eine grafische Darstellung für zeitabhängige Winkelstellungen eines Ableseelements und eines Anzeigeelements einer analogen Zeitanzeige, wobei das Ableseelement zum
Ablesen der Zeit im Unterschied zu Fig. 2a entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Uhr, bei der zum Ablesen der Zeit ein
Ableseelement von Hand zu drehen ist,
Fig. 4a eine weitere grafische Darstellung für zeitabhängige Winkelstellungen eines
Ableseelements und eines Anzeigeelements einer analogen Zeitanzeige, wobei das
Ableseelement zum Ablesen der Zeit im Uhrzeigersinn rotiert wird,
Fig. 4b eine weitere grafische Darstellung für zeitabhängige Winkelstellungen eines
Ableseelements und eines Anzeigeelements einer analogen Zeitanzeige, wobei das
Ableseelement zum Ablesen der Zeit im Unterschied zu Fig. 4a entgegen dem
Uhrzeigersinn rotiert wird,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Uhr mit mehreren Anzeigeelementen, bei der zum
Ablesen der Zeit ein Ableseelement von Hand zu drehen ist,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Uhr mit mehreren Anzeigeelementen, bei der zum
Ablesen der Zeit ein Ableseelement von Hand zu drehen ist und auf der analogen
Anzeige Ziffern und Strichmarkierungen für unterschiedliche Zeiteinheiten dargestellt sind,
Fig. 7 eine schematische Darstellung zum Konstruktionsaufbau einer Uhr, bei der zum
Ablesen der Zeit ein Ableseelement von Hand zu drehen ist, und eine schematische Darstellung einer Uhr mit mehreren kreisförmigen Anzeige- und Ableseelementen, bei der zum Ablesen der Zeit die Ableseelemente von Hand zu drehen sind. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Uhr, bei der zum Ablesen der Zeit ein Ableseelement von Hand zu drehen ist. Abgelesen werden können die Zeiteinheiten Stunde und Minute. Hierzu werden in einer analogen Anzeige 1 zwei als Zeiger ausgeführte Anzeigeelemente 2, 3 einem Takt eines von der Uhr umfassten Uhrwerks entsprechend um eine Rotationsachse 4 gedreht, wobei im gezeigten Beispiel die Zeiger 2, 3 dem Stunden- und dem Minutentakt zugeordnet sind und somit auch als Stundenzeiger und Minutenzeiger bezeichnet werden können. Die Rotationsachse 4 verläuft senkecht zur Darstellungsfläche 6 der analogen Anzeige 1 durch einen Drehpunkt 6a auf der analogen Anzeige 1, also senkrecht zur Bildebenen in Fig. 1. Zusätzlich ist ein Ableseelement 7 vorgesehen, welches an der Uhr ebenfalls um die Rotationsachse 4 drehbar gelagert ist, wobei das Ableseelement 7 beim Drehen von Hand durch den Benutzer entlang des Außenrandes 9 der analogen Anzeige 1 läuft. Bei der dargestellten Ausführungsvariante ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ableseelement 7 und den Zeigern 2, 3 beim manuellen Rotieren des Ableseelementes 7 2:1.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt die Uhr mit einem Zifferblatt mit 12 Stunden und 60 Minuten. Das Ableseelement 7 ist als strichförmige Markierung ausgebildet, welche sich radial auf einer Lünette 10 der Uhr befindet.
Im ersten Bild (links) von Fig. 1 treffen weder der Minuten- noch der Stundenzeiger 2, 3 mit dem Ableseelement 7 aufeinander. Die aktuelle Zeit kann daher nicht abgelesen werden. Das zweite Bild (in der Mitte) in Fig. 1 zeigt die Uhr nachdem das Ableseelement 7 von Hand so rotiert wurde, dass er mit dem Stundenzeiger 2 aufeinandertrifft, so dass Ableseelement 7 und Stundenzeiger 2 sich in gleichen Rotationsstellungen befinden. Beispielsweise konnte das Ableseelement 7 ungefähr 120 Grad im Uhrzeigersinn rotiert worden sein. Hierbei ist zu beachten, dass sich die beiden Anzeigeelemente 2, 3 in Abhängigkeit des Ableseelementes 7 mitdrehen. Da im zweiten Bild in Fig. 1 der Stundenzeiger 2 mit dem Ableseelement übereinstimmt, kann die aktuelle Stunde gelesen werden, welche zwei beträgt. Im dritten Bild (rechts) in Fig. 1 wurde das Ableseelement 7 von Hand so rotiert, dass es auf den Minutenzeiger 3 trifft bzw. mit dem Minutenzeiger 3 hinsichtlich der Dreh- oder Rotationsstellung übereinstimmt. Beispielsweise konnte es um knapp 180 Grad im Uhrzeigersinn rotiert worden sein. Nun kann die aktuelle Minute gelesen werden, welche 40 beträgt. Die aktuelle Zeit ergibt sich aus den beiden Ablesevorgängen zu zwanzig Minuten vor drei.
Fig. 2a und 2b zeigen durchlaufende Winkelstellungen für ein Ableseelement, ein Anzeigeelement der analogen Anzeige und die Zeit in Abhängigkeit der Zeit in zwei Diagrammen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement zum Anzeigeelement der analogen Anzeige 2:1. Fig. 2a zeigt ein Beispiel, bei welchem das Ableseelement zum Ablesen der Zeit im Uhrzeigersinn rotiert wird. Fig. 2b zeigt ein Beispiel, bei welchem das Ableseelement entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird.
In den Diagrammen in den Fig. 2a und 2b wird das zeitliche Zusammenspiel vom Ableseelement 7 mit einem Anzeigeelement der analogen Anzeige 1 dargestellt. Als anzuzeigende Zeiteinheit ist hier die Sekunde gewählt, sodass das Anzeigeelement 7 einen Sekundenzeiger bildet. Die durchgezogene Linie zeigt die Winkelstellung des Ableseelementes, die gestrichelte Linie die Winkelstellung des Sekundenzeigers und die gepunktete Linie die Winkelstellung der Zeit in Sekunden. Das Zifferblatt hat eine 60-Sekundenskala, sodass ein Winkel von 6 Grad einer Sekunde entspricht.
Die ersten fünf Sekunden in den Diagrammen in Fig. 2a und 2b wird das Ableseelement 7 nicht bewegt, sodass die Winkelstellung der durchgezogenen Linie konstant ist. Zwischen der fünften und sechsten Sekunde wird das Ableseelement 7 von Hand so gedreht, dass es mit dem Sekundenzeiger übereinstimmt. Zum Zeitpunkt des Aufeinandertreffens vom Ableseelement 7 und dem Sekundenzeiger entspricht die gemeinsame Winkelstellung der Winkelstellung der Zeit in Sekunden. Dies ist daran zu erkennen, dass die drei Linien in Fig. 2a und 2b bei Sekunde sechs übereinstimmen. Bei der sechsten Sekunde wird somit die aktuelle Zeit in Sekunden gelesen. Nach der sechsten Sekunde bewegen sich die Zeit und das Anzeigeelement langsam weiter, wobei das Ableseelement 7 wieder stillsteht. In Fig. 2a wird das Ableseelement 7 mit dem Uhrzeigersinn rotiert und in Fig. 2b entgegen dem Uhrzeigersinn. Anhand der Diagramme in Fig. 2a und 2b kann eine mögliche Umdrehungsgeschwindigkeit der Anzeigeelemente 2, 3 abgeleitet werden, damit bei einem Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement 7 zum Anzeigeelement von 2:1 die aktuelle Zeit durch das Aufeinandertreffen von Ableseelement 7 und Anzeigeelementen 2, 3 angezeigt werden kann. Da das Ableseelement 7 beim Rotieren doppelt so weit dreht wie das Anzeigeelement, muss der Winkelabstand vom Anzeigeelement zur aktuellen Zeit halb so groß sein wie der des Ableseelementes 7 zur aktuellen Zeit. Grafisch ist dieses Verhältnis in Fig. 2a und 2b daran zu erkennen, dass sich das Anzeigeelement immer mittig zwischen dem Ableseelement 7 und der anzuzeigenden Zeiteinheit befinden muss. Um dies zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten, muss das Anzeigeelement somit mit der halben Umdrehungsgeschwindigkeit der aktuellen Zeit rotieren.
Alternativ zur grafischen Herleitung der Übersetzungsverhältnisse zwischen Ableseelement und Anzeigeelement für die Ausführungsvariante in Fig. 2a und 2b lässt sich die folgende Formel aufstellen:
Figure imgf000012_0001
In Gleichung (1) ist az die Winkelstellung des Anzeigeelements, Ö.A die Winkelstellung des Ableseelements und azk die Winkelstellung der anzuzeigenden Zeiteinheit. Bei einem Zifferblatt mit 12 Stunden, 60 Minuten und 60 Sekunden betragen die Umdrehungsgeschwindigkeiten von Stunde, Minute und Sekunde: Umdrehungen pro Minute
a>Mk=- 1/60 Umdrehungen pro Minute
osk=-l Umdrehung pro Minute
Der Index H steht für Stunde, M für Minute und S für Sekunde, wobei k daraufhinweist, dass es sich um die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Zeiger von konventionellen Uhren handelt. Hierbei ist zu beachten, dass eine Drehrichtung im Uhrzeigersinn mathematisch einen negativen Drehsinn beschreibt. Bei stillstehendem Ableseelement 7 bewegt sich nach Gleichung (1) das Anzeigeelement mit der halben Umdrehungsgeschwindigkeit der anzuzeigenden Zeiteinheit. Bei einem Zifferblatt mit 12 Stunden, 60 Minuten und 60 Sekunden ergeben sich daher bei stillstehendem Ableseelement 7 folgende Umdrehungsgeschwindigkeiten für die Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger der vorliegenden Ausführungsvariante der Uhr:
COH =-1/1440 Umdrehungen pro Minute
COM =-1/120 Umdrehungen pro Minute
cos=- 112 Umdrehungen pro Minute
Da die Anzeigeelemente 2, 3 wegen der Uhrwerks getriebenen Rotation zusätzlich zu der Rotation durch das Ableseelement 7 fortwährend langsam rotieren, treffen die oben genannten Übersetzungsverhältnisse vom Ableseelement 7 zu den Anzeigeelementen 2, 3 nicht zu jeder Zeit zu. Die hierin genannten Übersetzungsverhältnisse beziehen sich also auf den theoretischen Fall, bei welchem während der manuellen Drehung des Ableseelements zum Ablesen der Zeit keine Zeit vergeht.
Wenn das Ableseelement 7 mit einem Anzeigeelement übereinstimmt, kann bei einem Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement 7 zum Anzeigeelement von 2: 1 das Ableseelement 7 zwei Umdrehungen rotiert werden, bis es wieder mit dem Anzeigeelement übereinstimmt. Hierbei trifft das Ableseelement 7 nach genau einer Umdrehung auf die Winkelstellung der anzuzeigenden Zeiteinheit, während dann das Anzeigeelement in die entgegengesetzte Richtung zeigt, also um 180 Grad gedreht ist. Eine Ausführungsvariante sieht daher Anzeigeelemente vor, die in beide Richtungen zeigen (vgl. Fig. 3). Solch doppelte Anzeigeelemente zeigen in Richtungen, die um jeweils 180 Grad versetzt sind. Hierbei ist hervorzuheben, dass doppelte Anzeigeelemente nur in einer Winkelstellung und nicht zwei mit dem Ableseelement 7 aufeinandertreffen. Fig. 3 zeigt eine Variation des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 mit dem Unterschied, dass doppelte Anzeigeelemente verwendet werden. In Fig. 3 sind die Momentaufnahmen der Ausfuhrungsvariante aus Fig. 1 mit beidseitigen Anzeigeelementen 2, 3 dargestellt. Die zwei kurzen Zeiger 2 bilden hier zusammen den Stundenzeiger und die längeren Zeiger 3 stellen den Minutenzeiger dar. Ausgehend vom Bild links in Fig. 3 muss zum Ablesen der Minute (siehe rechtes Bild in Fig. 3) in dieser Ausführung das Ableseelement 7 nur knapp 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert werden, wobei in Fig. 1 ein deutlich größerer Winkel durchlaufen werden musste. Ausgehend von der Winkelstellung bei welcher das Ableseelement 7 mit einem Anzeigeelement 2, 3 übereinstimmt, trifft in dieser Ausführungsvariante das Ableseelement 7 also bereits nach einer Umdrehung wieder auf das Anzeigeelement. Die Verwendung von Anzeigeelementen, die in beide Richtungen zeigen, ermöglicht daher ein Ablesen der Zeit durch kürzere Rotationswege.
Fig. 4a und 4b zeigen durchlaufende Winkel für ein Ableseelement, ein Anzeigeelement der analogen Anzeige und die Zeit in Abhängigkeit der Zeit in zwei Diagrammen. Bei der dargestellten Ausführungsvariante ist das Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement zum Anzeigeelement der analogen Anzeige 1 :2, also umgekehrt zum Verhältnis in den Fig. 2a und 2b. Bei einer Umdrehung des Ableseelements 7 vollzieht das Anzeigeelement dementsprechend zwei Umdrehungen. Die Diagramme in Fig. 4a und 4b sind genauso aufgebaut wie in Fig. 2a und 2b. Fig. 4a zeigt ein Beispiel, bei welchem das Ableseelement zum Ablesen der Zeit im Uhrzeigersinn rotiert wird. Fig. 4b zeigt ein Beispiel, bei welchem das Ableseelement entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird.
Bei dem Übersetzungsverhältnis von 1 :2 kann aus den Diagrammen in Fig. 4 die Umdrehungsgeschwindigkeit des Anzeigeelements im Verhältnis zur anzuzeigenden Zeit abgeleitet werden. Da hier beim Rotieren des Ableseelements das Anzeigeelement doppelt so schnell rotiert, muss der Winkelabstand vom Anzeigeelement zur aktuellen Zeit doppelt so groß sein wie der des Ableseelements zur aktuellen Zeit. Grafisch ist dies daran zu erkennen, dass sich die Winkelstellung des Ableseelements in Fig. 4 mittig zwischen den Winkelstellungen des Anzeigeelements und der anzuzeigenden Zeiteinheit befindet. Hieraus ergibt sich, dass das Anzeigeelement mit entgegengesetzter Umdrehungsgeschwindigkeit der aktuellen Zeit rotieren muss, damit die Winkelstellung des Aufeinandertreffens von Ablese- und Anzeigeelement die aktuelle Zeit wiedergibt. Das anhand der Diagramme in Fig. 4 hergeleitete Verhältnis der Winkelstellungen lässt sich in folgender Formel zusammenfassen: az =2aA-azk (2)
Die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger bei einer Skala mit 12 Stunden, 60 Minuten und 60 Sekunden und einem Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement zu den Anzeigeelementen von 1 :2 betragen bei stillstehendem Ableseelement somit: coH= 1/720 Umdrehungen pro Minute
ωΜ=1/60 Umdrehungen pro Minute
cos=l Umdrehung pro Minute
Ausgehend von einer Winkelstellung bei welcher das Ableseelement 7 und ein Anzeigeelement übereinstimmen, durchläuft das Anzeigeelement bei einem Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement zu den Anzeigeelementen von 1 :2 zwei Umdrehungen bis zum erneuten Aufeinandertreffen mit dem Ableseelement. Analog zu doppelten Anzeigeelementen bei einem Übersetzungsverhältnis von 2: 1 ist daher in einer Ausführungsvariante mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 :2 ein doppeltes Ableseelement vorgesehen. Eine mögliche Ausführung eines doppelten Ableseelements sieht zwei Markierungen auf der Lünette vor. Die zwei Markierungen sind um 180 Grad voneinander verschoben, so dass, wenn eine Markierung auf ein Uhr steht, die andere auf sieben Uhr steht.
Basierend auf Gleichungen (1) und (2) lässt sich ein allgemeines Verhältnis zwischen Ablese- und Anzeigeelementen herleiten:
(n+l)a2/n-azk/n In Gleichung (3) beschreiben entweder ti die Winkelstellung vom Ableseelement und a2 die Winkelstellung vom Anzeigeelement oder umgekehrt αι die Winkelstellung vom Anzeigeelement und a2 die Winkelstellung vom Ableseelement. Die Zahl n ist ganzzahlig und positiv und beschreibt die Anzahl Umdrehungen, die das Element mit a2 benötigt, um ausgehend von einer Winkelstellung bei welcher beide Elemente übereinstimmen, das Element mit αι erneut zu treffen. Bei den oben beschriebenen Ausführungsvarianten beträgt n folglich 1.
Aus Gleichung (3) ist ersichtlich, dass die Zahl n sich sowohl auf das Übersetzungsverhältnis von Ableseelement und Anzeigeelement als auch auf die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Anzeigeelemente auswirkt. Als Beispiel sei hier n gleich zwei aufgeführt, wobei αι die Winkelstellung des Ableseelements und a2 die Winkelstellung des Anzeigeelements beschreibt. Gleichung (3) lässt sich somit wie folgt umformulieren:
Figure imgf000016_0001
Aus Gleichung (4) geht hervor, dass das Übersetzungsverhältnis von Ableseelement zum Anzeigeelement in dieser Ausführungsvariante 3:2 beträgt und die Anzeigeelemente bei stillstehendem Ableseelement mit einem Drittel der Geschwindigkeit der anzuzeigenden Zeiteinheit rotieren. Bei einer 12 Stunden, 60 Minuten und 60 Sekunden Skala weisen die Anzeigeelemente bei stillstehendem Ableseelement somit folgende Umdrehungsgeschwindigkeiten auf:
CÜH=-1/2160 Umdrehungen pro Minute
Umdrehungen pro Minute
cos=- 1 /3 Umdrehungen pro Minute
So wie bei dem Ausführungsbeispiel mit einem Übersetzungsverhältnis vom Ableseelement zum Anzeigeelement von 2: 1 doppelte Anzeigeelemente verwendet werden können, siehe Gleichung (1) und Fig. 3, können bei einem Übersetzungsverhältnis von 3:2 dreifache Anzeigeelemente verwendet werden. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, zeigen die drei Zeiger des jeweiligen Anzeigeelements um 120 Grad voneinander weg. Die drei kurzen Zeiger bilden zusammen den Stundenzeiger und die drei längeren Zeiger stellen den Minutenzeiger dar. Durch die Verwendung von Anzeigeelementen, die in mehrere Richtungen zeigen, können die notwendigen Winkel, die zum Ablesen der Zeit durchlaufen werden müssen, verkürzt werden. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Uhr mit Anzeigeelementen mit mehreren Zeigern auf der analogen Anzeige 1, bei der zum Ablesen der Zeit das Ableseelement 7 von Hand zu drehen ist. Das Übersetzungsverhältnis der manuellen Drehung vom Ableseelement 7 zu der hierdurch erzwungenen Rotation der Anzeigeelemente der analogen Anzeige 1 beträgt hier 3:2. Im Bild links in Fig. 5 ist die Uhr vor dem Ableseprozess dargestellt, gefolgt von dem Bild zum Ablesen der Minute in der Mitte von Fig. 5. Die Stunde kann im Bild rechts in Fig. 5 abgelesen werden.
Es ist hervorzuheben, dass die Winkelbeziehungen aus den Gleichungen (1) bis (4) die bevorzugten Übersetzungsverhältnisse zwischen Ableseelementen und Anzeigeelementen beschreiben, allerdings lediglich Ausführungsvarianten darstellen. Das gleiche gilt für die bisher verwendeten Skalen, da in weiteren Ausführungsvarianten zum Beispiel 24 Stunden Skalen oder Teilkreisskalen vorgesehen sind. Zur Veranschaulichung anderer Übersetzungsverhältnisse und Skalen sei hier das Ausführungsbeispiel in Fig. 6 gegeben. Fig. 6 zeigt sequentiell ein Ausführungsbeispiel einer Uhr vor dem Ablesen der Zeit (links), zum Ablesen der Minute (Mitte) und zum Ablesen der Stunde (rechts). Bei der verwendeten Skala in Fig. 6 ist das Zifferblatt vertikal in zwei Hälften aufgeteilt. Die daraus entstehenden Halbkreisskalen 1 1 , 12 beschreiben links die Stunde von 0 bis 12 und rechts die Minute von 0 bis 60. Beide Skalen verlaufen im Uhrzeigersinn. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Ableseelement 7 und den Anzeigeelementen 2, 3 beträgt hier 1 :1 mit entgegengesetzter Drehrichtung. Bei einer Drehung des Ableseelementes 7 um einen bestimmten Winkel drehen die Anzeigeelemente 2, 3 also um denselben Winkel aber in entgegengesetzter Richtung. Bei dem vorliegenden Übersetzungsverhältnis von 1 :1 müssen die Anzeigeelemente 2, 3 bei stillstehendem Ableseelement 7 mit den Umdrehungsgeschwindigkeiten herkömmlicher Zeiger auf einer 12 Stunden und 60 Minuten Vollkreisskala rotieren. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung zum Konstruktionsaufbau einer Uhr, bei der zum Ablesen der Zeit ein Ableseelement von Hand zu drehen ist. In Fig. 7 ist beispielhaft eine Konstruktionsmöglichkeit der Uhr dargestellt, durch welche die anhand der Fig. 2 und 4 entwickelten Umdrehungsgeschwindigkeiten und Übersetzungsverhältnisse realisiert werden können. Das obere Bild in Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung eines Uhrengehäuses 20. Das untere Bild in Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Uhr, wobei das Zifferblatt nicht dargestellt ist.
In Fig. 7 ist das Zifferblatt an drei Punkten mit dem Uhrengehäuse 20 fest verbunden. Das Ableseelement 7 ist als linienförmige Markierung auf der Lünette 10 ausgebildet und ist somit ohne Übersetzung direkt von Hand drehbar. Die Lünette 10 ist durch ein Kugellager 21 drehbar gelagert und weist eine Innenverzahnung 22 auf. Ein Uhrwerk 23 ist ebenfalls durch ein Kugellager 24 drehbar gelagert, weist aber eine Außenverzahnung 25 auf. Die Lünette 10 und das Uhrwerk 23 sind durch zwei Zahnräder 26, 27 mechanisch gekoppelt und drehen daher in dieselbe Richtung. Durch die zwei Zahnräder 26, 27 ist ein Übersetzungsverhältnis von der Lünette 10 zum Uhrwerk 23 von 2: 1 eingestellt (siehe Gleichung (1) und Fig. 2 oben). Bei einer vollen Umdrehung der Lünette 10 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht sich das Uhrwerk 23 dementsprechend eine halbe Umdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Das Uhrwerk 23 treibt einen Stunden- 2 und einen Minutenzeiger 3 an, wobei die Zeiger halb so schnell drehen wie konventionelle Stunden- und Minutenzeiger. Um die Umdrehungsgeschwindigkeiten und Übersetzungsverhältnisse von Gleichung (2) bzw. Fig. 4 zu erhalten, müssten die zwei Zahnräder 26, 27 anders ausgelegt werden und das Uhrwerk 23 die Anzeigeelemente 2, 3 mit entgegengesetzter Umdrehungsgeschwindigkeit der anzuzeigenden Zeiteinheit antreiben. Um die benötigten Umdrehungsgeschwindigkeiten der Anzeigeelemente 2, 3 mit Hilfe eines mechanischen Uhrwerks 23 zu realisieren, sind in einer weiteren Ausführungsvariante weitere Zahnräder im mechanischen Uhrwerk für die notwendige Untersetzung oder Umkehr der Drehrichtung vorgesehen. Zur Umkehr der Drehrichtung stellt ein spiegelverkehrter Anker und Ankerrad mit einer umgekehrt gewickelten Spiralfeder eine weitere Realisationsmöglichkeit dar. Zur Verwendung von bestehenden Uhrwerken kann alternativ ein Räderwerk an die Zeigerwellen angeschlossen werden, sodass nicht in die Mechanik eingegriffen werden muss. Bei der Verwendung von einem Quarzuhrwerk ist zur Halbierung der Umdrehungsgeschwindigkeiten der Anzeigeelemente in einer Ausführungsvariante vorgesehen, einen weiteren Teiler in die Elektronik einzubauen. Alternativ kann ein Quarzschwinger verwendet werden, der mit einer entsprechend langsameren Frequenz schwingt. Mit diesen zwei Ausführungen können die benötigten Umdrehungsgeschwindigkeiten der Anzeigeelemente ohne eine Veränderung der Mechanik der Uhrwerke erreicht werden.
Die Stellung der Zeit erfolgt in der Konstruktion aus Fig. 7 zum Beispiel durch Verstellen der Stunden- und Minutenzeiger im rotierbar gelagerten Uhrwerk 23. Hierfür ist ein Zeitstellknopf 28 auf der Rückseite des Uhrengehäuses 20 vorgesehen. Dieser greift per Knopfdruck auf der Rotationsachse in das Räderwerk des rotierbar gelagerten Uhrwerkes 23 ein; ähnlich wie beim Herausziehen der Krone zum Einstellen der Zeit bei einer konventionellen Uhr. Die Zeit kann dann verstellt werden, indem durch die Lünette 10 das Uhrwerk 23 um den feststehenden Zeitstellknopf 28 rotiert wird. Für eine intuitive Bedienung wäre es zu bevorzugen, die Übersetzungsverhältnisse des Zeitstellmechanismus so zu wählen, dass eine volle Umdrehung der Lünette 10 die Zeit um genau eine Stunde verstellen würde.
Bei Quarzuhrwerken bietet sich eine weitere Möglichkeit zur Stellung der Zeit an. Bei der Verwendung von einer elektronischen Zeigerstellung kann der Zeitstellknopf 28 aus Fig. 7 diese direkt oder über Magneten indirekt bedienen. Des Weiteren ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, die aktuelle Zeit automatisch per Funk oder GPS über eine elektronische Ansteuerung stellen zu lassen. Bei einem drehbar gelagerten Uhrwerk kann es problematisch sein, die für den Betrieb einer Elektronik notwendigen Batterien von unten zu wechseln. In einer Ausführung der erfindungsgemäßen Uhr sind die Batterien daher seitlich im Uhrwerk befestigt. In dieser Variante kann das Uhrwerk auf dem Gehäuseboden gelagert werden, sodass beim Abschrauben des Gehäusebodens auf die Batterien zugegriffen werden kann. Bei mechanischen Uhrwerken, die per Handaufzug oder automatisch per Rotor aufgezogen werden, ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, die Drehung des Uhrwerks 23 zum Ablesen der Zeit gleichzeitig zum Aufziehen des Uhrwerks 23 zu verwenden. Bei einem Aufzugsmechanismus ähnlich dem bei automatischen Uhrwerken, kann hierfür die Drehenergie in beide Richtungen verwendet werden. In einer technischen Realisierung des Aufzugsmechanismus ist vorgesehen, den Rotor des Uhrwerks mit dem feststehenden Gehäuse 20 der erfindungsgemäßen Uhr so zu verbinden, dass der Rotor in Relation zum Uhrengehäuse 20 feststeht. Folglich rotiert dann nicht wie bei konventionellen automatischen Uhren zum Aufziehen des Uhrwerks der Rotor um das Uhrwerk, sondern das Uhrwerk beim Ablesen der Zeit um den Rotor.
Eine weitere mögliche Ausführungsvariante betrifft den Antrieb des Ableseelementes 7 (vgl. zum Beispiel Fig. 1). Dieser kann unter dem Uhrenglas so befestigt sein, dass er nicht direkt berührbar ist. Die Rotation des Ableseelements 7 von Hand kann in diesem Fall indirekt über ein Räderwerk erfolgen. Möglich wäre zum Beispiel eine Konstruktion ähnlich der Krone an herkömmlichen Uhren mit mechanischer Anzeige. Mittels Drehen an einer solchen Krone, kann das Ableseelement 7 rotiert werden, so wie zum Beispiel die Minuten- und Stundenzeiger in herkömmlichen Uhren mit mechanischer Anzeige zum Verstellen der Zeit durch die Krone verstellt werden können. Alternativ kann die manuell erzwungene Relativbewegung zwischen Ableseelement 7 und Anzeigeelementen 2, 3 bewirkt werden, indem die Anzeigeelemente 2, 3 vom Benutzer von Hand zusätzlich zur Uhrwerks getriebenen Rotation rotiert werden, beispielsweise dadurch, dass das Uhrwerk 23 (vgl. Fig. 7) manuell gedreht wird. Die hierdurch bewirkte manuelle Rotation der Anzeigeelemente 2, 3 überlagert sich mit der Uhrwerks getriebenen Rotation. Gleichzeitig wird eine manuelle Rotation des Ableseelementes 7 erzwungen, so dass schließlich die Ablesestellung für Anzeigeelemente 2, 3 und Ableseelement per Hand eingestellt wird.
Da die Zusammenschau von Anzeige- und Ableseelement durch vollständiges oder teilweises Überlagern oder Umrahmen sowie durch Aufeinandertreffen der Seiten oder Enden der Zeiger erfolgen kann, sind beliebige geometrische Formen oder Aussparungen für die Ausbildung der Zeiger möglich. Des Weiteren können mehrere Ableseelemente verwendet werden, also zum Beispiel ein Ableseelement für jedes Anzeigeelement. Zur Veranschaulichung der möglichen Formen der Anzeige- und Ableseelemente, sowie der Verwendung mehrerer Ableseelemente sei hier die Ausführung der erfindungsgemäßen Uhr in Fig. 8 gegeben.
In Fig. 8 ist eine Variation des Ausführungsbeispiels aus Fig. 3 gegeben, mit dem Unterschied, dass kreisförmige Anzeigeelemente 2, 3 sowie zwei Ableseelemente 7 verwendet werden. Das Anzeigeelement 2 für die Stunde ist als kleiner Kreis ausgebildet und das Anzeigeelement 3 für die Minute als großer Kreis. Zum Ablesen der aktuellen Stunde wird ein weiterer kleiner Kreis als Ableseelement 7 verwendet und zum Ablesen der aktuellen Minute ein entsprechend großer Kreis. Hierbei ist zu beachten, dass sowohl die Ablese- als auch die Anzeigeelemente dieselbe Rotationachse 4 aufweisen. Da die Winkelstellung von exzentrischen Kreisen auf Kreisskalen nur schwer exakt abzulesen ist, weisen die Ableseelemente zusätzlich radial strichförmige Markierungen auf. Die aktuelle Zeit lässt sich nun lesen, indem die Ableseelemente 7 manuell rotiert werden, sodass die entsprechenden Kreise übereinstimmen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.

Claims

Interaktive Uhr mit analoger Zeitanzeige, mit:
- einer analogen Anzeige mit einem Anzeigeelement,
- einem Uhrwerk, welches konfiguriert ist, eine Uhrwerks getriebene und einer Zeiteinheit zugeordnete Rotation des Anzeigeelementes um eine Rotationsachse der analogen Anzeige anzutreiben, und
- einem Ableseelement, welches um die Rotationsachse manuell drehbar gelagert ist, derart, dass eine manuelle Rotation des Ableseelementes zu einer hierdurch manuell erzwungenen Rotation des Anzeigeelementes führt oder umgekehrt, wobei sich für das Anzeigelement die manuell erzwungene Rotation mit der Uhrwerks getriebenen Rotation des Anzeigelementes überlagert, so dass in einer manuell eingestellten Ablesestellung für das Ableseelement und das Anzeigeelement die Zusammenschau von Ableseelement und Anzeigeelement einen aktuellen analogen Wert für die Zeiteinheit anzeigt, indem das Ableseelement und das Anzeigeelement in einander zugeordneten Rotationsstellungen zur Rotationsachse angeordnet sind.
Uhr nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Ablesestellung das Ableseelement und das Anzeigeelement in gleichen Rotationsstellungen angeordnet sind.
Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Uhrwerk konfiguriert ist, für die Uhrwerks getriebene Rotation des Anzeigeelementes um die Rotationsachse eine mechanische und / oder eine elektrische Antriebskraft zu liefern.
Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Anzeige mit einem mechanischen und / oder einem auf einem optischen Display erzeugten Anzeigeelement gebildet ist.
Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbar gelagerte Ableseelement über ein mechanisches Getriebe an die analoge Anzeige koppelt, derart, dass beim manuellen Rotieren des Ableseelementes die manuell erzwungene Rotation des Anzeigeelementes über das mechanische Getriebe bewirkt wird, oder umgekehrt. Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableseelement an das Uhrwerk koppelt, wobei beim manuellen Rotieren des Ableseelementes die manuell erzwungene Rotation des Anzeigeelementes ausgeführt wird, indem das Uhrwerk infolge des manuellen Rotierens des Ableseelementes rotiert, oder umgekehrt.
Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigelement als ein Zeiger gebildet ist.
Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Anzeige wenigstens ein weiteres Anzeigeelement aufweist und das Uhrwerk konfiguriert ist, eine Uhrwerks getriebene und einer weiteren Zeiteinheit zugeordnete Rotation des weiteren Anzeigeelementes um die Rotationsachse anzutreiben, wobei das weitere Anzeigelement beim manuellen Rotieren zusammen mit dem Anzeigeelement die manuell erzwungene Rotation um die Rotationsachse ausführt.
Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableseelement auf einer Lünette oder einem Uhrenglas gebildet ist.
Uhr nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein manueller Drehmechanismus, welcher die manuelle Rotation von Ableseelement und Anzeigeelement vermittelt, an ein als mechanisches Uhrwerk ausgeführtes Uhrwerk koppelt, derart, dass die manuelle Rotation ein Aufziehen des mechanischen Uhrwerks bewirkt.
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