DE2811391A1

DE2811391A1 - Batteriebetriebene uhr

Info

Publication number: DE2811391A1
Application number: DE19782811391
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Schwab
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1979-10-25
Also published as: FR2420155A1; ES478716A1; ZA791238B; US4315328A; BR7901618A; JPS54127369A; CH622398GA3; AR221869A1; AU4484379A

Description

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Quarz-Zeit AG 6GQD Frankfurt/Main

Gräfstraße 103

Batteriebetriebene Uhr

Die Erfindung bezieht sich auf eine batteriebetriebene Uhr mit
einer zeitgebenden Stufe, die ein Steuersignal bestimmter Frequenz an eine elektromechanische oder elektronische Anzeigestufe abgibt, und einer das Ende der Lebensdauer der Batterie ermittelnden lilarnstufe.

Bei batteriebetriebenen Uhren kann es geschehen, daß sich die
Batterie unbemerkt erschöpft und die Uhr daher plötzlich stehenbleibt. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, die Uhr mit einer
das Ende der Lebensdauer der Batterie ermittelnden lüarnstufe zu versehen. Bei einer bekannten Uhr umfaßt die Uarnstufe eine die Spannung der Batterie erfassende Einrichtung, die bei Absinken der
Batteriespannung unter einen bestimmten vorgegebenen Wert auf ein
elektromechanisches Anzeigesystem tüirkt, die den Benutzer der Uhr
auf das Erreichen des Lebensdauerendes der Batterie hinweist. Bei
einer anderen bekannten Uhr erfolgt die Anzeige des Endes der
Batterielebensdauer mittels einer Flüssigkristallanzeige. Diese
bekannten Uhren haben den Nachteil, daß die Anzeigeeinrichtung für die Batterielebensdauer entweder bauteilaufuendig ist und einen verhältnismäßig großen Platzbedarf erfordert oder für diese zusätzliche elektrische Energie benötigt uird, so daß die nach Inbetriebsetzen der Anzeigeeinrichtung verbleibende Batterielebensdauer stark verkürzt wird.

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Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Uhr mit einer das Ende der Lebensdauer der Batterie ermittelnden Uarnstufe zu schaffen, die möglichst wenig zusätzliche Bauteile benötigt und auch im Warnfall keinen oder allenfalls einen vernachlässigbar kleinen Leistungsverbrauch besitzt.

Diese Aufgabe ujird erfindungsgemäB dadurch gelöst, daß die Lüarnstufe im LJarnfall die Frequenz des Steuersignals im Sinne eines Vorgehens der Uhr beeinflußt.

Die Erfindung geht dabei von der bekannten Tatsache aus, daß batteriebetriebene Uhren und insbesondere batteriebetriebene Quarzuhren auch über einen längeren Zeitraum hoch genau gehen und allenfalls im Sekundenbereich liegende Abweichungen vom Zeitnormal auftreten. Mithin wird es einem Benutzer einer solchen Uhr auffallen, wenn diese plötzlich um einen merkbaren Betrag vorgeht, so daß ein solches Vorgehen als Kriterium für das nahe bevorstehende Ende der Batterielebensdauer herangezogen werden kann. Durch die Benutzung der eigentlichen Uhrzeitanzeige zur Anzeige des Endes der Lebensdauer der Batterie kann auf eine zusätzliche Anzeige völlig verzichtet uerden, uras sich nicht nur auf den Raumbedarf der Warneinrichtung sondern auch auf deren Leistungsverbrauch positiv auswirkt. Die Beeinflussung der Frequenz des Steuersignals läßt sich darüber hinaus mit einem äußerst geringen Leistungsverbrauch durchführen, wobei dieser, wenn eine zeitgebende Stufe mit einem Quarzoszillator und einem diesem nachgeschalteten Teiler Verwendung findet, auf einen vernachlässigbar kleinen Wert absinkt. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin,daß die Elemente der üJarnstufe mit den anderen Teilen der zeitgebenden Stufe in einem einzigen IC zusammengefaßt werden können, was sich äußerst günstig auf die Produktkosten auswirkt.

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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsfarm der Erfindung ist eine lilarnstufe vorgesehen, die die Frequenz kurzzeitig erhöht, derart, daß die Uhr um einen vorgegebenen Betrag pro Zeiteinheit vorgeht. Bei einer solchen Ausführungsfarm uiird die Frequenz des Steuersignals also nur einmal mährend eines kurzen Zeitraums beeinflußt und zwar in einem Umfang, daß die Uhr merkbar, beispielsweise fünf oder zehn Minuten vorgeht. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht darin, daß kein meßbarer zusätzlicher Leistungsverbrauch auftritt. Won gewissem Nachteil ist, daß nach einem Richten der Uhr der Benutzer den durch das Vorgehen gegebenen Hinweis wieder vergessen kann. Dieser Nachteil tritt bei einer anderen Ausführungsform nicht auf, bei der eine Uarnstufe vorgesehen ist, die die Frequenz bis zum Ende der Batterielebensdauer erhöht, derart, daß die Uhr nach jeweils einer bestimmten Zeitdauer um einen bestimmten konstanten Betrag vorgeht. Bei dieser Ausführungsform ist also die Frequenz bis zum Ende der Batterielebensdauer gegenüber der Normalfrequenz erhöht, so daß die Uhr auch nach einem Richten nach einer bestimmten Zeitdauer wieder vorgeht. Darüber hinaus erhöht sich der Betrag des Vorgehens um konstante Beträge pro Zeitdauer, also beispielsweise um fünf oder zehn Minuten täglich.

Die Beeinflussung der Frequenz des Steuersignals durch die Uarnstufe kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kontinuierlich oder auch gemäß einer anderen Ausführungsform intermittierend erfolgen. Deiche der beiden Möglichkeiten letztendlich realisiert wird, hängt im wesentlichen davon ab, ob eine gegenüber der Normalfrequenz erhöhte Frequenz solchen FrequenzweriB zur Verfügung steht, daß der gewünschte Umfang des Vorgehens der Uhr erreicht wird. Steht diese Frequenz nicht zur Verfügung oder läßt sie sich nur mit erheblichen Schwierigkeiten realisieren, so kann durch Verwendung einer Frequenz mit einem an sich nicht passenden Frequenzwert und entsprechendem intermittierendem Beaufschlagen der Anzeigestufe der gewünschte Umfang des Vorgehens erreicht werden.

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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine üJarnstufe vorgesehen, die die Frequenz in zeitlicher Abhängigkeit von der restlichen Batterielebensdauer erhöht, derart, daß die Uhr mit einem uiachsenden Betrag pro Zeiteinheit vorgeht. Bei einer solchen Ausfuhrungsform geht also die Uhr um so stärker pro Zeiteinheit vor, je näher das Ende der Batterielebensdauer ist. Auf diese Weise wird dem Benutzer zusätzlich die Dringlichkeit des Austausches der Batterie gegen eine neue signalisiert. Als zweckmäßig hat es sich eruiiesen, die Frequenz in Stufen zu erhöhen, da sich eine solche Maßnahme fertigungstechnisch einfacher realisieren läßt, als eine stufenlose Erhöhung.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Ularnstufe so auszubilden, daß sie eine ein Uorgehen der Uhr um wenige Minuten pro vierundzwanzig Stunden bewirkende Frequenzänderung ausführt. Uersuche haben gezeigt, daß ein Uorgehen der Uhr um fünf Minuten pro vierundzwanzig Stunden ein im Hinblick auf die weitere Benutzung der Uhr zur Ablesung der jeweiligen Uhrzeit besonders günstiger Wert ist.

Bei einer Uhr mit einer zeitgebenden Stufe, die einen Quarzoszillator und einen diesem nachgeschalteten Teiler enthält, kann die Ularnstufe in einfacher Weise durch mindestens einen Schwellwertschalter realisiert werden, der auf mindestens einen vorgegebenen Betriebsspannungswert anspricht und mindestens einen Ausgang des Teilers mittelbar oder unmittelbar auf die Anzeigestufe schaltet. Soll die Warnstufe auf mehrere Batteriespannungswerte ansprechen, so können entweder mehrere Schwellwertschalter vorgesehen werden, von denen jeweils einer einem bestimmten Betriebsspannungswert zugeordnet ist, oder es wird ein Schwellwertschalter vorgesehen, der so ausgebildet ist, daß er bei mehreren Schuellwerten anzusprechen in der Lage ist. Zur Erzielung für ein bestimmtes Uorgehen der Uhr gewünschten Frequenz können, wenn diese nicht an

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einem der Teilerausgänge auftritt, die Frequenzsignale mehrerer Ausgange des Teilers gemischt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Teilerausgang über einen monüstabilen Multivibrator mittelbar mit der Anzeigestufe zu verbinden. Durch entsprechende Einstellung der Kippzeit kann dann eine von der Eingangsfrequenz des Multivibrators unabhängige Ausgangsfrequenz erreicht werden.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Blockschaltbild einer Uhr mit einer einen monostabilen Multivibrator enthaltenden LJarnstufe und

Figur 2 eine Uhr mit einer einen Zähler enthaltenden Ularnstufe.

Die Uhr enthält eine zeitgebende Stufe 1, die aus einem Quarzoszillator Z und einem Frequenzteiler 3 aufgebaut ist, und eine elektromechanische Anzeigstufe k mit einem EinphasenschrittmatDr 5 und einem Zeigermerk 6, das von dem Einphasenschrittmotor 5 angetrieben ist. Zur Stromversorgung der zeitgebenden Stufe 1 und der Anzeigestufe k ist eine Batterie 7 vorhanden.

Zur Ermittlung und Anzeige des nahen Endes der Lebensdauer der Batterie 7 ist eine lüarnstufe B vorhanden, die bei der Uhr gemäß der Figur 1 einen Schwellwertschalter 9 enthält, der beim Absinken der Batteriespannung auf einen bestimmten vorgegebenen Ulert anspricht. Im Normalfall verbindet der Schwellwertschalter den Sekundenimpulse abgebenden Ausgang des Frequenzteilers 3 mit der Erregerwicklung des Einphasenschrittmotors 5, sd daß dessen Rotor sich mit Sekundenschritten bewegt und die über ein Räderwerk mit dem Motor in Uerbindung stehenden Stunden-, Minuten-und Sekundenzeiger sich zeitrichtig bewegen.

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Sobald die Spannung dEr BattErie unter einen bestimmten vorgegebenen LJert absinkt, spricht der Schwellwertschalter 9 an und verbindet nunmehr einen anderen Ausgang des Frequenzteilers 3, dem ein monostabiler Multivibrator 1D nachgeschaltet ist, mit der Erregerlüicklung des EinphasenschrittmatDrs 5. Dieser weitere Ausgang des Frequenzteilers 3 gibt ein Signal mit einer gegenüber dem vorigen Frequenzteilerausgang höheren Frequenz ab. Durch eine diesbezügliche Einstellung der Rückkippzeit des monostabilen Multivibrators 10 kann die Frequenz des vom Teilerausgang abgegebenen und dem Eingang des monastabilen Multivibrators zugeführten Signals in Grenzen so geändert werden, daß die Erregerwicklung des Einphasenschrittmotors mit einem Frequenzsignal beaufschlagt ist, das zu einem l/orgehen der Uhr um wenige Minuten pro vierundziuanzig Stunden führt. Bei dieser Ausführungsform uiird die Frequenz des der Erregerwicklung des EinphasenschrittmatDrs 5 zugeführten Steuersignals kontinuierlich und bis zum Ende der Batterielebensdauer verändert.

Bei der Uhr nach Figur 2 ist eine üJarnstufe B¹ vorhanden, die wiederum einen Schwellwertschalter 9 enthält, der bei Absinken der Batteriespannung auf einen bestimmten vorgegebenen Uert anspricht und die Erregerwicklung des Einphasenschrittmotors 5 mit einem Signal höherer Frequenz beaufschlagt. Zur Erzeugung dieses Signals ist ein Zähler vorhanden, dessen Zähleingang mit dem das Normalfrequenzsteuersignal abgebenden Teilerausgang in Verbindung steht und der mit einem seiner Ausgänge an den einen Eingang eines Konjunktionsgliedes 12 angeschlossen ist. Der andere Eingang des Konjunktionsgliedes 12 ist mit einem höherfrequenten Ausgang des Frequenzteilers verbunden. Jedes Mal, wenn der Zähler den vorbestimmten Zählerinhalt erreicht hat, gibt er ein Signal an das Konjunktionsglied 12, das während einer kurzen Zeit den höherfrequenten Ausgang des Frequenzteilers über den Schwellwertschalter auf die Erregerwicklung 5 des Einphasenschrittmotors durchläßt. Das das Konjunktionsglied 12 aufsteuernde Signal des Zählers wird darüber hinaus zum Nullsetzen desselben verwendet, worauf dieser

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von neuem zu zählen beginnt, bis dar vorgegebene Zählerinhalt erreicht ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Frequenz des dem Einphasenschrittmotor 5 zugeführten Steuersignals intermittierend beeinflußt und zwar bis zum Ende der Batterielebensdauer. Wird eine Erhöhung der Frequenz in zeitlicher Abhängigkeit von der restlichen BatterielebEnsdauer gewünscht, so kann dies bei dieser Ausführungsform in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß mit kürzeT werdender Batterielebensdauer zeitlich nacheinander geringeren Zählerinhalten zugeordnete Zahlerausgänge wirksam geschaltet werden, so daß schon bei Erreichen eines geringeren Zählerinhalts das KonjunktiDnsglied 12 in Durchlaßrichtung geschaltet wird. Das in zeitlicher Abhängigkeit von der restlichen Batterielebensdauer erfolgende Wirksamschalten der einzelnen Zählerausgänge kann mittels entsprechend eingestellter und von der Batterie angesteuerter Schwellwertschalter erfolgen.

909343/000 ü ORlGJMAL INSPECTED

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Leerseite

Claims

Quarz-Zeit AG 6D0D Frankfurt/Main

GräfstraBe 1D3

Patentansprüche

Batteriebetriebene Uhr mit einer zeitgebenden Stufe, die ein Steuersignal bestimmter Frequenz an eine elektromechanische oder elektronische Anzeigestufe abgibt, und einer das Ende der Lebensdauer der Batterie ermittelnden LJarnstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die üdarnstufe (8,B¹) im üJarnfall die ■Frequenz des Steuersignals im Sinne eines Uorgehens der Uhr beeinflußt.
2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die üJarnstufe (B,B¹) die Frequenz kurzzeitig erhöht, derart, daß die Uhr um einen vorgegebenen Betrag pro Zeiteinheit vorgeht.
3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tüarnstufe (B,B¹) die Frequenz bis zum Ende der Batterielebensdauer erhöht, derart, daß die Uhr nach jeweils einer bestimmten Zeitdauer um einen bestimmten konstanten Betrag vorgeht.
it. Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die üJarnstufε (B) die Frequenz kontinuierlich beeinflußt.
5. Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die üJarnstüfe (B') die Freqenz intermittierend beeinflußt.
6. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Uarnstufe (B,B¹) die Frequenz in zeitlicher Abhängigkeit von der restlichen Batterielebensdauer erhöht, derart, daß die Uhr mit einem wachsenden Betrag pro Zeiteinheit vorgeht.

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7. Uhr nach Anspruch G₁ dadurch gekennzeichnet, daß die LJarnstufe (B₁B¹) die Frequenz in Stufen erhöht.
B. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ülarnstufe eine ein Vorgehen der Uhr um wenige Minuten pro vierundzwanzig Stunden bewirkende Frequenzänderung ausfuhrt.
9. Uhr nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß die Idarnstufe eine ein Vorgehen der Uhr um fünf Minuten pro vierundzuianzig Stunden bewirkende Frequenzänderung ausführt.
1D. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer einen Quarzoszillator und einen diesem nachgeschalteten Teiler enthaltenden zeitgebenden Stufe, dadurch gekennzeichnet, daß die lilarnstufe (B,B¹) mindestens einen Schwellwertschalter (9) enthält, der auf mindestens einen vorgegebenen Betriebsspannungswert anspricht und mindestens einen Ausgang des Teilers (3) mittelbar oder unmittelbar auf die Anzeigestufe (4) schaltet.
11. Uhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilerausgang über einen monostabilen Multivibrator (10) mittelbar mit der Anzeigestufe Ck) verbindbar ist.

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