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Dokumentenidentifikation DE19824840B4 23.06.2005
Titel Analoge Funkuhr mit Stundenraderkennung
Anmelder Creativ Product Elektro- und Feinmechanik GmbH, 99846 Seebach, DE;
HKW-Elektronik GmbH, 99846 Seebach, DE
Erfinder Weisheit, Eberhard, 99848 Wutha-Farnroda, DE
DE-Anmeldedatum 04.06.1998
DE-Aktenzeichen 19824840
Offenlegungstag 07.01.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.06.2005
IPC-Hauptklasse G04C 9/00
IPC-Nebenklasse G04C 11/02   G01D 5/10   G01D 5/25   G01B 21/22   
IPC additional class // G01V 8/10  

Beschreibung[de]

In Funkuhren werden zur Getriebestandserkennung vorwiegend optoelektronische Lichtschrankensysteme verwendet, die das gesamte Zeigerwerk schrittwinkelgenau rückerkennen und dabei meistens sämtliche Getrieberäder in das Lichtschrankensystem einbeziehen müssen. Dazu sind komplizierte Strahlengänge des Lichtes und Strahlengangumlenkungen mittels Spiegeln erforderlich. Außerdem sind bei schnellen Drehungen der Getrieberäder, zum Beispiel beim Suchlauf einer bestimmten Getriebeposition, optoelektrische Erkennungsprobleme auf Grund der elektrischen und mechanischen Toleranzen der Bauelemente festzustellen, die keine absolut sichere Erkennung einer bestimmten exakten Getriebeposition ermöglichen. Solche Anwendungen sind in den Schutzrechten DE 3510861 und DE 3513961 beschrieben. Eine Trennung der Getriebestandserkennung von einerseits Sekunden- und Minutenräderwerk und andererseits Stundenräderwerk kann das Problem lösen.

Die Schutzrechte DD 277540 und DE 19632011 bieten hierzu eine Lösung an, zumal hier die schrittgenaue Erkennung einer bestimmten Getriebeposition durch Mittelwertbildung über mehrere Einzelschritte erfolgt und somit die obengenannten Fehlerquellen eliminiert werden. Für die Stundenraderkennung benutzt man eine anspruchsgemäße Anordnung sehr vorteilhaft. Je genauer man die Position des Stundenrads erkennt, um so schneller und mit um so weniger technischem Aufwand ist eine bestimmte Stellung des gesamten Räderwerks zu erkennen. Die anspruchsgemäße analoge Meßwerterfassung der Drehung des Stundenrads machte es natürlich erforderlich, daß die übliche digitale Steuerbaugruppe der Funkuhr durch eine analoge Schnittstelle zur analogen Meßwertverarbeitung ergänzt wird.

Allgemein wird beschrieben, daß entweder eine elektrische Widerstandsbahn mittels eines Kontaktsystems abgefragt wird, wobei das Kontaktsystem vom Stundenrad umlaufend bewegt wird.

Eine andere Möglichkeit ergibt sich, wenn die Widerstandsbahn durch eine Widerstandsmatrix, und zwar durch eine Reihenschaltung von Einzelwiderständen, ersetzt wird. Die Matrixpunkte zwischen den Widerständen der Matrix sind zum Beispiel auf einer Leiterplatte als leitende Flächen rotationssymmetrisch an das Stundenrad herangeführt, und werden dort von einem Schleiferkontakt abgetastet. Die Meßwerte sind hier eine bestimmte Reihenschaltung von elektrischen Widerständen und werden von der analogen Schnittstelle der elektrischen Steuerbaugruppe ausgewertet und letztlich als Winkelposition des Stundenrades und damit des Stundenzeigers interpretiert.

Bei dieser Anordnung ist es außerdem vorteilhaft, wenn beim Übergang des Schleifkontakts von einer leitenden Fläche zur nächsten das Kontaktsystem entlastet wird. Dadurch wird der Verschleiß der Kontaktelemente herabgesetzt, der vor allem durch das Schieben des Schleifkontaktes über die Kante der nächsten leitenden Fläche entsteht.

Um eine eindeutige Abtastung der leitenden Flächen zu ermöglichen, ist ein breiterer Abstand zwischen diesen Flächen erforderlich. An diesen Stellen würde das Kontaktsystem vollständig von der leitenden Fläche abgleiten und müßte dann beim Aufgleiten auf die nächste leitende Fläche die gesamte Höhe dieser Fläche überwinden. Um den dabei verstärkt auftretenden Verschleiß zu minimieren, wird der Zwischenraum anspruchsgemäß ebenfalls mit einer anderen leitenden Fläche weitestgehend ausgefüllt und zum Beispiel mit dem Potential der umlaufenden Schleifkontaktbahn verbunden.


Anspruch[de]
  1. Analoge Funkuhr mit den üblichen Baugruppen einer Funkuhr wie Empfangsantenne (1) und Empfängerschaltung (2) und einem Motorantrieb (3), z. B. Schrittmotor, für das Zeigerwerk (4) mit Stunden- und Minutenzeiger und ggf. einem Sekundenzeiger mit einer schrittgenauen Getriebestandserfassungseinrichtung für das Sekunden- und Minutenrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Uhr eine Mess- und Steuerbaugruppe (5) zum Betrieb der Uhr enthält, die mit einem proportional veränderlichen elektromechanischen Bauelement (6) verbunden ist und weiterhin das Stundenrad (7) eine Vorrichtung (8) antreibt, die im Rhythmus einer Umdrehung des Stundenrades (7) wiederholend das elektromechanische Bauelement (6) so beeinflußt, daß dieses Bauelement einen dem Drehwinkel des Stundenrades proportionalen Messwert (9) erzeugt, wobei zum Beispiel der maximale Messwert (10) als Referenzgröße festgelegt wird und durch einen Vergleich mit dem Augenblicksmesswert (9) des veränderlichen elektromechanischen Bauelements (6) mittels der elektronischen Mess- und Steuerbaugruppe (5) die momentane Winkelstellung des Stundenrades (7) und damit die Position des Stundenzeigers durch die Mess- und Steuerbaugruppe (5) bestimmt wird.
  2. Analoge Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderbare elektromechanische Bauelement ein um 360° drehbares Widerstandspotentiometer ist, dessen Schleiferkontakt (12) vom Stundenrad (7) direkt oder indirekt gedreht wird und dessen Widerstandsbahn (13) an einer Stelle unterbrochen und an den so entstehenden Enden (14, 15) mit der elektronischen Mess- und Steuerbaugruppe (5) elektrisch verbunden ist, wobei über den gesamten Bahnwiderstand das Referenzsignal und am Abgriff (16) des Schleiferkontakts (12) der Messwert zur Ermittlung der momentanen Winkelstellung von der Mess- und Steuereinheit (5) abgenommen wird.
  3. Analoge Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stundenrad ein umlaufendes, bis zu einem Maximalwert sich räumlich vergrößerndes Betätigungselement aufweist, welches direkt oder über eine mechanische Hilfsanordnung eine Kraft auf einen Kraft- oder Drucksensor ausübt, so daß dessen elektrischer Ausgangswert propotional zur Kraftwirkung des Betätigungselements ansteigt, wobei zum Beispiel ein Extremwert als Referenzsignal dient, und die zwischenzeitlichen Messwerte zur Drehwinkelerfassung benutzt werden.
  4. Analoge Funkuhr mit den üblichen Baugruppen einer Funkuhr wie Empfangsantenne (1) und Empfängerschaltung (2) und einem Motorantrieb (3), z. B. Schrittmotor, für das Zeigerwerk (4) mit Stunden- und Minutenzeiger und ggf. einem Sekundenzeiger mit einer schrittgenauen Getriebestandserfassungseinrichtung für das Sekunden- und Minutenrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Uhr eine Mess- und Steuerbaugruppe (5) zum Betrieb der Uhr enthält, die mit einem veränderlichen elektromechanischen Bauelement (6) verbunden ist und weiterhin das Stundenrad (7) eine Vorrichtung (8) antreibt, die im Rhythmus einer Umdrehung des Stundenrades (7) wiederholend das elektromechanische Bauelement (6) so beeinflußt, daß dieses Bauelement einen den Drehwinkel des Stundenrades bestimmenden Messwert (9) erzeugt, wobei zum Beispiel der maximale Messwert (10) als Referenzgröße festgelegt wird und durch einen Vergleich mit dem Augenblicksmesswert (9) des veränderlichen elektromechanischen Bauelements (6) mittels der elektronischen Mess- und Steuerbaugruppe (5) die momentane Winkelstellung des Stundenrades (7) und damit die Position des Stundenzeigers durch die Mess- und Steuerbaugruppe (5) bestimmt wird, wobei das veränderliche elektromechanische Bauelement durch eine Widerstandsmatrix (17) mit Abgriffen (18) zwischen den Widerständen der Widerstandsmatrix (17) gebildet wird, und die Abgriffe (18) als leitende Flächenelemente (19) auf einer Leiterplatte mittels eines Schleifkontaktsystems (12) abgetastet werden, so daß zwischen den Abtastpunkten (11, 11a) des Schleifkontaktsystems (12) immer ein bestimmter ohmscher Widerstand der Widerstandsmatrix (17) messbar ist, und der diskrete Messwert einer bestimmten Stellung des Stundenrades (7) und damit der Uhrzeit fest zugeordnet ist, das Schleifkontaktsystem (12) fest mit dem Stundenrad (7), welches den Stundenzeiger trägt, verbunden ist und sich somit im Rhythmus der Drehung des Stundenrades (7) über den Kontaktflächen (19) auf der Leiterplatte drehend bewegt.
  5. Analoge Funkuhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines gegenüber dem Stundenrad (7) fest angeordneten, etwa ringförmigen Elements (20), welches regelmäßig verteilte, umlaufende Erhebungen (21) aufweist, das Schleifkontaktsystem (12) etwa jeweils in der Mitte der leitenden Flächen (19) der Widerstandsmatrix (17) fest aufgedrückt ist, aber sonst für Entlastung des Kontaktsystems (12) sorgt, so daß das Schleifkontaktsystem (12) an den Übergängen von einem Flächenelement (19) zum nächsten nur wenig oder gar nicht belastet wird.
  6. Analoge Funkuhr nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche zwischen den leitenden Flächenelementen (19) einen gößeren Abstand aufweisen und durch zum Beispiel leitende Flächenelemente (22) weitestgehend ausgefüllt ist, die mit einem bestimmten Potential der Messanordnung verbunden sind.
  7. Analoge Funkuhr mit den üblichen Baugruppen einer Funkuhr wie Empfangsantenne (1) und Empfängerschaltung (2) und einem Motorantrieb (3), z. B. Schrittmotor, für das Zeigerwerk (4) mit Stunden- und Minutenzeiger und mit oder ohne einem Sekundenzeiger, dadurch gekennzeichnet, daß die Uhr eine Mess- und Steuerbaugruppe (5) zum Betrieb der Uhr enthält, die mit einem proportional veränderlichen elektromechanischen Bauelement (6) verbunden ist und weiterhin das Stundenrad (7) eine Vorrichtung (8) antreibt, die im Rhythmus einer Umdrehung des Stundenrades (7) wiederholend das elektromechanische Bauelement (6) so beeinflußt, daß dieses Bauelement einen dem Drehwinkel des Stundenrades proportionalen Messwert (9) erzeugt, wobei zum Beispiel der maximale Messwert (10) als Referenzgröße festgelegt wird und durch einen Vergleich mit dem Augenblicksmesswert (9) des veränderlichen elektromechanischen Bauelements (6) mittels der elektronischen Mess- und Steuerbaugruppe (5) die momentane Winkelstellung des Stundenrades (7) und damit die Position des Stundenzeigers, des Minutenzeigers und des Sekundenzeigers durch die Mess- und Steuerbaugruppe (5) bestimmt wird.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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