DE19749140B4

DE19749140B4 - Uhrwerk

Info

Publication number: DE19749140B4
Application number: DE19749140A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Hashizume; Koji Baba
Original assignee: Seiko Clock Inc
Current assignee: Seiko Time Creation Inc
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: HK1009014A1; GB9723524D0; GB2319638A; US5999495A; JP3328518B2; JPH10142356A; DE19749140A1; GB2319638B

Abstract

Uhrwerk, bei dem
ein von einem ersten Antriebsmotor (S1) über ein Antriebsräderwerk (R1) gedrehtes Sekundenrad (7) und ein von einem zweiten Antriebsmotor (S2) über ein Antriebsräderwerk (R2) gedrehtes Minutenrad (12) derart koaxial angeordnet sind, daß sie in einem oberen Gehäuseteil (1) und einem unteren Gehäuseteil (2) unabhängig voneinander drehbar sind,
das Sekundenrad (7) mit einer Öffnung (7b), die in Deckung zu einer Öffnung (6c) bringbar ist, welche in einem ersten Übertragungsrad (6) ausgebildet ist, welches in das Sekundenrad (7) eingreift und mit höherer Drehzahl als dieses drehbar ist, und mit einem zur Öffnung (7b) in einem vorbestimmten Winkelabstand angeordneten Reflexionsabschnitt (7c) versehen ist,
ein in das Minutenrad (12) eingreifendes, mit höherer Drehzahl als dieses drehbares zweites Übertragungsrad (11) mit mehreren in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Öffnungen (11c) versehen ist,
das Minutenrad (12) mit mehreren unter gleichen Winkelabständen zueinander angeordneten Öffnungen (12c) versehen ist, welche in Deckung...

Description

Die Erfindung betrifft ein Uhrwerk, insbesondere ein Uhrwerk, bei dem ein Minutenrad und ein Sekundenrad unabhängig voneinander gedreht und ihre Referenzpositionen erfaßt werden können.
Es sind Uhrwerke bekannt, die mit einem Antriebsräderwerk für ein Sekundenrad und einem Antriebsräderwerk für ein Minutenrad mit einem Abschirmabschnitt für einen Lichtweg von einer Leuchtdiode zu einem dieser gegenüberliegenden Lichtempfangssensor versehen sind. Dieses Uhrwerk führt automatisch eine Anfangspositionserfassung aus, die dadurch erfolgt, daß die genannten Räderwerke bei leuchtender Leuchtdiode derart angetrieben werden, daß eine Position erfaßt werden kann, in der ein Ausgangssignal des Lichtempfangssensors von einem Pegel 0 auf einen Pegel 1 invertiert wird. Diese Position wird dann als Anfangsposition des Sekundenrads, des Stunden- und des Minutenrads festgelegt.
Da bei diesem Stand der Technik ein Antriebsmotor für den Antrieb des Sekundenrads und ein Antriebsmotor für den Antrieb des Minutenrads und des Stundenrads vorgesehen sind und eine Fotodiode oder ein Fototransistor als Lichtempfangssensor in einem Signaleingangsbereich für ein Lichtsignal verwendet wird, werden die Antriebsmotoren für das Sekundenrad und das Stunden- und Minutenrad alternierend gedreht, so daß zuerst die Öffnung des Sekundenrads und die Öffnung des Stunden- und des Minutenrads in Deckung zueinander gelangen, um den Pegel 1 zu erhalten, wonach die Anfangspositionserfassung ausgeführt wird. Da es eine große Anzahl an Kombinationen des Zusammentreffens der Öffnung des Sekundenrads und der Öffnungen des Stunden- und des Minutenrads gibt, besteht das Problem, daß viel Zeit erforderlich ist, um diese Öffnungen miteinander zur Deckung zu bringen. Außerdem ist bei diesem Aufbau der größte Teil der Räderwerke des Sekundenrads und des Stunden- und des Minutenrads als eine derartige Öffnung ausgebildet, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, daß Infrarotstrahlen von der Leuchtdiode durchgelassen werden. Bei diesem Aufbau dient jedoch der Anteil an den Öffnungen wenig zur Erfassung der Position des Stunden- und des Minutenrads, so daß die Zeit für die Erfassung der Position groß ist. Da außerdem der größte Teil des Räderwerks aus den Öffnungen besteht, ist die mechanische Widerstandsfähigkeit schlecht, weshalb die mechanische Zuverlässigkeit nicht gesichert ist.

Die DE 88 12 431 U1 offenbart ein Uhrwerk, bei dem die Stellungen der Stunden- und Minutenräder einerseits und des Sekundenrads andererseits durch von diesen Rädern gebildeten Lochblenden detektierbar sind, die zwei achsparallel zu den Zeigerwellen verlaufende optoelektronische Meßstrecken passieren, die durch vor und hinter dem Zeigerwerk angeordnete optoelektronische Empfangselemente, ein zwischen dem Minutenrad und dem Stundenrad angebrachtes Umlenkprisma und ein gemeinsames Sendeelement gebildet sind.

Aus der EP 0 180 880 A2 ist eine Anzeigestellungs-Detektionseinrichtung für eine Uhr bekannt, wobei innerhalb des Uhrwerks eine Lichtschranke vorgesehen ist, in die Räder des Uhrwerks als rotierende Lochblenden hineinragen.

Die DE 41 28 752 A1 offenbart ein Uhrwerk mit einer Reflexstrahlungs-Schranke im Strahlungsweg von Lochscheiben. Eine Lochscheibe, die Stundenscheibe, hat einstrahlungsseitig eine Verspiegelung und ist unabhängig von den dahinterliegenden Lochscheiben, die getrieblich miteinander gekoppelt sind, bewegbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mechanisch stabiles und schnell einzustellendes Uhrwerk zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Uhrwerk gemäß Anspruch 1 bzw. 3 gelöst. Ein bevorzugtes Verfahren zur Erfassung der Referenzpositionen ist Gegenstand des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung löst diese Problem also dadurch, daß die Positionserfassung des Sekundenrads durch Verwendung nur eines Reflexionslichtsensors mit einem Leuchtabschnitt und einem Lichtempfangsabschnitt erfolgt und die Position des Stundenrads und des Minutenrads hierfür nicht zu berücksichtigen ist. Die Positionserfassung des Stundenrads und des Minutenrads erfolgt dadurch, daß nur der Lichtempfangsabschnitt des obigen Reflexionslichtsensors sowie eine gesondert angeordnete weitere Leuchtdiode verwendet werden. Da die Leuchtdiode gesondert vorgesehen ist, kann eine Anfangspositionserfassung des Stunden- und des Minutenrads durch in diesen vorgesehene relativ kleine Öffnungen und durch eine Impulsanzahl eines Antriebsmotors erfolgen, der diese Räder von einer Öffnung zu einer dieser benachbarten Öffnung dreht. Da die im Stundenrad und im Minutenrad vorgesehenen Öffnungen klein sind, ist die mechanische Festigkeit dieser Räder gut.

Damit wird beim Stellen des erfindungsgemäßen Uhrwerks ein Initialisierungsvorgang zum Erfassen einer Anfangsposition in kurzer Zeit ausgeführt, wodurch die für das Verstellen der Zeiger des Uhrwerks auf die vorbestimmte Uhrzeit erforderliche Zeitspanne verkürzt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Uhrwerk, wobei die gedruckte Leiterplatte und das obere Gehäuseteil weggelassen sind,
2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in 1,
3 einen Querschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem ein Reflexionsabschnitt eines Sekundenrads sich in einer Position befindet, in der der Lichtweg von einer zweiten Leuchtdiode zu einem Reflexionslichtsensor freigegeben ist,
4 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in der sich jeweilige Öffnungen eines für den Antrieb eines Minutenzeigers bestimmten vierten Rads, eines Minutenrads und eines Stundenrads in Deckung befinden,
5 eine Draufsicht auf das Stundenrad, und
6 ein Flußdiagramm, das den Ablauf eines Anfangspositionserfassungsvorgangs zeigt.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, sind ein oberes Gehäuseteil 1 und ein unteres Gehäuseteil 2 so miteinander verbunden, daß sie einander gegenüberliegen, und eine Mittelplatte 3 ist parallel zwischen ihnen vorgesehen. Ein erster Antriebsmotor S1 und ein zweiter Antriebsmotor S2 sind jeweils durch Vorsprung bzw. Gelenkabschnitt und ein Halterungsloch befestigt, die im oberen Gehäuseteil 1, im unteren Gehäuseteil 2 bzw. der Mittelplatte 3 ausgebildet sind. Der erste Antriebsmotor S1 und der zweite Antriebsmotor S2 werden so von einer Steuerschaltung gesteuert, daß sie unabhängig voneinander betrieben werden können.
Der Antriebsmotor S1 ist mit einem Untersetzungsräderwerk R1 versehen, das zum Antrieb eines einem Sekundenzeiger zugeordneten Sekundenrads 7, welches intermittierend gedreht wird, eine Drehung eines Rotors 4 auf letzteres überträgt. Der Antriebsmotor S2 ist mit einem Untersetzungsräderwerk R2 versehen, das zum Antrieb eines einem Minutenzeiger zugeordneten Minutenrads 12, das intermittierend gedreht wird, eine Drehung eines Rotors 8 auf letzteres überträgt.
Zunächst wird das Antriebssystem des Sekundenzeigers erläutert. Der Rotor 4 und das Antriebsräderwerk R1 sind vom oberen Gehäuseteil 1 und der Mittelplatte 3 drehbar gelagert. Ein Rotorritzel 4a des Rotors 4 greift in ein Antriebsrad 5 ein, dieses greift in eine Verzahnung 6a eines dritten Rads 6 ein, was einer Ausführungsform entspricht, bei der ein erstes Übertragungsrad mit höherer Drehzahl vorgesehen ist, und ein Ritzel 6b des dritten Rads 6 greift in eine Verzahnung 7a des Sekundenrads 7 ein.
Bei einem normalen Antrieb des Sekundenzeigers wird der Rotor 4 durch einen jede Sekunde von einer Steuerschaltung erzeugten Antriebsimpuls in jeder Sekunde um eine halbe Umdrehung gedreht. Ein Permanentmagnet (nicht gezeigt) ist am Rotor 4 befestigt.
Nun wird das Antriebssystem des Minuten- und Stundenzeigers erläutert. Der Rotor 8, das Antriebsräderwerk R2 und ein Übertragungsräderwerk R3 sind vom oberen Gehäuseteil 1, der Mittelplatte 3 und dem unteren Gehäuseteil 2 drehbar gelagert. Ein Rotorritzel 8a des Rotors 8 greift in ein Antriebsrad 9 ein, und dieses greift in eine Verzahnung 10a eines fünften Rads 10 ein. Ein fünftes Ritzel 10b des fünften Rads 10 greift in eine Verzahnung 11a eines vierten Rads 11 ein, was einer Ausführungsform mit einem zweiten Übertragungsrad höherer Drehzahl entspricht, und ein viertes Ritzel 11b des vierten Rads 11 greift in eine Verzahnung 12a des Minutenrads 12 ein. Ein Minutenritzel 12b des Minutenrads 12 greift in eine Verzahnung 13a eines Übertragungsrads 13 ein, und ein Übertragungsritzel 13b des Übertragungsrads 13 greift in eine Verzahnung 14a eines Stundenrads 14 ein.
Bei normalem Antrieb des Minuten- und Stundenzeigers wird der Rotor 8 alle fünfzehn Sekunden durch einen alle fünfzehn Sekunden von einer Steuerschaltung erzeugten Antriebsimpuls um eine halbe Umdrehung gedreht. Ein Permanentmagnet 8b ist am Rotor 8 befestigt. Das Sekundenrad 7 und das Minutenrad 12 sind derart koaxial angebracht, daß sie unabhängig voneinander gedreht werden können.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Antriebsmotor S1 den Rotor 4, einen Spulenhalter 15, eine Spule 16 und einen Stator 17 auf, und der Antriebsmotor S2 weist den Rotor 8, einen Spulenhalter 19, eine Spule 20 und einen Stator 21 auf. Beide Statoren 17 und 21 sind durch mehrere Stifte 3a positioniert und befestigt, die sich von der Mittelplatte 3 aus, die sich durch die in den Statoren gebildeten Öffnungen hindurch erstreckt, zum oberen Gehäuseteil 2 hin hervorragen.
Wie in 3 gezeigt, ist an einer Außenfläche des oberen Gehäuseteils 1 eine gedruckte Leiterplatte 22 auf einen am oberen Gehäuseteil 1 ausgebildeten Führungsstift 1a aufgesteckt, und einer ihrer Endabschnitte greift in einen am unteren Gehäuseteil 2 ausgebildeten Rastvorsprung 2a ein.
Ein Reflexionslichtsensor 23, der sowohl ein erstes Leuchtelement (eine Leuchtdiode) 23a mit einer Lichtemissionsfunktion als auch ein Lichtempfangselement (einen Fototransistor) 23b mit einer Lichterfassungsfunktion enthält, ist am oberen Gehäuseteil 1 angebracht, und ein zweites Leuchtelement (eine Leuchtdiode) 24 zur Emission von Licht auf den Reflexionslichtsensor ist letzterem gegenüberliegend am unteren Gehäuseteil 2 angebracht. Eine Andruckplatte 25, die aus einem elastischen Element in Form einer rechteckigen dünnen Platte hergestellt ist, ist auf einer Rückfläche der Leuchtdiode 24 vorgesehen und beaufschlagt bzw. preßt die Leuchtdiode 24 dadurch, daß sie in eine im unteren Gehäuseteil 2 ausgebildete dünne Nut (nicht gezeigt) eingefügt ist, nach vorn bzw. in Richtung auf den Reflexionslichtsensor 23 hin. Sowohl der Reflexionslichtsensor 23 als auch die zweite Leuchtdiode 24 sind elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte 22 verbunden, und verschiedene Arten von nicht gezeigten Halbleiterelementen sind ebenfalls mit der gedruckten Leiterplatte 22 verbunden, so daß eine Steuerschaltung gebildet wird. Die Steuerschaltung steuert den Betrieb des ersten und des zweiten Antriebsmotors S1 bzw. S2, und in ihr ist eine Ablaufsteuerung, etwa in Form eines Programms, zur Ausführung eines Initialisierungsvorgangs implementiert, der zur Erfassung einer Anfangsposition des Sekundenrads 7, des Stundenrads 14 und des Minutenrads 12 verwendet wird. In der Mittelplatte 3 ist eine Öffnung 3b vorgesehen, durch die hindurch das Licht von der zweiten Leuchtdiode 24 den Reflexionslichtsensor 23 erreichen kann.
Ein Uhrwerk gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist zwei Antriebssysteme auf, und um die Positionen der jeweiligen Antriebssysteme zu erfassen, sind zwei Erfassungssysteme im oberen Gehäuseteil 1 und im unteren Gehäuseteil 2 vorgesehen. Zunächst wird nachstehend das Positionserfassungssystem des Sekundenzeigers bzw. des Sekundenrads 7 erläutert. Das dritte Rad 6 ist mit einer kleinen Öffnung 6c zur Erfassung einer Anfangsposition und einer Öffnung 6d zur Bestimmung der relativen Anordnung beim Zusammenbau des Räderwerks versehen, wobei die Öffnung 6d kleiner als die Öffnung 6c ist und gegenüber letzterer um 180° in Umfangsrichtung versetzt sowie näher am Drehmittelpunkt als diese angeordnet ist. Das Sekundenrad 7 ist mit einer kleinen Öffnung 7b und einem Reflexionsabschnitt 7c versehen, der eine Reflexionsplatte für Licht umfaßt, wobei die kleine Öffnung 7b und der Reflexionsabschnitt 7c auf demselben, zum Sekundenrad 7 konzentrischen Kreisumfang in einem vorgegebenen Winkelabstand voneinander, in diesem bevorzugten Beispiel 180°, angeordnet sind. Dabei ist der Reflexionsabschnitt so ausgebildet, daß das Licht von der ersten Leuchtdiode 23a des Reflexionslichtsensors 23 reflektiert wird.
Das dritte Rad 6, das zwischen dem Reflexionslichtsensor 23 und dem Sekundenrad 7 angeordnet ist, ist so ausgebildet, daß seine Öffnung 6c zur Erfassung der Anfangsposition sich immer dann, wenn sich die Öffnung 7b oder der Reflexionsabschnitt 7c des Sekundenrads 7 gegenüber dem Reflexionslichtsensor 23 befinden, zwischen dem Reflexionslichtsensor 23 und der dann gerade aktuellen Position der Öffnung 7b bzw. des Reflexionsabschnitts 7c befindet. Das Sekundenrad 7 ist mit einer Öffnung 7d (1) zur Bestimmung der relativen Anordnung beim Zusammenbau des Räderwerks versehen. Diese Öffnung 7d ist kleiner als die Öffnung 7b und ist näher am Drehmittelpunkt angeordnet als jene.
Die dem Reflexionslichtsensor 23 zugewandte Oberfläche des dritten Rads 6 ist als schwarze Oberfläche ausgebildet, die kein Licht reflektiert, und die dem Reflexionslichtsensor 23 zugewandte Oberfläche des Sekundenrads 7 mit Ausnahme des Reflexionsabschnitts 7c ist ebenfalls als eine derartige, Licht nicht reflektierende schwarze Oberfläche ausgebildet. Wie in 4 und 5 gezeigt, ist das vierte Rad 11 mit drei kleinen Öffnungen 11c versehen, die alle die gleiche Form mit einer Umfangsausdehnung von 15° aufweisen und auf einem zum Rad 11 konzentrischen Kreis mit 120° Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Das Minutenrad 12 ist mit drei kleinen Öffnungen 12c versehen, die alle die gleiche Form mit einer Umfangsausdehnung von 9° aufweisen und in gleichen Winkelabständen von 120° auf einem Kreis um den Mittelpunkt des Minutenrads 12 ausgebildet sind. Das Stundenrad 14 ist gemäß 5 mit sechs kleinen Öffnungen 14b versehen, die die gleiche Form aufweisen und unter verschiedenen Winkelabständen relativ zueinander auf einem Kreis um den Mittelpunkt des Stundenrads 14 angeordnet sind. Die Ausdehnung in Umfangsrichtung der kleinen Öffnungen 14b beträgt 9°. Außerdem weist das Stundenrad 14 auf demselben Kreis eine weitere Öffnung 14c auf, deren Ausdehnung in Umfangsrichtung 19° beträgt. Zwischen den einzelnen Öffnungen 14b und der Öffnung 14c befindet sich jeweils ein Abschirmabschnitt 14d mit einer dem jeweiligen Winkelabstand zur benachbarten Öffnung entsprechenden Breite in Umfangsrichtung.
Im vierten Rad 11, im Minutenrad 12 und im Stundenrad 14 sind Öffnungen zur Bestimmung der relativen Anordnung beim Zusammenbau des Räderwerks vorgesehen, die jedoch nicht zeichnerisch dargestellt sind. Wenn das Räderwerk zusammengebaut wird, werden die Öffnung 6c des dritten Rads 6, die Öffnung 7b des Sekundenrads 7, die Öffnung 11c des vierten Rads 11, die Öffnung 12c des Minutenrads 12 und die Öffnung 14c des Stundenrads 14 unter Zuhilfenahme der jeweiligen Öffnungen zur Bestimmung der relativen Anordnung beim Zusammenbau im vierten Rad 11, im Minutenrad 12 und im Stundenrad 14 sowie der Öffnung 6d des dritten Rads 6 und der Öffnung 7d des Sekundenrads 7 einander überlappend auf einem geraden Lichtweg von der Leuchtdiode 24 zum Reflexionslichtsensor 23 angeordnet.
Die Funktionsweise des Positionserfassungssystems des Sekundenzeigers sowie die Funktionsweise des Positionserfassungssystems des Stunden- und Minutenzeigers wird nachstehend unter Bezug auf 6 erläutert. Bei leuchtender erster Leuchtdiode 23a des Reflexionslichtsensors 23 wird der erste Antriebsmotor S1 schnell gedreht, um das Sekundenrad 7 schrittweise anzutreiben, bis der Reflexionsabschnitt 7c des Sekundenrads 7 vor dem Reflexionslichtsensor 23 zu liegen kommt und der Reflexionsabschnitt 7c das Licht der ersten Leuchtdiode 23 reflektiert, welches dann den Fototransistor 23b erreicht. Der Fototransistor 23b gibt ein Ausgangssignal mit einem Pegel von 1 aus, wenn er mit Licht bestrahlt wird, anderenfalls einen Ausgangspegel von 0. Dadurch wird die Position ermittelt, in der der Reflexionsabschnitt 7c der Leuchtdiode 23 gegenüberliegt, weil dann der Pegel von 0 auf 1 wechselt. Wenn das Ausgangssignal des Fototransistors 23b vom Pegel 0 auf den Pegel 1 gewechselt hat, wird die erste Leuchtdiode 23a abgeschaltet und die zweite Leuchtdiode 24 angeschaltet.
Danach wird der erste Antriebsmotor S1 ausgehend von der Position, in der der Reflexionsabschnitt 7c der ersten Leuchtdiode 23a gegenüberliegt, schnell mit 30 Impulsen weitergedreht, und das Sekundenrad 7 wird zur Drehung um 180° schrittweise angetrieben, so daß die Öffnung 7b des Sekundenrads 7 dem Reflexionslichtsensor 23 gegenüberliegt. Diese Position wird als die Referenzposition des Sekundenrads 7 festgelegt, und der ersten Antriebsmotor S1 wird gestoppt. Das heißt, daß diejenige Position zur Referenzposition des Sekundenrads 7 wird, in der die Öffnung 7b des Sekundenrads 7 dem Reflexionslichtsensor 23 gegenüberliegt. Damit ist die Positionserfassung des Sekundenzeigers abgeschlossen. In diesem Zustand sind die Öffnung 6c des dritten Rads 6 und die Öffnung 7b des Sekundenrads 7 auf dem geraden Lichtweg zwischen dem Reflexionslichtsensor 23 und der zweiten Leuchtdiode 24 zur Deckung gebracht, so daß das Räderwerk R1 für das Sekundenrad 7 die Lichtemission der zweiten Leuchtdiode 24 nicht abschirmt.
Danach wird zur Ausführung der Positionserfassung des Stunden- und Minutenzeigers bei leuchtender zweiter Leuchtdiode 24 der zweite Antriebsmotor S2 schnell gedreht, um das Minutenrad 12 schrittweise zu drehen. Nach kurzer Zeit sind eine der Öffnungen des Stundenrads 14, eine der Öffnungen 12c des Minutenrads 12, eine der Öffnungen 11c des vierten Rads 11 auf einer von der zweiten Leuchtdiode 24 zum Reflexionslichtsensor 23 gezogenen Linie zur Deckung gebracht, und das Licht der zweiten Leuchtdiode 24 erreicht den Fototransistor 23b, wobei diese Position dadurch erfaßt wird, daß das Ausgangssignal des Fototransistors 23b vom Pegel 0 auf den Pegel 1 wechselt. Diese Position wird als eine Referenzposition des Stundenrads 14 und des Minutenrads 12 festgelegt. Danach wird durch Drehen des zweiten Antriebsmotors S2 weg von dieser Position bewirkt, daß das Ausgangssignal des Fototransistors 23b auf den Pegel 0 wechselt. Durch Bestimmen der Zeitspanne, die dem Zählwert der Antriebsimpulse des zweiten Antriebsmotors S2 entspricht, bis das Ausgangssignal des Fototransistors 23b danach wieder vom Pegel 0 auf den Pegel 1 wechselt, und zwar auf der Basis der in der Steuerschaltung vorgespeicherten Zeiten, wird die Position des Pegelwechsels als weitere Referenzposition des Stundenrads 14 festgelegt. Wenn der zweite Antriebsmotor S2 von der Referenzposition des Stundenrads 14 und des Minutenrads 12 wegbewegt wird, wird das vierte Rad 11 dementsprechend beim ersten Antriebsimpuls um 15° gedreht, weswegen das Ausgangssignal des Fototransistors 23b auf den Pegel 0 wechselt.
Das vierte Rad 11 ist so aufgebaut, daß folgendes gilt: mit sieben Impulsen dreht sich das Minutenrad 12 um einen Winkel von 10,5°, was nicht weniger ist als der Winkel von 9° der Öffnung 12c, während die nächste Öffnung 11c nach acht Impulsen in die Position gegenüber der zweiten Leuchtdiode 24 gelangt, und die Anzahl der Antriebsimpulse des zweiten Antriebsmotors S2 zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Pegel des Fototransistors 23b auf 0 wechselt, und dem Zeitpunkt, bis er vom Pegel 0 danach wieder auf den Pegel 1 wechselt, beträgt ein ganzzahliges Vielfaches von 80. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zeitpunkte des Auftretens des Pegels 1 in folgender Weise festgelegt: zwölf Uhr, zwanzig Minuten nach zwei Uhr, drei Uhr, fünf Uhr, sechs Uhr, vierzig Minuten nach sieben Uhr, neun Uhr und vierzig Minuten nach elf Uhr. Um zu zeigen, welcher Uhrzeit der jeweilige Pegel 1 entspricht, wird die Zeit so eingestellt, daß es dann zwölf Uhr ist, wenn die Anzahl der Antriebsimpulse vom letzten Pegel 0 zum aktuellen Pegel 1 80 ist. Es ist zwanzig Minuten nach zwei Uhr bei 560 Impulsen, drei Uhr bei 160 Impulsen, fünf Uhr bei 480 Impulsen, sechs Uhr bei 240 Impulsen, vierzig Minuten nach sieben Uhr bei 400 Impulsen, neun Uhr bei 320 Impulsen und vierzig Minuten nach elf Uhr bei 640 Impulsen. Wenn die der Anzahl der Antriebsimpulse vom Pegel 0 bis zum Pegel 1 entsprechende Zeit bestimmt ist, wird die zweite Leuchtdiode 24 abgeschaltet. Nach Beendigung der Anfangspositionserfassung wird die dabei bestimmte Zeit automatisch durch das mittels der Steuerschaltung mitgeteilte Standardfrequenz-Sekundenzeitsignal auf die gegenwärtige Zeit korrigiert und dann verwendet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Leuchtdiode 23a zum Zeitpunkt der Erfassung der Referenzposition des Sekundenrads abgeschaltet, wenn das Ausgangssignal des Fototransistors 23b vom Pegel 0 auf den Pegel 1 wechselt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt, denn der Zeitpunkt des Abschaltens der ersten Leuchtdiode 23a kann beliebig gewählt werden, bevor das Minutenrad zur Durchführung der Positionserfassung der Stunden- und Minutenzeiger schrittweise angetrieben wird.
Da wie vorstehend beschrieben das Uhrwerk gemäß der vorliegenden Erfindung den Reflexionslichtsensor verwendet und das Antriebsräderwerk für den Antrieb des Sekundenzeigers als einzelnes Erfassungssystem gesondert vorgesehen ist, kann dieser Erfassungsvorgang durch Verwendung nur dieses Antriebsräderwerks ausgeführt werden, so daß der Vorgang der Anfangspositionserfassung schnell ausgeführt werden kann. Da die Erfassung des Stunden- und des Minutenzeigers durch Erfassen der Impulse zwischen den Öffnungen ausgeführt werden kann, so daß die Festlegung der Zeit ohne Drehung des Stundenrads um eine ganze Umdrehung ausgeführt werden kann, kann auch diese Anfangspositionserfassung schnell ausgeführt werden. Die mechanische Festigkeit des Räderwerks kann vergrößert werden, weil die Erfassung der Positionen des Stunden- und des Minutenzeigers durch die kleinen Öffnungen erfolgt.
Wenn der Winkel zwischen der Öffnung des Sekundenrads und dem Reflexionsabschnitt 180° beträgt, können die Öffnung und der Reflexionsabschnitt leicht eingestellt werden.

Claims

Uhrwerk, bei dem ein von einem ersten Antriebsmotor (S1) über ein Antriebsräderwerk (R1) gedrehtes Sekundenrad (7) und ein von einem zweiten Antriebsmotor (S2) über ein Antriebsräderwerk (R2) gedrehtes Minutenrad (12) derart koaxial angeordnet sind, daß sie in einem oberen Gehäuseteil (1) und einem unteren Gehäuseteil (2) unabhängig voneinander drehbar sind, das Sekundenrad (7) mit einer Öffnung (7b), die in Deckung zu einer Öffnung (6c) bringbar ist, welche in einem ersten Übertragungsrad (6) ausgebildet ist, welches in das Sekundenrad (7) eingreift und mit höherer Drehzahl als dieses drehbar ist, und mit einem zur Öffnung (7b) in einem vorbestimmten Winkelabstand angeordneten Reflexionsabschnitt (7c) versehen ist, ein in das Minutenrad (12) eingreifendes, mit höherer Drehzahl als dieses drehbares zweites Übertragungsrad (11) mit mehreren in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Öffnungen (11c) versehen ist, das Minutenrad (12) mit mehreren unter gleichen Winkelabständen zueinander angeordneten Öffnungen (12c) versehen ist, welche in Deckung zu den Öffnungen (11c) des zweiten Übertragungsrads (11) bringbar sind, ein koaxial zum Minutenrad (12) angeordnetes Stundenrad (14) mit mehreren Öffnungen (14b, 14c), die in Deckung zu den Öffnungen (12c) des Minutenrads (12) bringbar sind, sowie mehreren Abschirmabschnitten (14d) mit jeweils verschiedenen Breiten versehen ist, ein am oberen Gehäuseteil (1) angebrachter Reflexionslichtsensor (23) mit einem ersten Leuchtelement (23a) und einem Lichtempfangselement (23b) und ein am unteren Gehäuseteil (2) angebrachtes zweites Leuchtelement (24) jeweils außerhalb des ersten Übertragungsrads (6), des Sekundenrads (7), des zweiten Übertragungsrads (11), des Minutenrads (12) und des Stundenrads (14) einander gegenüberliegend vorgesehen sind, und eine Ablaufsteuerung zum Ausführen eines Initialisierungsvorgangs zum Erfassen einer Anfangsposition des Sekundenrads (7) sowie des Stundenrads (14) und des Minutenrads (12) in einer Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs des ersten und zweiten Antriebsmotors (S1, S2) implementiert ist, wobei der Initialisierungsvorgang ausgeführt wird durch: schrittweises Antreiben des Sekundenrads (7) bei leuchtendem ersten Leuchtelement (23a), um eine Position der Gegenüberstellung des Reflexionsabschnitts (7c) zu erfassen, in der ein Ausgangssignal des Lichtempfangselements (23b) von einem Pegel 0 auf einen Pegel 1 invertiert wird und der Reflexionsabschnitt (7c) dem Lichtempfangselement (23b) gegenüberliegt, schrittweises Antreiben um ein vorbestimmtes Winkelintervall weg von dieser Position, bis die Öffnung (7b) des Sekundenrads (7) dem Lichtempfangselement (23b) gegenüberliegt, Festlegen dieser Position als Referenzposition des Sekundenrads (7) und Abschalten des ersten Leuchtelements (23a), anschließend schrittweises Antreiben des Minutenrads (12) bei leuchtendem zweitem Leuchtelement (24), um eine Position zu erfassen, in der das Ausgangssignal des Lichtempfangselements (23b) vom Pegel 0 auf den Pegel 1 invertiert wird, und Festlegen dieser Position als Referenzposition des Stundenrads (14) und des Minutenrads (12), Drehen des zweiten Motors (S2), um das Ausgangssignal des Lichtempfangselements (23b) auf den Pegel 0 zu invertieren, Bestimmen der Zeitspanne, die einem Zählwert von Antriebsimpulsen des zweiten Antriebsmotors (S2) entspricht, bis das Ausgangssignal des Lichtempfangselements (23b) vom Pegel 0 auf den Pegel 1 invertiert wird, mittels der in der Steuerschaltung gespeicherten Relation zwischen der Zeitspanne und dem Zählwert, und Festlegen dieser Position der Pegelinvertierung als eine Referenzposition des Stundenrads (14).
Uhrwerk nach Anspruch 1, bei dem der Winkel zwischen der Öffnung (7b) und dem Reflexionsabschnitt (7c) des Sekundenrads (7) 180° beträgt.
Uhrwerk, umfassend: ein von einem ersten Antriebsmotor (S1) über ein Antriebsräderwerk (R1) antreibbares Sekundenrad (7), das mit einer das Sekundenrad (7) axial durchsetzenden ersten Öffnung (7b) sowie mit einem zur Öffnung (7b) in einem vorbestimmten Winkelabstand versetzt angeordneten Reflexionsabschnitt (7c) versehen ist, ein in das Sekundenrad (7) eingreifendes und mit höherer Drehzahl als dieses drehbares erstes Übertragungsrad (61, das mit einer vierten Öffnung (6c) versehen ist, die abhängig von den Drehstellungen des ersten Übertragungsrads (6) und des Sekundenrads (7) mit der ersten Öffnung (7b) oder dem Reflexionsabschnitt (7c) in Deckung bringbar ist, ein von einem zweiten Antriebsmotor (S2) über ein Antriebsräderwerk (R2) antreibbares Minutenrad (121, das mit mehreren in gleichen Winkelabständen voneinander angeordneten, das Minutenrad (12) axial durchsetzenden zweiten Öffnungen (12c) versehen ist, wobei das Sekundenrad (7) und das Minutenrad (12) derart koaxial in einem oberen Gehäuseteil (1) und einem unteren Gehäuseteil (2) angeordnet sind, daß sie unabhängig voneinander drehbar sind, ein in das Minutenrad (12) eingreifendes, mit höherer Drehzahl als dieses drehbares zweites Übertragungsrad (11), das mit mehreren in gleichen Winkelabständen voneinander angeordneten, das zweite Übertragungsrad (11) axial durchsetzenden fünften Öffnungen (11c) versehen ist, welche abhängig von den Drehstellungen des Minutenrads (12) und des zweiten Übertragungsrads (11) mit den zweiten Öffnungen (12c) in Deckung bringbar sind, ein koaxial zum Minutenrad (12) angeordnetes Stundenrad (14), das mit mehreren das Stundenrad (14) axial durchsetzenden dritten Öffnungen (14b, 14c), die abhängig von den Drehstellungen des Minutenrads (12) und des Stundenrads (141 mit den zweiten Öffnungen (12c) in Deckung bringbar sind, sowie mit in Umfangsrichtung zwischen den dritten Öffnungen (14b, 14c) angeordneten Abschirmabschnitten (14d) mit in Umfangsrichtung verschiedenen Ausdehnungen versehen ist, einen am oberen Gehäuseteil (1) angebrachten Reflexionslichtsensor (23) mit einem ersten Leuchtelement (23a) und einem Lichtempfangselement (23b) sowie ein dem Lichtempfangselement (23b) unter Zwischenlage des ersten Übertragungsrads 16), des Sekundenrads (7), des zweiten Übertragungsrads 111), des Minutenrads (12) und des Stundenrads (14) gegenüberliegend am unteren Gehäuseteil (2) angebrachtes zweites Leuchtelement (24), die auf einer Linie liegen, die die erste Öffnung (7b), eine der zweiten Öffnungen (12c), eine der dritten Öffnungen (14b, 14c), die vierte Öffnung (6c) und eine der fünften Öffnungen (11c) durchsetzt, wenn diese Öffnungen in Deckung gebracht sind, wobei das Ausgangssignal des Lichtempfangselements (23b) bei Lichtempfang einen Pegel 1 und sonst einen Pegel 0 aufweist, und eine Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs des ersten und zweiten Antriebsmotors (S1, S2), wobei in der Steuerschaltung eine Ablaufsteuerung zum Ausführen eines Initialisierungsvorgangs zum Erfassen einer Anfangsposition des Sekundenrads (7) sowie des Stundenrads (14) und des Minutenrads (12) implementiert ist.
Uhrwerk nach Anspruch 3, bei dem der Winkel zwischen der ersten Öffnung (7b) und dem Reflexionsabschnitt (7c) des Sekundenrads (7) 180° beträgt.
Uhrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Drehzahlverhältnis des zweiten Übertragungsrads (11) zum Minutenrad (12) 10:1 beträgt.
Uhrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sowohl im zweiten Übertragungsrad (11) als auch im Minutenrad (12) jeweils drei im Winkelabstand von 120° angeordnete Öffnungen (11c, 12c) vorgesehen sind.
Uhrwerk nach Anspruch 6, bei dem die zweiten Öffnungen (12c) eine größere Ausdehnung in Umfangsrichtung als die fünften Öffnungen (11c) aufweisen.
Verfahren zur Bestimmung der angezeigten Uhrzeit durch Ermittlung einer jeweiligen Referenzposition des Sekundenrads sowie des Minuten- und Stundenrads bei einem Uhrwerk gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, umfassend die Schritte: (a) schrittweises Drehen des Sekundenrads (7) bei angeschaltetem erstem Leuchtelement (23a), bis der Pegel des Ausgangssignals des Lichtempfangselements (23b) von 0 auf 1 wechselt, (b) schrittweises Drehen des Sekundenrads (7) um den vorbestimmten Winkelabstand zwischen dem Reflexionsabschnitt (7c) und der ersten Öffnung (7b) des Sekundenrades (7) derart, daß die erste Öffnung (7b) zu der Position gebracht wird, an der sich der Reflexionsabschnitt (7c) befand, als der Wechsel des Pegels auf 1 im Schritt (a) erfolgte, und Festlegen dieser Position als Referenzposition des Sekundenrads (7), (c) Drehen des Minutenrads (12) und des mit ihm im festen Drehzahlverhältnis gekoppelten Stundenrads (14) bei angeschaltetem zweitem Leuchtelement (24), bis ein Wechsel des Pegels des Ausgangssignals des Lichtempfangselements (23b) von 0 auf 1 auftritt, und Festlegen dieser Position als erste Referenzposition, (d) weiteres Drehen des Minutenrads (12), bis der Pegel des Ausgangssignals des Lichtempfangselements (23b) auf 0 wechselt, (e) weiteres Drehen des Minutenrads (12), bis der Pegel des Ausgangssignals des Lichtempfangselements (23b) wieder auf 1 wechselt, und Festlegen dieser Position als zweite Referenzposition, (f) Bestimmen des vom Stundenrad (14) während des Schritts (e) zurückgelegten Drehwinkels, und (g) Bestimmen der aktuell angezeigten Uhrzeit auf der Basis des zurückgelegten Drehwinkels und der Relation zwischen diesem Drehwinkel und der Stellung des Minutenrads (12) sowie des Stundenrads (14).
Verfahren nach Anspruch 8 bei dem der zurückgelegte Drehwinkel aufgrund der Anzahl der dem zweiten Antriebsmotor (S2) während des Schritts (e) zuzuführenden Antriebsimpulse bestimmt wird.