Realization Desal AG Steinibachstr. 3 6317 Oberwil

Uhr

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Uhr, die Vorteile einer mechanischen Uhr mit Selbstaufzug oder Handaufzug und einer Quarzuhr aufweist.

Quarzuhren werden durch die Frequenz eines Schwingquarzes getaktet. Auf der anderen Seite werden mechanische Uhren mir Selbstaufzug, auch als Automatikuhren bekannt, und mechanische Uhren mit Handaufzug im Allgemeinen durch das Schwingen einer Unruh gesteuert, welche die sogenannte Hemmung kontrolliert. Dabei sind Quarzuhren normalerweise sehr viel genauer als Automatikuhren oder mechanische Uhren mit Handaufzug, da die Referenzfrequenz eines Schwingkristalls sehr viel beständiger und unabhängiger ist, als die Frequenz einer mechanischen Schwingvorrichtung.

Insbesondere bei Armbanduhren wird die mechanische Schwingvorrichtung durch jede Bewegung des Handgelenks gebremst oder beschleunigt. Der Grad der Spannung der Antriebsfeder des Uhrwerkes hat einen Einfluss auf die Hemmung und darüber einen Einfluss auch auf die Frequenz des Tandems Unruh/Hemmung. Ferner hat die Lage der Uhr (horizontal oder vertikal) einen Einfluss auf das Schwingverhalten der Unruh.

Verglichen dazu ist die Frequenz eines Schwingkristalls in einer Armbanduhr sehr unabhängig. Lediglich die Abweichung von der Normtemperatur, für welche der Schwingkristall konzipiert und konfiguriert wurde kann die Frequenz des Schwingkristalls beeinflussen.

Des Weiteren hat eine Quarzuhr den Vorteil, dass sie eine sehr viel längere Gangreserve besitzt, üblicherweise über einige Jahre hinweg.

Dennoch sind Automatikuhren und mechanische Uhren mit Handaufzug als Armbanduhren in der Regel sehr viel beliebter als Quarzuhren. Insbesondere benötigen Automatikuhren keinen Batteriewechsel und sind Ausdruck der jahrhundertealten Uhrmacherkunst.

Es wird im Folgenden eine Uhr beschrieben, die eine Taktgeberanordnung mit einem Taktgeber, ein Zahnradwerk, eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Zahnradwerks und eine Uhranzeigevorrichtung, die mit dem Zahnradwerk verbunden und durch das Zahnradwerk bewegbar ist, umfasst. Dabei weist der Taktgeber eine vorbestimmte Schwingfrequenz auf.

Zum Bereitstellen des Taktgebers mit der vorbestimmten Schwingfrequenz kann vorteilhafterweise zunächst eine gewünschte Schwingfrequenz ausgewählt werden, die der Taktgeber aufweisen soll, und dann der Taktgeber derart ausgebildet werden, dass die gewünschte Schwingfrequenz erreicht wird. Hierzu kann nach dem Ausbilden des Taktgebers dieses zum Bestimmen der tatsächlichen Frequenz des Taktgebers vermessen werden. Im Falle einer Abweichung der tatsächlichen Frequenz von der gewünschten Frequenz kann der Taktgeber entsprechend modifiziert werden, bis die gewünschte Frequenz erreicht wird. Die gewünschte Frequenz entspricht dabei der vorbestimmten Schwingfrequenz des Taktgebers.

Es ist allerdings auch möglich, dass zunächst ein Taktgeber beliebig ausgebildet wird. Darauffolgend kann zum Bestimmen der Schwingfrequenz des Taktgebers der ausgebildete Taktgeber vermessen werden. Die dadurch bestimmte Schwingfrequenz entspricht hierbei der vorbestimmten Schwingfrequenz Taktgebers.

Es sei angemerkt, dass die Taktgeberanordnung, insbesondere der Taktgeber, das frequenzbestimmende Element der Uhr ist.

Die Antriebsvorrichtung ist insbesondere als mechanische Antriebsvorrichtung, d.h. ohne elektromotorischen Antrieb oder sonstigen elektrischen Antrieb zu verstehen. Die Antriebsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Antriebsfeder als Energiespeicher. Die Uhr umfasst vorzugsweise eine Aufzugvorrichtung für einen Selbstaufzug (Automatikuhr) und/oder Handaufzug.

Das Zahnradwerk umfasst vorzugsweise zumindest ein Stundenrad und/oder ein Minutenrad und/oder ein Sekundenrad und/oder ein Kleinbodenrad.

Vorzugsweise weist die Taktgeberanordnung ferner eine elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung und eine elektromechanische Vorrichtung auf. Die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung ist eingerichtet, ein Nutzsignal basierend auf der Schwingfrequenz des Taktgebers zu erzeugen. Die elektromechanische Vorrichtung ist mittels des durch die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung erzeugten Nutzsignals bewegbar, wodurch die elektromechanische Vorrichtung direkt oder mittelbar getaktet in das Zahnradwerk eingreift. Insbesondere greift die elektromechanische Vorrichtung direkt oder mittelbar in hemmender Weise in das Zahnradwerk ein, um das Zahnradwerk abwechselnd zum Stillstand zu bringen und wieder freizugeben. Somit wird die Uhr in ihrer Ganggeschwindigkeit nicht durch eine schwingende Unruh getaktet, sondern über eine frequenzgesteuerte Vorrichtung (die elektromechanische Vorrichtung), wobei die Antriebsenergie für das Zahnradwerk durch eine mechanische Antriebsvorrichtung bereitgestellt wird. Mit anderen Worten wird die ungenaue, mechanische Unruh durch die zuvor beschriebene Taktgeberanordnung ersetzt.

Somit werden die Vorteile einer mechanischen Uhr mit Handaufzug oder Selbstaufzug und einer Quarzuhr in einer Uhr realisiert, indem sie ein Automatikwerk oder ein mechanisches Werk mit Handaufzug durch die elektronische Frequenz eines Taktgebers steuert. Dabei kann der Taktgeber sich auf einen piezoelektrischen Schwingkristall stützen. Es kann sich aber auch um ein Schwingsystem handeln, bei welchem die frequenzbestimmende Einheit kein einfacher Schwingkristall ist, sondern ein anderer Mechanismus, wie z.B. ein Lichtwellenleiter oder ein Oszillator auf einer beliebigen anderen Basis. Da bei der vorgeschlagenen Uhr keine Unruh vorgesehen ist, werden hier sämtliche mechanischen Einflüsse, die den Takt der Unruh und damit die Genauigkeit des Zeitflusses der Uhr beeinflussen, ausgeschaltet. Die Referenzfrequenz, die zum Takten der Uhr benutzt wird und der Schwingfrequenz des Taktgebers entspricht, wird nicht durch eine Bewegung des Trägers der Uhr beeinflusst. Somit wird eine mechanische Uhr hinsichtlich des Antreibens des Zahnradwerks ermöglicht, die viel präziser als eine übliche mechanische Uhr mit Unruh ist.

Da die elektromechanische Vorrichtung mittels des durch die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung erzeugten Nutzsignals bewegbar ist und das Nutzsignal basierend auf der Schwingfrequenz des Taktgebers erzeugbar ist, ist zu verstehen, dass die elektromechanische Vorrichtung frequenzsteuerbar bzw. frequenzgesteuert ist.

Nach einer Variante greift die elektromechanische Vorrichtung mittelbar in das Zahnradwerk ein. „Mittelbar“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass sich zumindest ein weiteres Bauelement zwischen der elektromechanischen Vorrichtung und dem Zahnradwerk befindet. Das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung der Uhr die elektromechanische Vorrichtung mittels des oben genannten Nutzsignals bewegbar ist, wodurch die elektromechanische Vorrichtung mittelbar in das Zahnradwerk zur Hemmung eingreift.

Bevorzugt umfasst die Uhr hierzu eine Hemmung. Dabei steht die Hemmung im Eingriff mit dem Zahnradwerk. Die elektromechanische Vorrichtung treibt dabei die Hemmung an. Das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung der Uhr die elektromechanische Vorrichtung mittels des durch die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung erzeugten Nutzsignals bewegbar ist, wodurch die elektromechanische Vorrichtung über die Hemmung in das Zahnradwerk eingreift. Dabei entspricht mit anderen Worten die Hemmung dem oben genannten zumindest einen weiteren Bauelement, welches sich zwischen der elektromechanischen Vorrichtung und dem Zahnradwerk befindet. Vorzugsweise umfasst die Hemmung ein Hemmungsrad und ein Hemmstück. Das Hemmstück dient zur Hemmung des Hemmungsrades. Hierbei ist die elektromechanische Vorrichtung zum Antrieb des Hemmstücks angeordnet, wobei das Hemmungsrad im Eingriff mit dem Zahnradwerk steht.

Insbesondere ist die Hemmung als Ankerhemmung ausgebildet, wobei das Hemmstück als Anker ausgebildet ist. Das Hemmungsrad kann hierbei auch als Ankerrad bezeichnet werden.

Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die elektromechanische Vorrichtung direkt/unmittelbar in das Zahnradwerk eingreifen. „Direkt“ oder „unmittelbar“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass sich kein anderes Bauelement zwischen der elektromechanischen Vorrichtung und dem Zahnradwerk befindet. Das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung der Uhr die elektromechanische Vorrichtung mittels des oben genannten Nutzsignals bewegbar ist, wodurch die elektromechanische Vorrichtung getaktet direkt in das Zahnradwerk eingreift.

Unabhängig davon, ob die elektromechanische Vorrichtung direkt oder indirekt in das Zahnradwerk eingreift, kann die elektromechanische Vorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung als Aktor ausgebildet sein. Als Aktor ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine antriebstechnische Vorrichtung oder Baueinheit bezeichnet, die ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt.

Besonders bevorzugt kann der Aktor einen Magnetanker und eine Magnetspule aufweisen. Hierbei ist die Magnetspule eingerichtet, den Magnetanker mittels des Nutzsignals zu bewegen.

Alternativ kann die elektromechanische Vorrichtung vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung der elektromechanischen Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn die elektromechanische Vorrichtung direkt getaktet in das Zahnradwerk eingreift.

Mit Hinblick auf den Taktgeber kann dieser nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als ein piezoelektrischer Schwingkristall ausgebildet sein.

Vorzugsweise kann der piezoelektrische Schwingkristall eine Länge, eine Breite und eine Höhe jeweils von mindestens 1 mm, bevorzugt von mindestens 1 ,5 mm, ferner bevorzugt von mindestens 3 mm, besonders bevorzugt von mindestens 5 mm, aufweisen. Somit hat der piezoelektrische Schwingkristall eine solide Masse, die diesem ermöglicht, stabil zu schwingen. Insbesondere wird die Stabilität der Schwingung des piezoelektrischen Schwingkristalls sichergestellt, ohne dass dieser unter Vakuum stehen muss. Daher kann auf eine Vakuumhülse oder Vakuumglocke für die Aufnahme des piezoelektrischen Schwingkristalls verzichtet werden. Außerdem weist die vorgeschlagene Dimensionierung des Schwingkristalls den Vorteil auf, dass der Schwingkristall keiner oder nur einer zu vernachlässigenden Alterung unterliegt. Somit erfüllt der piezoelektrische Schwingkristall die technischen Anforderungen eines präzise funktionierenden Frequenzschwingers und kann somit als Taktgeber der Taktgeberanordnung einer Uhr dienen.

Weiterhin kann der piezoelektrische Schwingkristall aufgrund seiner gut sichtbaren Form und Masse sowie des Entfalls einer Vakuumhülse oder Vakuumglocke als dekoratives Element der Uhr verwendet werden. Für den Taktgeber der Taktgeberanordnung können aus diesen Gründen unterschiedliche piezoelektrische Schwingkristallen verwendet werden. Somit kann die Uhr individualisiert werden, was der Uhr ein hochwertiges Flair verleiht. Außerdem kann der piezoelektrische Schwingkristall mit Hinblick auf seine Materialeigenschaften sowie piezoelektrischen oder optischen Eigenschaften für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden.

Die Länge, die Breite und die Höhe des piezoelektrischen Schwingkristalls erstrecken sich in Richtung einer ersten Achse, einer zweiten Achse und einer dritten Achse eines dreidimensionalen Koordinatensystems, wobei die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse senkrecht zueinanderstehen. Das Koordinatensystem ist vorzugsweise an einer Ecke des piezoelektrischen Schwingkristalls angeordnet.

Die Länge, Breite und Höhe beziehen sich im Rahmen der Erfindung auf den tatsächlichen schwingenden Teil des piezoelektrischen Schwingkristalls. Das heißt, dass die Länge, Breite und Höhe des piezoelektrischen Schwingkristalls den Maßen des piezoelektrischen Schwingkristalls entsprechen, die relevant für dessen Schwingung sind. Beispielsweise sind im Falle eines piezoelektrischen Schwingkristalls in der Form einer Stimmgabel die Gabelzinken der tatsächlich schwingende Teil des Schwingkristalls. Das heißt insbesondere, dass die Länge, Breite und Höhe eines solchen piezoelektrischen Schwingkristalls der Länge, Breite und Höhe jeder der Gabelzinken entsprechen.

Als Länge, Breite oder Höhe eines piezoelektrischen Schwingkristalls werden im Rahmen der Erfindung insbesondere das jeweilige Maß einer einzigen Kante des Schwingkristalls und nicht die Summe der Maße von zwei Kanten des Schwingkristalls, die sich in derselben Richtung erstrecken, verstanden, wenn der Schwingkristall derart geformt ist, dass zwischen den Kanten ein Freiraum gebildet ist. Insbesondere ist im Rahmen der Erfindung als Länge, Breite oder Höhe eines Schwingkristalls das entsprechende tatsächliche Maß einer Kante des Schwingkristalls und nicht das „scheinbare Maß“ des Schwingkristalls als ganzer Körper zu verstehen, wenn der Schwingkristall derart geformt ist, dass es einen Freiraum zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Schwingkristalls gibt. Zum Beispiel entspricht im Falle eines piezoelektrischen Schwingkristalls in der Form einer Stimmgabel eine Breite des piezoelektrischen Schwingkristalls weder der Summe aus den Breiten der beiden Gabelzinken noch der scheinbaren Breite des Schwingkristalls, gemessen von einer Ecke der einen Gabelzinke bis zur entsprechenden Ecke der anderen Gabelzinke, wenn die Breite des Freiraums zwischen den beiden Gabelzinken bei der Messung mitberücksichtigt wird.

Besonders bevorzugt kann der piezoelektrische Schwingkristall ein Quarz-Schwingkristall oder ein Turmalin-Schwingkristall sein. Der Quarz-Schwingkristall kann als natürlicher oder synthetischer Schwingkristall ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass eine Quarzvariante, wie z.B. ein natürlicher Amethyst- Kristall oder Zitrin-Kristall, ein natürlicher Turmalin-Schwingkristall oder ein natürlicher Schweizer Bergkristall als der Taktgeber der Taktgeberanordnung der Uhr benutzt wird.

Gemäß einer ersten besonders vorteilhaften Variante des als piezoelektrischer Schwingkristall ausgebildeten Taktgebers ist der Taktgeber als Turmalin-Schwingkristall ausgebildet, der eine Länge, eine Breite und eine Höhe jeweils von mindestens 1 mm, bevorzugt von mindestens 1 ,5 mm, ferner bevorzugt von mindestens 3 mm, besonders bevorzugt von mindestens 5 mm, aufweist.

Gemäß einer zweiten besonders vorteilhaften Variante des als piezoelektrischer Schwingkristall ausgebildeten Taktgebers ist der Taktgeber als Quarz-Schwingkristall, insbesondere als synthetischer Quarzkristall, in der Form eines Gabelschwingers ausgebildet. Der Quarz-Schwingkristall kann dabei insbesondere derart ausgebildet/dimensioniert sein, dass dieser eine Schwingfrequenz von 32768 Hz aufweist. Das heißt, dass ein üblicher Quarz- Schwingkristall einer üblichen Quarzuhr als der piezoelektrische Schwingkristall in der vorliegenden Uhr verwendet werden kann.

Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Taktgeber als Schwingsystem ausgebildet sein, welches einen Lichtwellenleiter, einen Lichtsender zum Einspeisen eines getakteten Lichtsignals in den Lichtwellenleiter und einen Lichtempfänger zum Empfangen des Lichtsignals und zum Erzeugen eines elektrischen Signals basierend auf dem empfangenen Lichtsignal umfasst. Dabei ist die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung eingerichtet, das Nutzsignal basierend auf einer Frequenz des elektrischen Signals zu erzeugen.

Der Lichtsender kann im Rahmen der Erfindung insbesondere auch als elektrooptischer Wandler bezeichnet werden. Der Lichtempfänger kann im Rahmen der Erfindung insbesondere auch als optoelektrischer Wandler bezeichnet werden. Es ist zu verstehen, dass zum Einspeisen des getakteten Lichtsignals in den Lichtwellenleiter der Lichtsender vorzugsweise eingerichtet ist, ein elektrisches Eingangssignal in das Lichtsignal umzuwandeln.

Es ist ferner zu verstehen, dass das elektrische Signal vorzugsweise auch getaktet ist, da das Lichtsignal getaktet ist.

Das Schwingsystem kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als Schwingkreis ausgebildet sein. Das heißt insbesondere, dass die Komponenten des Schwingsystems in einem Kreislauf, d.h. in einer endlosen Schleife, angeordnet sind.

Das getaktete Lichtsignal kann vorzugsweise ein analoges getaktetes Lichtsignal, insbesondere ein sinusförmiges Lichtsignal, sein. Das analoge Lichtsignal kann aber auch eine andere Form als die Sinusform haben. Entsprechend kann das durch den Lichtempfänger erzeugte elektrische Signal vorzugsweise ein analoges elektrisches Signal, insbesondere ein sinusförmiges elektrisches Signal, sein. Das analoge elektrische Signal kann entsprechend zum Lichtsignal aber auch eine andere Form als die Sinusform aufweisen.

Es ist allerdings auch möglich, dass das getaktete Lichtsignal insbesondere ein digitales Lichtsignal ist. Entsprechend kann das durch den Lichtempfänger erzeugte elektrische Signal insbesondere ein digitales elektrisches Signal sein.

Vorzugsweise umfasst der Lichtsender einen Halbleiterlaser oder eine Leuchtdiode.

Insbesondere kann der Lichtsender eingerichtet sein, das getaktete Lichtsignal direkt oder indirekt in den Lichtwellenleiter einzuspeisen.

Zum Bereitstellen des als Schwingsystem ausgebildeten Taktgebers mit der vorbestimmten Schwingfrequenz kann vorteilhafterweise zunächst eine gewünschte Frequenz für das getaktete Lichtsignal bzw. das elektrische Signal ausgewählt und dann das Schwingsystem, insbesondere der Lichtwellenleiter hinsichtlich seiner Länge, derart ausgebildet werden, dass die entsprechende gewünschte Frequenz erreicht wird. Hierzu kann nach dem Ausbilden des Schwingsystems dieses zum Bestimmen der tatsächlichen Frequenz des getakteten Lichtsignals bzw. des elektrischen Signals vermessen werden. Im Falle einer Abweichung der tatsächlichen Frequenz von der gewünschten Frequenz kann das Schwingsystem entsprechend modifiziert werden, bis die gewünschte Frequenz erreicht wird. Es ist allerdings auch möglich, dass zunächst ein Schwingsystem, insbesondere ein Lichtwellenleiter hinsichtlich seiner Länge, beliebig ausgebildet wird. Darauffolgend kann zum Bestimmen der Frequenz des getakteten Lichtsignals bzw. des elektrischen Signals das ausgebildete Schwingsystem vermessen werden. Die Nutzsignalerzeugungsvorrichtung kann somit unter Berücksichtigung der bestimmten Frequenz eingerichtet werden, das Nutzsignal basierend auf der bestimmten Frequenz zu erzeugen. So kann zum Beispiel im Falle einer einen Impulszähler umfassenden Nutzsignalerzeugungsvorrichtung ein vorbestimmter Zählwert, mit dem ein durch den Impulszähler gezähltes elektrisches Signal verglichen wird, basierend auf der bestimmten Frequenz des elektrischen Signals eingestellt werden.

Vorzugsweise kann der Lichtempfänger eine Fotodiode umfassen. Die Fotodiode ist eingerichtet, das getaktete Lichtsignal in das elektrische Signal umzuwandeln. Dabei ist das elektrische Signal in vorteilhafter weise ein Stromsignal.

Der Lichtsender ist vorteilhafterweise eingerichtet, einen Lichtimpuls durch den Lichtwellenleiter zu schicken. Wegen der Länge des Lichtwellenleiters benötigt der Lichtimpuls, der in Richtung vom Lichtsender zum Lichtempfänger reist, eine bestimmte Zeitdauer, bis er am Lichtempfänger ankommt. Durch den Lichtempfänger wird der Lichtimpuls in einen Stromimpuls umgewandelt. Der Stromimpuls wird dann an den Lichtsender weitergeleitet. Aus dem Stromimpuls kann die vorbestimmte Schwingfrequenz des Schwingsystems abgeleitet werden. Dieser Vorgang wiederholt sich pro Sekunde eine gewisse Anzahl von Malen. Die Anzahl der Wiederholungen pro Sekunde wird durch die vorbestimmte Länge des Lichtwellenleiters bestimmt. Beispielsweise wiederholt sich dieser Vorgang bei einer vorbestimmten Länge des Lichtwellenleiters von ca. 20 m 10 Millionen Mal pro Sekunde. Somit entsteht eine Schwingfrequenz von 10 MHz für den als das oben beschriebene Schwingsystem ausgebildeten Taktgebers.

Ferner bevorzugt kann das Schwingsystem einen Verstärker aufweisen, der zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger angeordnet und eingerichtet ist, das elektrische Signal, insbesondere den Stromimpuls, zu verstärken. Hierbei kann vorzugsweise die Frequenz des elektrischen Signals, insbesondere des Stromimpulses, zwischen dem Verstärker und dem Lichtsender abgegriffen werden. Diese Frequenz entspricht dann der vorbestimmten Schwingfrequenz des Schwingsystems (Taktgebers).

Weiterhin kann das Schwingsystem vorzugsweise eine Signalkonditionierungsvorrichtung aufweisen, die zwischen dem Lichtsender und dem Verstärker angeordnet und eingerichtet ist, das elektrische Signal, insbesondere den Stromimpuls, aufzubereiten. Das elektrische Signal, insbesondere der Stromimpuls, wird dann an den Lichtsender weitergereicht. Von dort wird ein neuer Lichtimpuls in den Lichtwellenleiter geschickt. Hierbei kann die Frequenz des elektrischen Signals, insbesondere des Stromimpulses, vorzugsweise zwischen der Signalkonditionierungsvorrichtung und dem Lichtsender abgegriffen werden. Diese Frequenz entspricht dann der vorbestimmten Schwingfrequenz des Schwingsystems.

Zum Erzeugen des oben genannten Nutzsignals kann die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung in vorteilhafter weise (nur) einen Impulszähler (Binärzähler) umfassen. Dabei ist der Impulszähler eingerichtet, ein Taktsignal des Taktgebers zu zählen. Der Impulszähler ist auf die vorbestimmte Schwingfrequenz des Taktgebers programmiert.

Wenn der Taktgeber ein piezoelektrischer Schwingkristall ist, kann zum Bereitstellen des piezoelektrischen Schwingkristalls zunächst ein Rohschwingkristall beliebig geschliffen und seine Schwingfrequenz vermessen werden. Der Impulszähler wird dann auf genau diese Schwingfrequenz programmiert, d.h., dass ein vorbestimmter Zählwert des Impulszählers basierend auf der vermessenen Schwingfrequenz eingestellt wird. Es ist allerdings auch möglich, dass der Rohschwingkristall auf eine vorbestimmte Schwingfrequenz geschliffen wird. Auch in diesem Fall wird der Impulszähler basierend auf der vorbestimmten Schwingfrequenz programmiert.

Ferner kann zum Erzeugen des oben genannten Nutzsignals die Taktgeberanordnung in vorteilhafter Weise (nur) einen Frequenzteiler umfassen. Der Frequenzteiler der eingerichtet ist, die vorbestimmte Schwingfrequenz des Taktgebers zu teilen bzw. halbieren. Dabei entspricht die vorbestimmte Schwingfrequenz insbesondere einem Vielfachen von zwei, insbesondere einer Zweierpotenz, wie etwa 524288 Hz oder 1048576 Hz. Die vorbestimmte Schwingfrequenz kann dabei mittels des Frequenzteilers in vorteilhafter weise auf 1 Hz oder eine andere Frequenz wie z.B. 8 Hz heruntergebrochen werden. Die heruntergebrochene Schwingfrequenz entspricht dem Nutzsignal, mittels des die elektromechanische Vorrichtung bewegbar ist. Es sei angemerkt, dass bei einem Nutzsignal von z.B. 8 Hz der Sprung des Sekundenzeigers, welcher dann 8 Mal pro Sekunde stattfindet, vom Betrachter nicht mehr als „Sprung“ wahrgenommen wird.

Der Begriff „nur“ in Verwendung mit den Begriffen des Impulszählers oder des Frequenzteilers bedeutet im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass nur eine von beiden Arten von elektronischen Komponenten, d.h. entweder nur ein Impulszähler oder nur ein Frequenzteiler, bei der Nutzsignalerzeugungsvorrichtung vorgesehen ist, um das Nutzsignal basierend auf der vorbestimmten Schwingfrequenz des Taktgebers zu erzeugen.

Zum Erzeugen des Nutzsignals ist allerdings auch eine Kombination eines Frequenzteilers mit einem Impulszähler möglich. Das heißt mit anderen Worten, dass die Taktgeberanordnung zum Erzeugen des Nutzsignals sowohl einen Frequenzteiler als auch einen Impulszähler umfassen kann. Dabei ist der Frequenzteiler vorteilhafterweise signaltechnisch vor dem Impulszähler angeordnet. In vorteilhafter Weise ist die vorbestimmte Schwingfrequenz des Taktgebers in einem ersten Schritt zum Erreichen einer Zwischenfrequenz durch den Frequenzteiler halbierbar, insbesondere mehrfach halbierbar. In einem zweiten Schritt ist die Zwischenfrequenz auf eine gewünschte Frequenz bzw. eine Nutzfrequenz bringbar. Die Vorgehensweise einer Halbierung, insbesondere einer mehrfachen Halbierung, der vorbestimmten Schwingfrequenz in einem ersten Schritt zum Erreichen einer Zwischenfrequenz und einer Herunterzählung der Zwischenfrequenz auf eine gewünschte Frequenz in einem zweiten Schritt ist besonders vorteilhaft bei einer Uhr, die einen Taktgeber mit einer hohen Schwingfrequenz, wie z.B. 8,88 MHz oder 10 MHz, aufweist. Somit kann Strom gegenüber einem einfachen Herunterzählen der Schwingfrequenz gespart werden.

Ferner kann die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung bevorzugt eine Ausgabevorrichtung umfassen. Die Ausgabevorrichtung ist im Falle einer elektronischen Nutzsignalerzeugungsvorrichtung, die nur einen Impulszähler umfasst, vorteilhafterweise eingerichtet, ein Nutzsignal auszugeben, wenn ein Zählwert des gezählten Taktsignals des Taktgebers gleich mit einem vorbestimmten Zählwert ist. Im Falle einer elektronischen Nutzsignalerzeugungsvorrichtung, die nur einen Frequenzteiler umfasst, ist die Ausgabevorrichtung vorteilhafterweise eingerichtet, ein Nutzsignal basierend auf einem Ausgangssignal des Frequenzteilers auszugeben. Im Falle einer elektronischen Nutzsignalerzeugungsvorrichtung, die einen Impulszähler sowie einen Frequenzteiler umfasst, ist die Ausgabevorrichtung vorteilhafterweise eingerichtet, ein Nutzsignal auszugeben, wenn ein Zählwert des gezählten Taktsignals des Taktgebers gleich mit einem vorbestimmten Zählwert ist. Hierbei wird der vorbestimmte Zählwert vorteilhafterweise basierend auf der durch den Frequenzteiler erreichten Zwischenfrequenz eingestellt.

Es sei angemerkt, dass der Impulszähler und die Ausgabevorrichtung oder der Frequenzteiler und die Ausgabevorrichtung jeweils als eine Einheit ausgebildet sein können.

Das durch die Ausgabevorrichtung ausgegebene Nutzsignal ist das Nutzsignal, mittels des die elektromechanische Vorrichtung bewegbar ist.

Die elektromechanische Vorrichtung ist dabei vorzugsweise eingerichtet, sich derart zu bewegen, dass bei abgelaufener Spannung der Antriebsfeder die elektromechanische Vorrichtung das Zahnradwerk antreibt. Dadurch fließt kinetische Energie aus der elektromechanischen Vorrichtung ins Zahnradwerk, und die elektromechanische Vorrichtung treibt das Zahnradwerk an. Dieser Reserve-Antrieb mittels der elektromechanischen Vorrichtung erfolgt getaktet, entsprechend dem Nutzsignal. Somit kann eine lange Gangreserve der Uhr ermöglicht werden.

Wenn die Uhr als Uhr mit Selbstaufzug ausgebildet ist, ist bei der Uhr vorteilhafterweise eine Vorrichtung zum Entkoppeln der Antriebsvorrichtung vom Zahnradwerk und/oder der Hemmung, insbesondere dem Hemmungsrad, vorgesehen. Dadurch kann verhindert werden, dass die Antriebsfeder von der elektromechanischen Vorrichtung aufgezogen wird, wenn die elektromechanische Vorrichtung das Zahnradwerk antreibt. Bei einer Uhr, die eine Hemmung umfasst, ist die elektromechanische Vorrichtung vorzugsweise eingerichtet, sich derart zu bewegen, dass bei abgelaufener Spannung der Antriebsfeder die elektromechanische Vorrichtung die Hemmung derart bewegt, dass die Hemmung das Zahnradwerk antreibt. Um dies bei einer Uhr mit einer als Ankerhemmung ausgebildeten Hemmung zu realisieren, bedarf es eines gut austarierten Anstellwinkels und Ausgestaltung der beiden Zinken des Ankers (Hemmstück) der Hemmung und des Anstellwinkels und der Form der Zähne des Hemmungsrades.

Wenn die elektromechanische Vorrichtung als Schrittmotor ausgebildet ist, ist der Schrittmotor vorzugsweise eingerichtet, sich derart zu bewegen, dass bei abgelaufener Spannung der Antriebsfeder der Schrittmotor das Zahnradwerk antreibt.

Ferner umfasst die Uhr bevorzugt eine Stromversorgungsvorrichtung zur Stromversorgung der elektronischen Taktgeberanordnung mit elektrischer Energie.

Die Stromversorgungsvorrichtung ist besonders bevorzugt als Akku ausgebildet.

Die Uhr weist bevorzugt eine Energy-Harvesting-Vorrichtung auf, die eingerichtet ist, den Akku aufzuladen.

Die Energy-Harvesting-Vorrichtung kann vorzugsweise mindestens einen Thermogenerator und/oder mindestens eine Solarzelle umfassen. Die Energy-Harvesting-Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise in der Uhr angebracht. Zum Beispiel kann das Zifferblatt als Solarzelle ausgearbeitet sein. Es ist auch möglich, dass eine Solarzelle unter einem semi-transparenten Zifferblatt oder an der Stelle einer Ausnehmung im Zifferblatt unter dem Zifferblatt angeordnet ist. Der mindestens eine Thermogenerator kann z.B. am Uhrgehäuseboden einer als Armbanduhr ausgebildeten Uhr angebracht sein, wo es aus einer Differenz der Hauttemperatur des Trägers der Uhr zur Temperatur der Umgebung der Uhr (und damit zur Temperatur der restlichen Uhr) Strom gewinnt.

Bei einer als Armbanduhr ausgebildeten Uhr kann die mindestens eine Solarzelle und/oder der mindestens eine Thermogenerator aber auch im Armband der Uhr eingebaut sein. So gibt es z.B. Textilien, die als Thermogeneratoren funktionieren. So kann das Armband als ein solches Textil-Armband ausgebildet sein, um den Strom für den Akku zu liefern.

Der mindestens eine Thermogenerator kann bevorzugt ein Peltier-Element umfassen.

Des Weiteren kann die Uhr ferner bevorzugt eine Ladezustandmessvorrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, einen Ladezustand des Akkus zu messen.

Ferner bevorzugt kann die Uhr eine Steuereinheit umfassen. Die Uhr ist dabei vorzugsweise eingerichtet, eine Stromversorgung der elektromechanischen Vorrichtung zu unterbrechen, wenn - bei abgelaufener Spannung der Antriebsfeder - die elektromechanische Vorrichtung als Reserve-Antrieb läuft und der Ladezustand des Akkus kleiner als ein vorbestimmter Ladezustandswert ist.

Obwohl die Stromversorgung der elektronischen Taktgeberanordnung, insbesondere bei einer Uhr mit Selbstaufzug, mittels des Akkus technisch vorteilhaft ist, ist es auch möglich, dass die Uhr statt eines Akkus und der Energy-Harvesting-Vorrichtung eine Batterie aufweist.

Die Uhr kann vorzugsweise als Uhr mit Selbstaufzug oder Handaufzug ausgebildet sein. Wenn die Uhr eine Uhr mit Selbstaufzug ist, umfasst die Uhr in vorteilhafter Weise ein Schwunggewicht, durch welches eine Antriebsfeder (Antriebsvorrichtung) aufziehbar ist.

Wenn die Uhr als Uhr mit Selbstaufzug ausgebildet ist, ist die Uhr in vorteilhafter Weise als Armbanduhr ausgebildet. Im Falle einer Uhr mit Handaufzug kann diese in vorteilhafter Weise als Armbanduhr, Standuhr, Tischuhr, Wanduhr oder eine andere Art von Uhren ausgebildet sein.

Vorzugsweise kann der Taktgeber eine Schwingfrequenz aufweisen, die einen Wert beträgt, der nur die Zahl 8 oder nur die Zahl 8 und die Zahl 0 aufweist. Insbesondere kann die Schwingfrequenz 8888 Hz, 88888 Hz, 888888 Hz, 8888888 Hz, 8 kHz, 88 KHz, 888 KHz oder 8888 KHz beträgt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren von Ausführungsbeispielen, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Fig. 1 eine schematische vereinfachte Draufsicht einer Uhr gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Teils der Uhr gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Teils der Uhr gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Teils einer Uhr gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Teils der einer gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Bereichs der Uhr gemäß dem dritten

Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Bereichs einer Uhr gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine Uhr 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Uhr 100 als Armbanduhr ausgebildet und weist somit zwei Anschlüsse 14 für ein Armband 16 auf. Es ist allerdings auch möglich, dass die Uhr 100 eine Wanduhr, eine Standuhr, eine Tischuhr oder eine Uhr von einem anderen Typ ist.

Die Uhr 100 umfasst ein Uhrgehäuse 11 und ein daran angeordnetes Uhrglas 15 auf. Die Uhr 100 weist ferner ein Zifferblatt 12 sowie drei Zeiger 13 für die Anzeige der Stunden, Minuten und Sekunden auf. Die Zeiger 13 sind Teile einer mechanischen Uhranzeigevorrichtung 102.

Weiterhin umfasst die Uhr 100 eine Taktgeberanordnung 10, ein Zahnradwerk 104 und eine Antriebsvorrichtung 101 zum Antreiben des Zahnradwerks 104. Das Zahnradwerk 104 ist mit der Uhranzeigevorrichtung 102 verbunden, so dass die Zeiger 13 der Uhranzeigevorrichtung 102 bewegt werden. Insbesondere umfasst das Zahnradwerk 104 zumindest ein Stundenrad, ein Minutenrad und ein Sekundenrad, die jeweils mit einem der Zeiger 13 verbunden sind.

Die Antriebsvorrichtung 101 umfasst in vorteilhafter weise eine Antriebsfeder ausgebildet. Zum Aufziehen bzw. Spannen der Antriebsfeder ist in der Uhr 100 eine Aufzugvorrichtung 121 vorgesehen. Die Uhr 100 ist insbesondere als Uhr mit Selbstaufzug ausgebildet. Dabei ist die Aufzugvorrichtung eine automatische Aufzugvorrichtung, die insbesondere als Schwunggewicht ausgebildet ist, so dass die Antriebsfeder durch das Schwunggewicht aufgrund der Bewegung der Hand des Trägers der Uhr 100 automatisch aufgezogen wird. Bei gespannter Antriebsfeder liefert diese die benötigte Energie, um das Zahnradwerk 104 anzutreiben. Es ist allerdings auch möglich, dass die Uhr 100 als Uhr mit Handaufzug ausgebildet sein. Dabei ist die Aufzugvorrichtung 121 manuell bzw. mit der Hand betätigbar.

Die Taktgeberanordnung 10, mittels der die Uhr 100 getaktet wird, umfasst einen Taktgeber 1, der als piezoelektrischer Schwingkristall ausgebildet ist. Die Taktgeberanordnung 10 sorgt dafür, dass ein Nutzsignal basierend auf einer vorbestimmten Schwingfrequenz des Taktgebers 1, in diesem Fall des piezoelektrischen Schwingkristalls, erzeugt wird. Das Nutzsignal wird benutzt, um die Uhr 100 zu takten.

Um den piezoelektrischen Schwingkristall zum Schwingen zu bringen, umfasst die Taktgeberanordnung 10 weiterhin eine Oszillatorschaltung 115.

Der piezoelektrische Schwingkristall kann insbesondere als Quarz-Schwingkristall oder Turmalin-Schwingkristall ausgebildet sein. Nach einer Variante kann der piezoelektrische Schwingkristall eine Länge, eine Breite und eine Höhe jeweils von mindestens 1 mm, bevorzugt von mindestens 1 ,5 mm, aufweisen. Dabei kann der piezoelektrische Schwingkristall insbesondere als Turmalin-Schwingkristall ausgebildet sein. Nach einer anderen Variante kann der piezoelektrische Schwingkristall als Quarz- Schwingkristall, insbesondere als synthetischer Quarz-Schwingkristall, in der Form eines Gabelschwingers ausgebildet sein.

Zum Erzeugen des Nutzsignals weist die Taktgeberanordnung 10 eine elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 auf, wie Figur 2 zu entnehmen ist. Die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 umfasst einen Frequenzteiler 117 und eine Ausgabevorrichtung 118. Der Frequenzteiler 117 ist dabei eingerichtet, die vorbestimmte Schwingfrequenz des Taktgebers 1 zu teilen bzw. halbieren. Dabei entspricht die vorbestimmte Schwingfrequenz des Taktgebers 1 insbesondere einer Zweierpotenz, wie beispielweise 32768 Hz, 524288 Hz oder 1048576 Hz. Die vorbestimmte Schwingfrequenz kann dabei mittels des Frequenzteilers 117 in vorteilhafter weise auf 1 Hz oder eine andere Frequenz wie z.B. 8 Hz heruntergebrochen werden. Die heruntergebrochene Schwingfrequenz entspricht dem Nutzsignal, das dann durch die Ausgabevorrichtung 118 ausgegeben werden kann.

Alternativ kann die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 statt des Frequenzteilers 117 einen Impulszähler 119 aufweisen. Hierbei ist die Ausgabevorrichtung 118 eingerichtet, ein Nutzsignal auszugeben, wenn ein Zählwert des gezählten Taktsignals des Taktgebers 1 gleich mit einem vorbestimmten Zählwert ist.

Es ist aber auch möglich, dass die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 einen Frequenzteiler 117 sowie einen Impulszähler 119 aufweist, die miteinander verbunden sind. Dies ist in Figur 2 mit einer Strichpunktlinie angedeutet. In diesem Fall ist der Impulszähler 119 signaltechnisch nach dem Frequenzteiler 117 angeordnet. Das heißt, dass ein Ausgangssignal des Frequenzteilers 117 als Eingangssignal des Impulszählers 119 dient. In einem ersten Schritt ist die vorbestimmte Schwingfrequenz des Taktgebers 1 zum Erreichen einer Zwischenfrequenz durch den Frequenzteiler 117 halbierbar, insbesondere mehrfach halbierbar. In einem zweiten Schritt ist die Zwischenfrequenz auf eine gewünschte Frequenz bzw. eine Nutzfrequenz von beispielsweise 1 Hz oder 8 Hz bringbar. Die Ausgabevorrichtung 118 ist dann eingerichtet, ein Nutzsignal auszugeben, wenn ein Zählwert des gezählten Taktsignals des Taktgebers 1 gleich mit einem vorbestimmten Zählwert ist. Hierbei wird der vorbestimmte Zählwert basierend auf der durch den Frequenzteiler 117 erreichten Zwischenfrequenz eingestellt.

Ferner weist die Taktgeberanordnung 10 eine elektromechanische Vorrichtung 106 auf. Die elektromechanische Vorrichtung 106 ist insbesondere als Aktor ausgebildet, der einen Magnetkern (Magnetanker) 107 und eine Magnetspule 108 umfasst. Hierbei wirkt die Magnetspule 108 mit dem Magnetkern 107 zusammen. Insbesondere ist die Magnetspule 108 eingerichtet, den Magnetkern 107 zu bewegen, wenn diese bestromt wird.

Die elektromechanische Vorrichtung 106 ist mittels des durch die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 erzeugten Nutzsignals bzw. des durch die Ausgabevorrichtung 118 ausgegebenen Nutzsignals bewegbar. Dadurch greift die elektromechanische Vorrichtung 106, insbesondere der Magnetkern 107, getaktet in das Zahnradwerk 104 ein.

Wie aus Figur 2 ferner ersichtlich ist, weist die Uhr 100 außerdem eine Hemmung 105 auf, die zwischen der Taktgeberanordnung 10, insbesondere der elektromechanischen Vorrichtung 106, und dem Zahnradwerk 104 angeordnet ist. Somit greift die elektromechanische Vorrichtung 106, insbesondere der Magnetkern 107, mittelbar über die Hemmung 105 in das Zahnradwerk 104 ein. Die Hemmung 105 ist mittels der elektromechanischen Vorrichtung 106 antreibbar.

Insbesondere greift die elektromechanische Vorrichtung 106 indirekt in hemmender Weise in das Zahnradwerk 104 ein, um das Zahnradwerk 104 abwechselnd zum Stillstand zu bringen und wieder freizugeben.

Figuren 2 und 3 ist zu entnehmen, dass die Hemmung 105 ein Hemmungsrad 109 und ein Hemmstück 110 umfasst und insbesondere als Ankerhemmung ausgebildet ist. Dabei steht das Hemmungsrad 109 im Eingriff mit dem Zahnradwerk 104, wobei der Magnetkern 107 durch seine Bewegung in Eingriff mit dem Hemmstück 110 bringbar ist. Insbesondere ist das Hemmstück 110 mittels des Magnetkerns 107 antreibbar.

Insbesondere baut die Magnetspule 108 im Rhythmus des Nutzsignals ein Magnetfeld auf und ab, wodurch der Magnetkern 107 auch im Rhythmus des Nutzsignals hin und her bewegt wird. Der sich bewegende Magnetkern 107 greift dann in das Hemmstück 110 ein und ersetzt damit eine übliche Unruh einer mechanischen Uhr.

Zur Stromversorgung der Oszillatorschaltung 115, der elektronischen Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 und der elektromechanischen Vorrichtung 106 ist die Uhr 100 mit einer Stromversorgungsvorrichtung 103 ausgestattet, die als Akku ausgebildet ist. Der Akku kann durch eine Energy-Harvesting-Vorrichtung 120 aufgeladen werden.

Die Energy-Harvesting-Vorrichtung 120 kann vorzugsweise mindestens einen Thermogenerator und/oder mindestens eine Solarzelle umfassen. Der Thermogenerator kann insbesondere ein Peltier-Element aufweisen. Zum Beispiel kann das Zifferblatt 12 als Solarzelle ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass eine Solarzelle unter dem Zifferblatt 12 angeordnet ist. Dabei muss das Zifferblatt 12 an der Stelle der Anordnung der Solarzelle entweder semi-transparent ausgebildet sein oder eine Ausnehmung aufweisen. Wenn bei der Uhr 100 ein Thermogenerator vorgesehen ist, kann dieser vorzugsweise am Uhrgehäuseboden der Uhr 100 angebracht sein. Somit kann dieser aus einer Differenz der Hauttemperatur des Trägers der Uhr 100 zur Temperatur der Umgebung der Uhr (und damit zur Temperatur der restlichen Uhr) Strom gewinnen. Es ist auch möglich, dass die mindestens eine Solarzelle und/oder der mindestens eine Thermogenerator im Armband 16 der Uhr 100 eingebaut ist/sind.

Im normalen Betrieb der Uhr 100, bei dem die Antriebsfeder die benötigte Energie zum Antreiben des Zahnradwerks 104 liefert, wird zunächst der piezoelektrische Schwingkristall mittels der Oszillatorschaltung 115 zum Schwingen mit seiner vorbestimmten Schwingfrequenz gebracht.

Basierend auf dieser Schwingfrequenz erzeugt die Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116, je nach deren Ausgestaltung mittels des Frequenzteilers 117, des Impulszählers 119 oder einer Kombination von beiden, ein Nutzsignal mit einer Nutzfrequenz. Das Nutzsignal in dem gewünschten Rhythmus wird dann an die elektromechanische Vorrichtung 106 ausgestoßen Dadurch kann die elektromechanische Vorrichtung 106 die Hemmung 105 kontrollieren, indem die elektromechanische Vorrichtung 106 zum Zeitpunkt der Nutzsignalausgabe das Hemmstück 110 bewegt. Durch die frequenzgesteurte Kontrolle (basierend auf der Schwingfrequenz des Taktgebers 1 der Hemmung kann das Zahnradwerk 104 getaktet werden.

In der Uhr 100 ist weiterhin eine Ladezustandmessvorrichtung 122 vorgesehen, die eingerichtet ist, einen Ladezustand des Akkus zu messen. Ferner weist die Uhr 100 eine Steuereinheit 123 auf, die vorzugsweise eingerichtet ist, die elektronische Taktgeberanordnung 10 zu steuern.

Bei abgelaufener Spannung der Antriebsfeder (Antriebsvorrichtung 101) kann die elektromechanische Vorrichtung 106 eingerichtet sein, sich derart zu bewegen, dass die elektromechanische Vorrichtung 106, insbesondere der Magnetkern 107, das Zahnradwerk 104 antreibt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Uhr 100 weiterläuft, auch wenn die Antriebsfeder die benötigte mechanische Energie nicht mehr liefern kann. Das kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Uhr 100 für einige Zeit, z.B. während der Nacht, nicht benutzt wird, wodurch die Antriebsfeder nicht durch die automatische Aufzugvorrichtung 121 gespannt werden kann. Dazu kann bei der Uhr 100 vorzugsweise eine Vorrichtung zum Entkoppeln der Antriebsfeder von der Hemmung 109 und vom Zahnradwerk 104 vorgesehen sein. Wenn der durch die Ladezustandmessvorrichtung 122 gemessene Ladezustand des Akkus kleiner als ein vorbestimmter Ladezustandswert ist, ist die Steuervorrichtung 122 eingerichtet, die Stromversorgung der elektromechanischen Vorrichtung 106 zu unterbrechen. Somit kann eine komplette Entladung des Akkus vermieden werden. Mit anderen Worten wird die Stromversorgung der elektromechanischen Vorrichtung 106 ab einem bestimmten mindest- Energieniveau im Akku unterbrochen, bis die Antriebsfeder wieder durch die Bewegung der Uhr 100 gespannt wird. Ansonsten würde sich der Akku vollständig leeren und könnte somit bei Wieder-Inbetriebnahme der Uhr 100 die elektromechanische Vorrichtung 106 nicht mehr sofort betreiben bzw. den Schwingvorgang des piezoelektrischen Schwingkristalls nicht in Gang setzen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Uhr 100 bereitgestellt, die genau so präzise wie eine Quarzuhr ist und gleichzeitig wie eine Automatikuhr angetrieben wird. Mit anderen Worten ist die Uhr 100 eine Hybriduhr, bei der die Steuerung der Taktung mittels der Schwingfrequenz des piezoelektrischen Schwingkristalls erfolgt und das Antreiben des Zahnradwerks 104 durch eine Antriebsfeder stattfindet. Aufgrund des Akkus, der die mit Strom funktionierenden Komponenten der Uhr 100 entsprechend versorgt und durch die Energy-Harvesting- Vorrichtung 120 aufladbar ist, weist die Uhr 100 ferner eine hohe Gangreserve auf.

Figur 4 bezieht sich auf eine Uhr 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Uhr 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Uhr 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Ausbildung der Taktgeberanordnung 10, insbesondere durch die Ausbildung des Taktgebers 1.

Der Taktgeber 1 ist in der Uhr 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel als ein Schwingsystem ausgebildet, welches einen Lichtwellenleiter 126, einen Lichtsender 124 zum Einspeisen eines getakteten Lichtsignals in den Lichtwellenleiter 126 und einen Lichtempfänger 125 zum Empfangen des Lichtsignals und zum Erzeugen eines elektrischen Signals umfasst. Der Lichtsender 124 ist über den Lichtwellenleiter 126 mit dem Lichtempfänger 125 verbunden.

Die elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung 116 ist eingerichtet, ein Nutzsignal, mittels des die Uhr 100 getaktet werden kann, basierend auf einer Frequenz des elektrischen Signals zu erzeugen.

Der Lichtsender 124, der insbesondere als Halbleiterlaser ausgebildet ist, ist insbesondere eingerichtet, einen Lichtpuls (getaktetes Lichtsignal) durch den Lichtwellenleiter 126 zu schicken. Der Lichtempfänger 125 ist dabei eingerichtet, den Lichtimpuls zu empfangen und diesen in einen Stromimpuls (elektrisches Signal) umzuwandeln. Ferner umfasst das Schwingsystem einen (elektrischen) Verstärker 127 und eine Signalkonditionierungsvorrichtung 128 auf. Der Verstärker 127 ist zwischen dem Lichtsender

124 und dem Lichtempfänger 125 angeordnet und eingerichtet, den durch den Lichtempfänger

125 erzeugten Stromimpuls zu verstärken. Die Signalkonditionierungsvorrichtung 128 ist zwischen dem Lichtsender 124 und dem Verstärker 127 angeordnet und eingerichtet, den Stromimpuls aufzubereiten und an den Lichtsender 124 zu schicken.

Es ist Figur 4 zu entnehmen, dass durch den Lichtsender 124, den Lichtwellenleiter 126, den Lichtempfänger 125, den Verstärker 127 und die Signalkonditionierungsvorrichtung 128 ein Kreislauf gebildet ist, der dem Taktgeber 1 der Uhr 100 entspricht.

Zum Erzeugen der Schwingfrequenz des Taktgebers 1 wird zunächst vom Lichtsender 124 ein Lichtimpuls durch den Lichtwellenleiter 126 geschickt. Aufgrund der Länge des Lichtwellenleiters 126 benötigt der Lichtimpuls, der in Richtung vom Lichtsender 124 zum Lichtempfänger 125 reist, eine bestimmte Zeitdauer, bis er am Lichtempfänger 125 ankommt. Mit anderen Worten ist diese Zeitdauer durch die vorbestimmte Länge des Lichtwellenleiters

126 vorgegeben. Vom Lichtempfänger 125 wird der Lichtimpuls in einen Stromimpuls umgewandelt und an den Verstärker 127 weitergeschickt. Der Verstärker verstärkt den Stromimpuls und schickt ihn weiter an die Signalkonditionierungsvorrichtung 128. Dort wird der Stromimpuls aufbereitet und wird an den Lichtsender 124 weitergereicht. Von dort wird ein neuer Lichtimpuls in den Lichtwellenleiter 126 geschickt.

Dieser Vorgang wiederholt sich pro Sekunde eine gewisse Anzahl von Malen. Die Anzahl der Wiederholungen pro Sekunde wird durch die Länge des Lichtwellenleiters 126 bestimmt. Bei einer Länge von ca. 20 m wiederholt sich der Vorgang pro Sekunde 10 Millionen Mal. Somit entsteht eine Schwingfrequenz des Taktgebers 1 von 10 MHz, welche zwischen der Signalkonditionierungsvorrichtung 128 und dem Lichtsender 124 abgegriffen werden kann.

Zum Erzeugen des Nutzsignals, mittels des die Uhr 100 getaktet werden kann, kann das Signal mit der Schwingfrequenz an den Frequenzteiler 117 und/oder den Impulszähler 119 weitergeleitet werden. Dort wird die Schwingfrequenz auf die Frequenz des erwünschten Nutzsignals heruntergebrochen, z.B. auf 1 Hz oder 8 Hz. Die Frequenz des Nutzsignals wird nun an die Ausgabevorrichtung 118 weitergereicht. Dort wird ein starkes Nutzsignal ausgegeben, welches die elektromechanische Vorrichtung 106, insbesondere den Magnetkern 107, anregt, eine Bewegung zu tätigen. Diese Bewegung des Magnetkerns 107 bewegt das Hemmstück 110 der Hemmung 105 und taktet somit das Zahnradwerk 104 der Uhr 100. Die Energie für den Antrieb des Zahnradwerkes 104 bezieht das Hemmungsrad 109 der Hemmung 105 durch die Antriebsfeder (Antriebsvorrichtung 101), welche wiederum durch die Aufzugvorrichtung 121 aufgezogen wird. Somit wird das Zahnradwerk 104 der Uhr 100 durch die Antriebsfeder angetrieben, aber durch die Schwingfrequenz des als Schwingsystem ausgebildeten Taktgebers 1 zeitlich getaktet.

Damit hat die Uhr 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Präzision des oben beschriebenen lichtbetriebenen Schwingsystems, ist aber dennoch eine Uhr mit mechanischem Uhrwerk. Der Strom für die Taktgeberanordnung 10, deren Komponenten zuständig für die Erzeugung der Schwingfrequenz, die Erzeugung des Nutzsignals basierend auf der Schwingfrequenz und das Betätigen der Hemmung 105 mittels des Nutzsignals sind, liefert der Akku, der von der Energy-Harvesting-Vorrichtung 120 aufgeladen wird.

Figuren 5 und 6 beziehen sich auf eine Uhr 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Uhr 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Uhr 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die elektromechanische Vorrichtung 106 bei der Uhr 100 gemäß dem dritten Ausführungsbespiel direkt getaktet in das Zahnradwerk 104 eingreift. Mit anderen Worten ist bei der Uhr 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel keine Hemmung vorgesehen. Das heißt, dass die Taktgeberanordnung 10 die Kombination aus einer üblichen Unruh und einer üblichen Hemmung einer üblichen mechanischen Uhr ersetzt.

Insbesondere greift die elektromechanische Vorrichtung direkt in hemmender Weise in das Zahnradwerk 104 ein, um das Zahnradwerk 104 abwechselnd zum Stillstand zu bringen und wieder freizugeben.

Die elektromechanische Vorrichtung 106 ist auch bei der Uhr 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel als Aktor ausgebildet, der einen Magnetanker 107 und eine Magnetspule 108 umfasst.

Somit greift dabei der Magnetanker 107 direkt getaktet in das Zahnradwerk 104 ein.

Es ist allerdings auch möglich, dass die elektromechanische Vorrichtung 106 als Schrittmotor ausgebildet ist, der direkt getaktet in das Zahnradwerk 104 eingreift.

Bis auf die beschriebenen Besonderheiten der Uhr 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht deren Funktionsweise grundsätzlich derjenigen der Uhr 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei kontrolliert die elektromechanische Vorrichtung 106 allerdings keine Hemmung, sondern direkt das Zahnradwerk 104, welches somit getaktet wird.

Figur 7 bezieht sich auf eine Uhr 100 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Uhr 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Uhr 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die elektromechanische Vorrichtung 106 bei der Uhr 100 gemäß dem vierten Ausführungsbespiel direkt getaktet in das Zahnradwerk 104 eingreift. Das heißt, dass, wie bei der Uhr 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, die Taktgeberanordnung 10 hier die Kombination aus einer üblichen Unruh und einer üblichen Hemmung einer mechanischen Uhr ersetzt.

Die elektromechanische Vorrichtung 106 ist auch bei der Uhr 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel als Aktor ausgebildet, der einen Magnetanker 107 und eine Magnetspule 108 umfasst. Somit greift der Magnetanker 107 getaktet direkt in das Zahnradwerk 104. Alternativ kann die elektromechanische Vorrichtung 106 als Schrittmotor ausgebildet sein, der dann direkt getaktet in das Zahnradwerk 104 eingreift.

Bis auf die beschriebenen Besonderheiten der Uhr 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht deren Funktionsweise derjenigen der Uhr 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei kontrolliert die elektromechanische Vorrichtung 106 allerdings keine Hemmung, sondern direkt das Zahnradwerk 104, welches somit getaktet wird.

Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den Fig. 1 bis 7 Bezug genommen.

Bezugszeichenliste

I Taktgeber

10 Taktgeberanordnung

I I Uhrgehäuse

12 Zifferblatt

13 Zeiger

14 Anschluss

15 Uhrglas

16 Armband

100 Uhr

101 Antriebsvorrichtung

102 Uhranzeigevorrichtung

103 Stromversorgungsvorrichtung

104 Zahnrad werk

105 Hemmung

106 elektromechanische Vorrichtung

107 Magnetkern

108 Magnetspule

109 Hemmungsrad

110 Hemmstück

115 Oszillatorschaltung

116 elektronische Nutzsignalerzeugungsvorrichtung

117 Frequenzteiler

118 Ausgabevorrichtung

119 Impulszähler

120 Energy-Harvesting-Vorrichtung

121 Aufzugvorrichtung

122 Ladezustandmessvorrichtung

123 Steuereinheit

124 Lichtsender

125 Lichtempfänger

126 Lichtwellenleiter

127 Verstärker

128 Signalkonditionierungsvorrichtung