Die Erfindung betrifft ein Uhrwerk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der CH-597 636 ist ein Uhrwerk bekannt, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator antreibt. Der Generator speist eine Spannungswandlerschaltung, die Spannungswandlerschaltung speist ein kapazitives Bauelement, und das kapazitive Bauelement speist eine elektronische Referenzschaltung mit einem stabilen Oszillator sowie eine elektronische Regelschaltung. Die elektronische Regelschaltung weist eine Komparator-Logik-Schaltung und eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung In Ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung auf. Ein Eingang der Komparator-Logik-Schaftung ist mit der elektronischen Referenzschaltung und ein anderer Eingang der Komparator-Logik-Schaltung mit dem Generator über eine Komparatorstufe und eine Autikoinzidenz-Schaltung verbunden. Die Komparator-Logik-Schaltung ist so ausgelegt, daß sie ein von der elektronischen Referenzschaltung kommendes Taktsignal mit einem vom Generator stammenden Taktsignal vergleicht, in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung steuert und auf diese Weise über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme den Gang des Generators und damit den Gang der Zeitanzeige regelt.
Die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung in dem aus der CH-597 636 bekannten Uhrwerk Ist durch die Komparator-Logik-Schaltung nach der CH-597 636 allerdings nur in zwei Stufen steuerbar. Die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung gemäß der CH-597 636 ist nämlich entweder maximal oder null. Das bedeutet, daß der Generator entweder nur mit maximaler Stärke oder überhaupt nicht gebremst werden kann. Daraus resultieren erhebliche Regelschwingungen bei der Gangregelung des Uhrwerks. Auf diese Welse ergibt sich ein relativ schlechter energetischer Wirkungsgrad des Uhrwerks.
Die Spannungswandlerschaltung gemäß der CH-597 636 ist ein Gleichrichter. Gewöhnlich verwendet man in der Uhrentechnik zur Gleichrichtung Dioden, wie es zum Beispiel aus den Druckschriften GB-A-2,158,274, EP-A-0,326,312, US-A-4,653,931, EP-A-0,467,667, EP-A-0,326,313, EP-A-0,309,164, EP-A-0,241,219 und EP-A-0,679,968 bekannt ist. Dioden sind passive Bauelemente. Die Verwendung von Dioden als Gleichrichter während der gesamten Laufzeit eines Uhrwerks beeinträchtigt wegen der Diodenschwellspannung den energetischen Wirkungsgrad des Uhrwerks. Fermer sei auf die EP-A-0,695,978 verwiesen. Allgemeiner technischer Hintergrund, der jedoch im vorliegenden Zusammenhang nicht relevant ist, wird durch JP-A-58-179379 gegeben. Von Relevanz im vorliegenden Zusammenhang ist jedoch die EP-B-0,157,789.
Bei einem Uhrwerk, dessen Fader über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen Generator antreibt, besteht ein Problem darin, daß in der Feder nur eine begrenzte Energie gespeichert werden kann. Je mehr Leistung für den Antrieb des Uhrwerks gebraucht wird, umso kürzer wird die Gangreserve des Uhrwerks. Die benörtige Antriebsleistung setzt sich zusammen aus der mechanischen Antriebsleistung für das Uhrwerk, der Reibleistung und der elektrischen Leistung des Generators. Die elektrische Leistungsabgabe des Generators wird bestimmt durch die Leistungsaufnahme einer mit dem Generator verbundenen Energie verbrauchenden elektronischen Schaltung. Ferner ist zu berücksichtigen, daß die Reibleistung des Generators in einem direkten Zusammenhang mit der durch den Generator induzierten Spannung steht. Als grobe Abschätzung gilt, daß die Masse eines Rotors des Generators umso höher sein muß, je höher die induzierte Spannung sein soll. Mit der Masse des Rotors wächst jedoch auch die Reibleistung sowie das Massenträgheitsmoment des Rotors. Ein relativ hohes Massenträgheltsmoment des Rotors ist jedoch gegenüber einem relativ kleinen Massenträgheitsmoment nachteilig. Wird der Rotor z.B. durch einen Schlag gestoppt, so läuft er bei einem relativ großen Massenträgheitsmomani langsamer wieder an als bei einem relativ kleinen Massenträgheitsmoment. Hat der Rotor ein relativ großes Massenträgheitsmoment, dauert es also länger, bis er seine Nenndrehzahl wieder erreicht. Dadurch ist die Gefahr, daß das kapazitive Bauelement während der Anlaufphase des Rotors unter einen zum Betreiben der Uhrwerkelektronik notwendigen Spannungspegel entladen wird, natürlich größer als bei einem Rotor mit relativ kleinem Massenträgheitsmoment, der stärker beschleunigt und so die Nenndrehzahl schneller wieder erreicht.
Große elektrische und mechanische Energieverluste führen jedoch zwangsläufig zu einer kleinen Gangreserve oder zur Herstellung eines Uhrwerks mit einer großen Feder, wodurch das Uhrwerk insgesamt ein großes Volumen erhält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Uhrwerk bereitzustellen, dessen Feder über ein Räderwerk eine Zeitanzeige und einen eine Wechselspannung liefernden Generator antreibt und das in energetisch besonders günstiger Weise betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Uhrwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Lösung können die Regelschwingungen verkleinert und auf diese Weise mit den Regelschwingungen verbundene Energieverluste verringert werden.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein erfindungsgemäßes Uhrwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 und durch ein erfindungsgemäßes Worwesk mit dem Merkmalen des Patentanspruchs 3.
Bei dem erfindungsgemäßen Uhrwerk nach Patentanspruch 3 ist die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung in einem vorbestimmten Größenbereich sogar im wesentlichen stufenlos steuerbar. Damit ist eine gegenüber dem Uhrwerk gemäß der CH-597 636 deutliche Verringerung der Regelschwingungen und damit zusammenhängend deutliche Verbesserung des energetischen Wirkungsgrads des Uhrwerks gegeben.
Vorteilhalte Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Uhrwerke sind gegenstand der Unteransprüche 4 bis 37.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
In Fig. 1 ist ein elektronischer Teil eines erfindungsgemäßen Uhrwerks als Blockschaltbild dargestellt. Ein eine Wechselspannung liefernder Generator 1 ist über ein nicht dargestelltes Räderwerk mit einer ebenfalls nicht dargestellten Feder verbunden. Die Feder treibt den Generator 1 und eine nicht dargestellte Zeitanzeige an. Die Sollfrequenz der Wechselspannung des Generators 1 beträgt vorteilhafterweise 2n Hz, wobei n eine von Nullverschiedene natürliche Zahl ist. Der mechanische Teil des erfindungsgemäßen Uhrwerks ist Stand der Technik. Es wird diesbezüglich auf die CH-597 636 verwiesen.
Der Generator 1 speist eine Spannungswandlerschaltung 2. Die Spannungswandlerschaltung 2 speist ein erstes kapazitives Bauelement 10. Das erste kapazitive Bauelement 10 speist eine elektronische Referenzschaltung 3, 4, 5 mit einem stabilen Oszillator 3, 4 und eine elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9. Der stabile Oszillator 3, 4 weist einen Schwingquarz 4 auf, dessen Schwingung eine Referenzfrequenz definiert. Die Spannungswandlerschaltung 2, die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 und die elektronischen Referenzschaltung 3, 5 mit Ausnahme des Schwingquarzes 4 und mit Ausnahme sämtlicher in den genannten Schaltungen vorhandener kapazitiver Bauelemente sind als ein IC 11 aufgebaut. Bei einer anderen Ausführungsform sind sogar auch die kapazitiven Bauelemente in den IC 11 integriert.
Die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 weist eine Komparator-Logik-Schaltung 6 auf, deren einer Eingang mit der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 und deren anderer Eingang über eine den Nulldurchgang der Wechselspannung erfassende Komparatorstufe 7 und eine Antikoinzidenzschaltung 8 mit dem Generator 1 verbunden ist. Die Antikoinzidenzschaltung 8 ist Im wesentlichen ein Zwischenspeicher, der ein gleichzeitiges Einlaufen von Impulsen auf beiden Eingängen der Komparator-Logik-Schaltung 6 verhindert. Ferner weist die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 eine mit einem Ausgang der Komparator-Logik-Schaltung 6 verbundene und durch die Komparator-Logik-Schaltung 6 in ihrer Leistungsaufnahme steuerbare Energiedissipationsschaltung 9 auf.
Die Energiedissipationsschaltung 9 ist aus einer Vielzahl gleicher ohmscher Widerstände aufgebaut Die Größe eines ohmschen Widerstandes ist im Vergleich zur Größe des Widerstandes, der sich ergibt, wenn alle vorhandenen ohmschen Widerstände in Reihe geschaltet werden, klein. Die Komparator-Logik-Schaltung 6 steuert die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9, indem sie eine Anzahl von in den Strompfad geschalteten ohmschen Widerständen verändert. Auf diese Weise ist die Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung 6, 7, 8, 9 in einem durch die Anzahl der Widerstände vorbestimmten Größenbereich im wesentlichen stufenlos steuerbar.
Es ist auch möglich, die Energiedissipationsschaltung 9 als regelbare Stromquelle aufzubauen.
Die Komparator-Logik-Schaltung 6 vergleicht ein von der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 kommendes Taktsignal mit einem vom Generator 1 stammenden Taktsignal. In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs steuert die Komparator-Logik-Schaltung 6 die Größe der Leistungsaufnahme der elektronischen Regelschaltung 6, 7, 8, 9 über die Größe der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9. Auf diese Weise wird über die Steuerung der Regelschaltungsleistungsaufnahme der Gang des Generators 1 und damit der Gang der Zeitanzeige geregelt. Die Steuerung ist so ausgelegt, daß der Gang der Zeitanzeige in gewünschter Weise mit der vom Schwingquarz 4 gelieferten Referenzfrequenz synchronisiert wird.
Die Komparator-Logik-Schaltung 6 weist einen Zähler auf, dessen Zählerstand einer Gangdifferenz zwischen dem Generator 1 und der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 entspricht. Die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 wird in Abhängigkeit vom Zählerstand der Zählers gesteuert. Je nach dem Stand des Zählers wird in der Energiedissipationsschaltung 9 mehr oder weniger Energie dissipiert und damit der Generator 1 mehr oder weniger belastet. Jedem Zählerstand ist eine vorbestimmte wirksame Widerstandskombination in der Energiedissipationsschaltung 9 zugeordnet. Das bedeutet, daß die Komparator-Logik-Schaltung 6 in Abhängigkeit vom Zählerstand die in der Energiedissipationsschaltung 9 vorhandenen ohmschen Widerstände einzeln und in verschiedenen Kombinationen in den aktiven Strompfad einschalten oder aus dem aktiven Strompfad herausschalten kann. Dabei ist selbstverständlich auch der Fall vorgesehen, daß bei einem oder mehreren Zählerständen überhaupt keiner der genannten ohmschen Widerstände in den aktiven Strompfad geschaltet wird.
Die Steuerung wird jedoch dadurch eingeschränkt, daß beim Erreichen eines bestimmten Höchststandes des Zählers ein Einzählen von Generatorimpulsen unterbrochen wird. Dies ist insbesondere notwendig, um ein problemloses Anlaufen aller elektronischen Komponenten des Uhrwerks für den Fall zu gewährleisten, daß die Feder nach einem vollständigen Stillstand des Uhrwerks erstmalig wieder aufgezogen wird. Eine ähnliche Wirkung erzielt man, wenn man die Komparator-Logik-Schaltung 6 und die Energiedissipationsschaftung 9 so aufeinander abstimmt, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 für einen vorbestimmten Zahlerstandsbereich (z.B. 0 bis 16) minimal gehalten wird und sich bei Überschreitung des vorbestimmten Zählerstandsbereichs linear proportional zum Zählerstand ändert. Für das angeführte Beispiel würde das folglich bedeuten, daß sich bei Zählerständen über 16 die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 mit wachsendem Zählerstand linear proportional zum Zählerstand vergrößert und mit sinkendem Zählerstand linear proportional zum Zählerstand verkleinert. Das Minimieren der Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 in dem genannten Zählerstandsbereich hat zur Folge, das ein Rotor des Generators 1 zunächst ungehindert wieder beschleunigen kann, falls er z.B. durch die Wirkung eines Schlags angehalten wurde. Eine solche möglichst ungehinderte und schnelle Beschleunigung auf die Nenndrehzahl ist aus den schon weiter oben im Zusammenhang mit den Erläuterungen zum Massenträgheitsmoment des Rotors ausführlich diskutierten Gründen erwünscht.
Zur Weiteren Stabilisierung der Steuerung kann bei einem bestimmten Tiefststand des Zählers auch ein Auszählen von Impulsen unterbrochen werden.
Das Uhrwerk weist ferner eine nicht dargestellte Einrichtung zur Anzeige der Gangreserve in Abhängigkeit vom Zählerstand auf. Die Anzeige der Gangreserve erfolgt mittels eines LCD.
Die elektronische Referenzschaltung 3, 4, 5 weist eine zwischen den stabilen Oszillator 3, 4 und den Anschluß an die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 geschaltete Frequenzteilerschaltung 5 auf. Diese teilt die vom Schwingquarz 4 gelieferte Referenzfrequenz in definierter Weise, um eine einfachere Synchronisation der Zeitanzeige zu ermöglichen.
Wie Fig. 2 bis 4 entnommen werden kann, erfüllt die Spannungswandlerschaltung 2 sowohl eine Gleichrichterfunktion als auch eine Spannungsverdreifacherfunktion.
Mit dem Generator 1 und mit dem ersten kapazitiven Bauelement 10 in Reihe geschaltet ist eine erste Diode 14. Ein erster Schalter 19 ist parallel zur ersten Diode 14, jedoch in Reihe mit dem Generator 1 und in Reihe mit dem ersten kapazitiven Bauelement 10 geschaltet. Der erste Schalter 19 wird durch einen ersten Komparator 21 aktiv gesteuert.
Die Spannungswandlerschaltung weist ferner eine Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 auf, die eingangsseitig an den Generator 1 und lastseitig an das erste kapazitive Bauelement 10 und an die Parallelschaltung der ersten Diode 14 und des ersten Schalters 19 gekoppelt ist. Ein lastseitiger Anschluß der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 mündet zusammen mit dem von der ersten Diode 14 abgewandten Anschluß des ersten kapazitiven Bauelements 10 in einen Masseknoten 22.
Der erste Komparator 21 vergleicht das elektrische Potential an dem nicht auf Massepotential liegenden Anschluß des ersten kapazitiven Bauelements 10 mit dem elektrischen Potential des nicht auf Massepotential liegenden lastseitigen Anschlusses der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23. Der erste Schalter 19 wird durch den ersten Komparator 21 nur dann geschlossen, wenn die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 zum Betreiben des ersten Komparators 21 ausreicht und das elektrische Potential an dem massefreien lastseitigen Anschluß der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 zum weiteren Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements 10 hoch genug ist.
Der erste Schalter 19 ist ein erster Feldeffekttransistor und so geschaltet, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als erste Diode 14 wirkt.
Die Feder, das Räderwerk, der Generator 1, die Spannungswandlerschaltung 2 und die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 sind so ausgelegt, daß der Generator 1 unmittelbar nach einem Anlaufen des Uhrwerks bis zum Zeitpunkt des Aufladens des ersten kapazitiven Bauelements 10 auf den vorbestimmten Wert mit einer Drehzahl arbeitet, die größer als die Solldrehzahl des Generators 1 ist. Dabei erfolgt zunächst das Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements 10 über die erste Diode 14.
Der Spannungswert des ersten kapazitiven Bauelements 10, der zum Betreiben des ersten Komparators 21 und zum Betreiben eines in der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 vorhandenen und weiter unten genauer erläuterten zweiten Komparators 20 ausreicht, ist in diesem Ausführungsbeispiel 0,6 V. Der Spannungsabfall über der ersten Diode 14 beträgt 400 mV. Sobald das erste kapazitive Bauelement 10 auf mindestens 0,8 V aufgeladen ist, ist auch ein problemloses Funktionieren der elektronischen Referenzschaltung 3, 4, 5 und der elektronischen Regelschaltung 6, 7, 8, 9 gewährleistet. Der erste Komparator 21 schließt, sobald die von der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 gelieferte Spannung höher ist als die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10, den ersten Schalter 19, d.h. er öffnet den ersten Feldeffekttransistor. Der Spannungsabfall über dem Kanal des ersten Feldeffekttransistors beträgt jedoch nur 10 mV. Der Spannungsverlust wird also erheblich herabgesetzt. Sobald die von der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 gelieferte Spannung wieder unter die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 absinkt, schließt der erste Komparator 21 den ersten Feldeffekttransistor. Steigt die von der Spannungsverdreifacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 gelieferte Spannung abermals auf einen genügend großen Wert, so öffnet der erste Komparator 21 den ersten Feldeffekttransistor wieder und so weiter. Das Aufladen des ersten kapazitiven Bauelements 10 erfolgt also nur in der Anlaufphase des Uhrwerks über die mit einem hohen Spannungsveriust behaftete erste Diode 14. Im weiteren Gangverlauf wird dann das erste kapazitive Bauelement 10 nur noch über den Kanal des ersten Feldeffekttransistors geladen, was energetisch wesentlich günstiger als ein Laden über die erste Diode 14 ist. Auf diese Weise wird die Energiereserve des Uhrwerks sparsamer genutzt und die Gangreserve erhöht.
Nach dem heutigen Stand der Technik ist es nicht möglich, einen Mikrogenerator zu bauen, der eine induzierte Spannung von mehr als 1,6 V hat. Das bedeutet, daß die Spannungswandlerschaltung 2 neben ihrer Gleichrichterfunktion auch eine Spannungsvervielfacherfunktion erfüllen muß, wozu die schon genannte Spannungsvervielfacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 dient. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Spannungsvervielfacherschaltung 12, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 23 eine Spannungsverdreifacherschaltung. In den Fig. 2 bis 4 sind drei verschiedene Ausführungsformen der Spannungsverdreifacherschaltung gezeigt.
Bei einer solchen Spannungsvervielfacherschaltung ergibt sich allerdings stets auch das schon erläuterte Problem des Spannungsabfalls über den darin notwendigerweise vorhandenen Dioden. Bei den in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen der Spannungsvervielfacherschaltung ist dieses Problem auf ähnliche Weise gelöst wie das Problem des Spannungsabfalls über der ersten Diode 14. Ein zweites und ein drittes kapazitives Bauelement 15, 16 sind in Reihe mit dem Generator 1 geschaltet, wobei der Generator 1 zwischem dem zweiten kapazitiven Bauelement 15 und dem dritten kapazitiven Bauelement 16 angeordnet ist. Eine erste Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung (siehe Fig. 2) weist ferner eine Parallelschaltung einer zweiten Diode 12 und eines zweiten Schalters 17 sowie eine Parallelschaltung einer dritten Diode 23 und eines dritten Schalters 18 auf. Die Parallelschaltung der zweiten Diode 12 und des zweiten Schalters 17 ist in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements 15 und den lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements 16 geschaltet. Die Parallelschaltung der dritten Diode 23 und des dritten Schalters 18 ist in Reihe zwischen den generatorseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements 16 und den lastseitigen Anschluß des zweiten kapazitiven Bauelements 15 geschaltet. Der schon weiter oben kurz erwähnte zweite Komparator 20 steuert sowohl den zweiten als auch den dritten Schalter 17, 18. Die erste Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung weist ferner eine in Reihe zwischen die lastseitigen Anschlüsse des zweiten und dritten kapazitiven Bauelements 15, 16 geschaltete vierte Diode 13 auf.
Die zweite, die dritte und die vierte Diode 12, 23, 13 sind in gleicher Durchlaßrichtung geschaltet, und die erste Diode 14 ist in dazu entgegengesetzter Durchlaßrichtung geschaltet. Der zweite Komparator 20 vergleicht das elektrische Potential an dem mit dem zweiten kapazitiven Bauelement 15 verbundenen Anschluß des Generators 1 mit dem elektrischen Potential am lastseitigen Anschluß des dritten kapazitiven Bauelements 16. Der zweite und/oder der dritte Schalter 17, 18 wird durch den zweiten Komparator 20 nur dann geschlossen, wenn die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 zum Betreiben des zweiten Komparators 20 ausreicht und das vom Generator 1 zur Verfügung gestellte elektrische Potential zum Aufladen des zweiten bzw. des dritten kapazitiven Bauelements 15, 16 hoch genug ist.
Der zweite Schalter 17 ist ein zweiter Feldeffekttransistor, und der dritte Schalter 18 ist ein dritter Feldeffekttransistor. Der zweite Feldeffekttransistor ist so geschaltet, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als zweite Diode 12 wirkt. Der dritte Feldeffekttransistor ist so geschaltet, daß in seinem gesperrten Zustand ein Teil seiner Struktur als dritte Diode 23 wirkt.
Nach einem Anlaufen des Uhrwerks sind der zweite Feldeffekttransistor und der dritte Feldeffekttransistor zunächst gesperrt. Das Aufladen des zweiten kapazitiven Bauelements 15 und des dritten kapazitiven Bauelements 16 erfolgt über die zweite, dritte und vierte Diode 12, 23, 13. Sobald die Spannung des ersten kapazitiven Bauelements 10 einen Minimalwert von 0,8 V erreicht hat und die vom Generator 1 gelieferte Spannung höher ist als die Spannung des dritten kapazitiven Bauelements 16, öffnet der zweite Komparator 20 den zweiten Feldeffekttransistor und den dritten Feldeffekttransistor. Das Aufladen des zweiten und des dritten kapazitiven Bauelements 15, 16 erfolgt jetzt über den zweiten Feldeffekttransistor und den dritten Feldeffekttransistor. Die Verringerung der Spannungsverluste ist analog zur oben erläuterten Verringerung des Spannungsverlustes beim Übergang von der ersten Diode 14 zum ersten Feldeffekttransistor. In analoger Weise erfolgt auch das Öffnen und Schließen des zweiten und des dritten Feldeffekttransistors durch den zweiten Komparator 20. Fällt die vom Generator 1 gelieferte Spannung unter die Spannung des dritten kapazitiven Bauelements 16 ab, so sperrt der zweite Komparator 20 den zweiten und den dritten Feldeffekttransistor. Steigt die vom Generator 1 gelieferte Spannung über die Spannung des dritten kapazitiven Bauelements 16 an, werden der zweite und der dritte Feldeffekttransistor geöffnet, d.h. der zweite und der dritte Schalter 17, 18 werden geschlossen. Im Vergleich zum reinen Diodeneinsatz ergibt sich somit auch in der Spannungsverdreifacherschaltung eine sparsamere Verwendung der Energiereserve des Uhrwerks, wodurch die Gangreserve erhöht wird.
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung dargestellt, bei der im Unterschied zur ersten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung der die vierte Diode 13 enthaltene Schaltungszweig fehlt. Da die vierte Diode 13 zum Funktionieren der Spannungsverdreifacherschaltung nicht unbedingt notwendig ist, gewährleistet auch die zweite Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung einen zuverlässigen Betrieb der Spannungswandlerschaltung 2. Selbstverständlich müssen dazu die jeweils vorhandenen Dioden in ihrer Dimensionierung stets der aktuellen Schaltungsumgebung geeignet angepaßt sein. Gleiches gilt auch für die in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung, die nur den Schaltungszweig mit der vierten Diode 13, nicht aber die Schaltungszweige mit der zweiten Diode 12 und der dritten Diode 23 aufweist. An die Stelle der in der ersten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung vorhandenen Parallelschaltung der zweiten Diode 12 und des zweiten Schalters 17 bzw. der Parallelschaltung der dritten Diode 23 und des dritten Schalters 18 tritt also in der vierten Ausführungsform der Spannungsverdreifacherschaltung der zweite Schalter 17 allein bzw. der dritte Schalter 18 allein.
Denkbar ist auch, anstelle der beschriebenen Spannungsverdreifacherschaltung eine Spannungsverdoppelungsschaltung einzusetzen. Durch die Auswahl entsprechender elektronischer Bauelemente müßte in diesem Fall sichergestellt werden, daß die Spannungswandlerschaltung 2 ab einer minimalen Peakspannung des Generators von 0,5 V funktioniert.
Es ist auch möglich, anstelle einer Spannungsvervielfacherschaltung, die die Ausgangsspannung des Generators 1 um einen fest vorgegebenen Wert vergrößert, eine regelbare Spannungsvervielfacherschaltung einzusetzen.
Die Spannungswandlerschaltung 2 und die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 sind derart abgestimmt, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 einen Minimalwert annimmt, während irgendeines der kapazitiven Bauelemente 10, 15, 16 geladen wird.
Außerdem sind die Spannungswandlerschaltung 2 und die elektronische Regelschaltung 6, 7, 8, 9 so ausgelegt, daß die Leistungsaufnahme der Energiedissipationsschaltung 9 in Abständen von 3 x 10-2 s regelmäßig für 5 x 10-4 s einen Minimalwert annimmt, um den Komparatoren 20, 21 einen Potentialvergleich entsprechend ihrer Funktion zu ermöglichen. Würde nämlich der Potentialvergleich bei einer Generatorbelastung durchgeführt werden, die über der Minimalbelastung des Generators 1 liegt, so kämen die Komparatoren 20, 21 hinsichtlich der Lademöglichkeiten der kapazitiven Bauelemente 10, 15, 16 zu falschen Schlußfolgerungen, denn sie würden eine gegenüber der Generatorspannung bei Minimalbelastung verminderte Generatorspannung detektieren.