包括与调节装置相关联的机械振荡器的钟表组件的制作方法

本发明涉及一种钟表组件，特别是精密钟表，其包括：

-特别是部分形成机械机芯的机构，

-机械谐振器，其适合于围绕与其最低机械势能状态对应的中性位置(neutralposition)沿振荡轴线振荡，

-用于保持机械谐振器的保持装置，该保持装置与机械谐振器形成适合于限定所述机构的工作状态的机械振荡器，机械谐振器的每次振荡呈现在振荡轴线上限定机械振荡器的振幅的两个端点位置之间的两个连续半周期，

–适用于调节机械振荡器的频率的调节装置，该调节装置包括通常比所述机械振荡器更精确的辅助振荡器，和设置用于按需对机械谐振器施加调节脉冲以立刻将其制动的装置。

特别地，机械谐振器为摆轮游丝且保持装置包括例如具有瑞士擒纵叉组件的常规擒纵装置。辅助振荡器特别是由石英谐振器或集成在电子电路中的谐振器形成。

背景技术：

形成如在本发明的技术领域中定义的钟表组件的机芯已在一些现有文献中被提出。1977年公布的专利ch597636提出了这种机芯，参考其图3。该机芯配备有摆轮游丝和常规保持装置，该保持装置包括擒纵叉组件和与配备有发条的发条盒运动学地连接的擒纵轮。该钟表机芯包括用于调节机械振荡器的频率的装置。该调节装置包括电子电路和磁性组件，该磁性组件由设置在布置于摆轮的轮缘之下的支承件上的扁平线圈以及安装在摆轮上并且设置成相互靠近以便在振荡器启动时均经过线圈上方的两个磁体形成。

电子电路包括时基，该时基包括石英发生器并且用于生成基准频率信号fr，该基准频率被与机械振荡器的频率fg进行比较。振荡器的频率fg经由通过一对磁体在线圈中生成的电信号来检测。调节电路适合于经由磁性的磁体-线圈耦合和与线圈连接的可切换负载立刻引起制动转矩。文献ch597636提供了以下教导：“所形成的谐振器应当具有与频率fr的任一侧的振幅一致的可变振荡频率(等时性误差)”。其因此教导，通过改变非等时谐振器的振幅来改变其振荡频率的变化。在谐振器的振幅与包括配备有磁体并且布置在钟表机芯的齿轮系中的转子的发电机的角速度之间进行类比以便调节其运行。由于制动转矩降低这种发电机的转速并且因此降低其旋转频率，所以这里仅仅设想能够通过施加减小其振幅的制动转矩来降低强制式非等时谐振器的振荡频率。

为了执行发电机或机械振荡器的频率的电子调节，在一个特定实施例中，设想负荷由可开关整流器经由在制动脉冲期间加载存储容量以取得用以供给电子电路的电力的晶体管形成。文献ch597636中给出的一致教导如下：当fg＞fr时，晶体管是导电的；于是从发电机/振荡器吸取功率pa。当fg＜fr时，晶体管不导电；因此，不再从发电机/振荡器吸取功率。换而言之，调节仅在发电机/振荡器的频率大于基准频率fr时进行。该调节包括为了降低其频率fg而将发电机/振荡器制动。照此，在机械振荡器的情况下，本领域的技术人员理解，由于所选择的机械振荡器的自发等时性误差，调节仅在发条被牢固地装设并且自由振荡频率(自然频率)大于基准频率fr时可行。因此，存在双重问题，即机械振荡器是针对机械机芯中通常有的误差选择的并且电子调节仅在该振荡器的自然频率大于标称频率时工作。

总之，通常向本领域的技术人员提供的教导如下：如果寻求机械地调节常规钟表机芯的摆轮游丝的频率，则有必要更换摆轮游丝以便首先在顶部上布置至少一个磁体并且其次将其自然频率修改成使得该自然频率大于所寻求的频率。这种教导的结果是明显的：有必要误调节机械谐振器以使得它以过高的频率振荡以便使得调节装置能够通过一连串的制动脉冲来使其频率恒定地回到与所寻求的理论频率一致的较低频率。因此，得到的钟表机芯自动以这样的方式设定，即精确操作依赖于电子调节，在无法进行电子调节的情况下这种钟表机芯将具有非常显著的时间漂移。照此，如果调节装置由于种种原因——特别是由于损坏——而失效，则配备有这种机芯的手表将不再精确，在某种程度上，它实际上不再运行。这种状况是有问题的。

将磁体-线圈型电磁系统用于将摆轮游丝与电子调节电路联接导致了多种问题。首先，在摆轮上布置永久磁体引起钟表机芯中始终存在磁通量并且所述磁通量周期性地发生空间变化。这种磁通量会对钟表机芯的各种部件或元件——特别是对由磁性材料制成的元件，诸如由铁磁性材料制成的零件——有着有害的影响。这会在钟表机芯的正确运行上有反映并且还增加了枢转元件的磨损。实际上可以设想在一定程度上屏蔽所讨论的磁性系统，但屏蔽需要由摆轮承载的特定元件。这种屏蔽往往增加了机械谐振器的尺寸及其重量。此外，它限制了清洁、视觉上有吸引力的构型的可能性。此外，高强度的外部磁场会损坏电磁系统的磁化元件。

本领域的技术人员意识到，所提出的机械钟表机芯的实施例，其包括用于调节摆轮游丝的频率的装置，其中设想以电子机械系统作用在振荡的摆轮上，所述电子机械系统一方面由布置在摆轮上的止挡件且另一方面由配备有在靠接方向上以限定的制动频率被制动的可动指形件的致动器形成。此概念旨在当机械振荡器相对于石英振荡器呈现时间漂移时利用指形件与止挡件之间的所要求的相互作用来使振荡器的频率与石英振荡器的频率同步，指形件或者立刻锁定摆轮，摆轮于是在某一时间区间中停止其移动(止挡件抵靠在沿其在摆轮朝向其中性位置返回的方向移动的指形件上)，或者在指形件在摆轮沿其最大振幅位置的方向旋转的同时开始靠着止挡件时限制振幅。

这种调节系统具有许多缺点并且可以严重怀疑它是否可以形成运行系统。指形件相对于止挡件的移动和止挡件的振荡关于指形件的振荡的任何潜在的初始相移的“盲”动作带来了多个问题。该动作被限制在由致动器相对于摆轮游丝的位置给出的角位置。照此，指形件与止挡件之间的相互作用的效果取决于摆轮游丝的振幅和致动器的位置。总之，这些实施例对本领域的技术人员来说看上去是相当不可能的，并且本领域的技术人员对这种使用望而却步。此外，本发明领域的技术人员并不知道配备有这种已引入市场的电子机械系统的手表。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于找到以上在技术背景中提到的技术问题和缺点的解决办法。

导致本发明的开发的范围内的第一目的在于提出一种包括机械机芯的钟表组件，该机械机芯具有常规摆轮-游丝型机械谐振器，和调节装置，该调节装置不使用磁体-线圈系统来将机械谐振器与该调节装置联接，特别是不需要在摆轮上布置至少一个永久磁体。应当注意的是，在本发明的描述的范围内，这种磁体-线圈系统引起磁制动脉冲，由至少一个线圈产生的磁通量与机械谐振器上自带的所述至少一个永久磁体的磁通量耦合。

导致本发明的研发的范围内的第二目的在于制造一种包括机械机芯的钟表组件，该机械机芯具有机械振荡器和用于调节该机械振荡器的装置，但不必最初对机械振荡器进行误调节以便获得在调节装置运行时具有辅助电子振荡器(特别是配备有石英谐振器)的精度并且在该调节装置失效或不运行时具有机械振荡器的精度的钟表，而是在后一种情况下具有易于与最佳标准一致的精度。换而言之，寻求另外将电子调节与以最高可能的精度被调节的机械机芯结合，以使得在不使用电子调节时它以最佳可能的操作保持运行。

本发明的目的还在于提出一种至少满足第一目的并且耐用的钟表组件，耐用即甚至在诸如冲击的外部干扰之后也能保持高精度。

为此，本发明涉及如权利要求1所述的钟表组件，以及如权利要求16所述的调节模块。多个不同的实施例和变型是从属权利要求的主题。因此，根据本发明的钟表组件包括电子控制电路和传感器，所述电子控制电路适合于产生供给到调节脉冲施加装置以用于其启动的控制信号，所述传感器适合于检测机械谐振器从振荡轴线上的特定位置通过。该钟表组件的调节装置包括测量装置，该测量装置适合于基于由传感器提供的位置信号来测量机械振荡器相对于辅助振荡器的时间漂移。有利地，该钟表组件的调节脉冲施加装置是电子机械装置，其适合于在检测出机械振荡器的至少某一时间漂移时响应上述取决于测出的时间漂移的控制信号来发生施加至机械谐振器的机械制动脉冲，每个机械制动脉冲都向该机械谐振器施加某一力偶，以调节机械振荡器的中频。最后，该机械谐振器限定制动表面，该制动表面具有沿机械谐振器的振荡轴线的特定范围并且布置成在机械振荡器的振荡的两个半周期中的一个半周期期间的某一特定时刻至少能够利用其触发来施加机械制动脉冲，而不论该机械振荡器在具有特定范围并且与机械振荡器的可使用操作范围对应的振幅范围中的振幅如何，所述特定时刻被选择为使得在机械制动脉冲期间不发生从机械谐振器的中性位置的通过。

术语“机械制动脉冲”表示机械性质的制动并且不仅仅是制动所引起的机械效应。照此，该表述在对其指定的第一含义中排除了经由静止线圈与安装在机械谐振器上的至少一个磁体之间的电磁耦合的无接触制动，因为在后一种情况下，制动是磁性的并且经由电磁系统进行，在所述电磁系统中，一元件——即所述至少一个磁体——附接在机械谐振器的振荡部件上，由此改变振荡部件——例如摆轮——的常规布置。然而，磁制动具有减少振荡部件的机械能的最终结果，但这种制动在性质上不是机械的。上述表述还排除了振荡部件与调节装置的静止单元之间的电联接所引起的制动。另一方面，显然，该表述未排除结合在引导施加至机械谐振器的机械制动脉冲的电磁装置中的电气元件和/或磁性元件。另一方面，术语“电子机械”表示至少一个电气元件形成调节脉冲施加装置。

在一个优选实施例中，调节脉冲施加装置由包括至少一个制动部件的致动器形成，所述至少一个制动部件适合于在机械制动脉冲期间响应上述控制信号而被致动以便向机械谐振器的振荡部件施加某一机械力偶。因此通过制动部件与振荡部件之间的物理接触获得了制动。

在上述优选实施例的一个有利的替代实施例中，调节脉冲施加装置布置成使得每个机械制动脉冲的制动能量小于锁定能量，以便在制动脉冲期间不立刻停止机械谐振器。随后，振荡部件和制动部件布置成使得机械制动脉冲可基本上通过制动部件与振荡部件的制动表面之间的动态干摩擦来施加。

借助本发明的特征，可以将用于调节其机械振荡器的模块(包括摆轮游丝)结合到基础机械机芯，而不必改造该基础机械机芯。这是一个大的优点。特别地，可在不必改变机械振荡器的动态特性的情况下制造根据本发明的钟表组件。如果需要的话，可设想对摆轮进行表面处理(一般是部分的)，以用于传感器的操作。在光学传感器的情况下，这种处理可局限于将黑点附贴在摆轮上或附贴在所述摆轮的轮缘下方。这样，不需要改变基础机械机芯的设计来制造根据本发明的钟表组件。在钟表组件被完全制造成新的情况下的第一种情况下，因此可以采用现有的已经证明其在生产中的价值的模板，并且通过在与该模板对应的钟表机芯的周边布置调节模块以便使得能够向机械谐振器施加机械制动脉冲来将该模板与根据本发明的另一调节模块相关联。在钟表组件的外部，将任选地需要设想适配以实现另外的调节模块的加入。在第二种情况下，根据本发明的钟表组件由基础钟表机芯形成，所述基础钟表机芯首先被设置在市场上的手表中并且其次向其增加根据本发明的调节模块以便提高其精度。手表外部的适配可以证实是必要的，但不一定是强制性的。例如，在表壳衬圈处进行加工可以证实足以实现在用户已经拥有的表壳中加入钟表组件，即增加根据本发明的调节模块，其为所附权利要求的主题。

根据一个主要实施例，测量装置适合于判定机械振荡器的时间漂移是否与至少一次提前或与至少一次延迟对应。随后，控制电路和调节脉冲施加装置适合于在测出的时间漂移与某一提前对应时选择性地向机械谐振器施加第一机械制动脉冲，所述第一机械致动脉冲的至少主要部分发生在一个半周期(第一四分之一周期)的起始时刻和中间时刻之间，并且在测出的时间漂移与某一延迟对应时向机械谐振器选择性地施加第二机械制动脉冲，该第二机械制动脉冲的至少主要部分发生在一个半周期(第二四分之一周期)的中间时刻与结束时刻之间。应当注意的是，机械谐振器的每个振荡周期限定第一半周期以及随后的第二半周期的，并且每一个半周期都包括机械谐振器在所述中间时刻从中性位置通过。

照此，控制电路和调节脉冲施加装置适合于在测出的时间漂移与某一提前对应时在机械谐振器的振荡的第一四分之一周期中选择性地向机械谐振器施加机械制动脉冲，并且在测出的时间漂移与某一延迟对应时在第二四分之一周期中向机械谐振器施加机械制动脉冲。

在一个主要替代实施例中，调节装置包括用于确定机械谐振器的时间位置的装置，其适合于在机械谐振器的振荡的半周期中确定在该半周期的中间时刻之前和起始时刻之后出现的第一时刻以及同样在该机械谐振器的振荡的半周期中确定在该半周期的中间时刻之后并且在结束时刻之前出现的第二时刻。随后，控制电路适合于大致在第一时刻选择性地触发第一机械制动脉冲并且大致在第二时刻选择性地触发第二机械制动脉冲。最后，机械谐振器的制动表面包括沿其振荡轴线的第一部段和沿振荡轴线的第二部段，该第一部段用于大致在第一时刻开始施加第一机械制动脉冲，该第二部段用于大致在第二时刻开始施加第二机械制动脉冲，而不论机械振荡器在其可用的操作范围中的振幅如何。

附图说明

在下文中将使用通过绝非限制性的示例给出的附图更详细地描述本发明，其中：

-图1是根据本发明的钟表组件的俯视图，

-图2示出用于调节根据本发明的钟表组件的摆轮游丝的振荡频率的调节装置的第一实施例，

-图3示出由检测摆轮游丝从其中性位置通过的传感器提供的位置信号和在摆轮游丝从其中性位置之前的某一半周期中的第一制动脉冲的施加，以及其在发生第一制动脉冲的时间间隔中的角速度和角位置，

-图4是类似于图3的图，其中在摆轮游丝已通过其中性位置之后的某一半周期施加第二制动脉冲，

-图5示出根据本发明的用于调节机械振荡器的装置的第二实施例的电子电路图，

-图6是图5中的调节装置的操作模式的流程图，

-图7示出机械振荡器的调节装置的第二实施例的一个替代实施例的电子电路图，

-图8示出图7中的电子电路中发生的两个数字信号，

-图9是图7中的调节装置的操作模式的流程图，

-图10是根据本发明的调节装置的第三实施例，和

-图11示出根据本发明的调节装置的制动装置的一个特定实施例。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的钟表组件2。该钟表组件包括机械钟表机芯4，所述机械钟表机芯至少由包括由布置在发条盒8中的主发条致动的齿轮系10的机构(该机构在图1中被部分地示出)形成。该钟表机芯包括由摆轮16和游丝18形成的机械谐振器14，以及用于保持机械谐振器的保持装置，该保持装置与该机械谐振器一起形成控制所述机构的操作的机械振荡器。保持装置包括这里由擒纵叉组件和经由齿轮系10与发条盒运动学连接的擒纵轮构成的擒纵装置12。机械谐振器适合于围绕与最低机械势能状态对应的中性位置沿振荡轴线——特别是圆形轴线——振荡。机械谐振器的每次振荡限定一振荡周期。

钟表组件2还包括用于电子地调节机械振荡器的频率的装置6，该调节装置包括与由石英谐振器23形成的辅助振荡器相关联的电子调节电路22。应当注意的是，可设想使用其它类型的辅助振荡器，特别是完全集成在调节电路中的振荡器。当然，辅助振荡器比机械振荡器更精确。装置6还包括用于在摆轮振荡时检测摆轮的至少一个角位置的传感器24和用于向机械谐振器14施加调节脉冲的调节脉冲施加装置26。最后，钟表组件包括电源28，该电源与用于储存由电源产生的电力的装置26相关联。电源例如由光伏电池或热电元件形成，这些示例绝非是限制性的。在电池的情况下，电源和储存装置共同形成同一个构件。

一般而言，调节装置6在其调节电路中包括电子控制电路，其适合于产生供给到调节脉冲施加装置的控制信号，所述调节脉冲施加装置适合于响应该控制信号而产生各自向机械谐振器施加某一力偶的连续调节脉冲。根据本发明，传感器24适合于检测摆轮16的至少一个基准点相对于该机械谐振器的支承件通过某一特定位置。优选地，该传感器适合于至少检测机械谐振器从其中性位置通过。应当注意的是，在该优选的替代实施例中，传感器可与擒纵叉组件相关联以便在大致在谐振器从其中性位置时设想的振荡保持脉冲期间检测该擒纵叉组件的转换。

谐振器的中性点的检测使得可以在振荡范围内产生可用且稳定的时间基准。实际上，在不存在干扰(特别是由设想用于调节的制动脉冲引起的干扰)的情况下，与振幅无关，从中性点通过始终刚好在半周期的中点处发生。另一方面，摆轮的另一角位置的检测不会提供稳定且清楚定义的时间基准，特别是相对于摆轮游丝从其中性位置通过以及半周期的开始或结束，即摆轮处于最大振幅和处于零角速度(与振荡方向的反向对应)的时刻的情况。此外，由于摆轮游丝的角速度在摆轮游丝从其中性位置通过时最大，所以该检测的精度以及因此对应的时刻的检测精度较高。以下在参考图3和4给出的优选的调节方法以及以下实施例的公开期间将更清楚地理解检测摆轮游丝从其中性位置通过的益处。

一般而言，调节装置6还包括测量装置，该测量装置适合于基于由传感器提供的位置信号来测量机械振荡器相对于辅助振荡器的时间漂移。应理解的是，一旦设置能够检测机械谐振器从其中间点通过的传感器，便容易进行这种测量。这种情况在机械振荡器的每半个振荡周期发生。以下将更详细地描述测量电路。

调节脉冲施加装置26适合于在观察到所述机械振荡器的某一时间漂移时向摆轮16施加用于调节机械振荡器的频率的机械制动脉冲。在一个特定的替代实施例中，想到通过任何机械制动脉冲从机械谐振器吸取的制动能量小于机械谐振器的锁定能量，以便在调节脉冲期间不立刻停止机械谐振器的振荡运动。锁定能量通常定义为机械谐振器在制动脉冲开始时的动能减去在所讨论的制动脉冲的结束和开始之间该机械谐振器的势能差，除非机械振荡器在该制动脉冲期间不接收保持能量。因此，该特定替代实施例包括在制动脉冲期间降低摆轮游丝的角速度而不是或多或少长时间停止摆轮游丝。应当指出的是，为了确保标准钟表振荡器的瑞士擒纵叉组件的正确操作，优选在擒纵叉组件的切换期间不产生制动脉冲，在该切换期间从振荡器供给保持能量。由于擒纵叉组件的切换通常围绕机械谐振器的中性位置发生，所以因此将防止摆轮游丝的振荡运动在其从该中性位置通过时被制动脉冲破坏。

根据图2所示的第一实施例，调节脉冲施加装置包括致动器36，该致动器36具有响应控制信号而被致动以便在机械制动脉冲期间向机械谐振器的振荡部件——这里为摆轮——施加某一机械力的可动制动部件38。致动器36包括由电路39供电的压电元件，该电路39根据由调节电路22供给的控制信号而产生电压。当压电元件被立刻加电时，制动部件与摆轮的制动表面相接触以便将其制动。在图2所示的示例中，形成制动部件的条形件38弯曲并且其端部部分压靠在摆轮16的轮缘17的圆形侧面40上。照此，轮缘17至少在某一角部段上限定大致圆形的制动表面。随后，制动部件包括可动部分，这里为条形件的端部部分，其限定布置成在机械制动脉冲的施加期间靠着大致圆形的制动表面施加压力的制动垫。优选地，在本发明的范围内设想振荡部件和制动部件布置成使得机械制动脉冲通过制动部件与振荡部件的制动表面之间的动态干摩擦或粘性摩擦来施加。

在一个有利的替代实施例(未示出)中，摆轮包括中心轴，该中心轴限定或支承摆轮的轮缘以外的部分，从而至少在某一角部段上限定圆形制动表面。在此情况下，制动部件垫布置成在机械制动脉冲的施加期间靠着该圆形制动表面施加压力。

与由调节装置的制动装置承载的至少一个制动垫相关联的用于枢转的振荡部件(摆轮)的圆形制动表面形成具有决定性优点的机械制动系统。实际上，借助于这种系统，可在振荡的任何时刻向机械谐振器施加制动脉冲，而不论摆轮的振幅如何。随后，可以精确地管理通过制动脉冲引起的修正，特别是通过其持续时间的适当选择和所施加的制动力偶。借助由传感器进行的位置测量，也可以确定半周期期间施加致动脉冲的时刻。照此，至少制动转矩、脉冲的持续时间和它们被产生的相应时刻可根据机械振荡器的时间漂移来选择和改变。特别地，由此可以引起用于振荡频率的细微和精确调节的轻微修正。

应当注意的是，振幅通常根据发条盒的装备(arming)程度变化(除非想到用于产生恒力的特定装置)。因此，在谐振器在其振荡运动的任何半周期中从其中性位置通过之前或之后的非零给定时刻，摆轮的角位置根据振幅而变化。如果例如选择提供制动脉冲以始终在谐振器从其中性位置通过之前或之后的规定固定时间区间调节振荡频率(参见下文公开的优选调节原理)，则制动表面随后应当在某一角长度上延伸以使得制动垫在任何情况下都能在沿该制动表面的多个角位置在摆轮上施加制动力。照此，机械谐振器具有制动表面，该制动表面至少在具有不同于零的某一角长度的某一角部段(即认为角部段是非局部的)上延伸，以使得能够至少在机械振荡器的振荡周期中的某一特定时刻施加机械制动脉冲，而不论针对用于机械振荡器的可用操作范围的机械谐振器的振幅如何。

应当注意的是，根据上述时间区间或根据为了在机械谐振器在其振荡运动的多个半周期中通过其中性位置的时刻之前或之后施加制动脉冲而选择的时间空档，所述时刻通过传感器34检测出，仅需摆轮的两个规定角部段分别具有或限定用于制动部件垫的两个圆形表面，使得能在机械振荡器的可用操作范围中施加制动脉冲，即在用于其振荡的幅度的特定可用角范围(例如200°与300°之间)中施加制动脉冲。一般而言，可以想到机械谐振器的制动表面至少一个第一角部段和至少一个第二角部段，所述第一角部段用于大致在位于机械谐振器从其中性位置通过的中间时刻之前的第一时刻在半周期中施加第一机械制动脉冲，所述第二角部段用于大致在位于所述中间时刻之后的第二时刻在半周期中施加第二机械制动脉冲，而不论机械谐振器在所讨论的机械振荡器的可用操作范围中的振幅如何。应当注意的是，在其中第一时刻和第二时刻在半周期中处于距离中间时刻的相同时距处并且位于中性位置的同一侧的特定情况下，第一角部段和第二角部段大致合并并且由此限定同一制动角部段。在其它情况下，第一角部段和第二角部段具有共同的部分或是分开的。相同考虑适用于其中可以设想分别施加第一制动脉冲和第二制动脉冲的第一时间区间和第二时间区间。在图2所示的替代实施例中，制动表面具有使得能够在机械谐振器的振荡的任何时刻施加机械制动脉冲的范围。

还应当注意的是，制动部件垫也可具有半径与制动表面相同的圆形接触表面，但不需要这种构型。该接触表面特别地可以是平面的，如图中所示。平坦表面具有允许制动部件相对于摆轮的定位的一定余量的优点，这使得可以使制动装置在钟表机芯的外周中或处具有较大的制造和组装公差。

传感器34是光电式光学传感器。它包括适合于向摆轮发射光束的光源和适合于接收返回的光信号的光探测器，所述光信号的强度根据摆轮的位置而周期性地变化。在图2所示的示意性示例中，光束被发射到轮缘17的侧向表面上，该表面具有反射率与两个相邻区不同的受限区，使得传感器能检测该受限区的通过并且在该情况发生时为调节装置提供位置信号。应当理解的是，具有用于光束的可变反射的圆形表面可位于摆轮的其它位置处。在一种特定情况下，该变化可由反射表面中的孔产生。传感器也可检测摆轮的特定部分——例如臂——的通过，中性位置例如对应于由该臂反射的信号的中点，或对应于这种信号的起点或终点。因此应理解的是，可由继而由光探测器检测的一连串光脉冲组成的光信号的调制可通过检测出的光的负或正变化来以多种方式限定摆轮的角位置。

在其它替代实施例中，位置传感器可属于电容式或感应式并且照此适合于根据摆轮的位置来检测电容或感应的变化。感应式传感器优选地例如通过检测非磁化材料的有无或仅检测这种材料与传感器之间的距离的变化而在谐振器上不存在磁化材料的情况下工作。本领域的技术人员了解众多可以容易地结合到根据本发明的钟表组件中的传感器。

有利地，调节装置6的各个元件形成钟表机芯的独立模块。照此，该模块可仅在其特别是在表壳中的组装期间被组装或与机械机芯4相关联。特别地，这种模块可附接在钟表机芯周围的表壳衬圈上。应理解的是，电子调节模块因此一旦钟表机芯被完全组装并调节便可有利地与钟表机芯相关联，该模块的组装和拆卸可以在不必在机械机芯本身上作业的情况下进行。

以下将参考图3和4描述代表本发明的明显改进的调节方法，接着描述根据本发明的钟表组件的实施例，其中实施该非常有利的调节方法。

图3示出四个曲线图。第一曲线图提供了在谐振器14振荡时——即在钟表机芯的机械振荡器启动时——由传感器34随着时间推移而提供的数字信号。应当注意的是，在第一替代实施例中数字信号由传感器直接提供，但在第二替代实施例中传感器提供模拟信号并且调节电路特别是借助比较器将其转换为数字信号。如上所述，传感器和摆轮适合于使传感器能够检测摆轮游丝接连从其中性位置通过。这种动作在每个振荡周期发生两次，在传感器提供脉冲42的时刻tzn在两个半周期中各一次。

机械振荡器的每个振荡周期都在限定该机械振荡器的振幅的两个端点位置之间限定第一半周期和随后的第二半周期，每个半周期都具有机械谐振器在中间时刻tzn从其中性位置通过以及在针对图3中的半周期a1的开始时刻tan-1或td1和针对图4中的半周期a2的开始时刻td2与针对图3中的半周期a1的结束时刻tan或tf1和针对图4中的半周期a2的结束时刻tf2之间的持续时间。这些开始和结束时刻分别由机械谐振器分别在每个半周期的开始和结束时由机械谐振器占据的两个端点位置限定。第二曲线图示出制动脉冲施加至机械谐振器14以对由机械振荡器定时的机构的操作进行修正的时刻tp1。矩形脉冲(即二进制信号)发生的时刻在图3和4中由这些脉冲的中点的时间位置限定。然而，根据替代实施例和调节电路的实施例，脉冲的开始或结束可被视为表征该脉冲的时刻，即所述脉冲的上升沿或下降沿。对于其中通常确定开始(即触发)和持续时间的制动脉冲情况尤其如此。

观察发生制动脉冲的振荡周期的变化和因此机械振荡器的频率的独立变化。事实上，如在分别示出摆轮随着时间推移的角速度(以弧度每秒：[rad/s]为单位的值)和角位置(以弧度：[rad]为单位的值)的图3中的最后两个曲线图中所见的，时间变化与发生制动脉冲的单独半周期有关。应当注意的是，每次振荡具有两个连续的半周期，其在本文中定义为摆轮分别承受沿一个方向的振荡运动和随后沿另一方向的振荡运动的两个半周期。换而言之，一个半周期对应于摆轮在一个方向上的一次振荡或在其限定振幅的两个端点位置之间的另一次振荡。

术语制动脉冲表示大致在有限的时间区间中向机械谐振器施加将其制动的某一力偶，即对抗该机械谐振器的振荡运动的力偶。在本发明的范围内，每个制动脉冲通过如代表摆轮的角速度的第三曲线图所示向机械谐振器施加机械制动力偶的机械制动而产生。

在图3和图4中，振荡周期t0对应于钟表组件的机械振荡器的“自由”振荡(即不施加调节脉冲)。振荡周期的两个半周期各自具有没有外部干扰或约束(特别是由调节脉冲产生的干扰或约束)的持续时间t0/2。时刻t＝0标记第一半周期的开始。应当注意的是，机械振荡器的“自由”频率f0这里约等于4赫兹(f0＝4hz)，使得周期t0＝约250ms。

首先将描述与图3所示对应的机械振荡器在其振荡频率的第一修正情形中的表现。在第一周期t0之后，发生制动脉冲p1的新周期t1或新半周期a1开始。在起始时刻td1，半周期a1开始，谐振器14占据与端点位置对应的最大正角位置。然后，在位于谐振器从其中性位置通过的中间时刻tn1之前的时刻tp1产生制动脉冲p1。最后，半周期a1在结束时刻tf1结束。制动脉冲在紧随通过传感器在半周期a1之前检测出的最近中间时刻tzn的时间区间ta1之后被触发。持续时间ta1被选择为大于四分之一周期t0/4且小于半周期t0/2减去制动脉冲p1的持续时间。在所提供的示例中，该制动脉冲的持续时间显著小于四分之一周期t0/4。术语“中间时刻”表示大致在半周期的中点发生的时刻。当机械振荡器自由振荡时情况尤其是这样。另一方面，对于供给调节脉冲的半周期，应注意的是，该中间时刻由于调节装置所引起的机械振荡器的干扰而不再完全对应于这些半周期中的每一个的持续时间的中点。

在该第一种情况下，制动脉冲在半周期的开始与谐振器在这个半周期中从其中性位置通过之间产生。如所设想的，角速度的绝对值在制动脉冲p1期间降低。这种制动脉冲引起如图3中的角速度和角位置的两个曲线图所示的谐振器的振荡中的负时间相移tc1，即相对于不受干扰的理论信号(使用虚线使用)的延迟。照此，半周期a1的持续时间增加了时间区间tc1。包括半周期a1的振荡周期t1因此相对于值t0延长。这引起机械振荡器的频率的孤立降低和相关联的机构的操作的短暂放慢。

参考图4，现在将描述机械振荡器在其振荡频率的第二修正情形中的表现。该图4中的曲线图示出了与图3中相同的变量的随着时间推移的进展。在第一周期t0之后，产生制动脉冲p2的新振荡周期t2或半周期a2开始。半周期a2在初始时刻td2开始，机械谐振器则处于端点位置(最大负角位置)。在四分之一周期(t0/4)之后，谐振器在中间时刻tn2到达其中性位置。然后，在位于谐振器在半周期a2中从其中性位置通过的中间时刻tn2之后的时刻tp2产生制动脉冲p2。最后，在制动脉冲p2之后，该半周期a2在谐振器再一次占据端点位置(周期t2中的最大正角位置)的结束时刻tf2结束。制动脉冲在紧随半周期a2的中间时刻tn2的时间区间ta2之后被触发。持续时间ta2被选择为小于四分之一周期t0/4减去制动脉冲p2的持续时间。在所提供的示例中，该制动脉冲的持续时间显著四分之一周期。

在所讨论的第二种情况下，制动脉冲因此在一个半周期中在谐振器从其中性位置通过的中间时刻与该半周期结束并且谐振器占据端点位置的结束时刻之间产生。如所设想的，角速度的绝对值在制动脉冲p2期间降低。显然，制动脉冲在此引起如图4中的角速度和角位置的两个曲线图所示的谐振器的振荡中的正时间相移tc2，即相对于不受干扰的理论信号(用虚线示出)的提前。照此，半周期a2的持续时间减少时间区间tc2。因此，包括半周期a2的振荡周期t2比值t0短。因此，这引起机械振荡器的频率的孤立升高和相关联的机构的操作的短暂加速。此现象出乎意料且不明显，这是本领域的技术人员过去忽视了它的原因。

该调节方法的不寻常之处在于它利用了机械振荡器的出乎意料的物理现象。发明人得出以下观察结论：与钟表领域中的一般教导不一样，不仅可以利用制动脉冲降低机械谐振器的频率，而且可以也利用制动脉冲提高这种机械振荡器的频率。本领域的技术人员将期待能够在实践中利用制动脉冲仅降低机械振荡器的频率，并且通过推论能够在向所述振荡器供给动力时通过施加驱动脉冲来仅提高这种机械振荡器的频率。已在钟表领域中确立并且因此由本领域的技术人员首先想到的这种直观的想法证实对于机械振荡器是不正确的。尽管这种表现对于其中转子沿相同方向连续旋转的微型发电机是正确的，但这对于机械振荡器恰恰相反是不真实的。

事实上，可以经由包括例如石英谐振器的辅助振荡器电子地调节此外为高精度的机械振荡器，使得它立刻呈现偏高或偏低的频率。为此，设想根据所讨论的机构的操作和因此设定该操作的速度的机械振荡器的频率正确地选择施加机械制动脉冲的时刻。发明人观察到，调节脉冲对机械谐振器产生的影响取决于它相对于该机械谐振器从其中性位置通过时的时刻在一个半周期中施加的时刻。根据由发明人揭示并用于根据本发明的钟表组件中的该原理，大致在机械谐振器经由其中性位置(空转位置)通过之前在机械谐振器的两个端点位置之间的任何半周期中施加的制动脉冲产生所述谐振器的振荡中的负时间相移和因此由谐振器决定的机构的操作的延迟，而大致在机械谐振器从其中性位置通过之后在此个半周期中施加的制动脉冲产生所述谐振器的振荡中的正时间相移和机构的操作的提前。由此可以仅借助制动脉冲来修正过高的频率或过低的频率。总之，在摆轮游丝的振荡的半周期期间施加制动偶根据所述制动转矩是在摆轮游丝从其中性位置通过之前还是之后而引起所述摆轮游丝的振荡中的负或正相移。

利用上述物理现象，根据本发明的钟表组件的一个主要实施例的特征在于机械振荡器的调节装置且特别是电子调节电路的特定布置。一般而言，该调节装置包括测量装置，该测量装置适合于在适用的情况下测量机械振荡器相对于隐含地比机械谐振器更精确的辅助振荡器的时间漂移，以及判定该时间漂移是与至少某一提前还是与至少某一延迟对应。于是，调节装置包括与上述调节脉冲施加装置连接的控制电路，所述调节脉冲施加装置适合于在机械振荡器的时间漂移与至少某一提前对应时在第一半周期中大致在机械谐振器从其中性位置通过的中间时刻之前向机械谐振器施加第一制动脉冲，并且在机械振荡器的时间漂移与至少某一延迟对应时在第二半周期中大致在机械谐振器从其中性位置通过的中间时刻之后向机械谐振器施加第二制动脉冲。

在以下将详细描述的一个优选实施例中，调节装置包括用于确定机械谐振器的时间位置的确定装置，该确定装置适合于在振荡的一个半周期中确定在机械谐振器从其中性位置通过的中间时刻之前并且在这个半周期开始的开始时刻之后发生的第一时刻，以及在振荡的同一半周期或另一半周期中确定机械谐振器从其中性位置通过的中间时刻之后并且在这个半周期结束的结束时刻之前发生的第二时刻。随后，控制电路适合于选择性地大致在第一时刻检测第一制动脉冲并且大致在第二时刻检测第二制动脉冲。

应当注意的是，用于确定机械谐振器的时间位置的装置可具有与测量装置(特别是位置测量传感器)和控制电路——例如逻辑电路和运行方面的计数器——共有的元件或部件。然而，这些实施例绝非旨在限制本发明的范围内。

参考图5和图6，以下将描述根据本发明的钟表组件——特别是其调节装置——的第二实施例。调节装置46包括电子调节电路48和辅助谐振器23。该辅助谐振器例如为电子石英谐振器。传感器24这里提供由在摆轮游丝从其中性位置依次通过时产生的脉冲组成的模拟信号。借助布置在电路48中的迟滞比较器50(施密特触发器)将该模拟信号与基准电压uref进行比较以便产生用于调节电路的数字电路的数字信号“comp”。该数字信号“comp”由一连串数字脉冲42组成，其中相应的上升沿分别在时刻tzn发生，n＝1，2，...，n，...(参见图3和4)。

比较器是以下描述的测量电路52的元件。假设机械谐振器的每个振荡周期存在两个脉冲42，则数字信号“comp”被供给到杠杆54，该杠杆54在每个振荡周期定期供给一个脉冲。杠杆以机械振荡器的瞬时频率将双向计数器c2递增，该双向计数器c2通过从以基准频率产生数字信号的辅助振荡器导出的时钟信号shor以名义频率/设定点频率递减。该辅助振荡器由辅助谐振器23和时钟电路56形成。为此，由时钟电路产生的相对高频基准信号事先由分解器div1和div2(这两个分解器任选地形成同一分解器的两个阶段)分解。照此，计数器c2的状态以与设定点周期大致对应的精度确定由机械振荡器随着时间推移而蓄积的相对于辅助振荡器的提前或延迟，计数器的状态被供给到逻辑控制电路58。计算器c2的状态对应于机械振荡器的时间漂移。

如图6中的流程图所示，在调节装置启动及其调节电路48加电时，该电路在步骤por初始化。特别地，执行计数器c2的“重置”。然后，等待对数字信号“comp”的第一上升沿的检测。此时，控制电路58将计数器c1重置。同时，控制电路验证是否已观察到特定时间漂移。更具体地，它判定可能的时间漂移是与某一提前对应(c2＞n1？)还是与某一延迟对应(c2＜-n2？)。应当注意的是，n1和n2是自然数(不同于零的正整数)。在未观察到这种提前或这种延迟的情况下，控制电路结束(在循环中实施的)序列并且等待传感器信号中的另一脉冲42的发生。

如果条件c2＞n1被验证(“是”)，则控制电路等待直至计数器c1已测出第一时间区间ta1(参见图3)并且随后向计时器60发送控制信号，该计时器60立即闭合开关62(其则切换至“接通”状态)以便对机械制动装置加电，更具体地使得机械制动装置在制动周期tr期间启动其机械制动部件。在用于将条形件38的可动端部部分朝向摆轮的轮缘或轴移动的压电元件的情况下(参见图2)，开关62然后命令该压电元件的加电。第一区间ta1被选择为大于四分之一周期t0/4且小于半周期t0/2减去至少制动脉冲的持续时间，使得整个制动脉冲在机械谐振器从其中性位置通过之前在半周期中施加，以引起机械振荡器的瞬时频率的降低，假设时间漂移表明其自由频率平均大于名义频率，即大于由辅助振荡器确定的设定点频率。在产生制动脉冲(持续时间tr)之后，该序列结束并且在由传感器供给的信号中出现另一脉冲42之前开始新序列。

如果条件c2＜-n2被验证(“是”)，则控制电路等待直至计数器c1已测出第二时间区间ta2(参见图4)并且随后向计时器60发送控制信号，该计时器60立即闭合开关62以使得机械制动装置在制动周期tr期间启动其机械制动部件。在产生制动脉冲(持续时间tr)之后，该序列结束并且在由传感器供给的信号中出现另一脉冲42之前开始新序列。第二区间ta2被选择为小于四分之一周期t0/4减去制动脉冲的持续时间，使得整个制动脉冲在机械谐振器从其中性位置通过之后和半周期的结束之前在所述半周期中施加，以引起机械振荡器的瞬时频率的提高，假定时间漂移表明其自由频率平均小于设定点频率。

应当注意的是，在图3和4中，时间区间ta1和ta2恰好在机械谐振器从其中性位置通过时开始。然而，如果脉冲42以该事件发生的时刻为中心并且呈现不同于零的某一持续时间，则其上升沿或其下降沿的检测然后显示关于该事件的某一时移。照此，应理解的是，区间ta1和ta2的值范围在此可稍微不同于从图3和图4得到的值范围(极限值的轻微变化，大致为位置脉冲的一半持续时间)以便符合调节方法的两个主要条件。

应当注意的是，在c2＞n1或c2＜-n2的情况下，在一个替代实施例中，可设想根据所描述的方法在多个时刻tzn+ta1或tzn+ta2供给多个连续的控制脉冲。这包括在一定数量的序列期间禁止询问计数器c2的状态。这种替代实施例使得可以供给一连串的低能量制动脉冲。为了限制振荡器的时间漂移的可能范围，优选地将对n1和n2取低值。例如，n1＝n2＝1或2。

传感器、比较器50、控制电路58和由时钟电路60经由分解器div1递增的计数器c1共同形成用于确定机械谐振器的时间位置的装置，该装置使得可以在机械谐振器从其中性位置通过之前和之后选择性地在多个半周期中施加机械制动脉冲。照此，可有效和安全地实施上述优选调节方法，以便修正机械振荡器的相对于由时钟电路60经由分解器产生的设定点频率过高或过低的自然频率。因此，用于确定时间位置的装置适合于在检测出谐振器从其中性位置通过之后测量第一时间区间和第二时间区间，其中各自的端点分别限定在机械谐振器的振荡的任何半周期中在时间上分别位于所述谐振器从其中性位置通过的时刻之前和之后的第一时刻和第二时刻。

参考图7至图9，将描述本发明的第二实施例的一个替代实施例，其定义了根据本发明的调节装置关于传感器所消耗的电力的管理的改进。这里不会再次描述调节电路48a的与参考图5和6描述的替代实施例相同的元件，对于与上述该替代实施例的调节方法对应的调节装置同样如此。调节装置66与调节装置46的不同之处在于传感器24具有待机模式或它甚至可以关掉。照此，术语“断开”状态表示传感器不工作并且然后发现它处于比其“接通”状态——其中它检测机械谐振器的摆动——低的电力消耗状态。

在本替代实施例中，设想在机械振荡器的每次振荡的主要部分期间将传感器设定为“断开”状态。为此，控制电路58a适合于向开关68供给控制信号scap，该控制信号控制传感器24的供电，或在其“接通”状态与其“断开”状态之间控制所述传感器的状态。如图8中通过信号scap和comp所示，设想在每个振荡周期t0中在时间区间tofft0期间将传感器设定为其“断开”状态并且在时间区间ton期间将传感器设定为其“接通”状态(注意t0＝toff+ton)。优选地，设想ton的持续时间小于四分之一t0/4以最大限度地降低传感器的功耗。事实上，数字信号“comp”呈现持续时间比较短的脉冲，使得在每个振荡周期对脉冲42的检测仅需相对小的时间窗ton。在此情况下，比较器50在每个振荡周期仅传送单个脉冲42，使得在前面的替代实施例中设想的杠杆被消除。比较器50将其输出信号直接供给至计数器c2。

在图9中的流程图中，通过根据“comp”信号的脉冲的下降沿的检测在调节方法的每个序列中将传感器设定为“断开”状态来进行传感器的供电管理。应当注意的是，在该替代实施例中，检测位置信号的脉冲42的下降沿。传感器由此可检测区间ton中的整个位置脉冲42。然而，对于调节本身，上升沿或下降沿的检测不起任何作用。为了检测摆轮的位置，也可以检测脉冲的上升沿以将传感器的开关从其“接通”状态触发至其“断开”状态。在后一种情况下，脉冲42的持续时间显著缩短，这是因为传感器在这些脉冲开始之后立即不工作。实施方案的这种替代实施例使得可以进一步降低传感器的消耗。

在调节装置的启动期间，传感器在检测第一脉冲42的下降沿之前被直接设定为“接通”状态(对应于机械谐振器经由中性位置的通过)。一旦该检测已发生，传感器便被设定为其“断开”状态(传感器断开)并且调节序列如前面的替代实施例中那样继续。另一方面，无论是否产生制动脉冲，控制电路58a都继续跟随计数器c1的递增，直至其值与设想的时间区间toff对应。然后，该序列以传感器的又一次启动(传感器接通)结束，这也标志着下一序列的开始。如图9中给出的算法设想持续时间toff大于持续时间ta1。该条件表示区间toff明显大于半周期t0/2。在又一替代实施例中，设想一旦处于与多个振荡周期(n＞1)对应的时间区间nt0中便仅检测从中性位置的通过。在这种替代实施例中，测量装置被相应地改造以使得计数器c2在连续的区间nt0中仅接收从辅助振荡器推导的单个设定点脉冲。

参考图10，以下将描述钟表组件72的第三实施例，其与前面的实施例的区别在于其制动装置74的布置。该制动装置的致动器包括各自由通过磁体-线圈磁性系统80a或80b致动的条形件38a或38b形成的两个制动模块76和78。两个磁性系统的线圈分别由与调节电路22电连接的两个供电电路82a和82b控制。条形件38a和38b限定第一制动垫和第二制动垫。这两个制动垫布置成使得，在施加机械制动脉冲期间，它们相对于摆轮16的旋转轴线并沿相反的方向分别向摆轮施加两个直径相对的径向力。显然，设想在制动脉冲期间由两个垫中的每一个施加的力偶基本上彼此相等。照此，摆轮的总平面中的合力大致为零，使得在制动脉冲期间不向摆轮轴施加径向力。这防止在该摆轮轴的枢轴上且更一般地与这些枢轴相关联的轴承处产生机械应力。这种布置可有利地结合在对摆轮轴或对由该轴产生的直径相对小的圆盘执行制动的替代实施例中。

在一个替代实施例中，可设想施加至摆轮的制动力是轴向的。在这种替代实施例中，有利的是设想在图10中提出的类型的制动装置。在此情况下，致动器布置成使得，在施加制动脉冲时，第一垫和第二垫向摆轮施加方向相反的两个大致轴向的力。这里还设想由两个垫中的每一个通过制动脉冲施加的力偶大致彼此相等。

形成特定制动装置的致动器在图11中被示出。该致动器包括钟表型电动机86和制动部件90，该制动部件90安装在该电动机的具有永久磁体的转子88上，以便在转子执行特定旋转时在谐振器14的摆轮16上施加某一压力，所述特定旋转响应由调节电路供给的控制信号而通过在制动脉冲期间对电机线圈的供电引发。