Dans une pièce d'horlogerie mécanique comprenant un système balancier-spiral à échappement suisse, la période d'oscillation du balancier est donnée par la formule$$\text{T=2π}\sqrt{\frac{\text{I}}{\text{C}}}$$ où I est le moment d'inertie principal du balancier et C le moment de rappel de la force élastique du spiral.

Si ce rapport est constant, le mouvement est isochrone.

Malheureusement, lors de la marche de la pièce, de nombreux facteurs, qui dépendent notamment des positions du système réglant, modifient la valeur du rapport $\frac{\text{I}}{\text{C}}$

Un des facteurs les plus importants réside dans les forces de frottement, en particulier celles qui agissent sur les pivots du balancier.

Ces forces de frottement entrainent des variations ΔT de la période d'oscillation T du balancier.

Pour réduire ces écarts, l'horloger Breguet a inventé le tourbillon qui consiste à loger les organes du système réglant dans une cage, coaxiale au balancier, de manière que les écarts se compensent au moins partiellement lors des mouvements aléatoires de la pièce.

Le but de la présente invention est de réduire davantage la somme des écarts ΔT durant un intervalle de temps relativement long, par exemple 24 heures, et d'améliorer ainsi la précision de la pièce.

A cet effet, le système réglant est logé dans une cage et la pièce comprend un mécanisme imprimant à cette cage un mouvement au cours duquel tous les points matériels du sytème réglant décrivent des trajectoires dans un espace à trois dimensions

Le dessin ci-annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, une montre-bracelet constituant une forme d'exécution de l'objet de l'invention.

Pour simplifier, on a représenté seulement la cage et son mécanisme d'entraînement, ainsi qu'une partie du système réglant.

La figure unique du dessin est une coupe par l'axe commun A1 de la cage et du balancier.

Le système réglant de la montre-bracelet, comprenant le balancier 10 et le pignon d'échappement 11, est logé dans une cage 12 dont le pont supérieur 13 présente une couronne dentée 14.

Cette cage 12 est fixée sur un plateau ( plateforme ) 15 qui est solidaire de la roue de seconde 16 laquelle engrène avec le pignon 11.

Le plateau 15 est monté rotativement entre deux pierres-glaces 17 et 18 disposées dans des logements prévus à cet effet, respectivement dans le moyeu 19 de deux roues dentées jumelées 20 et 21, et dans le moyeu 22 d'une roue dentée 23.

Les trois roues 20, 21 et 23 ont un axe commun A2 coupant perpendiculairement l'axe A1.

Les roues jumelées 20-21 peuvent tourner dans un palier à billes 24, tandis que le moyeu 22 est châssé dans un logement d'un support 25.

Le palier 24 et le support 25 sont montés en des points diamètralement opposés d'une roue motrice 26 qui tourne, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 27, dans une bague 28 fixée sur le fond de la boîte, et qui porte une crémaillère circulaire 29 sur laquelle la roue 20 prend appui.

La roue motrice 26 exerce en permanence une action sur la roue 20 qui tend à la faire tourner autour de son axe A2.

En faisant l'hypothèse que rien n'empêche de raire tourner librement la roue 26 autour de l'axe A1, cette rotation communiquerait à l'ensemble 12-15, par l'interdiaire de la crémaillère 29 et de la roue 20, les mouvements suivants :

• une rotation autour de l'axe A1, par engrènement de la roue 21 et de la couronne 14,
• une rotation autour de l'axe A2, par engrènement en deux points diamètralement opposés, de la couronne 14 avec, d'une part, la roue 21, et, d'autre part, la roue fixe 23.

La vue en perspective isométrique jointe au dessin a pour but d'illustrer le fonctionnement du mécanisme d'entrainement de la cage ; elle n'est pas une pièce technique de la demande.

Le mouvement résultant de ces deux rotations qui s'exécutent pratiquement simultanément s'étend dans un espace à trois dimensions par rapport à un système de référence fixe.

Au cours de ce mouvement résultant, tous les points du système réglant passent par des positions correspondant à des positions verticales et horizontales de la montre.

En abandonnant l'hypothèse ci-dessus, le pignon d'échappement 11 rend ce mouvement résultant intermittent par le fait qu'il ne peut s'opérer que durant une alternance sur deux du balancier 10.

Durant sa rotation, le pignon 11, en engrenant avec la roue de secondes, 16 décrit une trajectoire épicycloïdale.

Les mouvements aléatoires de la montre contribuent à faire tendre vers zéro la somme des écarts Δ T durant un intervalle de temps prolongé.

On sait en effet, que les écarts de marche ΔT, c'est-à-dire $\overline{\text{T}}$ _moyen - T peuvent être positifs ou négatifs selon les positions de la montre ce qui signifie que la somme de ces écarts ΔT peut être nulle par compensation de la somme des écarts ΔTp positifs et la somme des écarts ΔTn négatifs.

Les mouvements de la cage de la pièce selon l'invention font donc tendre la somme totale des écarts ΔT vers zéro.

On notera encore que les perturbations de marche de la montre causées dans le mécanisme d'entrainement au niveau des engrenages, d'une part, et des tourbillons et leurs paliers d'autre part, lorsque les points de contact, se déplacent, par exemple au moment du passage de l'ensemble 12- 15 par des positions d'équilibre instables, se compenseront, au moins partiellement dans le temps grâce au mouvement de cet ensemble.

L'invention n'est évidemment pas limitée à la forme d'exécution décrite. En particulier elle pourra s'appliquer à d'autres pièces d'horlogerie que des montres-bracelets.

Par ailleurs, le mécanisme d'entrainement de la cage pourra être différent de celui décrit et représenté.