Brevet FR3133499A1 — publié le 20230915

Frein magnétique à hystérésis, comprenant un élément interne (12) et un élément externe (11) qui délimite un logement pour recevoir l’élément interne (11) de telle manière que l’élément interne (11) et l’élément externe (12) soient mobiles en rotation autour d’un axe de pivotement (4) relativement l’un à l’autre. L’un des éléments est pourvu d’aimants (15) et l’autre est en matériau semi-rémanent de telle manière que les aimants (15) engendrent dans le matériau semi-rémanent un champ magnétique induit à travers des surfaces en regard (14, 16). Le frein comprend un organe de réglage (22) en position axiale de l’un des éléments par rapport à l’autre des éléments pour régler un degré d’enfoncement de l’élément interne (11) dans l’élément externe (12) et donc une intensité du champ magnétique induit. Instrument de commande et véhicule comprenant un tel frein. FIGURE DE L’ABREGE: Fig. 9 frein magnétique à hystérésis à entrefer réglable La présente invention concerne un frein magnétique à hystérésis utilisable, par exemple, dans les interfaces homme/machine, pour engendrer un effort résistant au déplacement d’un objet, tel qu’un instrument de commande, manipulé par un utilisateur. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION L’effort résistant en question est le résultat d’une friction magnétique exercée sur une pièce reliée à l’objet à freiner. Un frein magnétique à hystérésis comprend deux éléments en regard mobiles l’un par rapport à l’autre, à savoir un rotor et un stator : l’un des éléments, par exemple le stator a des pôles magnétiques en regard du rotor et le rotor est réalisé dans un matériau à forte rémanence magnétique. On rappelle qu’un tel matériau a des propriétés magnétiques telles que : lorsque le matériau est soumis à un champ magnétique d’excitation, un champ magnétique est induit dans le matériau, et lorsque le champ d’excitation varie, le champ induit correspondant décrit un cycle d’hystérésis, c’est-à-dire que lorsque le champ d’excitation revient à sa valeur initiale (nulle), le champ induit demeure (on dit que le matériau conserve une induction rémanente). Ainsi, les pôles magnétiques du stator engendrent le champ magnétique d’activation et le champ induit dans le rotor produit une résistance au déplacement du rotor. De tels freins magnétiques à hystérésis sont par exemple utilisés dans les instruments de commande. Le rotor est alors relié à une manette de l’instrument de commande, cette manette étant déplacée par un utilisateur par exemple pour commander un dispositif tel qu’un moteur. Le champ magnétique induit produit une résistance au déplacement du rotor et donc une résistance au déplacement de l’instrument manipulé par l’utilisateur. Cette résistance permet à l’utilisateur de mieux doser le mouvement qu’il imprime à la manette de l’instrument de commande. Le document FR-A-2998347 décrit un frein magnétique dans lequel les pôles sont formés par des enroulement électromagnétiques. Les pôles magnétiques peuvent également être formés par des aimants permanents, ce qui permet d’avoir une structure plus simple. Cependant, l’effort résistant dépend de la puissance des aimants utilisés et de l’entrefer entre le rotor et le stator. Or, le dimensionnement et les ajustements nécessaires à l’obtention de l’effort résistant souhaité sont relativement complexes. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but un frein magnétique à hystérésis dont l’effort résistant est adapté aux applications envisagées. A cet effet, on prévoit, selon l’invention, un frein magnétique à hystérésis, comprenant un élément interne ayant une surface externe centrée sur un axe de pivotement et un élément externe ayant une surface interne qui est centrée sur l’axe de pivotement et qui délimite un logement pour recevoir l’élément interne de telle manière que l’élément interne et l’élément externe soient mobiles en rotation autour de l’axe de pivotement relativement l’un à l’autre. L’un des éléments est pourvu d’aimants et l’autre des éléments est en matériau semi-rémanent de telle manière que les aimants engendrent dans le matériau semi-rémanent un champ magnétique induit à travers lesdites surfaces lorsque lesdites surfaces sont en regard l’une de l’autre. Le frein comprend un organe de réglage en position axiale de l’un des éléments par rapport à l’autre des éléments pour régler un degré d’enfoncement de l’élément interne dans l’élément externe et donc une intensité du champ magnétique induit. Ainsi : si la surface interne et la surface externe sont tronconiques, le décalage axial de l’élément interne par rapport à l’élément externe permet de modifier notamment l’entrefer entre eux (c’est-à-dire la distance entre la surface interne et la surface externe) ; si la surface interne et la surface externe sont cylindriques, le décalage axial de l’élément interne par rapport à l’élément externe permet de modifier le taux de recouvrement de la surface interne par la surface externe et donc la surface disponible pour le passage des lignes de champ. Il en résulte que le réglage de la position axiale de l’élément interne par rapport à l’élément externe permet de régler l’effort résistant de manière simple et économique. L’invention concerne également un instrument de commande équipé d’un tel frein et un véhicule équipé d’un tel instrument de commande. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation particulier et non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la est une vue schématique partielle d’un poste de pilotage de véhicule, pourvu d’un instrument de commande selon l’invention ; la est une vue en perspective, en demi-coupe diamétrale, d’un frein équipant l’instrument de commande, selon un premier mode de réalisation de l’invention ; la est une vue schématique, en coupe transversale, de ce frein représentant les lignes de champ dans un des aimants du frein ; la est une vue schématique partielle, en coupe axiale, de ce frein avec un premier positionnement axial du rotor ; la est une vue schématique partielle, en coupe axiale, de ce frein avec un deuxième positionnement axial du rotor ; la est une vue schématique partielle, en coupe axiale, de ce frein avec un troisième positionnement axial du rotor ; la est une vue schématique partielle, selon un premier plan de coupe axial, de ce frein ; la est une vue schématique partielle, selon un deuxième plan de coupe axial, de ce frein ; la est une vue schématique partielle, selon un troisième plan de coupe axial, de ce frein ; la est une vue schématique partielle, en coupe axiale, d’un frein selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Frein magnétique à hystérésis, comprenant un élément interne (12) ayant une surface externe (16) centrée sur un axe de pivotement (4) et un élément externe (11) ayant une surface interne (14) qui est centrée sur l’axe de pivotement (4) et qui délimite un logement pour recevoir l’élément interne (12) de telle manière que l’élément interne (12) et l’élément externe (11) soient mobiles en rotation autour de l’axe de pivotement (4)relativement l’un à l’autre, l’un des éléments étant pourvu d’aimants (15) et l’autre des éléments étant en matériau semi-rémanent de telle manière que les aimants (15) engendrent dans le matériau semi-rémanent un champ magnétique induit à travers lesdites surfaces (14, 16) lorsque lesdites surfaces (14, 16) sont en regard l’une de l’autre, caractérisé en ce que le frein comprend un organe de réglage (22) en position axiale de l’un des éléments par rapport à l’autre des éléments pour régler un degré d’enfoncement de l’élément interne (12) dans l’élément externe (11) et donc une intensité du champ magnétique induit. Frein selon la revendication 1, dans lequel la surface interne (14) et la surface externe (16) sont des surfaces tronconiques ayant des axes respectifs alignés sur l’axe de pivotement (4). Frein selon la revendication 1, dans lequel la surface interne (14) et la surface externe (16) sont des surfaces cylindriques ayant des génératrices s’étendant parallèlement à l’axe de pivotement (4). Frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un parmi l’élément interne (12) et l’élément externe (11) est réglable en position et monté pour coulisser sur un arbre (17). Frein selon la revendication 4, dans lequel l’organe de réglage en position axiale comprend au moins une vis (22) qui s’étend parallèlement à l’axe de pivotement (4) et qui comprend deux tronçons d’extrémité filetés en sens inverses et engagés respectivement dans un taraudage (23) de l’élément interne (12) porté par l’arbre (17) et pour l’autre dans un taraudage (24) d’une collerette (19) de l’arbre (17). Frein selon la revendication 4 ou 5, dans lequel l’élément (12) porté par l’arbre (17) est lié en rotation à l’arbre (17) et guidé en translation par l’intermédiaire de goupilles (20) s’étendant chacune parallèlement à l’axe de pivotement (4) et ayant chacune un tronçon d’extrémité encastré dans une collerette (19) de l’arbre (17). Frein selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel un blocage du réglage en position axiale est assuré par des vis pointeau (25) engagées dans des taraudages (26) de la collerette (19) pour faire saillie de la collerette (19) et prendre appui contre l’élément (12) monté sur l’arbre (17). Instrument de commande comprenant un bâti, une manette montée pour pivoter sur le bâti, et un frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’un de l’élément interne et de l’élément externe du frein étant lié en rotation au bâti et l’autre de l’élément interne et de l’élément externe du frein étant lié en rotation à la manette. Véhicule comportant un instrument de commande selon la revendication précédente.