Brevet FR2612066A2 — publié le 19880916

FR 2612066 A2 19880916 FR 8703389 A 19870312 Dispositif de pesage de personnes sur siège de W.C. La présente addition au brevet principal concerne des perfectionnements au dispositif de pesage de personnes sur siège de W.C. décrit dans ledit brevet. On connait déjà depuis longtemps des pèse-personnes. Ceux-ci sont des appareils encombrants, rarement utilisés alors que le poids d'un individu est lié à son état de santé général. Pour maintenir cet état de santé, il est nécessaire de surveiller régulièrement les fluctuations de ce poids. On connaît également des moyens de pesage sur siège de W.C. tels que décrits dans les brevets: - USA n" 2 057 024 revendiquant un système mécanique de pesage à partir de quatre appuis articulés 47,48,49,50, agissant par l'intermédiaire de leviers 61,65 sur un mécanisme à ressort entrainant un secteur d'affichage 32. L'articulation de la lunette 18 comporte une ouverture oblongue 21 pour éviter les contraintes parasites; C, C; 2 452 A8 revedi:,iat un systLr1e de pesade hydraunique nionté sur une cuvette de W.C., la mesure de pression hydraulique correspondant au poids de l'utilisateur peut être effectuée par un capteur hydraulique, mécanique ou électrique transmettant un signal converti en poids lu sur un moyen d'affichage. Ces systèmes de mesure présentent les inconvénients suivants: - USA 2 057 024, un tel mécanisme de pesage est imprécis et ne peut correspondre aux normes internationales actuelles de pesage. De plus, l'humidité régnant dans cet environnement provoque rapidement la corrosion des axes de pivotement des-pièces en mouvement, ce qui introduit rapidement des distorsions dans la mesure et rend le système inutilisable; - DE 2 452 348, ce brevet revendique un système hydraulique de pesage présenté de façon extrêmement schématique. Les capteurs ne sont pas décrits, le moyen de mesure présenté semble être un manomètre bien qu'il soit cité également un moyen de mesure électrique. Ce système est imprécis eu égard aux normes internationales des poids et mesures. I1 en est de même pour le système du brevet DE 2 219 108. L'objet de la présente addition au brevet principal est de fournir un moyen de mesure plus fiable et plus précis et des perfectionnements satisfaisant pleinement les critères de précision de la normalisation internationale des poids et mesures, ne pressentant pas de risques d'usure et de corrosion comparables à ceux des moyens mécaniques. Un autre objet de la présente addition au brevet principal est de fournir des perfectionnements accroissant la précision de la mesure et d'apporter des variantes de montage des capteurs de mesure à jauge de déformation. Selon une première réalisation de ces perfectionnements, la partie supérieure de la lunette est montée flottante en appui, par l'intermédiaire d'un bille, sur au moins trois capteurs de force à jauge de déformation fixés sur un socle rigide articulé à l'arrière de la cuvette et en appui sur celle-ci au moyen de patins en élastomère ou similaire. Ladite partie flottante étant soumise à une pré-charge contre la partie socle, l'étanchéité entre les deux parties est assurée par des joints périphériques. Le couvercle abattant est articulé sur la partie flottante de la lunette. Selon une deuxième réalisation, les capteurs sont montés sur une semelle rigide montée flottante à l'intérieur de la lunette, en pré-charge contre la partie supérieure de la lunette, les patins d'appui des capteurs solidaires de la semelle traversent, de façon étanche, 13 paroi inférieure de la lunette au moyen de joints d'étanchéité très souples pour s'appuyer directement sur le dessus de la cuvette. Les avantages apportés par ces perfectionnements sont les suivants: - meilleure précision de la mesure du poids; - accroîssement de la fiabilité par une excellente étanchéité de la lunette aux projections; - grande robustesse du système de captage et de mesure. L'invention est décrite en détail dans le texte qui suit, en référence aux dessins donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels: - la fig.1 est une coupe partielle en élévation d'un exemple de réalisation du siège peseur selon l'invention; - la fig.2 montre une coupe transversale selon la fig.1, par l'un des capteurs de mesure à double encastrement; - la fig.3 est une variante de la fig.2, dans laquelle les capteurs de mesure sont montés sur une semelle flottante à l'intérieur de la lunette; - la fig.4 est une autre variante en coupe transversale, avec des capteurs -ie mevurz d-,t; à trWctiont - la fig.5 est une vue en élévation montrant le montage d'un capteur de mesure à double encastrement;; - les fig.6 et 7 montrent, en vue de dessus, un exemple de socle de lunette à trois et à quatre capteurs; - la fig.8 montre, en coupe, un exemple d'un moyen de pré-charge à traction sur semelle flottante; - les fig.9 et 10 montrent, en coupe, un exemple de moyen de pré-charge à compression monté sur semelle flottante; - la fig.11 montre un exemple de-moyen de pré-charge à traction correspondant aux fig.1,2,4 et 5; - la fig.12 montre un exemple schématique d'un banc d'étalonnage et de compensation des jauges de'déformation en température; - la fig.13 montre un exemple de schéma synoptique de la commande électronique du banc d'étalonnage;; La fig.l montre, en coupe longitudinale, un exemple de lunette 1 réalisée en deux parties, un socle 2, et une partie supérieure flottante 3 dont l'avant inclut une avancée comportant une fenêtre 4 disposée au-dessus d'un bloc 5 d'affichage électronique de la mesure, monté lui-même sur un bloc électronique 6 comportant les moyens d'exploitation des signaux délivrés par les capteurs de mesure. Le socle 2 et le couvercle flottant 3 sont en appui sur deux joints périphériques 7,8. Un couvercle abattant 9 est articulé à l'arrière sur le couvercle flottant 3, sur des axes 10. Il est représenté en position fermée. Le socle 2 est en appui sur le des sus de la cuvette 11 du W.C., au moyen de patins 12 en élastomère ou similaire. Il est articulé au moyen d'un axe 13 sur un support arrière 14 fixé sur la cuvette 11. Les fig. 2 et 5 montrent un exemple de montage d'un capteur de mesure 15 dit à double encastrement, disposé en appui sur le fond d'un logement de guidage 16 surélevé par rapport au fond du socle 2, assurant un api vertical et un guidage latéral étroit, coopérant 1V2~ un pion de positionnement 17 sur lequel il est engagé avec un peu de jeu dans un trou de centrage de la lame inférieure du capteur. Ce dernier est constitué de deux lames 18,19 assemblées sur deux cales 20 par des rivets. La partie supérieure 3 de la lunette est mise en appui sur les capteurs au moyen de billes 21 maintenues chacune sur une empreinte 22 constituée par un siège métallique rapporté collé sous la partie supérieure 3. La lame supérieure 18 du capteur comporte également une empreinte de centrage de la bille. L'une des deux empreintes est prévue suffisamment large pour permettre le rattrapage de jeu latéral éventuel pour la mise en place. Sur la fig.3, on a représenté une variante de montage flottant des capteurs 15, montés sur une semelle métallique rigide 25 comportant un pli de centrage latéral des capteurs. La semelle 25 est mise en appui avec une précontrainte, sur la bille 21 sous le couvercle 3,par un moyen de pré-charge élastique représenté sur les fig. 8,9 et 10. Cette pré-charge maintient l'assemblage des deux parties et assure le bon fonctionnement des capteurs de mesure. Les capteurs 15 sont directement mis en appui sur le dessus de la cuvette 11 par des patins 26 coopérant avec un joint d'étanchéité 27. Le capteur est en appui sur une rondelle 28 centrée sur un épaulement du patin. Un second épaulement définit une petite portée 29 faisant fonction de pion de positionnement du capteur. Dans cette version, le corps de la lunette est également constitué en deux parties 30,31, assemblées rigidement entre elles de façon étanche formant caisson. La pré-charge, sur la fig.8, est réalisée au moyen de ressorts de traction 33, accrochés d'une part sur la semelle 25 et d'autre part sur un pion 34, inséré dans un bossage de la partie 30 de la lunette. Les fig.9 et 10 montrent, en coupe, une variante d'obtention de la pré-charge au moyen d'un ressort de compression 35 en appui sur un centrage 36 de la partie inférieure 31 de la lunette et sur le fond d'un logement 37 embouti dans la semelle 25. La pré-charge est produite au moyen d'une vis 38 serrée dans un filetage d'un bossage 39 du dessus 30 de la lunette. La tête de cette vis est en appui dans un lamage du bossage 36 de centrage du ressort. La fig.lO montre la disposition des capteurs 15 et du ressort de pré-charge 35 sur la semelle flottante 25. Le ressort de pré-charge 35 est monté équidistant de l'axe vertical des capteurs passant par les patins 26. Cette disposition permet d'obtenir une lunette parfaitement fermée et étanche, les bords des deux parties 30,31 sont collés entre eux ce qui forme un clAiisn rigide I't,nché' cc- Les des pains 96 est très sûre, très souple et n'introduit pas de dérive de mesure. Sur la fig.ll, on a montré un autre exemple de moyen de mise en pré-charge des capteurs des fig.1,2,4 et 5. La partie supérieure flottante 3 est plaquée contre le socle 2 de la lunette. Il est constitué également par un ressort de traction 40, accroché, à sa partie supérieure, comme sur la fig.8, sur un pion 34 et comporte, à sa base, une rondelle-écrou 41, soudée sur le dernier anneau du ressort, dans laquelle est vissée une vis 42 à tête fraisée, engagée dans un trou de la base 2. Sur la fig.4, on a montré une variante de capteur à jauge de déformation, dit capteur de traction T constitué par un cylindre, par exemple en duralumin ou similaire, usiné pour laisser subsister un voile V comportant une jauge J. Il est simplement posé centré sur un bossage circulaire du socle 2. Il peut être utilisé également sur une semelle flottante. Sur les fig.6 et 7, on a représenté un socle 2 de lunette avec quatre capteurs 15 (fig.6) et trois capteurs (fig.7), positionnés sur leur support de guidage rigide 16, lequel coopère avec des nervures 45,46 pour le maintien latéral. On a aussi montré la position des ressorts de mise en pré-charge 40 suivant la coupe fig.ll. On voit également le bloc électronique 6 et l'afficheur 5. La mise en service peut être effectuée par un interrupteur manuel classique. Pour éviter d'oublier de le mettre hors service après utilisation, il est préférable d'employer un interrupteur agissant seulement lorsque l'on soulève le couvercle 9. Il interrompt l'alimentation électrique lorsque l'on referme le couvercle. Il peut par exemple être constitué par un aimant inserré dans le couvercle 9 au droit d'un interrupteur magnétique 47 fixé sur le socle 2 au voisinage de la partie supérieure de la lunette. La source d'énergie du bloc électronique 6 est constituée par un ensemble de piles bâton de 1,5 volts à usage intensif, introduites dans un boîtier rectangulaire 48 (fig.6) avec un couvercle d'accès clippé ou vissé en dessous de la base 2. Sur la fig.7, les piles sont disposées dans deux boîtiers séparés 49,50 (fig.7) contenant chacun 3 piles, et fermé par un bouchon d'accès 51, sur l'arrière du socle. La lunette doit reposer exclusivement sur les appuis situés sous les capteurs, patins 12 (fig.2) ou 26 (fig.3). Peu importe la distribution des efforts verticaux. Dans le cas de trois capteurs, il n'y a pas de problème d'hyperstatisme. Par contre, dans le cas de quatre capteurs, la structure pourra se voiler et assurera les quatre contacts, car il est peu probable que a rigidité soit telle 7e la lunette se mette en bascule. Bien entendu, la liaison entre les parties supérieure et inférieure de la lunette est telle qu'elle puisse reposer normalement sur ses appuis, quelles que soient les erreurs de planéité habituellement constatées sur les cuvettes de W.C. Le banc d'étalonnage de la fig.l2 comporte une étuve 60, un support 61 sur lequel on pose les lunettes 62 de pesage de personnes, un système pneumatique ou hydraulique, ou encore électro-mécanique 63, permettant de lever une charge d'étalonnage 64 pour la poser sur la lunette. Le schéma électronique de la fig.13 montre un exemple de commande d'étalonnage et de compensation en température des capteurs du pèse personnes. Il comporte un interface 65 de mise à niveau automatique du zéro, relié aux capteurs 15, un bloc convertisseur analogique-numérique 66 recevant des informations d'une sonde 67, un microprocesseur 68, un bloc d'affichage 69, une"EEPROM" 70, une horloge poids avec des boutons de mise à l'heure 71 et une source d'énergie 72. Les dérives en température du zéro et de la pente des capteurs sont supposées linéaires. Le système permet, grâce à un logiciel incorporé dans le microprocesseur, de mettre en mémoire les erreurs en température apportées par les capteurs à déformation (dérive de pente et de zéro) et d'effectuer l'étalonnage pleine échelle. Les coéfficients sont stockés dans une "EEPROM" 70. L'opération ne nécessite aucun équipement électronique, simplement une étude programmable à +15 et +350 C, un poids 64 par exemple de 60kg avec possibilité de le poser sur la balance. On utilise également une série de cinq interrupteurs. connectés sur les ports du microprocesseur 68. Le premier est utilisé pour la dérive de zéro à +15"C; le second pour la dérive de zéro à +35"C; le troisième pour la pente à 150C; le quatrième pour la pente à 350C; le dernier pour l'étalonnage. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de pesage de personnes sur siège de W.C. selon la revendication 1 du brevet principal, dans lequel une lunette, articulée à l'arrière sur un support fixé sur la cuvette du W.C., comporte des capteurs de mesure de poids, un bloc électronique de de mesure et d'affichage, une source d'énergie, caractérisé en ce qu'il comporte:: - la lunette (1) constituée en deux parties, une partie inférieure (2) et une partie supérieure (3) montée flottante, en appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire de deux joints souples annulaires (7,8), - les capteurs de mesure (15) sont disposés en appui chacun entre la partie supérieure (3) de la lunette et le dessus de la cuvette (il) du W.C., - des moyens (33,35,40) pour assembler les parties (2,3) de la lunette en créant une précharge sur les capteurs de mesure, - le couvercle abattant (9), articulé sur la partie supérieure (3) à l'arrière, - un moyen d'étalonnage et de compensation en température et de réglage automatique du zérc 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les capteurs de de mesure sont à double encastrement, constitués par deux lames parallèles (18,19) assemblées entre elles après interposition de deux cales (20), comportant, à sa partie centrale supérieure, une empreinte de bille, et à sa partie inférieure, un trou de positionnement, caractérisé en ce qu'ils sont disposés chacun en appui sur un logement étroit (16) surélevé par rapport au fond du socle, coopérant avec un autre moyen de guidage latéral (45,46), et en ce que la bille (21), en appui sur son empreinte, est mise en pré-charge contre un siège (22) assujetti au-dessus de la partie supérieure (3) de la lunette. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs (15) sont montés sur une semelle intermédiaire (25) disposés à l'intérieur de la lunette (30,31), maintenue en pré-charge contre le dessous de la partie supérieure (30) de la lunette, et en ce qu'ils prennent appui sur le dessus de la cuvette (11) par l'intermédiaire chacun d'un patin (26) fixé sur ladite semelle au moyen d'un épaulement engagé dans un trou, se terminant par une portée recevant ledit capteur, et en ce que ledit patin coopère avec un joint d'étanchéité souple (27) fermant le trou de passage dudit patin au travers de la paroi de fond (31) de la lunette. 4 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que le moyen de pré-charge réglable des capteurs de mesure et d'assemblage de la partie flottante (3) de la lunette sur sa base (2),- est constitué par des ressorts de traction (40), accrochés à leur partie supérieure sous le dessus de la lunette (3) et comportant, à leur base, un moyen pour recevoir une vis de réglage (42) de la pré-charge, engagée dans un trou de la base (2) de la lunette. 5 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que le moyen de pré-charge des capteurs et d'assemblage de la semelle flottante (25) disposée à l'intérieur du corps de lunette (30,31), est un ressort de traction (33) accroché sous le dessus (30) du corps de lunette et sur la semelle (25). 6 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que le moyen de pré-charge des capteurs et d'assemblage de la semelle (25) disposée à l'intérieur du corps de lunette (30,31) est un ressort de compression (35) disposé dans un logement (37) de la semelle (25), en appui sur la partie inférieure "31) de la lunette et coopérant avec une vis (38) engagée dans un trou d'un bossage de la partie inférieure (31) de la lunette et vissée dans un bossage de la partie supérieure (30). 7 - Dispositif d'étalonnage spécialement conçu pour le réglage des capteurs du dispositif de pesage, caractérisé en ce que les capteurs de chaque lunette sont étalonnés sur un banc de mesure disposé dans une étuve et comprenant un moyen recevant la lunette à étalonner, un système de manoeuvre de la masse d'étalonnage (64) permettant de la poser sur la lunette, un bloc électronique de commande comportant un interface (65) de mise à niveau automatique du zéro relié aux capteurs (15), un bloc convertisseur analogique-numérique (66) recevant des informations d'une sonde (67), un microprocesseur (68), un bloc d'affichage (69), une UEEPROM" (70), une horloge poids (71) avec des boutons de mise à l'heure et une source d'énergie (72).