FR2738913A1 - Test module for fabrics to be used in vehicle seating - Google Patents
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Abstract
Description
MODULE ET DISPOSITIF DE MESURE DES PROPRIETES DE
CONFORT D'UN PRODUIT NOTAMMENT EN FORME
La présente invention concerne la caractérisation des propriétés de confort d'un produit épais, tel qu'un siège automobile, lesdites propriétés de confort étant liées de manière générale au transfert de chaleur et d'humidité à travers ledit produit.MODULE AND DEVICE FOR MEASURING PROPERTIES OF
COMFORT OF A PRODUCT ESPECIALLY IN SHAPE
The present invention relates to the characterization of the comfort properties of a thick product, such as a car seat, said comfort properties being generally linked to the transfer of heat and humidity through said product.
Des méthodes d'essai ont donné lieu à plusieurs nomes dans le domaine du confort des vêtements. En particulier la norme ISO 11092 concerne la mesure de la résistance thermique et de la résistance vapeur d'eau en régime stationnaire et met en oeuvre un dispositif dénommé plaque chaude gardée transpirante ou encore modèle peau. Ce dispositif a pour but de simuler les processus de transfert de chaleur et de masse qui se produisent au voisinage de la peau humaine. Il se compose d'une unité de mesure avec contrôle de température et d'alimentation en eau, qui est constituée d'une plaque de métal poreuse qui est fixée à un bloc de métal conducteur de chaleur contenant un élément chauffant électrique. Un système doseur permet d'alimenter en eau la plaque métallique poreuse grâce à des canaux usinés sur la face du bloc de l'élément chauffant. Test methods have given rise to several names in the field of clothing comfort. In particular the ISO 11092 standard relates to the measurement of the thermal resistance and of the water vapor resistance in stationary regime and implements a device called hot plate kept breathable or skin model. The purpose of this device is to simulate the heat and mass transfer processes that occur in the vicinity of human skin. It consists of a measurement unit with temperature control and water supply, which consists of a porous metal plate which is attached to a block of heat conductive metal containing an electric heating element. A metering system enables the porous metal plate to be supplied with water by means of channels machined on the face of the block of the heating element.
Pour la réalisation d'un essai, on prédécoupe une éprouvette du produit à tester et on l'applique sur la surface de l'unité de mesure. To carry out a test, a test piece of the product to be tested is precut and applied to the surface of the measurement unit.
On comprend que cette norme ISO 11092 et le dispositif qui permet de l'appliquer ne concernent que des produits plans susceptibles d'être appliqués sur la surface plane de l'unité de mesure. It is understood that this ISO 11092 standard and the device which makes it possible to apply it relate only to flat products capable of being applied to the flat surface of the measurement unit.
Le problème visé par les demandeurs concerne la caractérisation des propriétés de confort de produit se présentant non à l'état plan mais en forme. Il s'agit en particulier mais non limitativement de composants épais tels que l'assise ou le dossier d'un siège automobile. Un tel composant est constitué d'un ensemble d'éléments individuels qui sont assemblés pour adopter une forme particulière. The problem targeted by the applicants concerns the characterization of product comfort properties which are not in the planar state but in shape. These are in particular but not limited to thick components such as the seat or the back of a car seat. Such a component consists of a set of individual elements which are assembled to adopt a particular shape.
Pour que la caractérisation des propriétés de confort corresponde à la stricte réalité, il importe que les essais de caractérisation puissent avoir lieu avec le constituant dans la forme qu'il présente lors de l'usage. In order for the characterization of the comfort properties to correspond to strict reality, it is important that the characterization tests can take place with the constituent in the form it presents during use.
Ce but est parfaitement atteint grâce au module pour dispositif de mesure des propriétés de confort d'un produit proposé par l'invention. This object is perfectly achieved thanks to the module for a device for measuring the comfort properties of a product proposed by the invention.
Ce module comporte de manière connue un support qui est muni de moyens internes de chauffage et de moyens de mesure de la température de sa surface extérieure. This module comprises in known manner a support which is provided with internal heating means and with means for measuring the temperature of its external surface.
De manière caractéristique, le produit pouvant être en forme, le support est composé de deux nappes fibreuses superposées, une première nappe supérieure dans laquelle est inclus un réseau de fils résistifs pour la mesure de la température et une seconde nappe inférieure dans laquelle est inclus un réseau de fils résistifs pour le chauffage, les fibres de chaque nappe étant entremêlés autour des fils de chaque réseau de manière à assurer la cohésion de l'ensemble nappe fibreuselréseau de fils. Typically, the product being able to be shaped, the support is composed of two superposed fibrous layers, a first upper layer in which is included a network of resistive wires for measuring the temperature and a second lower layer in which is included a network of resistive wires for heating, the fibers of each layer being intermingled around the wires of each network so as to ensure the cohesion of the fibrous layer assembly of the network of wires.
Grâce à la constitution en nappes fibreuses de ce module, correspondant sensiblement à l'unité de mesure du dispositif de la norme ISO 11092, il devient possible de réaliser des essais sur un produit en forme, en faisant en sorte que ledit module épouse la forme dudit produit. Thanks to the constitution in fibrous plies of this module, corresponding substantially to the unit of measurement of the device of the ISO 11092 standard, it becomes possible to carry out tests on a shaped product, by ensuring that said module follows the shape of said product.
Le module précité convient notamment pour la mesure des propriétés relatives au transfert de chaleur, en adjoignant un dispositif faisant office de garde thermique. Comme cela est prévu dans la norme ISO 11092. The aforementioned module is particularly suitable for measuring properties relating to heat transfer, by adding a device acting as a thermal guard. As provided for in ISO 11092.
En ce qui concerne la mesure des propriétés de transfert d'humidité, comme cela est réalisé dans le cadre de la norme ISO 11092, le module doit comporter un support apte à retenir l'eau. As regards the measurement of the moisture transfer properties, as is carried out within the framework of the ISO 11092 standard, the module must include a support capable of retaining water.
Dans ce cas, et selon l'invention, les deux nappes fibreuses sont réalisées à partir de fibres fortement hygroscopiques. De plus le module comporte une enveloppe fermée dans laquelle sont disposées les deux nappes fibreuses, ladite enveloppe étant composée d'une première membrane imperméable à l'eau et perméable à la vapeur d'eau recouvrant la première nappe fibreuse de mesure de la température et d'une seconde membrane imperméable à l'eau et imperméable à la vapeur d'eau recouvrant la seconde nappe fibreuse de chauffage, les deux dites membranes étant solidarisées sur leur pourtour de manière étanche ; enfin l'enveloppe comporte des systèmes étanches d'une part d'entrée et sortie des fils résistifs pour la mesure de la température et pour le chauffage et d'autre part de passage d'un tuyau d'alimentation en eau. In this case, and according to the invention, the two fibrous layers are produced from highly hygroscopic fibers. In addition, the module comprises a closed envelope in which the two fibrous layers are arranged, said envelope being composed of a first membrane impermeable to water and permeable to water vapor covering the first fibrous layer for measuring the temperature and a second membrane impermeable to water and impermeable to water vapor covering the second fibrous heating sheet, the two said membranes being secured around their periphery in a sealed manner; finally, the envelope includes sealed systems on the one hand for entering and leaving the resistive wires for temperature measurement and for heating and on the other hand for passing a water supply pipe.
On comprend qu'outre le module précité, l'installation de mesure comporte l'ensemble des moyens qui sont nécessaires, notamment capteur de température, régulateur de température, système de mesure de la puissance de chauffe, système de dosage d'eau..., comme cela ressort notamment du texte de la norme ISO 11092. It is understood that in addition to the aforementioned module, the measuring installation includes all the means which are necessary, in particular temperature sensor, temperature regulator, system for measuring the heating power, water metering system, etc. ., as is clear in particular from the text of ISO 11092.
Etant donné que le module qui correspond à l'unité de mesure se présente sous une forme souple, il importe que ce module puisse être appliqué sur le produit en forme à tester. Since the module which corresponds to the unit of measurement is in a flexible form, it is important that this module can be applied to the product in form to be tested.
Ainsi le dispositif de mesure comporte, outre le module précité, des moyens d'adaptations, aptes à s'appliquer sur la face arrière du module, notamment sur la seconde membrane constituant l'enveloppe fermée de manière à ce que ledit module puisse épouser sensiblement la forme du produit à tester. Thus, the measuring device comprises, in addition to the aforementioned module, adaptation means, capable of being applied to the rear face of the module, in particular on the second membrane constituting the closed envelope so that said module can marry substantially the shape of the product to be tested.
Ces moyens d'adaptation peuvent dans une variante simple consister en un bloc rigide dont la face supérieure présente une forme qui est complémentaire de celle du produit. These adaptation means can, in a simple variant, consist of a rigid block whose upper face has a shape which is complementary to that of the product.
Cependant, selon une version préférée du dispositif de l'invention, la seconde membrane, imperméable à l'eau et imperméable à la vapeur d'eau, est une plaque semi-rigide déformable ayant un faible coefficient de frottement ; de plus les moyens d'adaptation comprennent a) un bâti, b) des éléments d'appui, orientables angulairement, dont la surface d'appui est fixée sur la plaque semi-rigide et c) des tiges de raccordement, réglables en position, aptes à solidariser les éléments d'appui au bâti. However, according to a preferred version of the device of the invention, the second membrane, impermeable to water and impermeable to water vapor, is a deformable semi-rigid plate having a low coefficient of friction; moreover, the adaptation means comprise a) a frame, b) support elements, angularly orientable, the support surface of which is fixed to the semi-rigid plate and c) connecting rods, adjustable in position, able to secure the support elements to the frame.
Grâce au réglage en position des tiges et à la faculté d'orientation angulaire des éléments d'appui, il est possible de faire adopter à la plaque semirigide des déformations permettant au module d'épouser la forme du produit à tester. Thanks to the position adjustment of the rods and the angular orientation of the support elements, it is possible to have the semi-rigid plate adopt deformations allowing the module to match the shape of the product to be tested.
Qui plus est, il est rendu possible grâce au dispositif de l'invention de réaliser des tests sous contrainte mécanique de compression. Pour cela le bâti est équipé de moyens complémentaires aptes à exercer une poussée lorsque le module est appliqué sur le produit à tester. Il peut s'agir par exemple d'un vérin dont la tige est fixée au bâti. What is more, it is made possible by the device of the invention to carry out tests under mechanical compression stress. For this, the frame is equipped with complementary means capable of exerting a push when the module is applied to the product to be tested. It may for example be a jack whose rod is fixed to the frame.
Ainsi on peut tester le produit dans les conditions précises d'usage, notamment en exerçant sur l'assise d'un siège pour automobile une contrainte mécanique de compression qui correspond au poids moyen du conducteur ou d'un passager. Thus, the product can be tested under the precise conditions of use, in particular by exerting on the seat of an automobile seat a mechanical compressive stress which corresponds to the average weight of the driver or a passenger.
Grâce au dispositif de l'invention, il est encore possible d'exercer en complément une sollicitation mécanique de vibration, de manière à simuler les mouvements du véhicule en fonctionnement, s'agissant d'un composant de siège automobile. Thanks to the device of the invention, it is also possible to exercise in addition a mechanical vibration stress, so as to simulate the movements of the vehicle in operation, being a component of an automobile seat.
Dans ce dernier cas, les moyens d'adaptation comportent des moyens de vibrations aptes à créer une vibration déterminée sur le bâti. In the latter case, the adaptation means include vibration means capable of creating a determined vibration on the frame.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d'un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure des propriétés de confort pour composants de sièges en forme, tels qu'une assise ou un dossier, illustré par le dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une représentation schématique partielle en coupe du dispositif de l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe du dispositif de la figure 1 appliquée sur un produit en forme, - la figure 3 est une représentation schématique en plan d'une première version d'agencement d'éléments d'appui, - la figure 4 est une représentation schématique en plan d'une seconde version d'agencement d'éléments d'appui, et - la figure 5 est une représentation sous forme de diagramme de l'ensemble des composants et fonctions du dispositif. The present invention will be better understood on reading the description which will be given of an exemplary embodiment of a device for measuring comfort properties for shaped seat components, such as a seat or a backrest, illustrated by the accompanying drawing in which - Figure 1 is a partial schematic representation in section of the device of the invention, - Figure 2 is a schematic representation in section of the device of Figure 1 applied to a shaped product, - Figure 3 is a schematic plan view of a first version of arrangement of support elements, - Figure 4 is a schematic plan view of a second version of arrangement of support elements, and - figure 5 is a diagrammatic representation of all the components and functions of the device.
La présente invention concerne un dispositif permettant de caractériser les propriétés de confort offertes par un produit en forme, c'est-à-dire ne présentant pas une surface extérieure plane. Il s'agit par exemple d'un composant de siège en forme tel que l'assise ou le dossier. Bien sûr ledit dispositif doit également être capable de s'appliquer aux constituants du siège qui sont à l'état plan, tel que mousse ou revêtement. Il s'applique également à des produits épais en forme autres que des sièges, notamment des composants de literie ou de couchage. The present invention relates to a device making it possible to characterize the comfort properties offered by a shaped product, that is to say one that does not have a flat outer surface. This is for example a shaped seat component such as the seat or the backrest. Of course said device must also be capable of applying to the components of the seat which are in the planar state, such as foam or covering. It also applies to thick shaped products other than seats, in particular bedding or sleeping components.
Un dispositif pour un produit à l'état plan est déjà connu et décrit dans la norme ISO 11092 pour la mesure en régime stationnaire de la résistance de transfert de vapeur d'eau et de la résistance thermique et sèche d'un élément plan de faible épaisseur. A device for a product in the planar state is already known and described in standard ISO 11092 for the measurement in steady state of the resistance of transfer of water vapor and the thermal and dry resistance of a planar element of low thickness.
Selon cette norme, une plaque métallique poreuse, alimentée en eau, est chauffée par des résistances électriques internes qui maintiennent sa température constante ; en milieu isotherme, c'est-à-dire à température d'air identique à celle de la plaque, la puissance électrique fournie à la plaque pour maintenir sa température correspond à la chaleur latente de l'eau qui s'évapore à sa surface et constitue donc une mesure indirecte du débit d'évaporation. Pour mesurer le transfert d'humidité à travers un produit donné, la plaque est recouverte d'une membrane imper-respirant, c'est-à-dire imperméable à l'eau et perméable à la vapeur d'eau, qui empêche l'eau de mouiller le produit tout en laissant passer l'humidité sous forme de vapeur d'eau. According to this standard, a porous metal plate, supplied with water, is heated by internal electrical resistances which maintain its constant temperature; in an isothermal medium, that is to say at an air temperature identical to that of the plate, the electric power supplied to the plate to maintain its temperature corresponds to the latent heat of the water which evaporates on its surface and therefore constitutes an indirect measure of the evaporation rate. To measure the transfer of moisture through a given product, the plate is covered with a waterproof-breathable membrane, that is to say waterproof and permeable to water vapor, which prevents the water to wet the product while allowing moisture to pass in the form of water vapor.
La démarche originale des demandeurs vise à appliquer les principes cidessus pour effectuer des mesures sur des produits non plans, mais des produits en forme, en proposant un module de mesure souple, qui soit susceptible d'épouser la forme extérieure du produit. The applicants' original approach aims to apply the above principles to carry out measurements on non-planar products, but on shaped products, by proposing a flexible measurement module which is capable of conforming to the external shape of the product.
Ceci est obtenu grâce au module de l'invention qui comporte au minimum deux nappes fibreuses superposées, une première nappe 1 supérieure dans laquelle est inclus un réseau 2 de fils résistifs pour la mesure de la température et une seconde nappe 3 inférieure dans laquelle est inclus un réseau de fils résistifs 4 pour le chauffage; les fibres de chaque nappe 1, 3 sont entremêlés autour des fils de chaque réseau 2, 4 de manière à assurer la cohésion de l'ensemble nappe fibreuse/réseau de fils. This is obtained thanks to the module of the invention which comprises at least two superposed fibrous layers, a first upper layer 1 in which is included a network 2 of resistive wires for measuring the temperature and a second lower layer 3 in which is included a network of resistive wires 4 for heating; the fibers of each ply 1, 3 are intermingled around the threads of each network 2, 4 so as to ensure the cohesion of the fibrous ply / network of threads assembly.
On appelle supérieure la première nappe 1 qui est destinée à être la plus proche du produit à tester et qui est donc située entre la seconde nappe 3 et ledit produit. The first ply 1 which is intended to be closest to the product to be tested and which is therefore located between the second ply 3 and said product is called superior.
Dans cette configuration simplifiée, le module est susceptible de convenir à la mesure du transfert thermique sec, en lui adjoignant un dispositif faisant office de garde thermique, dont la fonction est d'éviter les fuites thermiques par les côtés et le fond du module selon l'enseignement de la norme ISO 11092. In this simplified configuration, the module is likely to be suitable for measuring dry thermal transfer, by adding to it a device acting as a thermal guard, the function of which is to prevent thermal leaks from the sides and bottom of the module according to the teaching of ISO 11092.
L'entremêlement des fibres constitutives d'une nappe autour des fils d'un réseau est notamment obtenu par l'action de jet de fluides à haute pression, par exemple de jets d'eau. Dans ce cas, pour obtenir l'inclusion du réseau de fils résistifs à l'intérieur de la nappe, on part de deux couches de non-tissé entre lesquelles on a placé le réseau. Les jets de fluide agissent sur l'ensemble ainsi formé. De plus les deux nappes peuvent être solidarisées l'une à l'autre par toute technique appropriée, par action de jets de fluides, couture ou collage notamment. The intermingling of the fibers making up a sheet around the wires of a network is notably obtained by the action of a jet of high pressure fluids, for example water jets. In this case, to obtain the inclusion of the network of resistive wires inside the sheet, one starts with two layers of nonwoven between which the network has been placed. The fluid jets act on the assembly thus formed. In addition, the two plies can be joined to one another by any suitable technique, by the action of jets of fluids, sewing or gluing in particular.
Dans une version préférée, apte à permettre les essais de la norme ISO 11092 précitée sur un produit en forme, le module 5, tel qu'illustré à la figure 1, comporte en plus des deux nappes fibreuses 1,3 dans lesquelles sont inclus les fils résistifs de chauffage 2 et de mesure de température 4, une enveloppe fermée 6 dans laquelle sont disposées les deux dites nappes 1, 3 ; cette enveloppe 6 est composée d'une première membrane 7 imper-respirante, c'est-à-dire qui est imperméable à l'eau et qui est perméable à la vapeur d'eau, et d'une seconde membrane 8 qui est elle imperméable à l'eau et également imperméable à la vapeur d'eau. La première membrane 7 recouvre la première nappe fibreuse 1; elle est donc placée au-dessus de celle-ci et est destinée à être en contact avec le produit à tester.La seconde membrane 8 recouvre la seconde nappe 3 ; elle est donc placée en-dessous de celle-ci de telle sorte que les deux nappes 1, 3 sont prises en sandwich entre les deux membranes 7, 8. Ces deux membranes 7,8 sont solidarisées en leur pourtour de manière étanche en sorte de former l'enveloppe fermée 6. In a preferred version, capable of allowing the tests of the aforementioned ISO 11092 standard to be carried out on a shaped product, the module 5, as illustrated in FIG. 1, comprises in addition two fibrous sheets 1,3 in which the resistive heating 2 and temperature measurement wires 4, a closed envelope 6 in which the two said plies 1, 3 are arranged; this envelope 6 is composed of a first waterproof-breathable membrane 7, that is to say which is impermeable to water and which is permeable to water vapor, and a second membrane 8 which is it waterproof and also waterproof. The first membrane 7 covers the first fibrous sheet 1; it is therefore placed above it and is intended to be in contact with the product to be tested. The second membrane 8 covers the second ply 3; it is therefore placed below it so that the two plies 1, 3 are sandwiched between the two membranes 7, 8. These two membranes 7, 8 are secured at their periphery in a sealed manner so as to form the closed envelope 6.
L'enveloppe 6 est munie de systèmes étanches 9, 10 par lesquels respectivement d'une part entrent et sortent les extrémités des fils résistifs 2, 4 inclus dans les deux nappes 1, 3 et d'autre part passe un tuyau 11 d'alimentation en eau des deux nappes 1,3. The casing 6 is provided with sealed systems 9, 10 by which, on the one hand, the ends of the resistive wires 2, 4 included in the two plies 1, 3 enter and exit, respectively, and on the other hand a supply pipe 11 in water from the two aquifers 1.3.
Le module préféré à deux nappes 1,3 disposées dans l'enveloppe fermée 6 convient pour la mesure de la résistance thermique et de la résistance à la vapeur d'eau, pour des produits en forme, puisque l'ensemble de ses constituants sont susceptibles de subir des déformations permettant audit module d'épouser sensiblement la forme extérieure du produit à tester. The preferred module with two plies 1.3 arranged in the closed envelope 6 is suitable for measuring the thermal resistance and the resistance to water vapor, for shaped products, since all of its constituents are susceptible to undergo deformations allowing said module to substantially match the external shape of the product to be tested.
Dans tous les cas, le dispositif de mesure 12 comprend, en plus du module simplifié ou préféré 5, des moyens d'adaptation qui s'appliquent sur la face arrière du module et déforme celui-ci en sorte qu'il épouse sensiblement la forme du produit à tester. Dans le cas illustré, la face arrière du module 5 est constituée par la face extérieure 8a de la seconde membrane 8. In all cases, the measurement device 12 comprises, in addition to the simplified or preferred module 5, adaptation means which are applied to the rear face of the module and deforms the latter so that it substantially matches the shape of the product to be tested. In the illustrated case, the rear face of the module 5 is constituted by the external face 8a of the second membrane 8.
Les moyens d'adaptation pourraient consister simplement en un bloc rigide, obtenu par exemple par empreinte du produit à tester, dont la face s'appliquant sur la face arrière du module présenterait à peu près la forme complémentaire du produit. The adaptation means could simply consist of a rigid block, obtained for example by imprinting the product to be tested, the face of which applying to the rear face of the module would have roughly the complementary shape of the product.
Dans l'exemple illustré, et selon le mode de réalisation préféré du dispositif, les moyens d'adaptation sont polyvalents, c'est-à-dire qu'ils sont aptes par réglage approprié à s'adapter à toutes sortes de formes. Il s'agit en l'occurrence d'un bâti 13, d'une pluralité d'éléments d'appui 14 et de tiges 15 raccordant les éléments d'appui 14 au bâti 13. Chaque élément d'appui 14 dont la face d'appui 16 a de préférence des bords arrondis 1 6a est orientable angulairement par rapport à la ou aux tiges 15 qui le relient au bâti 13. Chaque tige de raccordement 15 est réglable en position par rapport au bâti 13. La face d'appui 16 de chaque élément d'appui 14 est fixé sur la face arrière du module. In the example illustrated, and according to the preferred embodiment of the device, the adaptation means are versatile, that is to say that they are able by appropriate adjustment to adapt to all kinds of shapes. It is in this case a frame 13, a plurality of support elements 14 and rods 15 connecting the support elements 14 to the frame 13. Each support element 14 whose face d support 16 preferably has rounded edges 1 6a is angularly adjustable relative to the rod (s) 15 which connect it to the frame 13. Each connecting rod 15 is adjustable in position relative to the frame 13. The support face 16 of each support element 14 is fixed to the rear face of the module.
De préférence la seconde membrane 8, imperméable à l'eau et à la vapeur d'eau, se présente sous la forme d'une plaque semi-rigide, déformable, ayant un faible coefficient de frottement, par exemple un polytétrafluoréthylène. Une telle plaque permet la fixation facile des éléments d'appui 14 par vissage. Preferably, the second membrane 8, impermeable to water and to water vapor, is in the form of a semi-rigid, deformable plate, having a low coefficient of friction, for example a polytetrafluoroethylene. Such a plate allows easy fixing of the support elements 14 by screwing.
Dans le mode de réalisation qui est illustré à la figure 3, chaque élément d'appui 14 consiste en une plaque rectangulaire qui est solidaire par ses deux petits côtés 1 4a de deux tiges de raccordement 15 grâce à un axe 17 de pivotement. Le réglage en position de chaque tige 15 par rapport au bâti 13 se fait grâce à une lumière oblongue 18 pratiquée dans la partie supérieure 15a de la tige 15. In the embodiment which is illustrated in Figure 3, each support element 14 consists of a rectangular plate which is secured by its two short sides 1 4a of two connecting rods 15 through a pivot axis 17. The position of each rod 15 is adjusted relative to the frame 13 by an oblong opening 18 made in the upper part 15a of the rod 15.
Sur la figure 2 on a représenté un produit 19 ayant une forme incurvée en creux et le module 5 déformé, épousant la configuration en creux du produit 19. Cette déformation est obtenue d'une part en réglant individuellement la position en hauteur de chaque tige 15 et d'autre part la position angulaire de chaque élément d'appui 14. FIG. 2 shows a product 19 having a hollow curved shape and the module 5 deformed, matching the hollow configuration of the product 19. This deformation is obtained on the one hand by individually adjusting the height position of each rod 15 and on the other hand the angular position of each support element 14.
Le mode de réalisation selon lequel chaque élément d'appui 14 est une plaque rectangulaire convient pour des produits 19 à tester qui présentent une configuration homogène dans le plan transversal. The embodiment according to which each support element 14 is a rectangular plate is suitable for products 19 to be tested which have a homogeneous configuration in the transverse plane.
Par contre s'agissant de produits à tester qui présenteraient une configuration plus complexe, il serait préférable d'utiliser des éléments d'appui tels qui représentés à la figure 4 qui ont une surface plus réduite et qui sont reliés avec le bâti grâce à une seule tige de raccordement terminé par exemple par un système de rotule, autorisant l'orientation angulaire. On the other hand, as regards products to be tested which would have a more complex configuration, it would be preferable to use support elements such as those represented in FIG. 4 which have a smaller surface and which are connected with the frame by means of a single connecting rod terminated for example by a ball joint system, allowing angular orientation.
Les modules selon l'invention qui se présentent au départ sous une forme plane peuvent , grâce à leur souplesse, épouser des formes gauche mais dans la mesure où les rayons de courbure restent cependant élevés. Néanmoins en partant du module de base constitué des deux nappes fibreuses et des deux réseaux de fils résistifs, il est possible de reconstituer une surface gauche à faible rayon de courbure en découpant de manière adéquate ledit module dans le plan, à l'instar de ce qui se pratique dans le domaine de la confection. Ainsi il serait possible de réaliser des modules de mesure reproduisant des parties du corps humain, par exemple dans le cadre de tests de produits recouvrant un mannequin. The modules according to the invention which are initially in a planar form can, thanks to their flexibility, marry left forms but insofar as the radii of curvature remain however high. However, starting from the basic module consisting of the two fibrous layers and the two networks of resistive wires, it is possible to reconstitute a left surface with a small radius of curvature by appropriately cutting said module in the plane, like this which is practiced in the field of clothing. Thus it would be possible to produce measurement modules reproducing parts of the human body, for example in the context of product tests covering a mannequin.
Pour effectuer les mesures relatives au produit 19, il importe que le module 5 soit appliqué contre la face extérieure dudit produit 19. Le simple poids des moyens d'adaptation peut ne pas être suffisant. De plus il peut s'avérer intéressant de réaliser l'essai dans les conditions normales d'utilisation du produit, notamment s'agissant de l'assise d'un siège automobile en appliquant une force qui, par exemple, correspond au poids moyen du conducteur ou du passager. Pour ce faire le bâti 13 est équipé de moyens de compression. Sur les figures, lesdits moyens consistent en un vérin dont l'extrémité 20a de la tige 20 est fixée au bâti 13. To carry out the measurements relating to the product 19, it is important that the module 5 is applied against the external face of the said product 19. The simple weight of the adaptation means may not be sufficient. In addition, it may be advantageous to carry out the test under normal conditions of use of the product, in particular with regard to the seat of an automobile seat by applying a force which, for example, corresponds to the average weight of the driver or passenger. To do this, the frame 13 is equipped with compression means. In the figures, said means consist of a jack whose end 20a of the rod 20 is fixed to the frame 13.
De plus il peut dans certains cas s'avérer opportun d'équiper le bâti 13 de moyens de vibration aptes à créer une vibration déterminée sur l'ensemble des moyens d'adaptation, et en particulier sur les éléments d'appui 14, en coopération avec les moyens de compression. In addition, it may in certain cases prove appropriate to equip the frame 13 with vibration means capable of creating a determined vibration on all of the adaptation means, and in particular on the support elements 14, in cooperation with the compression means.
Ainsi les essais peuvent être réalisés sous contrainte mécanique avec ou sans vibration. Thus the tests can be carried out under mechanical stress with or without vibration.
Dans un exemple précis de réalisation, d'un module préféré 5, tel qu'illustré à la figure 1, la solidarisation des deux membranes 7, 8 est obtenue en rabattant la première membrane 7 par dessus la face extérieure 8a de la plaque semi-rigide 8 de manière à ce qu'une portion 7a de la première membrane 7 déborde légèrement par dessus la plaque 8 sur une faible longueur. Cette portion 7a est fixée sur la face 8a de la plaque 8 par exemple par une bande adhésive 21. In a specific embodiment, of a preferred module 5, as illustrated in FIG. 1, the joining of the two membranes 7, 8 is obtained by folding the first membrane 7 over the outer face 8a of the semi-plate rigid 8 so that a portion 7a of the first membrane 7 projects slightly over the plate 8 over a short length. This portion 7a is fixed to the face 8a of the plate 8, for example by an adhesive strip 21.
Le maintien en place et l'étanchéité de l'enveloppe fermée 6 sont assurés par une bande de clipsage souple 22 s'appliquant à la fois sur les bords de la plaque semi rigide 8 et sur le pli formé par la première membrane 7 enveloppant lesdits bords.Keeping in place and sealing the closed envelope 6 is ensured by a flexible clip band 22 applying both to the edges of the semi-rigid plate 8 and to the fold formed by the first membrane 7 enveloping said edges.
L'étanchéité des fils résistifs de chauffage et de mesure de la température est obtenue par un joint notamment en silicone. Il en est de même pour le tuyau 1 1 passant à travers la plaque semi-rigide 8 et permettant d'alimenter en eau les deux nappes 1,3. The resistance of the resistive heating and temperature measurement wires is obtained by a seal, in particular made of silicone. It is the same for the pipe 1 1 passing through the semi-rigid plate 8 and making it possible to supply the two layers 1,3 with water.
Dans cette version les fibres constitutives des deux nappes 1, 3 doivent être fortement hygroscopiques de manière à permettre une répartition rapide et homogène de l'eau dans l'ensemble du module. Cette capacité de diffusion peut être obtenue soit par des fibres naturelles hydrophiles telles que du coton ou par des fibres dont Iygroscopicité est conférée artificiellement notamment par greffage ou par modification physique telle que des fibres creuses ou encore par des fibres présentant une forte capacité de transfert capillaire, notamment des microfibres. In this version, the constituent fibers of the two layers 1, 3 must be highly hygroscopic so as to allow rapid and homogeneous distribution of the water throughout the module. This diffusion capacity can be obtained either by natural hydrophilic fibers such as cotton or by fibers of which the hygroscopicity is imparted artificially in particular by grafting or by physical modification such as hollow fibers or by fibers having a high capillary transfer capacity. , including microfibers.
Le liage des fibres aux réseaux de fils par jets de fluide présente un certain nombre d'avantages. On obtient un module ayant une très grande souplesse en flexion, une haute résistance mécanique à la traction et au cisaillement, une impossibilité de séparer les couches de non-tissé ayant servi au départ de l'entremêlement des fibres de la nappe et enfin une faible inertie thermique due à la faible épaisseur de la nappe. Binding the fibers to the son networks by fluid jets has a number of advantages. A module is obtained having a very high flexibility in bending, a high mechanical resistance to traction and to shearing, an impossibility of separating the layers of nonwoven having served at the start of the intermingling of the fibers of the sheet and finally a low thermal inertia due to the small thickness of the sheet.
Chaque réseau de fils résistifs est réparti dans toute la surface de la nappe. Each network of resistive wires is distributed over the entire surface of the sheet.
S'agissant du fils résistif pour la mesure de la température, une telle répartition permet d'intégrer la température moyenne de la nappe. Ce fil doit être le plus fin possible afin de présenter une constante de temps faible, par exemple il s'agit d'un fil de nickel isolé de diamètre 0,07 mm.With regard to the resistive wire for measuring the temperature, such a distribution makes it possible to integrate the average temperature of the sheet. This wire must be as thin as possible in order to have a low time constant, for example it is an insulated nickel wire with a diameter of 0.07 mm.
Dans cet exemple précis de réalisation, la première membrane 7 imperrespirante était en polytétrafluoréthylène microporeux, tandis que la seconde membrane 8 perméable à l'eau et à la vapeur d'eau était une plaque semi-rigide, déformable de polytétrafluoréthylène. Dans une version plus simple cette seconde membrane aurait pu être une feuille en polyéthylène soudée avec la première membrane par pression à chaud. Ceci est en particulier le cas lorsque la mesure ne doit pas être faite sous sollicitation mécanique. In this specific embodiment, the first breathable membrane 7 was made of microporous polytetrafluoroethylene, while the second membrane 8 permeable to water and water vapor was a semi-rigid, deformable plate of polytetrafluoroethylene. In a simpler version, this second membrane could have been a polyethylene sheet welded to the first membrane by hot pressing. This is particularly the case when the measurement must not be made under mechanical stress.
Dans ce même exemple, les moyens de compression permettaient d'appliquer une charge statique jusqu'à 40 daN et les moyens de vibration permettaient de faire vibrer le produit à tester à une fréquence variable entre 0 et 10 Hz pour une amplitude de 0 à 10 mm. En pratique ceci a été conçu pour offrir le moins d'inertie mécanique possible et autoriser une amplitude de 10 mm à 10
Hz sous charge statique de 40 daN. Les moyens de vibration consistaient en un moteur alimenté à fréquence variable dont la rotation a été transformée en vibration linéique par un excentrique, la valeur de l'excentration fixant l'amplitude de la vibration. Dans ces conditions, la charge statique sur le produit à tester était réalisée en ajustant la longueur de la barre de transmission de la vibration jusqu'à obtenir la compression du produit correspondant à la charge souhaitée.L'ensemble de ces moyens peut permettre de soumettre le produit à tester à une compression statique élevée sans augmenter l'inertie des organes en mouvement et donc autorise des amplitudes de vibrations élevées.In this same example, the compression means made it possible to apply a static load up to 40 daN and the vibration means made it possible to vibrate the product to be tested at a variable frequency between 0 and 10 Hz for an amplitude of 0 to 10 mm. In practice this has been designed to offer the least possible mechanical inertia and allow an amplitude of 10 mm to 10
Hz under static load of 40 daN. The vibration means consisted of a motor powered at variable frequency whose rotation was transformed into linear vibration by an eccentric, the value of the eccentricity fixing the amplitude of the vibration. Under these conditions, the static charge on the product to be tested was carried out by adjusting the length of the vibration transmission bar until the compression of the product corresponding to the desired load was obtained. All of these means can make it possible to submit the product to be tested at high static compression without increasing the inertia of the moving parts and therefore allows high amplitudes of vibration.
Pour la réalisation des essais, le dispositif de l'invention est placé dans un environnement climatique et électronique approprié. L'environnement climatique doit créer les conditions ambiantes dans lesquelles le produit est testé, tant en température qu'en humidité, et doit permettre la mesure du débit instantané de vapeur d'eau sortant du produit testé. L'environnement électronique sert à effectuer les mesures et les régulations. For carrying out the tests, the device of the invention is placed in an appropriate climatic and electronic environment. The climatic environment must create the ambient conditions under which the product is tested, both in temperature and in humidity, and must allow the measurement of the instantaneous flow of water vapor leaving the tested product. The electronic environment is used to carry out measurements and regulations.
Les essais sont par exemple réalisés dans une enceinte fermée d'environ 1 m3 de volume, qui est régulée en température et en humidité. La régulation de l'humidité est effectuée par un dispositif 25 qui remplace une fraction de l'air de l'enceinte par un air plus sec. La mesure en continu de la fraction d'air renouvelé permet de connaître la quantité de vapeur d'eau prélevée à chaque instant dans l'enceinte et donc le débit instantané de vapeur d'eau sortant du produit testé. Par exemple on peut réaliser la mesure de la fraction d'air renouvelée grâce à un séchage de l'air sur des colonnes séchantes 26 et mesurer par compteur à gaz 27 la quantité d'air ainsi séchée. The tests are for example carried out in a closed enclosure of approximately 1 m3 of volume, which is regulated in temperature and in humidity. The humidity is regulated by a device 25 which replaces a fraction of the air in the enclosure with drier air. The continuous measurement of the fraction of renewed air makes it possible to know the quantity of water vapor taken at each instant from the enclosure and therefore the instantaneous flow of water vapor leaving the product tested. For example, it is possible to measure the fraction of air renewed by drying the air on drying columns 26 and to measure by gas meter 27 the quantity of air thus dried.
La régulation en température du module se fait avec une précision de 0,1"C à une température voisine de celle du corps humain. The temperature regulation of the module is done with an accuracy of 0.1 "C at a temperature close to that of the human body.
En milieu isotherme, c'est-à-dire lorsque la température de l'enceinte 24 est la même que celle du module, les seuls transferts se produisant dans le produit sont des transferts de vapeur d'eau. Dans cette configuration d'utilisation, la puissance de chauffe apportée au module pour réguler sa température peut être directement convertie en débit d'évaporation sur la face transpirante du module, c'est-à-dire en débit de vapeur d'eau absorbée par le produit testé. In an isothermal medium, that is to say when the temperature of the enclosure 24 is the same as that of the module, the only transfers occurring in the product are transfers of water vapor. In this configuration of use, the heating power supplied to the module to regulate its temperature can be directly converted into the evaporation rate on the transpiring surface of the module, that is to say the rate of water vapor absorbed by the product tested.
L'alimentation en eau du module se fait par gravité à partir d'un réservoir 28. Elle est déclenchée à l'instant 0 de l'essai. La mesure de la pression hydrostatique dans le réservoir 28, grâce au capteur 29, permet de connaître l'apport d'eau dans le module 5, donc le débit instantané de vapeur d'eau entrant dans le produit 19 testé. The module is supplied with water by gravity from a reservoir 28. It is triggered at time 0 of the test. The measurement of the hydrostatic pressure in the tank 28, thanks to the sensor 29, makes it possible to know the water supply in the module 5, therefore the instantaneous flow of water vapor entering the product 19 tested.
Pour des essais sur un composant de siège, on fonctionne habituellement avec une température ambiante dans l'enceinte de 35 "C et 30 % d'humidité relative, le module 5 étant lui à 35 "C. For tests on a seat component, it is usually operated with an ambient temperature in the enclosure of 35 "C and 30% relative humidity, the module 5 being him at 35" C.
L'application qui vient d'être décrite conceme la caractérisation du seul transfert de vapeur d'eau. D'autres configurations de mesure sont envisageables. The application which has just been described relates to the characterization of the only transfer of water vapor. Other measurement configurations are possible.
S'agissant de la mesure du transfert thermique sec, la température de l'enceinte 24 est fixée à une valeur inférieure à celle du module 5, par exemple le module 5 est à 35 "C et la température ambiante est à 20 OC. Il est nécessaire dans ce cas de concevoir un dispositif à garde thermique pour éviter toute fuite thermique du module 5 vers le milieu ambiant et garantir que la puissance de chauffe mesurée est uniquement celle transférée par le composant. With regard to the measurement of dry heat transfer, the temperature of the enclosure 24 is fixed at a value lower than that of the module 5, for example the module 5 is at 35 "C and the ambient temperature is at 20 OC. it is necessary in this case to design a thermal guard device to avoid any thermal leakage from the module 5 towards the ambient environment and guarantee that the measured heating power is only that transferred by the component.
Dans ce cas le dispositif comprend un module simplifié comportant uniquement les deux nappes fibreuses à réseaux de fils résistifs, ledit module étant au contact du produit à tester et fait office de source du transfert thermique vers ce dernier. La garde thermique, dont le principe a été décrit dans la norme ISO 11092, peut être assurée soit par un deuxième module simplifié superposé, soit par un module à enveloppe fermée mais non alimenté en eau ou encore un module à enveloppe fermée dont la seconde membrane est une plaque semi-rigide déformable si la mesure doit être effectuée sous sollicitation mécanique ; de plus dans ce cas le module qui fait office de garde thermique est complété avec une plaque souple de quelques millimètres en matériau de faible conductivité thermique, intercalée entre le module faisant office de source du transfert thermique et le second module ; la plaque souple peut consister par exemple en une mousse de polychloroprène ou une feuille de polyéthylène extrudée. La mesure du transfert thermique sec correspond à l'évolution dans le temps de la puissance de chauffe fournie au module faisant office de source au contact du produit à tester. In this case, the device comprises a simplified module comprising only the two fibrous sheets with networks of resistive wires, said module being in contact with the product to be tested and serving as the source of the thermal transfer to the latter. The thermal guard, the principle of which has been described in standard ISO 11092, can be ensured either by a second simplified superimposed module, or by a module with closed envelope but not supplied with water or even a module with closed envelope whose second membrane is a semi-rigid plate which can be deformed if the measurement is to be made under mechanical stress; moreover in this case the module which acts as a thermal guard is completed with a flexible plate of a few millimeters of material of low thermal conductivity, interposed between the module acting as the source of the heat transfer and the second module; the flexible plate may consist, for example, of a polychloroprene foam or an extruded polyethylene sheet. The measurement of dry heat transfer corresponds to the evolution over time of the heating power supplied to the module acting as a source in contact with the product to be tested.
S'agissant de la mesure du transfert de vapeur d'eau avec couplage chaleur et humidité, la température de l'enceinte 24 est inférieure à la température du module et le module est alimenté en eau ; par exemple la température de l'enceinte 24 est de 20 "C et 50 % d'humidité relative et le module est à 35 "C. Dans ces conditions il se produit à travers le produit à tester un transfert simultané et couplé de chaleur et de vapeur d'eau. Le module est alors un module comportant une enveloppe fermée, éventuellement une enveloppe renforcée dont la seconde membrane est une plaque semi-rigide déformable. La mesure de la pression hydrostatique dans le réservoir 28 d'alimentation du module fournit le débit instantané de vapeur d'eau entrant dans le produit à tester. Le dispositif 25 de régulation d'humidité de l'ambiance fournit le débit instantané de vapeur d'eau sortant du produit à tester. Il serait possible d'accéder à la mesure de la puissance thermique transférée vers le produit à tester en utilisant un module avec enveloppe fermée et garde thermique. With regard to the measurement of the transfer of water vapor with heat and humidity coupling, the temperature of the enclosure 24 is lower than the module temperature and the module is supplied with water; for example the temperature of enclosure 24 is 20 "C and 50% relative humidity and the module is 35" C. Under these conditions, a simultaneous and coupled transfer of heat and water vapor occurs through the product to be tested. The module is then a module comprising a closed envelope, possibly a reinforced envelope, the second membrane of which is a deformable semi-rigid plate. The measurement of the hydrostatic pressure in the module supply tank 28 provides the instantaneous flow of water vapor entering the product to be tested. The device 25 for regulating the humidity of the environment provides the instantaneous flow rate of water vapor leaving the product to be tested. It would be possible to access the measurement of the thermal power transferred to the product to be tested using a module with closed enclosure and thermal guard.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple non exhaustif. En particulier concernant des produits qui ne seraient pas homogènes dans leur capacité de transfert, il serait possible de juxtaposer des modules selon l'invention par zone considérée homogène. On pourrait ainsi utiliser lesdits modules pour recouvrir une forme inerte du type mannequin et constituer un dispositif de mesure du transfert de vapeur d'eau dans des vêtements ou dans un siège pris dans sa globalité. Grâce au module et au dispositif de l'invention, il est possible de caractériser les propriétés de confort d'un produit sans avoir à l'altérer ou à le dégrader. The present invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of non-exhaustive example. In particular concerning products which are not homogeneous in their transfer capacity, it would be possible to juxtapose modules according to the invention by zone considered homogeneous. These modules could thus be used to cover an inert form of the mannequin type and constitute a device for measuring the transfer of water vapor in clothing or in a seat taken as a whole. Thanks to the module and the device of the invention, it is possible to characterize the comfort properties of a product without having to alter or degrade it.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2738913B1 (en) | 1997-12-05 |
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