Brevet FR2853511A1 — publié le 20041015

La présente invention concerne le domaine du monitorage industriel et a pour objet un dispositif d'intégration de moniteurs dans les structures de monitorage préexistantes, destiné notamment aux pupitres ou 5 panneaux de surveillance pour commande ou vue d'ensemble centralisée. Les systèmes de contrôle à distance sont employés dans les unités de production d'électricité, de produits chimiques ou de procédés agroalimentaires, les centres de 10 gestion et de contrôle du trafic ferroviaire, etc. Dans le cas particulier des centres nucléaires de production d'électricité (CNPE), ces systèmes de monitorage ont été conçus il y a maintenant plus d'une trentaine d'années et les plus anciens ont passé les vingt ans 15 d'exploitation. L'évolution technologique et le vieillissement des moniteurs posent aujourd'hui le problème de leur renouvellement. La principale difficulté, en dehors des évolutions de standards électriques et/ou électroniques, réside en ce que les moniteurs de ces 20 pupitres ou panneaux sont intégrés dans des structures porteuses répondant à des normes spécifiques, antisismiques notamment, et dont le remplacement ou la modification dimensionnelle générerait des coûts et des travaux importants que l'on souhaite éviter. En outre, comme on peut le constater sur la figure 1, qui sera commentée plus en détail par la suite, ces structures porteuses sont généralement tubulaires et présentent des longerons, habituellement des cornières formant rails dans lesquels les moniteurs sont placés, qui 30 peuvent porter le moniteur en dévers et il est donc impératif que celui-ci ne tombe pas, que ce soit sur les observateurs ou au fond du pupitre. Une difficulté supplémentaire provient de ce que l'accès est prévu dans l'axe longitudinal avec une introduction par l'arrière, 35 tandis que l'accès latéral est aujourd'hui rendu très difficile voire inaccessible du fait de la constitution de " murs d'écrans " et de la présence d'autres appareils électroniques, fixés eux aussi sur les structures SYS-FR-2.000 porteuses. A l'heure actuelle, devant les difficultés d'accès et dTencombrement spatial des structures porteuses, les moniteurs ne sont plus fixés aux structures et les plaques 5 avant du panneau de contrôle servent bien souvent de butée aux moniteurs. Les normes en matière de tenue et de fixation, notamment en cas de séisme, ne sont donc plus respectées. Ce problème de remplacement du matériel de monitorage 10 sans modifier les structures support existantes est aussi transposable par exemple dans le domaine ferroviaire, ou pour des installations industrielles plus récentes, pour lesquelles la question se posera dans les années à venir. La présente invention vise donc à remédier à ces 15 problèmes en proposant un dispositif d'intégration et de solidarisation de moniteurs dans ces structures préexistantes de pupitres ou panneaux de surveillance. A cet égard, ce dispositif est remarquable en ce qu'il consiste en un châssis intermédiaire muni de moyens 20 de liaison d'un moniteur audit châssis et de moyens de fixation à la structure porteuse, les premiers assurant la solidarisation du moniteur et les seconds évitant tout risque de chute de l'ensemble solidarisé châssis-moniteur. On comprend bien que ce dispositif permet de 25 s'adapter à toutes les dimensions de structures porteuses existantes, ainsi qu'à celles d'écrans commercialisés actuellement ou à l'avenir, puisque l'utilisation d'une structure intermédiaire permet de dissocier d'une part les moyens de fixation du moniteur à cette structure et d'autre 30 part les moyens de fixation de la structure intermédiaire à la structure porteuse, d'o une grande adaptabilité aux diverses combinaisons de formats possibles. En outre, on notera que le problème de la fixation ferme et sûre des nouveaux moniteurs est ainsi résolu. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, du dispositif d'intégration conforme à SYS-FR-2.000 l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un panneau de contrôle tel qu'existant dans 5 une salle de commande à distance d'un centre nucléaire de production d'électricité ; - la figure 2 est une vue en élévation et en perspective du châssis adapté notamment pour un moniteur à tube cathodique classique; - la figure 3 est une vue en élévation et en perspective du châssis adapté pour un moniteur "plat", à écran à cristaux liquides ou plasma; - la figure 4 est une vue en élévation et en perspective des moyens de liaison d'un moniteur à écran à 15 cristaux liquides ou plasma au châssis représenté sur la figure 3; - la figure 5 est une vue partielle et en coupe selon l'axe AA', représenté sur la figure 1, d'un châssis selon l'invention fixé à une structure porteuse du type rail en 20 cornière. En référence à la figure 1, les moniteurs 1 du panneau de contrôle sont portés et fixés sur des longerons métalliques 2 en forme de cornières formant un rail. L'aile horizontale de ces cornières sert de support à la paroi 25 inférieure du boîtier des moniteurs, tandis que l'aile verticale de ces longerons est, à la hauteur de l'emplacement des moniteurs, régulièrement percée de passages de vis 3 pour la fixation des moniteurs. Les panneaux de contrôle constitutifs de telles salles de 30 commande se présentent sous la forme de rangées verticales juxtaposées qui ont été montées au fur et à mesure, chaque rangée de rails étant fixée après que les moniteurs ou autre appareillage de la rangée précédente aient été mis en place. Ainsi, l'accès latéral a été supprimé, la seule voie 35 d'accès possible se faisant par l'arrière. Dans le cas des moniteurs fixés en bas de panneau ou dans des pupitres de contrôle 4, les moniteurs à tube cathodique classique sont maintenus en inclinaison négative, c'est-à-dire du haut SYS-FR-2.000 vers le bas et de l'avant vers l'arrière, par l'intermédiaire de tirants de fixation 5 placés au niveau de l'angle supérieur de la partie arrière des moniteurs. On comprend bien que ce dernier système est mal adapté au 5 blocage de moniteur plats à écran à cristaux liquides (LCD) ou plasma. On comprend mieux maintenant les difficultés liées au remplacement de ces moniteurs intégrés dans ces structures porteuses particulières. Sur la figure 2 qui représente une variante d'exécution du dispositif d'intégration selon l'invention, notamment adaptée pour des moniteurs dotés d'un écran à tube cathodique classique, le châssis 6 est un châssis tubulaire, de forme globalement parallélépipédique 15 rectangle, constitué de l'assemblage de plusieurs cadres entre-eux. Les matériaux utilisés pour fabriquer les tubes sont choisis de telle manière qu'il puissent former un châssis matériellement rigide et ayant un degré de résistance suffisant pour l'usage prévu, à savoir le 20 support d'un moniteur et la fixation du châssis sur une autre structure. On emploiera de préférence des tubes métalliques enrobés, peints, vernis ou non. Par exemple, on pourra utiliser, comme dans l'exemple décrit ci-après, des tubes de section carrée de 16 mm de côté et 1,5 mm 25 d'épaisseur en acier inoxydable. De l'avant vers l'arrière, on a ainsi un premier cadre 7 comportant deux montants 8,8' et une traverse supérieure 9. Ce premier cadre 7 qui ne comporte pas de traverse inférieure est relié à un second cadre 10 qui ne comporte pas non plus de traverse 30 inférieure. Ce cadre 10 comporte une traverse supérieure 11 et deux montants latéraux 12,12'. Les cadres 7 et 10 sont reliés entre eux par deux paires de longerons. Les longerons supérieurs 13,13' ont une forme épousant le profil supérieur des moniteurs à tube cathodique, c'est à 35 dire qu'ils sont divisés en segments successifs, par exemple trois, permettant d'épouser la courbe de la partie supérieure d'un tel moniteur. Les longerons inférieurs 14,14' sont, quant à eux, rectilignes et relient SYS-FR-2.000 également les cadres 7 et 10 au dernier cadre 15 situé à l'arrière. Le cadre 15 lui non plus ne comporte pas de traverse inférieure et est donc doté d'une traverse supérieure 16 et de deux montants latéraux 17,17'. Les deux 5 traverses supérieures 10 et 16 sont reliées entre elles par des longerons droits 18 et 18'. Sous la face inférieure des longerons inférieurs 14 et 14', on fixe une cornière de section en Z droit 19,19' ; cette cornière déborde vers l'intérieur du châssis. La forme et l'écartement de ces 10 cornières 19,19' correspondent à celle des rails des structures de support et permettent un emboîtement dans ceux-ci afin de former une glissière. Les cornières 19,19' en Z droit sont réalisées dans un matériau identique à celui des tubes. Selon une caractéristique de l'invention, ces cornières 19,19' sont dotées sous leur segment inférieur de patins 20 longitudinaux courant sur toute leur longueur et ayant pour but de faciliter l'introduction et le glissement des châssis 6 sur les structures porteuses en forme de 20 rail. Ces patins 20 sont réalisés en une matière polymère organique plastique, par exemple du PVC, assurant un coefficient de glissement suffisant tout en offrant une certaine élasticité permettant de les compresser lors de la fixation du châssis 6 sur les longerons 2 de la structure 25 porteuse. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le châssis 6 comporte deux traverses additionnelles inférieures 21 destinée à la fixation du châssis sur les longerons 2 de la structure porteuse. Ces traverses sont fixées sur les cornières en Z droit 19,19'. Chacune des traverses comporte au moins deux passages de vis 22, réalisés dans la direction verticale. Bien entendu, le châssis pourra comporter d'autres traverses, montants ou longerons supplémentaires afin de 35 rigidifier la structure. Il va de soi que les dimensions du châssis 6 seront adaptées aux dimensions du creux dans lequel le moniteur pourra être encastré avec le châssis au sein de la SYS-FR-2.000 structure porteuse. Ainsi, et à titre d'exemple non limitatif, le châssis décrit aura des dimensions extérieures de 470 x 440 x 480 mm(longueur x. hauteur x profondeur), avec un écartement des cornières 19,19' de 428 5 mm, dans le cas d'une structure porteuse dont les rails sont écartés de 45 cm. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, le châssis comporte des moyens de liaison du moniteur 1 au châssis 6. Ces moyens consistent en des 10 profilés 23,23' en forme d'équerre. Ces profilés se répartissent en profilés de support 23 et profilés de fixation 23'. Les profilés de support 23 sont au nombre de deux et sont destinés à servir d'appui à la face inférieure du boîtier d'un moniteur à tube cathodique classique. Les 15 profilés 23 sont fixés, à la distance adéquate, sur la section verticale intérieure des cornières 19,19' en Z droit, de telle sorte qu'une des branches soit plaquée contre la cornière et que l'autre branche du profilé 23 serve d'appui horizontal à la face inférieure du boîtier du 20 moniteur. Les profilés 23' de fixation sont des équerres qui sont fixées aux montants 8,8', de telle sorte que l'une des faces de l'équerre soit parallèle aux flancs latéraux du châssis. Cette face comporte des passages de vis qui permettent d'assujettir latéralement le boîtier du moniteur 25 au châssis. On comprend bien que les moyens de liaison au moniteur consistant en des profilés 23,23' peuvent facilement être adaptés à tous les formats de moniteurs fabriqués, de 5" à 20". Il va de soi que l'utilisation d'un jeu de pièces interchangeables en fonction des moniteurs 30 que l'on veut fixer sur un châssis de taille unique est à la portée de l'Homme du Métier. La figure 3 décrit une variante du dispositif selon l'invention, adaptée à l'intégration et la fixation de moniteurs comportant un écran LCD ou plasma. Ces moniteurs 35 sont caractérisés en ce qu'ils ont une forme parallélépipédique rectangle de faible profondeur. Le châssis 6 est de forme parallélépipédique rectangle parfaite. Il correspond à l'assemblage de cadres tubulaires SYS-FR-2.000 et comporte donc quatre traverses 24, quatre montants 25 et quatre longerons 26. Il comporte en outre deux montants additionnels 27 placés, un, de chaque côté, ainsi qu'un cadre additionnel 28 fixé sur les montants avants 26 et la 5 traverse supérieure avant 24. Appliqué à une structure porteuse dont l'écartement des rails est de 450 mm, le châssis constitué de tubes de section carrée de 15 mm et d'épaisseur 1,5 mm, aura pour dimensions extérieures 428 x 420 x 235 mm. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le châssis 6 comporte également deux traverses inférieures additionnelles 21, lesquelles traverses sont percées de passage de vis 22 verticaux. Les traverses additionnelles sont régulièrement réparties entre les deux traverses 15 inférieures 24. En outre, les montants additionnels 27 sont dotés de passages de vis horizontaux pour accueillir les moyens de liaison d'un moniteur LCD au châssis. La figure 4 représente justement les moyens de liaison mis en oeuvre pour fixer un moniteur à écran LCD ou 20 plasma au châssis adapté à ce type de moniteur, représenté sur la figure 3. Il s'agit d'un profilé 29 en forme de U dont les branches latérales sont perpendiculaires au segment médian. Ce segment médian est vissé au centre de la plaque arrière du moniteur 1 et ses branches comportent des 25 passages de vis afin d'assurer l'assujettissement du moniteur 1, sur lequel a été fixé le profilé 29, aux montants additionnels 27 du châssis; ceux-ci comportent les passages de vis adéquats permettant de boulonner ou visser le profilé 29, porteur du moniteur 1, au châssis 30 d'intégration 6. Dans le cas des dimensions indiquées précédemment pour le châssis représenté sur la figure 3, le profilé 29 en forme de U est une plaque de 125 m= de large et 3 m= d'épaisseur, les deux branches latérales ayant une longueur de 104 mm, tandis que le segment médian a une 35 longueur de 394 mm. La figure 5 est une vue de face de la partie inférieure d'un châssis 6 dans sa variante adaptée à un moniteur à tube cathodique classique, tel que représenté SYS-FR-2.000 sur la figure 2, positionné sur les longerons métalliques 2 de la structure porteuse de la salle de commande. Selon une autre, caractéristique essentielle de l'invention, les moyens de fixation sont des moyens de 5 pincement des éléments de la structure porteuse. Ce pincement est effectué entre les traverses additionnelles inférieures 21 et une pièce de serrage 30. Cette pièce de serrage 30 est constituée d'une plaque 31 rectangulaire, surmontée d'un profilé creux en U 32, de même largeur que 10 la plaque 31, et de longueur proche des 3/4 de la longueur de ladite plaque 31 sur laquelle il est assujetti de façon centrée. La pièce de serrage 30 est percée de passages de vis aux dimensions et écartements correspondants à ceux pratiqués dans les traverses inférieures 21. La longueur de 15 la plaque 31 est déterminée de telle sorte qu'il y ait une emprise optimale et suffisante sur la section horizontale des longerons 2 métalliques de la structure de support. Pour les exemples de dimensions donnés précédemment, la plaque 31 fait 440 mm de long par 30 mm de large, 20 l'épaisseur étant de 4 mm; le profilé creux 32 en U fait 355 mm de long pour 30 mm de large pour la partie médiane, les deux côtés du U ayant 18 mm de hauteur, le matériau utilisé ayant dans l'exemple 3 mm d'épaisseur. Bien entendu, le profilé creux en U 32 peut être réalisé dans un 25 matériau différent de la plaque 31, par exemple, dans un matériau plus compressible permettant d'obtenir un serrage optimal, qui compenserait les éventuels jeux dimensionnels résiduels. Il va de soi en outre que le profilé creux 32 en U peut aisément être remplacé par tout moyen 30 fonctionnellement équivalent connu de l'homme du métier, par exemple un bloc parallélépipédique en matière polymère organique compressible. Selon une dernière caractéristique du dispositif selon l'invention, celuici peut accueillir, en sus du 35 moniteur, des dispositifs d'adaptation électronique divers, notamment du type convertisseur de fréquences. Ce, dans le but de réduire simultanément l'encombrement des structures porteuses. SYS-FR-2.000 Il est bien évident que l'on peut concevoir un dispositif d'intégration selon l'invention consistant en un châssis "universel" permettant d'accueillir indifféremment des moniteurs à tube classique ou à écran LCD, les moyens 5 de liaison étant mis en adéquation. Un tel dispositif "universel" qui, par exemple pourra être celui présenté sur la figure 2, a l'avantage de ne nécessiter qu'une seule validation normative qui sera valable quel que soit le type d'écran installé. En outre, la modularité offerte par le dispositif d'intégration selon l'invention permet de procéder facilement et à moindre coût au renouvellement des moniteurs liés audit dispositif. Bien sûr, les châssis selon l'invention peuvent être 15 habillés, par la fixation de panneaux sur les côtés extérieurs des châssis, et être munis de poignées de transports. On pourra avantageusement munir le dispositif d'intégration sur sa face avant d'un masque, couramment dénommé plastron, et d'une casquette. Le masque consiste en 20 un panneau aux dimensions de la face avant du châssis, lequel panneau est découpé d'une ouverture rectangulaire aux positionnement et dimensions en adéquation avec ceux de l'écran du moniteur solidarisé. Ce masque permet d'assurer une fermeture esthétique parfaite à la fois de la face 25 avant du châssis et de l'orifice dans lequel ledit châssis est intégré, en supprimant optionnellement l'accès direct à la façade du moniteur solidarisé au châssis. Bien évidemment, l'ouverture centrale du masque peut être obturée par un panneau transparent, en plexiglas par 30 exemple, afin de protéger l'écran du moniteur. La casquette quant à elle permet de réduire la gêne visuelle provoquée par la réverbération lumineuse sur la surface de l'écran. Enfin, il va de soi que le dispositif d'intégration consistant en un châssis, peut être utilisé dans d'autres 35 applications, par exemple, l'intégration dans des systèmes mobiles dans lesquels les moniteurs doivent être protégés au maximum des agressions extérieures ou encore, pour une utilisation en cage de Faraday afin d'isoler les moniteurs SYSFR-2.000 - 10 de perturbations électromagnétiques. Enfin, il est clair que les exemples décrits ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives des domaines d'application de l'invention. SYS-FR-2.000 - 1l REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'intégration de moniteurs (1) dans des structures porteuses préexistantes de pupitres ou panneaux de salles de contrôle ou de commande, notamment pour les centres nucléaires de production d'électricité, 5 caractérisé en ce qu'il consiste en un châssis intermédiaire (6) muni de moyens de liaison d'un moniteur (1) audit châssis (6) et de moyens de fixation à la structure porteuse, les premiers assurant la solidarisation du moniteur et les seconds évitant tout 10 mouvement et risque de chute de l'ensemble solidarisé châssis- moniteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit châssis (6) est un assemblage parallélépipédique rectangle de plusieurs cadres (7,10,15), 15 muni d'au moins une traverse additionnelle inférieure (21) pour la fixation du châssis (6) sur la structure porteuse. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation sont des moyens de pincement des éléments de la 20 structure porteuse. 4 - Dispositif selon la revendications 3 caractérisé en ce que le pincement de la structure porteuse est effectué entre au moins une traverse additionnelle inférieure (21) du châssis (6) et une pièce de serrage(30). 25 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la pièce de serrage (30) est constituée d'une plaque (31) surmontée d'un profilé creux en U (32), la longueur de la plaque (31) est telle qu'il y ait une emprise optimale et suffisante sur la section horizontale 30 des éléments de la structure porteuse et en ce que la pièce de serrage (30) est percée de passages de vis verticaux dont les dimensions et l'écartement coïncident avec ceux pratiqués dans les traverses inférieures additionnelles (21) du châssis (6). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le châssis (6) est muni de moyens facilitateurs de l'insertion de SYS-FR-2.000 - 12 l'ensemble châssis-moniteur sur les éléments (2) de la structure porteuse de l'unité de contrôle ou de commande. 7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyens facilitateurs consistent en des 5 patins (20) en matière polymère organique plastique, par exemple du PVC, lesquels patins (20) sont placés sous les longerons inférieurs (14,14',26) du châssis ou sous les cornières en Z droit (19,19') fixées sous ces mêmes longerons inférieurs (14,14',26). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les moyens de liaison d'un moniteur (1) à tube cathodique au châssis (6) comportent des profilés de support (23) soutenant la face inférieure des boîtiers du moniteur (1) et des profilés de 15 fixation (23') destinés à assujettir latéralement le moniteur (1) au châssis (6). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les moyens de liaison au châssis (6) d'un moniteur (1) à écran à cristaux 20 liquides ou plasma consistent en un profilé (29) en forme de U dont les branches latérales sont perpendiculaires au segment médian, ce dernier étant destiné à être vissé au centre de la plaque arrière du moniteur et chacune des branches latérales étant destinées à être assujettie à un 25 montant latéral additionnel (27) du châssis (6). - Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 9 caractérisé en ce que le châssis accueille en sus du moniteur, des dispositifs d'adaptation électronique, notamment du type convertisseur de 30 fréquences. 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