Brevet FR2415854A1 — publié le 19790824

L'invention relève du domaine des matériaux aptes à réduire, dans les installations industrielles, le bruit dû au choc de métal contre métal. I1 y a de nombreuses opérations, dans l'industrie, où des pièces métalliques viennent en contact avec d'autres pièces métalliques engendrant ainsi des bruits de niveau élevé. Les travaux de forge en sont un exemple évident. I1 y a aussi de nombreux exemples où le bruit provient de chocs, qui n'ont rien d'automatique, de corps métalliques entre eux. Il est évidemment nécessaire de réduire ltintensité des bruits dans les installations industrielles, et ceci peut être réalisé dans une certaine mesure, en réduisant les bruits dus aux choses inutiles de pièces entre elles. L'invention concerne une structure de matériaux à effet d'insonorisation qui comprend du caoutchouc souple et/ou de la mousse de matière plastique dont au moins une par tie de la surface externe est recouverte d'une couche de polyuréthane dont le coefficient de dureté sur l'échelle Shore A est compris entre 65g et 95" ayant ainsi pour résultat de donner à la structure une surface de bonne résistance à l'usure mécanique La structure est disposée entre deux pièces métalliques venant au contact l'une de l'autre et le caoutchouc souple et/ou la mousse de matière plastique séparent ces deux pièces.Quand une des pièces métalliques frappe le caoutchouc souple et/ou la mousse de matière plastique, ce matériau peut se déformer et absorber le choc en raison de sa masse volumique relativement faible. Malheureusement ces matériaux ont une mauvaise résistance à l'usure dûe aux frottements, abrasion par exemple; en outre ils sont facilement coupés par la tranche d'une pièce métallique qui les frappe. En vue de protéger ces matériaux la surface qui reçoit le choc est recouverte d'une couche de polyuréthane dont le coefficient de dureté sur l'échelle Shore A est au moins de 65U mais inférieur à 95o. Une telle couche de polyuréthane possède une très forte résistance à l'usure mécanique provenant du choc ou du frottement d'une pièce métallique. Une structure comprenant une couche de caoutchouc souple et/ou une couche de mousse de matière plastique et une couche de polyuréthane convient parfaitement pour recouvrir la surface d'une pièce métallique qui,sans elles recevrait directement le choc d'une autre pièce métallique. La structure est disposée de manière que le contact de ltélément qui frappe se produise sur elle plutôt que directement sur le métal, de manière à réduire la pointe d'intensité de transfert d'énergie qui serait dQe au choc métal contre métal, et à obtenir ainsi un échange d'énergie moins intense et plus étalé dans le temps, entraînant un niveau de- son nettement inférieur. Le caoutchouc souple, de même que la mousse de matière plastique peuvent prendre la forme d'une lame sur une face de laquelle se trouve la couche de polyuréthane. Le caoutchouc souple et la mousse de plastique peuvent aussi avoir la forme de deux lames disposées l'une sur l'autre, et la couche de polyuréthane est appliquée à la surface extérieure de l'une d'elles. Dans ce dernier cas un produit adhJsif relie de préférence les deux lames de caoutchouc souple et de mousse de matière plastique Lorsqu'on emploie une lame de caoutchouc souple une des faces de celle-ci peut être échancrée de manière à diminuer la masse volumique de la lame et à permettre une meilleure déformation de celle-ci sous le choc. Une description détaillée de la structure de l'in vention est donnée ci-après, par référence aux figures jointes où - la Fig. 1 est une coupe en élévation d'une structure de l'invention sur un banc d'étirage, - les Figs 2, 3 et 4 sont des coupes en élévation d'autres formes de réalisation de structures de l'invention. Un banc d'étirage pour cables et barres (voir Fig. 1) comporte une chaîne métallique 1 disposée au-dessus d'une table métallique 3. La chaine est tirée horizontalement et vient périodiquement retomber sur la table en engendrant un bruit considérable. En vue de réduire le bruit dd aux chocs de la channe sur la table 3 une structure 5 est fixée à la surface supérieure de celle-ci de manière à en interdire le contact direct de la chaine. La structure 5 est constituée decaout- chouc déformable et/ou de mousse de matière plastique dont la face supérieure est recouverte d'une couche de polyuréthane résistant. Sur la Fig. 1, on désigne par 7 une lame ou couche de mousse cellulaire aérée de polyéthylène disposée sur la plaque 3. Au-dessus de la lame 7 est une lame ou couche 9 de polyuréthane dont le coefficient de dureté sur l'échelle Shore A est compris entre 65 et 95O. En cours d'utilisation du banc d'étirage, lorsque la channe 1 retombe, elle le fait sur la structure 5 qui isole la plaque 3. Le choc de la chaste 1 sur la lame 9 engendre un certain bruit, mais comme la couche 7 est souple et déformable la lame 9 se déplace par rapport à la plaque 1. En conséquence, échange d'énergie entre la chaine 1 et la structure 5 est beaucoup plus étalé dans le temps que si cet échange se passait entre la chaine 1 et la table 3. Grace à la couche de polyuréthane 9 il y a résistance à l'usure mécanique dûe aux frottements et aux chocs de la channe 1. La forme de réalisation de la Fig. 2 correspond une utilisation en atmosphère chaude. Si la table 3 se trouve à une température relativement élevée, un coussin 11 de matériau fibreux est intercalé entre cette table 3 et la structure 5. Ce coussin est de préférence constitué de laine métallique, de fibre de verre, ou de laine minérale. Quant à la structure 5 elle est identique à celle de la Fig. 1, mais comme elle est destinée à être utilisée à haute température, il est préférable de choisir une lame 9 de polyuréthane qui a un point de fusion suffisamment élevé pour ne pas etre affectée par les conditions thermiques de travail. Dans la forme de réalisation représentée à la Fig. 3, la structure, ici désignée par 13, comprend une lame de mousse de matière plastique 15 sur une face de laquelle se trouve une lame de caoutchouc 17. La lame de polyuréthane 9 est disposée sur la face externe de la lame de caoutchouc 17. La lame 15 est constituée de mousse cellulaire aérée de polyéthylène, et la lame 17 est du caoutchouc polysulfide échancré sur la face qui est en contact avec la lame 15 de manière à réduire sa masse volumique. Le polyuréthane 9 est disposé sur la face de la lame 17 non échancrée. Dans une forme de réalisation voisine de celle qui vient d'être décrite, et non représentée, la mousse de polyéthylène peut être intercalée entre le caoutchouc échancré et la lame de polyuréthane, la face échancrée du caoutchouc étant en contact avec la mousse de polyéthylène. En choisissant du caoutchouc à fort hystérésis pour la lame qui est au contact de la table 3 on obtient un amortissement important. Dans la forme de réalisation représentée à la Fig. 4, la structure, ici désignée par 19, comprend deux lames ou couches 21 et 23 de caoutchouc néoprène, de préférence de l'ordre de a tm d'épaisseur et d'un coefficient de dureté de 50D Shore A. De manière à réduire la masse volumique de ces deux lames, elles sont toutes deux échancrées d'un côté et présentent un profil en dent de scie qui en facilite la déformation. Ces deux lames 21 et 23 sont disposées leurs faces échancrées se faisant face, mais séparées toutefois par une lame plane de caoutchouc néoprène 25, de préférence d'une épaisseur voisine de 3 mm et de coefficient de dureté de 40 Shore A.Sur la face supérieure de la lame 23 est disposée une lame de polyuréthane de 6 mm environ d'épaisseur et de coefficient de dureté de 70 Shore A. Les résultats obtenus par les amortisseurs constitués de structures de l'invention ont été établis sur un banc d'essai mettant en jeu la chute d'environ 60 cm d'un cylindre d'acier de 5 cm de diamètre et de 10 cl de hauteur et comparés à ceux obtenus par des amortisseurs de type connu. Un accéléromètre était monté sur le cylindre et l'intensité du choc sur les structures était enregistrée.Cn a pu ainsi affecter un facteur de mérite aux struct r-s et les comparer les unes aux autres. Le facteur de mérite était pris égal au rapport de la durée de la première alternance du son (temps total de montée et de descente) à l'amplitude de cette alternance.Il est évident que plus est long le temps nécessaire pour transmettre énergie du cylindre à la structure, plus est élevé le facteur de mérite et plus cette structure a un bon effet d'insonorisation. Les résultats des essais sont présentés dans le tableau ci-après. Tableau Genre de structure Facteur de mérite (a) Lame de polyuréthane-épaisseur 2,54 cm-40 Shore 233 (b) Caoutchouc néoprène-épaisseur 2,54 cm-50 Shore 368 (c) Lame de feutre-épaisseur 2,54 cm...................... cm 351 (d) Lame de polyuréthane-épaisseur 2,54 cm-85D Shore 15 (e) Lame de polyuréthane-épaisseur 1,27 cm-85 Shore, + mousse de polyéthylène-épaisseur 1,27 cm............... 385 (f) Mousse de polyéthylène-épaisseur 0,94 cm, + néoprène échancré-épaisseur 1,6 cm................... cm 755 (g) Mousse de polyéthylène-épaisseur 0,94 cm,. + polysulfide échancré-épaisseur 0,94 cm, + lame de polyuréthane-épaisseur 0;64 cm-70-0 Shore 780 (h) Mousse de polyéthylène-épaisseur 0,94 cm, + polyuréthane échancré-épaisseur 0,94 cm, + lame de polyuréthane-épaisseur 0,64 cm-70 Shore 770 Les essais (a) et (d) montrent que l'emploi de polyuréthane seul ne permet pas d'obtenir un facteur de mérite satisfaisant, surtout par utilisation de polyuréthane à grand coefficient Shore. Ceci résulte de l'inaptitude à la déformation dûe à l'importance de la masse volumique.On obtient un meilleur facteur de mérite avec du caoutchouc néoprène 50 Shore ou du feutre ; mais ces matériaux s'usent très rapidement et ne peuvent être employés seuls. L'esssi (e) montre que l'on obtient un facteur de mérite satisfaisant par utilisation d'une lame dure de polyuréthane recouvrant une épaisseur de 1,27 cm de mousse de polyéthylène. Far contre l'essai (f) montre qu'un facteur de mérite très satisfaisant résulte de l'emploi d'une lame de mousse de polyéthylène et d'une lame de caoutchouc néoprène échancrée ; mais la structure ainsi obtenue n'a qu'une très faible résistance à l'usure, car elle n'est pas recouverte de polyuréthane. Les essais (g) et (h) montrent qu'on peut obtenir un facteur de mérite encore meilleur grâce à une structure composée de lames de mousse de polyéthylène et de caoutchouc échancrées recouvertes dans chaque cas, d'une lame externe de polyuréthane de 0,64 cm. De telles structures ont l'avantage d'être résistantes à l'usure mécanique et de réduire l'intensité des sons dûs aux chocs. R E V E N D I C A T I C N S 1.- Structure d'insonorisation constituée de caoutchouc souple, caractérisée - en ce qu'au moins une partie de sa surface extérieure est recouverte d'une couche de polyuréthane ayant un coefficient de dureté compris entre 65g et 95 sur l'échelle Shore A et assurant ainsi à la structure une face résistante à l'usure mécanique. 2.- Structure constituée de mousse de matière plastique, caractérisée en ce qu'au moins une partie de sa surface extérieure est recouverte d'une couche de polyuréthane ayant un coefficient de dureté compris entre 65 et 95 sur l'échelle Shore A et assurant ainsi à la structure une face résistante à llusure mécanique. 3.- Structure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée - en ce que le caoutchouc souple et la mousse de matière plastique ont la forme d'une lame sur une des faces de laquelle est disposée la couche de polyuréthane. 4.- Structure selon la revendication 2, caractérisée : - en ce que la mousse de matière plastique est une lame de mousse de polyéthylene et la couche de polyuréthane a la forme d'une lame. 5.- Structure selon la revendication 3, caractérisée : - en ce que la lame sur laquelle est disposée le polyuréthane est échancrée sur une de ses faces en vue d'en réduire la masse volumique et, - en ce que la couche de polyuréthane a la forme d'une lame. 6.- Structure d'insonorisation, caractérisée : - en ce qu'elle est constituée d'une lame de caoutchouc souple et d'une lame de mousse de matière plastique, les deux lames disposées l'une sur l'autre, et l'une d'entre elle étant recouverte d'une couche de polyuréthane. 7.- Structure selon la revendication 6, caractérisée - en ce que la couche de polyuréthane a la forme d'une lame. 8.- Structure selon l'une des revendications 6 et 7. caractérisée : - en ce que les lames de caoutchouc souple et de mousse de entière plastique sont reliées par un adhésif. 9.- Structure selon l'une des revendications 6, 7 et e, caractérisée - en ce que la lame de caoutchouc souple est échancrée sur une de ses faces, en vue d'on réduire la masse volumique. 10.- Structure d'insonorisation, caractérisée : - en ce qu' elle comprend deux lames de caoutchouc néoprène, toutes deux échancrées sur une de leurs faces, les faces échancrées se faisant face tout en étant séparées par une lame plane de caoutchouc néoprène, et une couche de polyuréthane disposée sur une face non échancrée d'une des lames de caoutchouc néoprène. 11.- Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée - en ce qu'elle comporte une couche de matière fibreuse résistante à température élevée, disposée sur sa face opposée à celle comportant le polyuréthane. 12.- Structure selon la revendication Il, caractérisée: - en ce que la matière fibreuse est de la laine d'acier. 13.- Structure selon la revendication 11, caractérisée - en ce que la matière fibreuse est de la fibre dE verre. 14.- Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée - en ce quelle est adaptée, par sa face opposée à celle comportant le polyuréthane,à une table métallique. 15.- Structure selon la revendication 14, caractérisée - en ce que la table métallique est celle d'-R banc d'étirage.