[0001] L'invention a pour objet un dispositif qui a pour rôle de réduire de manière appréciable
le bruit produit par un fleuret pendant le forage d'un trou, dans une mine par exemple.
En général, un tel fleuret est accouplé à l'arbre moteur d'un marteau pneumatique
ou hydraulique qui lui impose un mouvement de rotation et de percussion. Le marteau
est lui-même installé sur un jumbo de foration supportant plusieurs marteaux. Le bruit
créé est considérable ; il atteint et dépasse 110 dB. Il est une cause de maladies
professionnelles irréversibles, notamment de surdité, pour le personnel travaillant
à proximité.
[0002] On sait que le bruit produit par un marteau pneumatique à fleuret roto-percutant
de foration a trois sources principales : l'échappement de l'air comprimé, le fleuret
de foration, le corps du marteau.
[0003] L'invention se rapporte à un dispositif d'atténuation du bruit dû au fleuret. Ce
dernier comprend une tige allongée dont le profil en section droite est le plus souvent
polygonal, ou parfois cylindrique, avec une première partie extrême qui présente une
collerette forgée en vue de son accouplement avec le marteau, et une seconde partie
extrême qui est munie d'un taillant à diamètre plus important que celui de la tige.
Le taillant peut être monobloc avec la tige ; il peut aussi être rapporté sur celle-ci,
par exemple à l'aide d'un filetage.
[0004] Dans les deux cas, le taillant comprend une partie extrême de coupe à profil tronconique
dont le plus gros diamètre, celui de la face extrême à arêtes de coupe, détermine
le diamètre du trou foré ; en arrière de cette partie extrême le taillant comprend
un corps cylindrique dont le diamètre est nettement supérieur à celui de la tige.
[0005] On a déjà proposé de mettre à profit cette différence de dimensions transversales
entre la tige et le corps du taillant pour insonoriser le fleuret. Dans la revue "NOISE
CONTROL ENGINEERING", volume 15, numéro 3 de Novembre-Décembre 1980, il est décrit
dans un article intitulé "Noise Control of Jumbo-mounted percussive drills", un moyen
d'insonorisation des fleurets. Ce moyen consiste en une gaine composite qui garnit
la tige du fleuret sur toute sa longueur entre le taillant et le marteau. Cette gaine
comprend un revêtement en matière plastique à poids moléculaire élevé qui couvre la
surface de la tige, une couche intermédiaire élastique en mousse à cellules ouvertes,
un tube métallique extérieur. A la fréquence de 2000 Hz, ce dispositif produit une
atténuation du bruit entre une valeur de 108 dB sans gaine à une valeur de 101 dB
avec gaine.
[0006] L'invention a pour but principal de parvenir à un dispositif d'atténuation du bruit
provenant d'un foret de foration dont l'efficacité est au moins comparable à celle
du dispositif mentionné ci-dessus, mais dont le coût est nettement abaissé et dont
la durée en service est fortement accrue.
[0007] Un dispositif conforme à l'invention comprend un fourreau en matière plastique d'un
diamètre extérieur substantiellement égal au diamètre du corps du taillant, d'un diamètre
intérieur nettement supérieur au diamètre ou à la plus grande dimension transversale
de la tige, deux moyens de montage se plaçant respectivement aux deux extrémités opposées
du fourreau, pour supporter ce dernier autour de la tige, ces moyens étant montés
sur la tige libres en rotation et en translation, par rapport à celle-ci, au moins
le moyen situé à proximité du taillant étant en contact étanche avec la surface de
la tige afin de s'opposer à foration l'entrée des débris de entre le fourreau et la
tige.
[0008] De préférence une portée cylindrique est réalisée sur la tige à l'emplacement prévu
pour le moyen de montage proche du taillant.
[0009] Le fourreau est avantageusement un tube en matière plastique, semi-rigide, du genre
utilisé pour les conduites d'eau, disponible dans le commerce. Il est possible aussi,
mais non préféré, de se servir d'un tube en matière plastique souple, comme un tuyau
d'arrosage par exemple. Toutefois, il est souhaitable que le fourreau ne flotte pas
exagérément autour du fleuret, comme peut le faire un fourreau souple. De plus il
est préférable aussi, pour une meilleure efficacité d'insonorisation, que le fourreau
ne vienne pas en contact avec la tige du fleuret, entre les moyens de montage.
[0010] On peut envisager, dans le cadre de l'invention, de garnir la face intérieure du
fourreau d'une couche de matière isolante (mousse par exemple), mais cette couche
doit avoir un diamètre intérieur supérieur à la plus grande dimension transversale
de la tige afin de ne pas venir en contact permanent avec celle-ci pendant la foration.
[0011] On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante,
une description d'un exemple de réalisation. On se reportera à la figure unique annexée
qui est une vue en élévation et en coupe par un plan longitudinal passant par l'axe
d'un fleuret muni d'un dispositif conforme à l'invention.
[0012] Le fleuret 1 représenté comprend une tige allongée 2 qui a en section droite, dans
cet exemple, un profil hexagonal, avec une première partie extrême 3 munie d'une collerette
forgée 4 pour son accouplement avec un marteau pneumatique 5 représenté partiellement,
en trait mixte. A sa partie extrême opposée 6 le fleuret 1 est pourvu d'un taillant
7.
[0013] On distingue dans ce dernier un corps cylindrique 8 de diamètre nettement supérieur
à la plus grande dimension transversale de la tige 2 et une partie extrême de coupe
9, tronconique, terminée par une face extrême 10 à arêtes de coupe.
[0014] Dans cet exemple, le taillant 7 et la tige 2 sont réunis par vissage du premier sur
la seconde ; celle-ci se termine à cet effet par une partie extrême filetée 11 qui
fait suite à une portée cylindrique usinée 12. Cette dernière remplace sur une faible
longueur le profil hexagonal de la tige 2.
[0015] Un fourreau 13 en matière plastique entoure la tige 2 entre la portée cylindrique
12 et une zone 14 proche du marteau pneumatique 5.
[0016] Dans la zone de la portée cylindrique 12 le moyen de montage du fourreau 13 est une
bague 15 ajustée dans le fourreau 13 ; cette bague 15 a de préférence un épaulement
16 suivi d'un diamètre extérieur plus important égal avantageusement au diamètre extérieur
du fourreau 13. Celui-ci est appliqué par sa face extrême annulaire contre l'épaulement
16
[0017] La bague 15 est réalisée de préférence en matière plastique favorable au glissement,
par exemple en polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou en matière analogue. Elle est emmanchée
avec serrage dans le fourreau 13 et sa face cylindrique intérieure est munie d'au
moins un joint et de préférence de deux joints d'étanchéité 17 qui assurent l'étanchéit
par rapport à la portée cylindrique 12.
[0018] Ce montage a pour but de s'opposer à l'entrée dans le fourreau 13 des débris produits
par le taillant 7. En fait, tout moyen équivalent de montage étanche du fourreau 13
autour de la tige allongée 2 pourrait être adopté à condition qu'un intervalle soit
maintenu entre les deux piècesl
[0019] On notera que l'existence de la portée cylindrique usinée 12 n'est pas nécessaire.
Sur un fleuret monobloc où la tige allongée 2 fait corps avec le taillant 7, on pourrait
fixer sur la tige allongée 2 une douille découpée en deux demi-douilles s'assemblant
par des vis transversales. Cette douille aurait une surface intérieure au profil polygonal
de la tige allongée 2 et une surface extérieure'cylindrique pour recevoir la bague
15 avec ses joints d'étanchéité 17. Ce second exemple de montage est possible quand
le fourreau 13 a un diamètre intérieur au moins égal au diamètre extérieur de la collerette
forgée 4 afin qu'on puisse l'enfiler par-dessus celle-ci.
[0020] A son extrémité proche du marteau pneumatique 5, le moyen de montage du fourreau
13 est une bague de centrage et d'espacement 18. Cette extrémité étant beaucoup moins
exposée aux débris, la réalisation d'une étanchéité parfaite n'y est pas aussi nécessaire.
La bague 18 contient intérieurement la partie extrême du fourreau 13 et elle a une
paroi transversale extrême 19 percée d'un trou 20 qui laisse le passage libre à la
tige hexagonale 2. L'étanchéité peut être améliorée par une rondelle épaisse 21 qui
entoure aussi la tige allongée 2 pour venir s/appliquer contre la face extérieure
de la paroi extrême 19. La bague 18 et la rondelle épaisse 21 sont également en PTFE.
[0021] La bague 18 maintient le fourreau 13 écarté de la tige allongée 2 et ne permet pas
son entraînement en rotation avec elle. Cette condition explique la nécessité d'une
portée cylindrique avec un bon glissement de la bague étanche 15 proche du taillant
7. Il est possible cependant dans le cadre de l'invention de garnir la surface intérieure
13A du fourreau 13, entre les bagues 15 et 18, d'une couche de matière acoustiquement
isolante, telle qu'une mousse appropriée (non représentée) connue en soi, à condition
qu'elle ne vienne pas en contact avec la tige allongée 2 et qu'elle ne risque pas
de provoquer l'entrainement en rotation du fourreau 13.
[0022] Cette même considération s'applique au choix de la matière qui constitue le fourreau
13. On pourrait adopter un tube en matière plastique souple à condition que sa souplesse
ne soit pas telle qu'il s'affaisse transversalement jusqu'à venir en contact avec
la tige allongée 2. D'autre part, celle-ci s'incurve en déviant d'un trajet rectiligne
pendant les opérations de forage. Il est souhaitable que le fourreau 13 s'incurve
de la même façon sans cesser de rester écarté de la tige allongée 2, sans présenter
le risque de flotter autour de celle-ci comme pourrait le faire un tube trop souple.
Un tube semi-rigide en matière plastique du commerce, par exemple en chlorure de polyvinyle,
convient.
[0023] Bien que simple dans sa conception et économique dans sa réalisation, le dispositif
de l'invention a une efficacité certaine contre le rayonnement sonore du fleuret.
Le fourreau 13 pénètre dans le trou foré par le taillant 7 ; son diamètre extérieur
est de préférence inférieur ou au plus égal à celui du corps du taillant, si bien
qu'il permet l'évacuation des débris de foration sans imposer au fleuret de contraintes
inadmissibles en raison de la liberté qui lui est donnée en rotation et en sens longitudinal
par rapport à la tige allongée 2.
[0024] Des essais ont été effectués avec un marteau pneumatique type RK50 de la Société
française Maco-Meudon. Le fleuret était prévu pour forer un trou de 48 mm ; il avait
une longueur de 108 mm et une épaisseur sur plats de 25 mm. Le fourreau 13 était un
tube semi-rigide en PVC ayant des diamètres intérieur et extérieur respectivement
de 34 mm et de 40 mm, et une longueur totale de 3040 mm.
[0025] Sans le dispositif d'insonorisation, l'émission sonore due au fleuret seul mesurée
à 1 m était de 115,5 dB(A) (noyenne de trois points) et de 102 dB(A) mesurée à 5 m
en un point. Avec le dispositif de l'invention, les mêmes mesures ont donné respectivement
les chiffres suivants : 103,8 et 89 dB(A). Le marteau pneumatique était alimenté en
air comprimé à une pression de 6 bars et la vitesse de foration était de 87 cm/mn
environ.
1. Dispositif d'insonorisation d'un fleuret de foration (1) du type non pourvu d'un
filet hélicoldal rotatif, ayant une tige allongée (2) s'étendant entre un taillant
(7) et une collerette forgée (4) d'accouplement avec un marteau (5), caractérisé en
ce qu'il est constitué par un fourreau (13) en matière plastique supporté autour de
la tige allongée (2) sans contact avec celle-ci entre un moyen de montage étanche
(15, 17) proche du taillant (7) et un moyen de montage (18) proche du marteau (5),
ces moyens étant libres en rotation et en translation par rapport à la tige allongée
(2).
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface intérieure
du fourreau (13) est garnie d'une matière acoustiquement isolante espacée de la surface
extérieure de la tige allongée (2).
3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fourreau (13) est
en matière plastique semi--rigide capable de s'incurver de la même façon que le fleuret
pendant les opérations de foration.
4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de montage étanche
comprend une bague (15) introduite au moins sur une partie de sa longueur à l'intérieur
du fourreau (13) et ayant une surface intérieure cylindrique munie d'au moins un joint
d'étanchéité (17) assurant l'étanchéité par rapport à une portée cylindrique (12)
ménagée sur la tige allongée (2).
5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la portée cylindrique
(12) est réalisée par usinage de la tige allongée (2).
6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la portée cylindrique
(12) est réalisée au moyen d'une douille en deux parties au moins serrées sur la tige
allongée (2), cette douille ayant une surface extérieure cylindrique et une surface
intérieure conformée selon la surface extérieure de la tige allongée (2).
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de montage
proche du marteau (5) comprend une bague (18) contenant la partie extrême du fourreau
(13) et ayant une paroi transversale extrême (19) percée d'un trou (20) pour le passage
libre de la tige allongée (2).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague (18) est suivie
en direction du marteau (5) d'une rondelle épaisse (21) traversée librement par la
tige allongée (2) et s'appuyant contre la face extérieure de la paroi transversale
extrême (19) de la bague (18).
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux moyens de montage
sont réalisés en matière plastique à faible coefficient de frottement telle que le
polytétrafluoroéthylène.