CA1265396A - Soundproofing casing for pneumatic percussion drill - Google Patents

Abstract

DE DIVULGATION Carter insonorisant pour marteau pneumatique de foration. La couche absorbante intérieure du carter limite autour du marteau un volume intérieur qui est divisé de part et d'autre de l'orifice d'échappement par deux cloisons transversales en trois chambres de détente successives entre l'orifice d'échappement et l'ouverture de sortie de l'air en dehors du carter.DISCLOSURE Soundproof casing for pneumatic drilling hammer. The interior absorbent layer of the casing limits an internal volume around the hammer which is divided on either side of the exhaust port by two transverse partitions into three successive expansion chambers between the exhaust port and the opening air outlet outside the housing.

Description

L'invention a pour objet un capot insonorisant destiné a contenir un marteau pneumatique afin d'atténuer le bruit produit par ce dernier et principalement le bruit provoqué à
l'echappement par la detente de l'air qui sort de ce marteau.

Le capot de l'invention est spécialement utile pour l'insonorisation des marteaux pneumatiques de type rotopercutant installés sur un jumbo de foration dans les mines et dans les carrières.

Le personnel qui se trouve à proximité de ces engins est exposé à un niveau élevé de bruit, qui dépasse 105 dB (A) et qui est la cause de désordres physiologiques en particulier de surdité.

On sait que les sources principales du bruit sont l'échappement de l'air, le fleuret et le corps du marteau pneumatique. Le total de l'energie sonore émise par le marteau (par le corps et par l'échappement de l'air) varie de 35% a 90% de la totalité de l'energie globale rayonnée selon qu'il s'agit d;un marteau léger ou lourd et que le fleuret est lui-même de faible ou de forte dimension transversale.
Il est donc particulièrement important de reduire le bruit émis par le marteau.

Il a de~a été proposé, notamment dans un article intitule "NOISE CONTROL ENGINEERING', volume 15, n 3, Novembre-Décembre 1980, d'enfermer l'ensemble du marteau dans un carter en tôle robuste (de 6,4 à 9,5 mm) s'ouvrant facilement dont la surface interieure est couverte d'une matière acoustiquement isolante (exactement de la laine de verre) tenue en place par une plaque perforée. Selon ce document, ni le carter, ni la matière isolante, ni la plaque perforée de maintien ne sont en contact avec le marteau. Il est essentiel d'eviter le plus possible le contact entre le carter et le marteau; ce dernier ne touche le carter que par sa semelle. Il existe donc un volume intérieur libre entre tf~

12653~6 le marteau et le carter, sur toute la longueur de ce dernier.
La paroi avant du carter possède une ouverture pour la sortie à l'atmosphère de l'air qui provient de l'orifice d'echappement prévu sur le marteau. L'air circule librement entre ce dernier orifice et l'ouverture par laquelle il s'échappe à l'air libre.

L'invention à pour but principal de parvenir à un carter insonorisé pour marteau pneumatique, dont la conception apporte une amélioration de l'efficacité au point de vue de la diminition du bruit d~ à l'échappement de l'air.

Un carter, pour marteau pneumatique ayant un orifice d'échappement de l'air, composé de parties s'ouvrant facilement et présentant dans une paroi une ouverture pour la sortie à l'atmosphère de l'air d'échappement, cette ouverture de sortie de l'air étant eloignée de l'ori~ice d'écnappement, comprend aussi intérieurement une matière acoustiquement absorbant qui limite dans l'ensemble un volume intérieur autour du marteau; selon l'invention, le cartér coopère avec des cloisons internes situées sur le trajet allant de l'orifice d'échappement à l'ouverture de sortie de l'air, sur une fraction substantielle du volume intér$eur pour diviser ce dernier en deux chambers au moins, réunies par un passage de communication à section reduite.

De prefèrence, le volume interieur est divisé en trois chambres successives entre l'orifice d'échappement et l'ouverture de sortie, dans le sens de la longu~ur du carter.

De cette facon, le carter joue le rôle d'un pot de detentes successives de l'air, à la facon d'un pot d'échappement en plus de son rôle de capot d'insonorisation.

Selon un mode de realisation préféré de l'invention, sur le côté du marteau ou se trouve l'orifice d'echappement est créée une première chambre de detente au moyen de deux , .~ . . -2-cloisons transversales au corps du marteau, ces cloisons etant disposées de part et d'autre de l'oricice d'échappement en sens longitudinal du marteau; l'une de ces cloisons est perforée de plusieurs trous d'échappement. De cette facon, l'air pénètre dans une deuxieme chambre de détente puis emprunte un passage de communication à section reduite sur le côté du marteau opposé à celui où se trouve l'orifice d'échappement pour parvenir à une troisième chambre de detente dans laquelle debouche ouverture de sortie de l'air.

De préférence aussi, les cloisons sont directement en contact avec le corps du marteau et elles sont en contact du côté du carter avec la matière absorbante qui fait partie de ce dernier.

La matière absorbante est avantageusement une mousse de polyurethane brûlée en surface pour que, les pores superficisls étant ainsi obtures, elle presente une surface continue fermée; de plus la partie métallique du carter est une tole composite, disponible dans le commerce comprenant une première tôle d'acier extérieure, une matière amortissante, une seconde tôle d'acier intérieure.

On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un mode préfére de realisation. On se reportéra au dessin annexé dans lequel:

- la figure 1 est une vue en perspective de l'arrière d'un carter conforme à l'invention, représenté à l'état ouvert pour montrer le marteau contenu dans ce carter, - la figure 2 est une vue de dessus de la partie du carter de la figure 1 qui contient le marteau, - la figure 3 est une vue schématique en élévation et en coupe longitudinale du carter de l'invention représenté à
l'état ferme pour montrer les chambres de detente successlves, ~3~
. r $ s.~,',~.

- la figure 4 est une vue schematique en coupe transversale selon IV-IV de la figure 3.

Un maxteau pneumatique l a un orifice 2 d'alimentation en air comprime et un orifice 3 d'échappèment de l'air utilisé. La position relative de ces orifices 2 et 3 sur le marteau peut être différente selon les constructeurs; l'invention est facilèment adaptable à toute position de ces orifices.

Un carter, selon l'invention, est realise en trois parties;
une semelle 4 est destinée à être fixée au chariot de déplacement sur lequel repose le marteau pendant l'utilisation. Sur cette semelle 4 est disposé à son tour le marteau 1 par sa propre semelle lA. Un corps 5 de carter contient presque en totalite le marteau l. Un couvercle 6 se fixe sur le corps 5 du carter.

Le couvercle 6 et le corps 5 sont réunis dans un plan de joint à l'aide de deux brides périmétriques correspondantes 7,8 percées de trous pour le passage de boulons. Le plan de joint présente un décrochement tel qu'il descend plus près de la semelle 4 dans la partie antérieure du marteau 1 afin que cete partie, où se met en place le fleuret de foration (non représenté), soit plus accessible après enlèvement du couvercle 6.

La semelle 4, le corps 5 et le couvercle 6 sont réalisés en une tôle composite revêtue sur la totalité de sa surface intérieure, après, confection du carter, d'une matiere aco~sti~uement absorbante 9. To~e matière a~sor~ante convenable peut etre utilisée. Dans cet exemple, la matière absorbante intérieure 9 est une mousse de polyurethane disponible dans le commerce, plutôt ferme, à pores ouverts, dont la suface exposée a été brulee pour qu'elle devienne continue, relativèment lisse et qu'elle résiste à la penetration des graisses.

i265396 La tôle composite comprend une première tôle d'acier extérieure d'une épaisseur de 3,5 mm, une matière amortissante d'une epaisseur de 0,5 mm et une tôle d'acier interieure d'une epaisseur de 1 mm. Au total, la paroi du carter l a une épaisseur de so mm, soit 5 mm pour la tôle composite et 25 mm pour la matière absorbante intérieure 9.
Un tel carter est efficace en raison de sa constitution hétérogène; on pourrait cependant remplacer la tôle composite par une matière synthétique hétérogène réalisée autrement, par exemple à l'aide d'un matériau synthetique moulable chargé de fibres.

Sauf à l'emplacèment de la sèmelle mème lA du marteau 1 qui repose sur la semelle 4 du carter, plus exactement sur la couche de matière isolante 9 qui fait partie de cette sèmelle 4, et sauf aussi sur ses faces latérales et extrèmes, le carter limite autour du marteau l un volume intérieur 10. Ce volume intérieur 10 est divisé en plusieurs chambres de detente successives communicantes. Dans cet exemple, il existe une première chambre llA dans laquelle s'ouvre l'orifice d'échappèment 3 du marteau, une deuxième chambre llB intérmediaire et une troisième chambre llC dans laquelle s'ouvre une ouverture 12 qui traverse la paroi latérale du carter pour la sortie à l'atmosphère de l'air d'échappèment.
De préférence, cette ouverture 12 est à cheval sur le plan de joint du corps 5 et du couvercle 6, ce que ne montre pas la représentation schematique des figures 3 et 4. En revanche, ces dernières montrent mieux les trois chambres llA, llB, llC. Celles-ci sont réalisées au moyen de deux cloisons 13A, 13B transversales au marteau 1 qui divisent le volume intérieur 10 en trois chambres dans le sens longitudinal du marteau, dans une zone qui conduct de l'orifice d'échappèment 3 à l'ouverture de sortie 12. Ainsi la première chambre llA
se trouve dans la zone médiane du marteau en sens longitudinal et elle contient l'orifice d'échappèment 3.

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La cloison 13A est percée de plusieurs trous 14 qui font communiquer la lère chambre llA et la 2ème chambre llB.
:
Ces cloisons 13A et 13B se trouvent sur le côté superieur du marteau 1 ou se trouve l'orifice d'echappèment 3; elles coupent totalement ou presque totalement, en sens transversal, le volume int~rieur 10 mais il reste sur le côté
opposé ou côté inferieur du marteau 1, entre sa semelle lA et son corps, deux passages symetriques 15 à section relativement faible et que l'on pourrait obturer partiellement s'il le fallait, qui font communiquer la deuxième chambre llB avec la troisième chambre llC.

Ainsi en sortant de l'orifice d'échappèment 3 du marteau, l'air d'échappèment se détend successivement dans les trois chambres llA, llB, llC avant d'atteintre l'ouverture de sortie 12.

Les cloisons 13A, 13B peuvent être réalisées de nombreuses manières équivalentes; elles peuvent faire partie intégrante du carter, par exemple du couvercle 6, et venir en contact avec la surface extérieure du marteau. Elles peuvent aussi être fixées à la surface du marteau pour que le carter vienne s'appuyer contre leur tranche par sa surface intérieure ou plus exactement par la surface intérieure de la matière isolante 9 qui en fait partie. Dans l'exemple decrit ici, une autre variante a été realisée~ Les cloisons 13A, 13B
sont les deux parois extrèmes en sens longitudinal d'une boite 13 mieux visible sur la figure 1, renversée sur la face superieure du marteau, auquel elle est fixée, pour contenir l'orifice d'échappèment 3. Cette boite 13 à un fond plat 13C
contre lequel vient s'appuyer la face intérieure de la matière absorbante 9 qui fait partie du couvercle 6.

En face de l'orifice 2 d'alimentation du marteau 1 en air comprimé, le carter présente pour le passage d'un tuyau de raccordèment une ouverture 16 qui est aussi, de préference, à

cheval sur le plan de joint entre le corps 5 et le couvercle 6.

Les cloisons 13A, 13B sont conformées et disposées en fonction de la situation relative de l'orifice d'alimentation The subject of the invention is a soundproofing cover intended for contain an air hammer to reduce noise produced by the latter and mainly the noise caused to the exhaust by expanding the air coming out of this hammer.

The cover of the invention is especially useful for soundproofing type pneumatic hammers rotary hammer installed on a drilling jumbo in the mines and quarries.

The personnel in the vicinity of these devices is exposed to a high level of noise, which exceeds 105 dB (A) and which is the cause of physiological disorders in particular deafness.

We know that the main sources of noise are air exhaust, foil and hammer body pneumatic. The total sound energy emitted by the hammer (through the body and through the exhaust of air) varies from 35% to 90% of the total global energy radiated according to that it is a light or heavy hammer and that the foil is itself of weak or strong transverse dimension.
It is therefore particularly important to reduce noise emitted by the hammer.

It has been proposed, in particular in an article entitled "NOISE CONTROL ENGINEERING ', volume 15, no 3, November-December 1980, enclosing the whole hammer in a robust sheet metal casing (6.4 to 9.5 mm) opens easily whose inner surface is covered with a material acoustically insulating (exactly glass wool) held in place by a perforated plate. According to this document, neither the housing, nor the insulating material, nor the perforated plate are only in contact with the hammer. It is essential to avoid as much as possible the contact between the casing and hammer; the latter only touches the casing by his sole. There is therefore a free interior volume between tf ~

12653 ~ 6 the hammer and the casing, over the entire length of the latter.
The front wall of the housing has an opening for the outlet to the atmosphere of the air coming from the orifice of exhaust provided on the hammer. Air circulates freely between this last orifice and the opening through which it escapes to the open air.

The main purpose of the invention is to arrive at a casing soundproof for pneumatic hammer, the design of which brings an improvement in efficiency from the point of view of the reduction of the noise d ~ at the exhaust of the air.

A casing, for pneumatic hammer having a hole air exhaust, consisting of opening parts easily and having an opening in a wall for the exit to the atmosphere of the exhaust air, this opening air outlet being away from the ori ~ ice exhaust, also internally includes acoustically absorbent which generally limits an interior volume around the hammer; according to the invention, the casing cooperates with internal partitions located on the route from the exhaust port at the air outlet opening, on a substantial fraction of the internal volume to divide the latter in at least two rooms, joined by a passage communication section reduced.

Preferably, the interior volume is divided into three successive chambers between the exhaust port and the outlet opening, in the direction of the length of the casing.

In this way, the casing acts as a trigger pot successive air, like an exhaust pipe more of its role as a soundproofing hood.

According to a preferred embodiment of the invention, on the side of the hammer where the exhaust port is creates a first relaxation chamber using two ,. ~. . -2-partitions transverse to the body of the hammer, these partitions being arranged on either side of the exhaust port in the longitudinal direction of the hammer; one of these partitions is perforated with several exhaust holes. In this way, the air enters a second relaxation room then uses a reduced-section communication passage on the side of the hammer opposite to where the hole is located exhaust to reach a third chamber of expansion in which opens air outlet opening.

Also preferably, the partitions are directly in contact with the hammer body and they touch the side of the sump with the absorbent material that is part of it latest.

The absorbent material is advantageously a foam of polyurethane burnt on the surface so that the pores thus being closed, it presents a surface continues closed; more the metal part of the housing is a composite sheet, commercially available comprising a first outer steel sheet, a material shock absorbing, a second inner steel sheet.

We will now give, without limiting intention and without exclude any variant, a description of a preferred mode of production. Reference is made to the appended drawing in which:

- Figure 1 is a perspective view of the rear of a casing according to the invention, shown in the open state to show the hammer in this case, - Figure 2 is a top view of the part of the housing FIG. 1 which contains the hammer, - Figure 3 is a schematic view in elevation and longitudinal section of the casing of the invention shown in the closed state to show the relaxation rooms successlves, ~ 3 ~
. r $ s. ~, ', ~.

- Figure 4 is a schematic cross-sectional view according to IV-IV of Figure 3.

A pneumatic valve with an air supply port 2 compresses and an orifice 3 for the exhaust of the air used. The relative position of these holes 2 and 3 on the hammer can be different depending on the manufacturer; the invention is easily adaptable to any position of these orifices.

A casing according to the invention is made in three parts;
a sole 4 is intended to be fixed to the carriage displacement on which the hammer rests during use. On this sole 4 is disposed in turn the hammer 1 by its own sole lA. A casing body 5 contains almost the whole hammer l. A cover 6 is fixed on the body 5 of the casing.

The cover 6 and the body 5 are united in a plane of joined using two corresponding perimeter flanges 7.8 holes drilled for the passage of bolts. The plan joint has a recess such that it descends closer to the sole 4 in the front part of the hammer 1 so that this part, where the drill bit is placed (not shown), or more accessible after removing the cover 6.

The sole 4, the body 5 and the cover 6 are made of a composite sheet coated over its entire surface interior, after, making the housing, of a material aco ~ sti ~ uement absorbent 9. To ~ e material a ~ sor ~ ante suitable can be used. In this example, the material absorbent inner 9 is a polyurethane foam commercially available, rather firm, open pore, whose exposed surface has been burnt so that it becomes continuous, relatively smooth and that it resists penetration of fat.

i265396 The composite sheet includes a first steel sheet outer with a thickness of 3.5 mm, a material cushioning with a thickness of 0.5 mm and a steel sheet interior with a thickness of 1 mm. In total, the wall of the cover the thickness of so mm, or 5 mm for the sheet composite and 25 mm for the inner absorbent material 9.
Such a housing is effective because of its constitution heterogeneous; we could however replace the composite sheet by a heterogeneous synthetic material produced otherwise, for example using a moldable synthetic material loaded with fibers.

Except at the location of the same seed lA of the hammer 1 which rests on the sole 4 of the casing, more precisely on the layer of insulating material 9 which is part of this footing 4, and except also on its lateral and extreme faces, the housing limits around the hammer l an internal volume 10. This interior volume 10 is divided into several chambers of communicating successive relaxation. In this example, there there is a first chamber llA into which opens the hammer exhaust port 3, a second chamber llB intermediate and a third chamber llC in which an opening 12 opens which crosses the side wall of the casing for the release of exhaust air to the atmosphere.
Preferably, this opening 12 straddles the plane of seal of the body 5 and of the cover 6, which the schematic representation of Figures 3 and 4. On the other hand, these better show the three chambers llA, llB, llC. These are carried out by means of two partitions 13A, 13B transverse to hammer 1 which divides the volume interior 10 in three chambers in the longitudinal direction of the hammer, in an area that conducts the exhaust port 3 at the outlet opening 12. Thus the first chamber llA
is in the middle area of the hammer in direction longitudinal and it contains the exhaust orifice 3.

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The partition 13A is pierced with several holes 14 which make communicate the 1st room llA and the 2nd room llB.
:
These partitions 13A and 13B are located on the upper side of the hammer 1 where the exhaust orifice 3 is located; they completely or almost completely cut, in sense transverse, the interior volume ~ 10 but it remains on the side opposite or lower side of the hammer 1, between its sole lA and his body, two symmetrical passages 15 to section relatively small and could be closed partially if necessary, which communicate the second bedroom llB with the third bedroom llC.

So coming out of the hammer orifice 3, the exhaust air relaxes successively in the three chambers llA, llB, llC before reaching the opening of exit 12.

The partitions 13A, 13B can be made of numerous equivalent ways; they can be an integral part of the housing, for example of the cover 6, and come into contact with the outer surface of the hammer. They can also be attached to the surface of the hammer so that the housing comes lean against their edge by its inner surface or more precisely by the inner surface of the material insulator 9 which is part of it. In the example described here, another variant has been made ~ The partitions 13A, 13B
are the two extreme walls in the longitudinal direction of a box 13 better visible in Figure 1, inverted on the face top of the hammer, to which it is attached, to contain the exhaust orifice 3. This box 13 has a flat bottom 13C
against which the inner face of the absorbent material 9 which forms part of the cover 6.

Opposite the air supply port 2 for the hammer 1 compressed, the housing present for the passage of a connect an opening 16 which is also, preferably, at horse on the plane between the body 5 and the cover 6.

The partitions 13A, 13B are shaped and arranged in depending on the relative position of the feed port

2 et de l'orifice d'échappement 3 afin de ménager les chambres de détente voulues entre ce dernier et une ouverture de sortie 12. 2 and the exhaust port 3 in order to spare the relaxation chambers desired between the latter and an opening output 12.

Claims (8)

LES REALISATIONS DE L'INVENTION, AU SUJET DES QUELLES UN
DROIT EXCLUSIF DE PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST REVENDIQUE, SONT DE FINES COMMES IL SUIT: ACHIEVEMENTS OF THE INVENTION, ABOUT WHICH ONE
EXCLUSIVE RIGHT OF OWNERSHIP OR PRIVILEGE IS CLAIMED, ARE FINE AS FOLLOWS: 1. Carter pour marteau pneumatique du type ayant un orifice d'échappement d'air, ce carter pouvant contenir substan-tiellement la totalité du marteau pneumatique et comprenant au moins deux parties assemblables et démontables, chaque partie ayant une surface intérieure munie d'une matière absorbant les bruits, cette matière de l'une desdites parties supportant le marteau, ce carter ayant une paroi pourvue d'une ouverture de sortie pour l'air d'échappement et, quand un marteau pneumatique est placé dans ce carter, l'orifice d'échappement du marteau est éloigné de ladite ouverture de sortie, ce carter définissant avec le marteau disposé à
l'intérieur un volume interne divisé entre l'orifice d'échappement du marteau et ladite overture de sortie par des cloisons transversales en au moins deux chambres successives ayant des passages de communication entre elles, ces chambres étant disposées l'une après l'autre dans le sens de la lon-gueur du marteau et déterminant entre l'orifice d'échappement hors du marteau et l'ouverture de sortie hors du carter un retour de l'air d'échappement en sens opposé le long du marteau. 1. Housing for air hammer of the type having an orifice air exhaust, this housing may contain substantial the entire pneumatic hammer including at least two assemblable and removable parts, each part having an inner surface provided with a material absorbing noise, this material from one of said parts supporting the hammer, this casing having a wall provided an outlet opening for the exhaust air and, when an air hammer is placed in this housing, the orifice hammer exhaust is away from said opening outlet, this casing defining with the hammer disposed at inside an internal volume divided between the orifice hammer exhaust and said outlet opening by means of transverse partitions in at least two successive chambers having communication passages between them, these chambers being arranged one after the other in the direction of the long hammer heat and determinant between the exhaust port out of the hammer and the outlet opening out of the housing a return of exhaust air in opposite direction along the hammer. 2. Carter selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume interieur est divisé en trois chambres successives communicantes entre l'orifice d'échappement et l'ouverture de sortie. 2. Housing according to claim 1, characterized in that the interior volume is divided into three successive chambers communicating between the exhaust port and the opening of exit. 3. Carter selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trois chambres se succédent dans le sens longitudinal du marteau, le volume intérieur étant divisé par deux cloisons transversales. 3. Housing according to claim 2, characterized in that the three chambers follow one another in the longitudinal direction of the hammer, the interior volume being divided by two partitions transverse. 4. carter selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cloisons transversales sont situées sur le côté du mar-teau ou se trouve l'orifice d'échappement, la communication entre deux chambres successives se faisant sur le côté opposé
du marteau par au moins un passage. 4. casing according to claim 3, characterized in that the transverse partitions are located on the side of the step where the exhaust port is located, the communication between two successive chambers on the opposite side hammer through at least one pass. 5. Carter selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux cloisons transversales sont disposées de part de d'autre de l'orifice d'échappement, dans la zone médiane en sens longitudinal du marteau de sorte que la première chambre se trouve aussi dans ladite zone médiane et contient l'orifice d'échappement. 5. Housing according to claim 4, characterized in that the two transverse partitions are arranged on the side of across the exhaust port, in the middle area at longitudinal direction of the hammer so the first chamber is also found in said middle zone and contains the exhaust port. 6. Carter selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cloison transversale plus proche de l'avant du marteau est percée de plusieurs trous qui la font communiquer avec la chambre suivante. 6. Housing according to claim 5, characterized in that the transverse bulkhead closer to the front of the hammer is pierced by several holes which make it communicate with the next room. 7. Carter selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volume intérieur est divisé sur le cote du marteau ou se trouve l'orifice d'échappement en trois chambres au moyen d'une boite renversée sur la face supérieure du marteau pour contenir cet orifice d'échappement, cette boîte ayant un fond plat contre lequel s'applique la face intérieure de la matiere isolante intérieure du carter. 7. Housing according to claim 6, characterized in that the internal volume is divided on the side of the hammer or is finds the exhaust port in three chambers using a box overturned on the upper face of the hammer to contain this exhaust port, this box having a bottom flat against which the inner face of the insulating material inside the casing. 8. Carter selon l'unhe quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il est constitué par une tôle composite comprenant une premier tôle d'acier, une couche amortissante, une deuxième tôle d'acier et une couche intérieure de matière absorbante acoustiquement. 8. Housing according to any one of claims 1 to 3 characterized in that it is constituted by a composite sheet comprising a first sheet of steel, a damping layer, a second sheet of steel and an inner layer of material acoustically absorbent.