Brevet FR2269652A1 — publié le 19751128

La présente invention coneerne un dispositif d'ancrage à boulon extensible comprenant - une enveloppe extensible, formée d'un ensemble de segments d'enveloppes qui se déplacent vers 11 extérieur, les uns par rapport aux autres, et, - une cheville provoquant la dilatation qui commande le mouvement des segments vers l'extérieur. L'enveloppe a habituellement une section circulaire. La pièce gui provoque la dilatation est normalement placée, au moins partiellement dans lten- veloppe, et provoque la dilatation radiale des segments, vers l'extérieur, quand elle pénètre davantage dans l'enveloppe. De cette façon, le dispositif peut être fixé dans un trou d'un élément ou d'une surface comme un mur pour fixer un objet ou un autre élément de structure au dispositif d'ancrage au moyen d'un boulon.Le boulon qui sert à fixer I1 objet ou la pièce de structure peut être en même temps le boulon qui fait dilater l'enveloppe. Un tel dispositif peut prendre deux formes principales: une première forme dans laquelle le boulon est vissé dans l'enveloppe, si bien quten serrant le boulon on fait dépla- cer la cheville de dilatation pour provoquer le mouvement radial des segments d'enveloppe vers l'extérieur, la cheville de dilatation ayant alors la forme d'un écrou porté par le boulon; ou une seconde forme dans laquelle la cheville de dilatation est constituée par le boulon luimeAme, qui agit donc comme la tête du boulon, si bien que l'extrémité de la tige filetée du boulon sort du dispositif d'ancrage pour recevoir un écrou distinct et maintenir l'objet ou l'élément de structure. Dans le cas de la seconde forme, en serrant l'écrou, on fait progresser la cheville de dilatation entre les segments de l'enveloppe pour entratner le mouvement radial de ces segments vers l'extérieur, la robustesse de la fixation de ce dispositif d'ancrage dépend de l'importance de la dilatation des segments d'enveloppe obtenue pour un couple donné, appliqué au boulon gomme le pas de vis du boulon transforme le mouvement circulaire du boulon en un mouvement vertical, la dimension et le pas du filet déterminent le couple que l'on peut appliquer, et l'amplitude du mouvement vertical correspondant à chaque tour du boulon. Le mouvement vertical et la forme de la cheville de dilatation déterminent la force de dilatation de l'enveloppe qui fixe le dispositif d'ancrage dans le trou. Un dispositif d'ancrage, proposé antérieurement, et du type exposé ci-dessus, comprend une cheville de dilatation de forme profilée avec une ou plusieurs facettes, le profil étant un profil incurvé de sorte que l'angle du profil par rapport à l'axe de la cheville de dilatation augmente vers l'extrémité la plus grosse de cette pièce. L'angle du profil augmente vers un maximum quand le point de dilatation maximale est atteint. L'objet de l'invention consiste à proposer un dispositif d'ancrage à boulon, qui perfectionne les dispositifs de type ci-dessus, déjà proposés, qui assure un ancrage sûr et fiable, et qui puisse être serré correctement et de façon satisfaisante en se référant au couple appliqué au boulon ou à l'écrou, sans colncer la cheville de dilatation contre les segments de l'en- veloppe. Suivant l'invention, on résout le problème en prévoyant un amincissement de la surface ou des surfaces de la pièce de dilatation avec laquelleoeopèrent les segments respectifs de l'enveloppe qui a un profil rectiligne, angle que fait ce profil avec l'axe de la pièce de dilatation se trouvant sensiblement dans une gamme allant de 9 à 130. Dans une forme préférée de dispositif, l'angle du profil ci-dessus est de 110, bien que l'on puisse utiliser d'autres valeurs appartenant à la gamme ci-dessus. On décrit à présent un dispositif d'ancrage suivant l'invention, donné à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés dans lesquels La Fig. 1 représente partiellement en coupe un dispositif d'ancrage déjà proposé; La Fig. 2 est une vue, semblable à celle de la Fig.1, d'un dispositif d'ancrage de l'invention placé dans un trou, en position fermée; La Fig. 3 est une vue semblable à celle de la Fig.2 du dispositif représenté ici dans la position dilatée, où il est maintenu dans le trou. En se référant d'abord à la Fig.1, on peut voir le dispositif d'ancrage précédemment proposé, qui est constitué d'une enveloppe métallique 1, sensiblement cylindrique, constituée par un ensemble de segments moulés 2, ayant une section courbe; on a représenté Quatre de ces segments. Le dispositif cov end aussi une cheville de dilatation 3, en métal, moulée, p filée, qui, dans la position dilatée, représentée sur la Fiv.1, sort, au moins partiellement de ltenveloppe 1, dans la direction axiale. C-mne on l'a indiqué, la cheville de dilatation 3 a la forme d'un écrou fileté avec un profil courbe et la tige filetée d'un boulon 4 pénètre dans l'écrou 3, si bien qu'en tournant le boulon 4, au moyen de sa tête 5, on fait déplacer la cheville de dilatation 3, de façon convenable,suivant l'axe de 11 enveloppe 1.On voit donc qu'en serrant le boulon 4 on fait avancer la cheville de dilatation 3, suivant l'axe, vers l'intérieur de l'enveloppe 1, en provoquant un mouvement de dilatation des segments 2 de l'enveloppe, vers l'extérieur, dans des directions nivales. Quand le dispositif d'ancrage est placé dans un trou 6, et que la cheville de dilatation 3 est introduite, suivant l'axe dans l'enveloppe 1, les segments 2 de l'enveloppe se dilatent pour venir serrer la paroi du trou et fixer le dispositif d'ancrage dans ce trou. Les parties extrêmes des segments de l'enveloppe, qui coopèrent avec la (ou les) face(s) profilée(s) de la cheville 3, peuvent également être profilées comme on l'a indiqué sur la figure, l'angle de leur pointe étant identique à celui de la cheville 3 ou différent. La cheville de dilatation 3 a de préférence des prolongements 7 qui pénètrent dans des fentes ou ouvertures 8, prévues entre les segments 2, pour empêcher la cheville de dilatation de tourner en même temps que ltenveloppe 1, quand on serre le boulon 4 pour fixer le dispositif. Aux extrémités des segments 2, opposées à la cheville de dilatation 3, le dispositif comprend une bague 9 qui maintient les segments 2 en position assemblée, non seulement avant l'utilisation du dispositif d'ancrage et éventuellement avant que la cheville 3 soit introduite dans l'enveloppe 1, mais aussi, lorsque le dispositif d'ancrage a été placé dans le trou 6 et qu'il en est aux premiers stades de sa dilatation. La bague 9 peut être en métal mince e t avoir la forme d'un bouchon comprenant un manchon 10 se terminant par un bord circulaire orienté vers l'intérieur, non représenté, qui s'emboîte dans une rainure circulaire correspondante des segments 2. Chacun des segments 2 présente une partie de rainure entre la baste 9 et les extrémités des segments qui coopèrent avec la pièce 3, de maniera a ce que dans la position où les segments sont assemblés, les portions de rainures forment une rainure circulaire continue 11, dans laquelle est introduit, par exemple, un fil de frettage ou un clip à ressort 12, qui maintient, les segments 2 ensemble, vers leur extrémité inférieure. Cotie on lta déjà mentionné, on remarque que l'angle du profil de la cheville de dilatation 3 déjà proposée augmente suivant une courbe vers son extrémité inférieure (comme repré sénté à la Figi) ,c'est-à-dire qu1au fur et à mesure du déplacernent de la cheville de dilatation 3, suivant l'axe, vers l'intérieur de l'enveloppe 1, l'importance du mouvement radial des segments d'enveloppe 2, vers l'extérieur, pour un certain mouvement axial de la cheville de dilatation 3 par rapport à l'enveloppe 1 augmente progressivement quand la cheville de dilatation 3 pénètre davantage à I'in-térieur de l'enveloppe 1, dans la direction axiale.Si cet effet augmente la solidité de la fixation du dispositif d'ancrage dans le trou6 , les extrémités des segments 2 peuvent avoir tendance à creuser davantage dans la pointe de la cheville de dilatation 3, en augmentant ainsi la résistance de la cheville de dilatation 3 à un mouvement en direction de l'axe dans 11 enveloppe 1. Cette résistance accrue fausse par conséquent la mesure du couple exercé sur la tête du boulon. La personne qui serre le boulon peut donc penser que le dispositif d'ancrage est complètement dilaté, et donc solidement fixé dans le trou 6, alors qu'en fait, ce n'est pas le cas, et que le dispositif d'ancrage entier peut être arraché du trou quand on le soumet à une charge. On se reporte aux Fig. 2 et 3 qui montrent une réalisation de dispositif d'ancrage suivant l'invention. On voit que cette réalisation a la même construction générale que le dispositif d'ancrage de la Fig. 1, de sorte que l'on utilise à la Fig. 2 les mêmes nombres de référence pour désigner les mêmes pièces qu'à la Fig.1. À la Fig.2 le dispositif d'ancrage est représenté avant sa dilatation dans le trou 6, la cheville de dilatation 3a a un profil à facettes droites, au lieu d'un profil de forme courbe comme à la Fiv.1. Ceci signifie que l'importance du mouvement radial, vers l'extérieur, des segments de l'enveloppe 2, pour un mouvement axial donné delacheville de dilatation 3a vers l'intérieur de l'enveloppe 1, est toujours la même quelles que soient les positions relatives de la cheville d'expansion 3a et des segments 2. Il n'y a donc pas d'augmentation progressive du mouvement d'expansion radiale vers l'extérieur, quand la cheville de dilatation 3 se déplace dans l'enveloppe, comme dans le dispositif de la Fiv.1. Par conséquent, la mesure du couple, exercéesur le boulon, quand on le serre, n'est pas faussée parce que les extrémités des segments 2 s'enfoncent dans le profil dont l'angle augmente progressivement; par conséquent, la mesure du couple exercée sur le boulon donne une indication précise de la dilatation des segments 2 de l'enveloppe dans le trou 6. Ce profil rectiligne a aussi l'avantage de faire dilater les segments davantage que dans le dispositif de la Fiv.1, pour lequel la dilatation tend à être limitée par le phénomène mentionné ci-dessus, et suivant lequel les extrémités des segments 2 a' enfoncent dans les faces profilées de la cheville de dilatation 3.Au contraire, aux Fig. 2 et 3, la pièce de dila tation fixa peut être entraRnée vers l'intérieur de l'enveloppe, en direction de l'axe, en entranant ainsi un mouvement radial suffisant des segments 2 vers ltextérieur, par exemple pour compenser les tolérances de fabrication des composants du dis- positif, ou pour compenser les irrégularités ou les variations des dimensions des trous dans lesquels est placé le dispositif d'ancrage. Quand on applique au bourg4 une charge qui tend à tirer la pièce de dilatation 3a davantage vers l'intérieur, dans l'axe de l'enveloppe 1, il en résulte un mouvement radial des segments 2, encore plus grand, vers l'extérieur, ce qui augmente la solidite de la fixation du dispositif dans le trou. L'angle du profil, par rapport à l'axe de la cheville de dilatation, est généralement compris entre 90 et 130, et de préférence égal à 110 environ, de façon à ce que la pointe totale de la pièce de dilatation tronconique 3a soit de préférence de 220. On voit, en particulier, à la Fiv.2, que la cheville de dilatation 3a de la réalisation illustrée n'est pas de section circulaire mais polygonale. On remarque que l'angle de 110 indiqué ci-dessus est mesuré le long des facettes de la cheville de dilatation, et non le long d'un des bords formant une nervure ou une arête reliant les facettes adjacentes de la section polygonale.L'angle que fait l'arête mentionnée ci-dessus est légèrement supérieur aux 110, indiqués ci-dessus, mais ,d'après les Fig. 2 et 3,les segments 2 coopèrent avec les côtés de la section polygonale et ne glissent pas le long des arêtes reliant deux faces adjacentes. On peut aussi remarquer que d'autres formes de sections peuvent être utilisées pour la cheville de dilatation, elles peuvent,par exemple, être circulaires, carrée ou avoir la forme d1un autre polygone, pourvu que l'angle de la (ou des) surface (s) qui rient (vi;enùent) en contact avec les segments 2 soit compris entre 90 et 130 et soit de préf é- rence de 110 par rapport à l'axe de la cheville de dilatation 3a. Il n'est pas nécessaire, bien que ce soit souhaitable, que les extrémités des portions des segments 2, qui coopèrent avec la pièce de dilatation 3a, soient effilées suivant le même angle que celui de la cheville de dilatation 3a. Ceci signifie, en réalité, que la cheville de dilatation, représentée aux Fiv.2 et 3,peut être utilisée dans un dispositif comme celui de la Fig. 1, en remplacement de la cheville à profil courbe que lton a représentée, et dans laquelle le profil de la cheville de dilatation est courbe et angle différent de 11 , mais il peut être préférable que les angles des profils des segments 2 et de la cheville de dilatation 3a soient sensiblement les mêmes. Dans la réalisation décrite ci-dessus, en se référant aux Fig. 2 et 3, la cheville de dilatation 3a a la forme d'un écrou fileté dans lequel pénètre le boulon 4. Mais, dans une autre forme de dispositif (non représenté), la cheville de dilatation 3a peut-constituer la tête du boulon, de sorte que la tige filetée du boulon sorte de l'enveloppe 1 et donc du trou 6 dans lequel est placé le dispositif; on peut placer un écrou distinct sur la partie de la tige du boulon qui sort et le serrer pour faire déplacer le boulon et par conséquent la cheville de dilatation 3a ,qui est sur ce boulon, dans la direction de l'axe, vers l'intérieur de l'enveloppe 1, afin d'obtenir le mouvement de dilatation des segments 2, vers l'extérieur comme on l'a vu précédemment. On note que les bords des segments 2 qui viennent en butée sont en dents de scie et s t enchevêtrent. Cet enchevêtrenent maintient les segments assemblés et aide à les empêcher de se déplacer l'un par rapport à l'autre,par exemple si l'un deux est soumis à une charge extrêmement élevée. Ceci favorise aussi la fonction du profil de la cheville de dilatation qui consiste à faire dilater les segments. Différentes modifications peuvent être apportées sans sortir de la portée de l'invention telle qu'elle est définie dans les revendications. REVTDI DICAUIONS 1. Dispositif d'ancrage, à boulon, constitué d'une enveloppe extensible, fornée par un ensemble de segments d'enveloppe, mobiles, les uns par rapport aux autres, vers l'exté- rieur, et par une cheville de dilatation, mobile dans la direction axiale, à l'intérieur de l'enveloppe, afin de provoquer ce mouvement des segments, caractérisé en ce que le profil de la surface ou des portions de surface de la cheville de dilatation (3a) avec la ou lesquelles les segments respectifs (2) de l'enveloppe coopèrent est un profil rectiligne et en ce que l'angle de ce profil avec l'axe de la cheville de dilatation (3a) est compris sensiblement entre 90 et 130. 2. Dispositif d'ancrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (1) comprend quatre segments (2) et en ce que la cheville de dilatation (3) a une section carrée qui définit quatre facettes, inclinées de 90 à 130 par rapport à l'axe. 3. Dispositif d'ancrage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité de chaque segment (2), qui coopère avec une des facettes correspondantes, a également une surface profilée qui fait, de préférence, le même angle que le profil de la cheville de dilatation. 4. Dispositif d'ancrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle du profil est sensiblement 110. 5. Dispositif d'ancrage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cheville de dilatation (3a) est un écrou pouvant recevoir un boulon pour créer le mouvement axial de la cheville de dilatation. 6. Dispositif d'ancrage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé an ce que la cheville de dilatation est formée par la tête d'un boulon dont la tige filetée peut recevoir un écrou de fixation. 7. Dispositif d'ancragc suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bords des segments adjacents (2) ont des formes qui s' enchevêtrent pour empêcher le mouvement relatif de ces segments. 8. Dispositif d'ancrage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ces bords ont la forme de dents de scie Qui s' enchevêtrent.