Brevet FR2341059A1 — publié le 19770909

La présente invention concerne un organe de fixation de type cheville, comportant un élément extérieurement cylindrique destiné à être enfoncé dans un trou de scellement, ainsi qu' une vis de fixation destinée à être enfoncée dans ledit élément. Des organes de fixation de ce type sont déjà connus com me chevilles sous les formes les plus diverses. En règle générale, leur ancrage dans le trou de scellement résulte d'une expansion du corps de la cheville sous l'effet de la pénétration d'une vis de fixation, par l'intermédiaire de laquelle est donc appliquée la force d'immobilisation proprement dite de la cheville dans le trou de scellement. Les chevilles de matière plastique présentent par ailleurs souvent un taraudage préformé pour faciliter l'entre duction de la vis. L'immobilisation de la cheville par la seule pénétration de la vis peut, dans certains cas précis, présenter des inconvénients, comme lors d'un montage "au-dessus de la têtett, dans lequel l'objet à fixer doit être tenu pendant presque toute l'opération de vissage.A cela vient s'ajouter le fait que dans une telle cheville des mesures particulières doivent être prises pour l'empêcher de tourner avec la vis en fin de vissage. Un autre inconvénient consiste en ce que les chevilles de matièreplastique résistent mal aux températures élevées, de sorte qu'on ne peut songer à les utiliser lâ où il y a danger d'incendie. De meme les chevilles métalliques ancrées par refoulement, garnies in térieurement de fibres, ne peuvent assurer une liaison sûre aux fortes températures. On connait certes des chevilles de métal qui présentent un taraudage et dans lesquelles par exemple des mesures particulières ont e été prises pour qu'un refoulement ou déplacement de matière provoque une expansion de la cheville. Elles sont malheureusement d'un prix élevé et leur emploi est donc limité à des cas particuliers. Elles présentent d'ailleurs aussi l'inconvô- nient que leur expansion ne s'effectue que tout au bout de leur extrémité intérieure, dans une zone annulaire. Elles ne permettent pas d'obtenir cette "expansion parallèle quton demande aux chevilles. De plus, la vis qui leur est associée doit être relativement longue pour provoquer l'expansion près de l'extrômitô inté- rieure de la cheville. Pour tout dire, l'inconvénient des organes de fixation précités est qu'il faut, lors du serrage de la vis, fournir un travail de refoulement et de déformation pour assurer l'immobili sation, de sorte que le vissage ne se fait pas sans rencontrer une résistance correspondante. D'une manière générale, le dévissage ne va pas non plus sans difficulté. Il exige parfois des efforts considérables et dès que la vis est retirée, il n'y a généralement plus aucune force qui maintienne la cheville immobilisév Un autre inconvénient considérable des chevilles connues précitées consiste en ce que lorsque le matériau de la paroi est relativement tendre, elles déforment la face interne qui délimite le trou sans pour cela obtenir une fixation solide de la cheville dans ladite paroi.Considérées dans le sens axial de la cheville, ces zones de déformation sont relativement courtes, ce qui, pour tous les matériaux est désavantageux en ce qui concerne les valeurs d'arrachement élevées, mais l'est encore davantage pour les matériaux tendres en ce qui concerne les sollicitations auxquelles ils sont soumis. L'invention a donc pour objet de réaliser un organe de fixation de type cheville tel que défini au début du présent mé- moire, qui soit d'une construction simple et d'une fabrication peu coûteuse, permette par ailleurs une pénétration facile de la vis de fixation jusqu'au serrage, tout en créant une liaison sûre et durable. Cet organe doit en outre contribuer à ce que la paroi qui délimite le trou de scellement soit sollicitée de ma nière aussi uniforme que possible, de façon à éviter les surcharges locales, notamment dans le cas de matériaux comme l'argile boursouflée ou autres matériaux tendres. La liaison doit aussi être d'un montage facile, pouvoir être défaite à volonté sans que cela nuise à sa solidité et résister en outre aux effets des tem pératures élevées. A cet effet, dans l'organe de fixation selon 1 'inven- tion, l'élément destiné à être enfoncé dans le trou de scellement est constitué par une douille fendue connue en soi, qui présente dans la zone de son extrémité extérieure des saillies adaptées au filetage d'une vis et dont le diamètre intérieur, au moins dans la zone d'enfoncement de la vis, est au moins approximativement égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur de la tige de la vis. Cet organe de fixation selon l'invention, dès qu'il est enfoncé dans le trou de scellement, s'applique avantageusement contre la paroi qui délimite ce dernier de façon à s'y immobiliser, et la pression qu'il exerce par unité de surface contre la dite paroi est relativement uniforme sur toute la longueur de sa partie enfoncée. La vis de fixation qu'on y vissera ultérieurement n'aura pas à fournir de travail d!expansion ou de refoulement, et son vissage sera donc des plus faciles. Son filetage viendra s'accrocher derrière les saillies prévues sur l'élément, de sorte que même avant son serrage, elle présentera une bonne résistance à l'arrachement. Il est avantageux aussi que l'élément enfoncé dans le trou de scellement résiste au feu. Dans une forme d'exécution plus élaborée, les saillies sont orientées obliquement vers l'extrômitô intérieure de l'élément et peuvent de préférence s'infléchir élastiquement en direction de l'extrémité extérieure. On obtient ainsi une immobilisation excellente de la vis au moment de son serrage et la conformation élastique des saillies produit un effet d'immobilisation supplémentaire analogue à celui d'une rondelle élastique de freinage. De plus, les saillies peuvent mordre dans la matière de la vis, généralement plus tendre, d'où un effet supplémentaire dtim- mobilisation en rotation de la vis. Les saillies sont avantageusement constituées par des pattes formées par poinçonnage et repliées vers l'intôrieur, dont la face en bout tournée vers I'extrémité intérieure de l'ô- cément est sensiblement parallèle à l'hélice du filetage de la vis. Ces saillies peuvent être poinçonnées facilement, par exemple au moment du découpage à la presse du flan à partir duquel est formée la douille fendue. Leur position assure une bonne transmission de l'effort a la vis. L'élément enfoncé dans le trou de scellement peut, le cas échéant, présenter à son extrémité extérieure une collerette qui s'étend à peu près radialement vers I'extérieur, et, à son extrémité inférieure, un chanfrein pour aider à l'engagement dans le trou de scellement. On peut alors pendant la mise en place de l'organe de fixàtion placer aussi un objet qui sera maintenu par la collerette, puis, à l'aide d'une vis, fixer un autre objet. Outre le chanfrein qui facilite l'introduction de l'élément, ce dernier peut, dans le même but, avoir une forme conique et se rétrécir depuis son extrémité extérieure jusqu'à son extrémité intérieure. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plu sieurs formes d'exécution de cet organe de fixation: Fig. 1 est une vue en perspective d'un organe de fixation de type cheville selon l::invention, la vis de fixation é- tant présentée à l'entrée de l'élément formant cheville; Fig. 2 est une vue en élévation d'une variante de réa- lisation de l'organe de fixation, la vis étant représentée en traits discontinus; Fig. 3 est une vue en coupe suivant TII - III de fig. l; Fig. 4 est une vue partiellement en coupe et à une plus grande échelle de l'extrémité extérieure de l'organe de fig. 2, la vis étant représentée en partie; Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale partielle représentant une forme d'exécution différente d'une saillie; Fig. 6 est une vue en coupe d'un exemple de montage; Fig. 7 est une vue en coupe similaire à fig. 6, mais représentant un organe de fixation enfoncé dans un moellon creux. L'organe de fixation type cheville selon l'invention, qui, pour la commodité du langage, sera appelé ci-après "cheville" et qui est désigné par la référence générale, comporte un élément cylindrique 2, destiné à être enfoncé dans un trou de scellement, qui présente intérieurement, dans la zone de son extrémité extérieure 2, plusieurs saillies 4 (fig. 1). Pour mieux comprendre la description, une vis 5 associée à la cheville 1 est représentée à la fig. 1 près de l'extrémité extérieure 3 de ltélément 2.Une caractéristique importante de l'invention est que le diamètre in térieur D de l'élément 2 est, au moins dans la zone d'enfoncement de la vis 5, au moins à peu près égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur d de la tige 6 de la vis 5 (fig. 4). La tige 6 embrasse la partie filetée 7 et la partie lisse 8. Grâce à cette relation entre les diamètres, la vis 5 peut être engagée facilement dans ltélément 2. Ce dernier est essentiellement constitué par une douille fendue, connue en soi. En conséquence, il présente une fente 9 qui s'étend sur toute sa longueur suivant une génératrice et qui lui confère une certaine flexibilité dans le sens radial. Comme les douilles fendues connues, l'élément 2 est formé dans une tôle d'acier traité, notamment trempé et revenu. C'est ce qui donne à sa flexibilité dans le sens radial un caractère élastique, lequel joue un rôle important lors de son introduction dans un trou de scellement 10. Ce dernier est notamment foré à un diamètre légere- ment inférieur à celui de ltélément à l'ôtant détendu.Lorsqu'on l'introduit dans le trou 10, il se comprime légèrement et, une fois en place, par réaction élastique, sa face de révolution externe s'applique avec une certaine force contre la paroi qui délimite le trou La cheville 1 est donc fixée par adhérence, sans mesure particulière, dans le trou de scellement. La vis associée 5, qu'on engage ensuite dans ltélément 2, trouve dans les saillies 4 l'appui nécessaire pour que son filetage transforme sa rotation en mouvement axial. Mais, comme il a été précisé plus haut, elle se laisse visser facilement dans ltélément 2 jusqu'à son serrage. On peut voir notamment aux fig. 3 et 4 une forme d'exé- cution avantageuse des saillies 4. Celles-ci sont formées par des pattes Il formées par poinçonnage, dont la face en bout 13 est sensiblement parallèle à I'hélice du filetage, c'est-à-dire a un angle d'inclinaison correspondant à l'angle d'hélice. Il en résulte que les dites faces en bout 13 s'appuient pratiquement par toute leur surface contre les flancs 14 du filetage de la vis 5. La forme de patte des saillies 4 est particulièrement bien visible à la fig. 4. Elles sont avantageusement formées directement dans le flan de tôle avant qu'il soit façonné par roulage en une douille fendue.A l'aide d'un outil approprié on peut découper dans la tôle les trois côtés de chaque patte, puis replier vers l'intérieur l'extrémité libre des pattes 16 ainsi formées. On peut aussi utiliser éventuellement les saillies 4a visibles à la fig. 5. Les saillies 4 agissant dans le sens de l'arrachement sont orientées obliquement vers l'extrômitô intérieure 12 et elles peuvent s'infléchir élastiquement en direction de l'extrémité extérieure 3. Lorsqu'on serre la vis 5, les saillies 4 maintiennent donc solidement cette dernière. Les caractéristiques d'élas ticité des pattes 16 permettent à ces dernières de remplir en outre une fonction de frein de vis, car lorsque la vis 5 est soumise à des sollicitations alternées, les pattes 16 ont un effet compensateur et empêchent son desserrement. Elles jouent donc en quelque sorte le même rôle qu'une rondelle-frein élastique. Pour obtenir une liaison solide entre ltélément 2 de la cheville et la vis 5 qui lui est associée, il est prévu plusieurs saillies 4, disposées l'une après l'autre dans le sens pé riphérique, la ligne reliant trois saillies 4 se trouvant sur une meme spire du filetage dans la forme d'exécution représentée. Il est avantageux qu'une spire sur deux de l'hélice présente des saillies 4, pour ne pas affaiblir inutilement cette zone de l'ô- cément 2. Dans la pratique, on a constaté que trois spires séparées par une certaine distance et munies chacune de trois saillies 4 assurent une résistance suffisante à l'arrachement, la résistance mécanique des saillies 4, qui forment pratiquement un taraudage, étant souvent le triple de celle du filetage de la vis. La fig. 2 montre une variante de réalisation d'une cheville j selon l'invention, dans laquelle ltélément 2 présente à son extrémité extérieure une collerette 17, qui s'étend à peu près radialement vers l'extérieur. Une telle forme d'exécution peut être avantageuse, notamment pour un montage du type de celui représenté à la fig. 6. Grâce à cette cheville la, on peut, par exemple, fixer contre un mur 19 un lattis 18, la collerette 17 maintenant le lattis 18, après quoi on peut ensuite fixer un revêtement 20 à l'aide de vis 5 enfoncées dans les chevilles la. Ceci permet un montage simple et qui épargne du temps. Par rapport aux chevilles connues, dans lesquelles la fixation dans un trou de scellement ne s'effectue que sous l'action de l'enfoncement de la vis et de l'élargissement qu'il provoque, dans la cheville selon l'invention 1 ou la , la vis 5 ne contribue en aucune façon à-l'ancrage de l'élément 2 dans le trou de scellement. La profondeur de vissage n'a donc, avantageusement, aucune influence sur l'ajustement de la cheville dans le trou. Cet avantage est particulièrement évident dans le montage repré senté à la fig. 7. Le matériau du mur est ici un moellon léger et creux, relativement sensible à la pression, pour lequel on doit employer pour réaliser un scellement solide une cheville de longueur appropriée. Dans le cas d'une cheville traditionnelle, il faudrait alors utiliser une vis également assez longue pour qu'elle soit ancrée solidement dans le moellon creux. Il faudra alors visser une grande longueur de vis et ce, dans des conditions relativement plus difficiles et pénibles, de sorte que le montage représentera une grande dépense de temps et, par consé- quent, d'argent. Au contraire, avec la cheville 1, la selon l'invention, la vis utilisée 5 peut être relativement courte, sa longueur étant indépendante de celle de l'élément 2. En outre, la vis se laisse visser avec une grande facilité; elle peut même généralement être vissée à la main, de sorte que le montage en est grandement simplifié. Pour pouvoir bien engager la cheville selon l'invention 1 ou la dans un trou de scellement, il est avantageux que, comme on peut le voir a la fig. 2, son extrémité intérieure 12 présente un chanfrein 21.L'élément 2 est alors beaucoup plus facile à introduire. Le cas échéant, dans le même but, on peut donner à l' élément 2 une forme légèrement conique, avec une diminution progressive de sa section depuis son extrémité extérieure 2 jusqu' à son extrémité intérieure 12. Cependant la forme cylindrique est la plus avantageuse et elle permet en outre une application par faite de ltélément contre la paroi qui délimite le trou et ce, sur toute sa -longueur. On peut voir à la fig. 2 que la distance a, qui sépare la zonne 22 munie de saillies 4 de l'extrômitô extérieure 3 de l' élément 2 est supérieure à la longueur s de la partie lisse 8 de la tige 6 de la vis 5 diminuée de l'épaisseur w de l'objet à fixer. On évite ainsi que la partie lisse 8 s'enfonce dans la zone 22 et y provoque un pliage et éventuellement la détérioration des saillies 4. On a constaté dans la pratique qu'au moins dans la zone 22, une épaisseur B égale à 10 à 20% environ du diamètre extérieur nominal de ltélément 2 est avantageux. Dans des matériaux légers, enraison d'une relativement faible résistance à la pression, on emploie des épaisseurs de paroi de 10% environ du diamètre extérieur nominal, tandis que dans des matériaux relativement rési's- tants, comme le béton, on utilise des épaisseurs de paroi B de 20% environ du dit diamètre nominal.G'est ainsi que dans une cheville selon l'invention 1 ayant un diamètre extérieur nominal de 8mm, l'épaisseur de paroi sera comprise entre 0,75 et 1,5 MM.La cheville selon l'invention peut donc être adaptée, d'une part aux divers matériaux des murs et, de l'autre, à la résistance à l'arrachement désirée, ceci en faisant varier ltépaisseur de sa paroi. Outre cette adaptation par une modification de l'épaisseur de paroi, on peut aussi adapter la longueur L de l'élément 2 aux divers matériaux. Dans un matériau dur, il est avantageux- qu'elle soit 4 X 6 fois, de préférence 5 fois plus grande que le diamètre extérieur DA, dans des matériaux légers, il sera préférable d'utiliser une longueur L comprise entre 10 et 15 fois et de préférence 12 fois plus grande que le dit diamètre DA. En combinant les modifications de l'épaisseur de paroi B avec celles de la longueur L de ltélément 2, on peut obtenir un ancrage presque optimal de la cheville 1 dans le trou de scellement. Avec une cheville 1 destinée a un matériau de construction léger, dont ltépaisseur de paroi B est adaptée à la ré- sistance spécifique de ce matériau à la pression de façon que la pression exercée par sa face externe contre la paroi délimitant le trou soit un peu plus faible, en augmentant la longueur L de façon qu'elle soit, par exemple, égale à 12 DA, au lieu de 5 DA pour un scellement dans le béton, on obtient aussi une bonne resistance à l'arrachement dans les matériaux légers. Il convient de signaler aussi qu'on peut utiliser à la place des vis à bois représentées dans les figures des vis à pas métrique. I1 est également possible d'utiliser des pointes torsa dées, dont la tige peut être munie d'un profil en forme de filetage ou aussi de saillies concentriques en dents de scie. Dans ce dernier cas, la pointe torsadée serait enfoncée au marteau dans la cheville 1 et sa liaison avec cette dernière ne pourrait plus être défaite. L'invention fournit un organe de fixation 1, la d'une construction et partant peu coûteuse, qui permet un montage facile et sans fatigue. Il présente en outre l'avantage de pouvoir être utilisé la où il y a danger d'incendie et assure une liaison sûre même lorsqu'il est soumis à des températures élevées. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites à titre d'exemples seulement; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1.- Organe de fixation de type cheville, comportant un élément extérieurement sensiblement cylindrique destiné à être enfoncé dans un trou de scellement, ainsi qu'une vis de fixation destinée à être enfoncée dans ledit élément, caractérisé en ce que ltélément destiné à être enfoncé dans le trou de scellement est constitué par une douille fendue connue en soi, qui présente dans la zone de son extrémité extérieure des saillies adaptées au filetage de la vis et dont le diamètre intérieur, du moins dans la zone d'enfoncement de la vis, est au moins approximativement égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur de la tige de vis. 2.- Organe selon la revendication 1, caractérisé en ce que les saillies sont orientées obliquement vers l'extrômitô intérieure de l'élément et peuvent, de préférence, s'infléchir é- lastiquement en direction de l'extrémité extérieure. 3.- Organe selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs saillies disposées les unes à la suite des autres à,peu près dans le sens pé riphérique et en ce que la ligne qui les relie correspond sensiblement à une spire du filetage de la vis. 4.- Organe selon la revendication 3, caractérisé en ce que les saillies disposées suivant une ligne hélicoldale s' étendent sur plusieurs spires et en ce que, de préférence, une spire sur deux de l'hôlice présente des saillies. 5.- Organe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les saillies sont constituées par des pattes formées par poinçonnage, dont la face en bout tournée vers I'extrémité intérieure de l'élément est sensiblement parallèle à I'hélice. 6.- Organe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la douille fendue est, de façon connue, en tôle d'acier traité, notamment trempé et revenu. 7.- Organe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu a l'extrômitô extérieure de l'élément une collerette qui s'étend à peu près radialement vers I'extérieur, en ce que l'extrémité intérieure présente un chanfrein pour faciliter l'introduction de ltélément et en ce que ledit élément est éventuellement conique avec une section qui diminue depuis son extrémité extérieure jusqu'a son extrémité in térieure. 8.- Organe selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que la distance qui sépare la zone munie de saillies de l'extrémité extérieure de l'élément est supérieure à la longueur de la partie lisse de la tige de la vis diminuée de ltépaisseur de l'objet à fixer. 9.- Organe selon l'une quelconque des revendications î à 8, caractérisé en ce l'épaisseur de la paroi de l'élément est comprise entre 10 et 20% du diamètre extérieur nominal, de préférence égale à 10 pour les matériaux légers et de 20% environ pour les matériaux relativement résistants, comme le béton. 10.- Organe selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le filetage de la vis de fixation est un filetage de vis à bois 11.- Organe selon l'une quelconque des revendications l à 10, caractérisé en ce que la longueur axiale de la zone munie de saillies de ltélément est à peu près égale au double du diamètre extérieur nominal de celui-ci et en ce qu'elle s'étend sur un nombre de pas du filetage de la vis compris entre 2 et 7 et de préférence égal à 5. 12.- Organe selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la longueur de l'élément est pris entre 4 et 6 fois et de préférence égal à 5 fois son diamètre extérieur nominal pour les matériaux durs comme le béton et en ce quille est comprise entre 10 et 15 fois et de préférence égale à 12 fois ce diamètre pour les matériaux légers.