Brevet FR2384149A1 — publié le 19781013

La présente invention concerne un dispositif de fixation du type cheville expansible capable de produire des forces de blocage dans une ouverture d'un diamètre donné. Les dispositifs de fixation du type précité sont en général constitués d'un boulon et d'au moins une douille expansible coopérant avec un écrou conique. En opérant une rotation sur le boulon, l'écrou conique provoque une expansion de la douille donnant naissance à des forces de blocage dans une ouverture d'un diamètre donné. Le même résultat peut être obtenu avec une cheville expansible constituée d'une tige de vis filetée sur laquelle est monté, rigidement ou non, un corps de forme conique susceptible de causer l'expansion de la douille lors de la rotation d'un écrou hexagonal. La base du corps de forme conique doit avoir une section transversale, circulaire ou anguleuse. Les écrous coniques sont généralement réalisés en acier, et quelquefois en cuivre ou laiton. Les douilles expansibles sont constituées sous la forme d'une pluralité de bandes oblongues pliées autour d'un écrou et maintenues en place par une ligature destinée à se rompre lorsque les bandes sont amenées à être écartées. Ces bandes peuvent aussi etre connectées à une jupe cylindrique dont une extrémité peut présenter une forme conique ou tronconique. Dans d'autres modes de réalisation, on rencontre une douille cylindrique expansible formée avec un cordon de soudure longitudinal , ou bien un corps cylindrique en matériau plastique dilatable, ou encore des bandes coniques se recouvrant partiellement les unes les autres lorsqu'elles sont soumises à une compression axiale.Enfin, un tel organe de fixation peut se présenter sous la forme d'une cheville en matériau plastique susceptible de se déformer lorsqu'un téton conique en cuivre ou laiton y est introduit en force. Les inconvénients majeurs de ces types de cheville ou manchon extensible résident dans le fait qu'ils sont entièrement ou partiellement réalisés en acier et sont donc de ce fait susceptibles de rouiller ou d'etre attaqués par des substances chimiques, même dans le cas ot un cone en laiton ou en cuivre est utilisé sur une tige ou un boulon en fer.Par ailleurs, l'action de blocage de ces types de cheville est restreinte à une faible partie de leur longueur tota le,plus précisément à l'endroit unique ou aux deux endroits où un corps conique agit sur une douille extensible,de sorte que la force de blocage est concentrée aux extrémités des bandes d'acier rigides d'où il s'en suit que lorsque les chevilles sont introduites dans des matériaux de construction relativement tendres, ceux-ci risquent de céder localement pouvant entraîner une réduction notable de la résistance de ces chevilles à l'arrachement. Ces types de cheville présentent en outre l'inconvénient que leur fabrication nécessite des opérations de fonderie ou de façonnage sur machine , avec toutes les phases de production et d'assemblage afférentes. Enfin, il est difficile de pourvoir ces chevilles d'une couleur d'identification. La présente invention a pour objet un assemblage de cheville expansible comprenant un axe support fileté entre une butée d'axe et un écrou monté sur l'axe, un collier expansible et un élément de manchon présentant une surface extérieure conique pour coopérer avec l'élément de manchon etenprovoquer l'expansion, l'axe, l'écrou et l'élément de manchon étant constitués d'un matériau plastique dur et résistant, le collier expansible étant constitué d'un matériau élastique. De préférence, une pluralité de colliers sont montés de façon alternée entre un nombre égal d'éléments de manchon, de telle sorte que les forces de blocage entre les colliers et l'ouverture sont parfaitement distribuées sur toute la longueur axiale de l'assem- blage. Les boulons, les éléments de manchon et l'axe fileté sont réalisés en matériau plastique présentant une dureté et une rigidité élevées, tandis que les colliers destinés à être déformés sont cons titués d'un matériau élastique. Les écrous et l'axe fileté présentent,de préférence un pas de filetage ou de taraudage du type à arc-boutement. La combinaison d'un élément de manchon conique et d'un collier extensible est de préférence répétée le long de l'axe, les colliers expansibles étant chacun constitué d'une douille continue présentant des creusures ou zones de fracture internes ou externes disposées longitudinalement, et présentant un profil intérieur conique cu cylindrique. De préférence, les séries d'éléments de manchons coniques et de colliers expansibles,raccordés par exemple par une membrane ou par d'autres moyens, sont formées sur une seule chaîne de production. On réalise ainsi un assemblage de cheville expansible qui, du fait de l'utilisation de matériau synthétique, n'est pas sujet à la rouille et n'est pas affecté par la plupart des substances chimiques, tandis que, par simple pigmentation du matériau synthétique, il est possible, si requis,de realiser une cheville d'une couleur déterminée. Par ailleurs, du fait de la repétition multiple de la combinaison d'un élément de manchon biseauté en matériau plastique rigide et résistant, et d'un collier expansible en matériau élasti- que, on réalise une répartition de l'action de blocage supérieure à celle permise avec les structures métalliques rigides1de sorte que la longueur de l'assemblage peut être considérablement réduite.Les colliers élastiques expansibles offrent en outre un contact veilleur avec la paroi d'une ouverture que les colliers métalliques rigides et garantissent de ce fait une meilleure fixation dans des matériau de construction relativement tendres. Les colliers expansibles sont réalisés de façon à présenter une paroi extérieure continue, la paroi intérieure étant de préférence conique ou partiellement conique, sans exclure pour autant la possi bilité de réaliser cette paroi intérieure sous forme cylindrique. Des évidements ou creusures longitudinales peuvent être prévus soit sur la paroi intérieure, soit sur la paroi extérieure, de façon à former des bandes interconnectées par des zones de faible épaisseur ou membranes,ces bandes étant de préférence renforcées par une surépaisseur marginale à l'extrémité du collier pour éviter une expansion prématurée lorsque l'assemblage de cheville est introduit dans une ouverture d'un diamètre donné.Les manchons coniques sont de préférence réalisés en matériau plastique dur et résistant puisqu'ils sont destinés à exercer une pression sur le collier expansible mais pas sur l'axe fileté,ce qui pourrait hêtre le cas Si ces manchons étaient réalisés en matériau tendre et élastique.L'axe fileté est lui-même de préférence réalisé en matériau plastique dur et résistant pour garantir une traction et un cisaillement optimaux de l'assemblage de cheville. Quoique des filetages métriques ordinaires pour l'écrou et le boulon ou l'axe puissent enyendrer plus que la force requise pour la mise en oeuvre de la cheville lors du vissage en place, un filetage à filets trapézoidw se révèle en général supérieur. Les portions de la cheville en matériau plastique peuvent être formées individuellement et assemblées en conséquence. Toutefois, si les combinaisons individuelles de manchons coniques et de colliers expansibles sont formées sur une seule channe de production, les divers éléments étant solidarises par des fines membranes de moulage ou par d'autres moyens, la chaîne étant en outre prévue pour incorpo rer des un tes d'espacement, il est ainsi possible de supprimer un nombre considérable c'retapes d'assemblage. La présente invention sera mieux con.prise au vu de la description suivante, faite en référence avec les dessins annexés, dans lesquels La figure 1 represente en élévation un assemblage de cheville expansible selon l'invention avec les différents éléments espa cés le long d'un boulon; La figure 2 représente en elevation un assemblage de cheville expansible selon l'invention avec ses éléments montés dans la position de travail; La figure 3 représente en perspective un assemblage de cheville expansible selon l'invention après traction de l'écrou;; La figure 4 représente en élévation un collier exxpansible avec une paroi intérieure conique dans laquelle sont formés des affaiblissements longitudinaux; La figure 5 représente une coupe transversale d'un collier expansible en paroi intérieure conique et à affaiblissements longitudinaux; La figure 6 représente en vue en coupe une variante d'un collier expansible avec une paroi intérieure cylindrique et des af faiblissements- longitudinaux ménagés dans la paroi extérieure; et La figure 7 represente en élévation un collier expansible avec une paroi intérieure cylindrique et une paroi extérieure présentant des évidements ou affaiblissements longitudinaux appariés avec un élément de manchon conique. L'assemblage de cheville expansible selon la présente inven- tion comprend un axe fileté ou boulon I en matériau plastique dur et résistant, un écrou hexagonal 2 et une série de manchons coniques 3 en matériau plastique dur en combinaison avec des colliers expansibles 4 en materiau élastique. Lorsqu'un écrou hexagonal est utilisé, une butée conique 5 peut être fixée rigidement sur l'axe filete 1, cette butée conique 5 pouvant, en variante,se présente sous la forme d'un écrou conique. Si l'extrémité de l'axe fileté présente une tête hexagonale, un crochet, ou un oeillet ou toute autre terminaison adéquate, la butée conique 5 se comportera alors conme un écrou conique. On a représenté en détail sur les figures 4 et 5 un collier expansible 4 avec une paroi intérieure conique, et avec un bord en surépaisseur formé à une extrémité longitudinale pour en empêcher une expansion prématurée. On a représenté sur les figures 6 et 7 un collier expansible avec des évidements ou affaiblissements 6 dans la paroi extérieure du collier, alors que sur la figure 5, ces évidements ou affaiblissements 6 sont ménagés dans la paroi intérieure du collier La figure 7 illustre un exemple de manchon conique 3 apparié avec un collier expansible 4 au moyen d'une membrane ou de tout autre agent. Avec cet agencement, il est possible de réaliser une chaine de combinaisons individuelles de manchons coniques et de colliers expansibles.Le rouleau allonge ainsi obtenu peut être entiere- ment constitué ae matériau synthétique dur et résistant, mais il est préférable que les manchons coniques soient constitues en un tel matériau dur et résistant tandis que les colliers extensibles sont réalisés en un matériau élastique. On a représenté sur la figure 3, la façon selon laquelle les colliers expansibles se fondent et se déploient pour former des bandes lorsque les membranes de connexion résultant de la formation des affaiblissements ou évidements longitudinaux 6 se déchirent sous l'effet de la traction résultant d'une rotation du boulon. Les entretoises cylindriques 7 servent à séparer l'écrou ou la tête du boulon des portions déformables de l'assemblage de cheville, le nombre de ces entretoises dépendant des dimensions des objets destinés à être fixés par la cheville. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de 1 tart. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de fixation du type à cheville expansible, caractérisé en ce qu'il comprend un axe support fileté entre une butée d'axe et un écrou monté sur cet axe, au moins un collier expansible et un élément de manchon présentant une surface extérieure évolutive pour coopérer avec le collier expansible etenprovoquer l'expansion, l'axe, l'écrou et l'élément de manchon étant réalisés en maté- riau plastique dur et résistant, le collier expansible étant réalisé en matériau élastique. 2 - Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pluralité de colliers expansiblesalternant avec une pluralité d'éléments de manchons sont montés sur l'axe. 3 - Dispositif de fixation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque collier expansible présente des zones d'affaiblisement ou: de fracture longitudinales de fa çon à pouvoir se fendre longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur lors de l'opération d'expansion. 4 - Dispositif de fixation selon la revendication 3 carac térisé en ce que les zones d'affaiblissement sont formées par des évidements longitudinaux dans les parois intérieure ou extérieure de chaque collier. 5 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface extérieure évolutive de chaque élément de manchon a une forme tronconique. 6 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque collier présente une paroi interne cylindrique. 7 - Dispositif de fixation selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque collierprésente une paroi interne présentant partiellement ou totalement une forme tronconique pour coopérer avec la surface externe tronconique de l'élément de manchon. 8 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la butée d'axe est cons tituée par un écrou ou un écrou à rondelle à une extrémité de l'axe. 9 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que la butée d'axe est formée de façon intégrale avec cet axe. 10 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des reven cations 1 à 9, caractérisé en ce que la butée d'axe présente une surface externe évolutive pour coopérer avec un élément de ronchon pour en provoquer l'expansion. 11 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins un collier expansible et un élément de manchon adjacent sont formés dans une série continue, ces éléments adjacents étant réunis ensemble par des moyens susceptibles de se rompre. 12 - Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le filetage de l'axe est un filetage du type à arcrboutement ou à filets trapézoïdaux.