Brevet FR2508575A1 — publié le 19821231

-1 2508575 La présente invention concerne une cheville expansible destinée à être mise en place dans un trou récepteur, comportant une douille fendue au moins sur une partie de sa longueur, et un corps d'expansion, servant à l'expaension de la douille, s'élar- gissant en direction de l'extrémité avant, et pouvant être élargi radialement par un boulon. Des chevilles du type précité sont expansées en vissant le boulon dans le corps d'expansion Ce corps est alors élargi radialement, en même temps que la douille l'entourant Dans le cas d'une sollicitation axiale de la cheville expansible, le corps d'expansion est enfoncé, sous l'action de la force s'exerçant sur le boulon, à l'aide de ce boulon dans la douille, et on obtient ainsi une post-expansion Cela signifie que l'élargissement, et par conséquent la possibilité de charge de la cheville, augmente cons- tamment jusqu'à une valeur limite lors d'une augmentation de la charge. Cette cheville présente cependant un inconvénient impor- tant du fait que le vissage du boulon dans le corps d'expansion nécessite une très grande force et prend beaucoup de-temps. Pour des applications secondaires qui ne nécessitent pas une postexpansion, il est connu d'élargir radialement une douille par enfoncement d'un élément d'expansion Cet élément d'ex- pansion est alors constitué par exemple par ce qu'on appelle un clou fileté Un tel clou fileté comporte un filetage en dents de scie qui est agencé de manière que le clou fileté soit directement enfoncé mais puisse, en cas de besoin, être à nouveau sorti par dévissage. L'invention a pour but de fournir une cheville expansible qui permette une expansion par percussion et qui présente un com- portement de post-expansion. Conformément à la présente invention, ce but est atteint par le fait qu'il est prévu un contre-appui empêchant le corps d'expansion de-sortir de la douille dans la direction d'enfoncement. A l'aide du contre-appui, le corps d'expansion est main- tenu pendant l'enfoncement du boulon dans le sens d'enfoncement. Le corps d'expansion ne peut ainsi pas être sorti de la douille lors de l'enfoncement du boulon Cela est nécessaire pour pouvoir obtenir une liaison entre le corps d'expansion et le boulon Le contre-appui n'agit cependant que dans une direction, de sorte que le corps d'expansion n'est pas solidaire de la douille Lors d'une sollicitation du boulon, le corps d'expansion relié à celle-ci peut -2 2508575 se déplacer par rapport à la douille dans un sens opposé à la direction d'enfoncement en provoquant l'élargissement de la douille. Le comportement de post-expansion n'est ainsi pas perturbé par le contreappui. Un mode de réalisation simple et avantageux consiste à former le contre-appui par le fond du trou récepteur A cet effet, la profondeur du trou récepteur doit être en relation avec la lon- gueur de la cheville expansible à mettre en place La cheville expansible est alors introduite dans le trou récepteur jusqu'à ce qu'elle vienne s'appliquer par le corps d'expansion, dépassant de l'avant de la douille, contre le fond du trou récepteur. Dans certaines applications, par exemple dans le cas de briques creuses, il n'est pas possible ou pas approprié d'assurer avec précision la profondeur du trou récepteur Dans de telles con- ditions, il est avantageux de disposer le contre-appui sur la douille Un tel contre-appui placé sur la douille empêche en outre que le corps d'expansion puisse tomber de la douille et être perdu lors d'une manipulation de la cheville expansible à l'extérieur du trou récepteur. Le contre-appui peut être agencé différemment Un mode avantageux de réalisation consiste à agencer le contre-appui sous la forme de lèvres s'accrochant sur le corps d'expansion Les lèvres peuvent s'accrocher sur l'extrémité avant du corps d'ex- pansion ou bien sur un épaulement placé en arrière de celui-ci. L'agencement du contre-appui sous forme de lèvres présente en outre l'avantage que les lèvres s'accrochent dans des rainures du corps d'expansion et peuvent ainsi empêcher le corps d'expansion de tour- ner par rapport à la douille Lors du montage du corps d'expansion avec la douille, les lèvres peuvent être recourbées à l'aide de moyens simples, et le corps d'expansion est ainsi relié à la douille sans pouvoir être perdu. Lors de l'enfoncement du boulon dans le corps d'expansion, il peut se produire de grandes forces axiales qui doivent être absorbées par le contre-appui Pour empêcher alors une déformation de ce contre-appui, il est avantageux de l'agencer sous la forme d'un collet dirigé radialement vers le centre Le collet peut, par exemple, être réalisé par rabattement de bord En-fonction de l'a- gencement de la douille, le corps d'expansion peut être enfoncé ultérieurement par l'arrière dans la douille ou bien il doit être engagé dans la douille avant la formation du collet. -3- Le corps d'expansion doit pouvoir être élargi radialement par l'enfoncement du boulon D'autre part, il doit revenir dans sa condition initiale après le dévissage du boulon en vue de permet- tre un démontage de la cheville expansible Pour atteindre ce but, il est avantageux que la cheville expansible soit réalisée en une seule pièce La possibilité de déformation de la cheville expan- sible peut être obtenue par exemple à l'aide d'une ou plusieurs fentes orientées radialement. Pour obtenir un élargissement optimal, le corps d'expan- sion peut, conformément à une autre caractéristique de l'invention, être réalisé en plusieurs éléments en forme de coquilles Du fait de la réalisation en plusieurs parties, son élargissement s'effec- tue uniformément sur toute la périphérie Pour maintenir les diffé- rentes coquilles assemblées, celles-ci peuvent être entourées par des anneaux élastiques ou des éléments semblables On obtient ainsi d'une part, un retour élastique radial dans la condition initiale et, d'autre part, on empêche une perte des différentes coquilles. Pour établir une liaison à force entre le boulon et le corps d'ex- pansion, on doit former, dans ce corps un filetage correspondant à celui du boulon Ce filetage peut être, soit réalisé par enfoncement du boulon, soit préfabriqué. En principe, on peut utiliser une douille simple formée d'une tôle roulée d'une épaisseur de paroi constante Une telle douille produit cependant, lors de l'élargissement ou de l'enfon- cement du corps d'expansion dans la douille une expansion non- uniforme de celle-ci L'expansion la plus forte de la douille se produit à son extrémité avant Dans un matériau récepteur dur, il est possible que les zones arrière de la douille n'entrent pas en contact avec la paroi du trou récepteur Pour obtenir un élargis- sement uniforme de la douille, il est par conséquent avantageux que le trou de la douille s'élargisse, dans la zone du corps d'ex- pansion, en direction de l'extrémité avant Dans le cas d'une conicité identique du corps d'expansion et du trou de la douille, il est possible d'obtenir un élargissement cylindrique de la douille et, par conséquent, une pression uniforme d'expansion dans une zone assez grande. Lors de l'enfoncement du boulon dans le corps d'expansion la douille est sollicitée axialement par l'intermédiaire du contre- appui Pour éviter, lors de l'enfoncement du boulon, une pénétra- tion de la douille dans le trou récepteur, il est avantageux que -4- la douille comporte à son extrémité arrière une collerette dirigée vers l'extérieur La douille peut ainsi s'appuyer axialement par sa collerette sur l'embouchure du trou récepteur, ou bien sur l'ob- jet à fixer La collerette peut être agencée de manière que, dans la condition initiale de la douille, elle ne dépasse pas de sa périphérie Le corps du boulon peut comporter un bourrelet corres- pondant qui élargit la douille dans la condition verrouillée de telle sorte que la collerette dépasse de la périphérie de cette dernière La collerette sert ainsi de butée axiale lors de l'en- foncement de la cheville expansible dans un trou de l'objet à fixer. Lors de l'enfoncement du boulon, la douille est cependant déver- rouillée, de sorte que la collerette subit un retrait radial élas- tique et ne dépasse plus de la périphérie du trou récepteur On est ainsi assuré que des forces axiales agissant dans un sens d'éjec- tion ne sont plus absorbées par la douille mais par un épaulement d'arrêt prévu sur le boulon, ce qui permet ainsi une post-expansion. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente une cheville expansible conforme à l'invention, dans la condition non expansée, La figure 2 est une coupe de la cheville expansible de la figure 1, faite sur la ligne II-II, La figure 3 représente la cheville expansible de la figure 1 dans une condition expansée, La figure 4 représente en vue en perspective un autre mode de réalisation d'une cheville expansible conforme à l'inven- tion, La figure 5 représente un troisième mode de réalisation d'une cheville expansible conforme à l'invention, s'appuyant sur le fond du trou récepteur dans la condition non-expansée, La figure-6 est une coupe, faite sur la ligne VI-VI de la cheville expansible représentée sur la figure 5, La figure 7 représente la cheville expansible de la figure 5 dans la condition expansée. La cheville expansible représentée sur la figure 1 se compose d'une douille désignée dans son ensemble par 1, d'un corps d'expansion désigné dans son ensemble par 2 et disposé dans la douille 1, et d'un boulon désigné dans son ensemble par 3 et tra- -5- versant la douille 1 La douille 1 comporte une fente longitudinale la s'étendant sur toute sa longueur ainsi qu'une fente lb s'éten- dant sur une partie de sa longueur Le trou lc de la douille 1 s'élargit dans la zone avant en direction de l'extrémité avant de la douille 1 A l'extrémité avant, la douille 1 comporte un collet ld dirigé radialement vers le centre Le collet ld sert de contre- appui pour le corps d'expansion 2 lors de l'enfoncement du boulon 3 A son extrémité arrière, la douille 1 comporte une collerette le dirigée vers l'extérieur La collerette le sert de butée de profon- deur pour la douille 1 lors de la mise en place dans un trou 4 mé- nagé dans une charge 6 à fixer sur un matériau récepteur 5 Le dia- mètre du trou de passage 4 correspond alors essentiellement au dia- mètre du trou récepteur 7 ménagé dans la matière 5 Cela permet ce qu'on appelle un montage par emmanchement traversant, c'est-à-dire que la douille 1 peut être enfoncée au travers de la charge à fixer 6 dans le trou 7 ménagé dans la matière réceptrice 5. Le corps d'expansion 2 est pourvu sur sa-périphérie d'une saillie 2 a qui pénètre dans la fente longitudinale la de la douille 1 et qui empêche ainsi le corps d'expansion 2 de tourner par rapport à la douille 1 Le corps d'expansion 2 comporte un passage central 2 b qui est pourvu, à l'extrémité arrière du corps d'expansion 2, d'un appendice de centrage 2 c pour le boulon 3 Le corps d'expansion 2 s'élargit en direction de l'extrémité avant. Le boulon 3 comporte, dans sa zone arrière, une tête muni E d'un épaulement 3 a de fixation de charge La zone avant du boulon 3 est pourvue d'un filetage 3 b Ce filetage 3 b présente un profil en forme de dents de scie, qui permet un enfoncement du boulon 3 par percussion dans le corps d'expansion 2 Le boulon 3 comporte sur la tête des surfaces d'entraînement 3 c permettant une rotation dudit boulon 3 Ce boulon 3 peut ainsi être vissé plus profondément dans le corps d'expansion 2, ou bien, en cas de besoin, il peut être à nouveau dévissé Sur la tige du boulon 3, il est prévu un bourrelet 3 d, qui coopère avec un ergot if de la douille 1 Ce système de blocage du boulon 3 avec la douille 1 remplit deux fonctions D'une part, le boulon 3 et la douille 1 sont maintenus assemblés sous forme d'un ensemble préfabriqué lors du montage. En outre, la douille 1 est élargie radialement par le bourrelet 3 d dans sa zone arrière de sorte que la collerette le dépasse de la périphérie du trou de passage 4 Lors du montage de la cheville expansible, celle-ci est introduite jusqu'à ce que la collerette -6- vienne buter contre la surface de la charge à fixer 6 et, ensuite, le boulon 3 est enfoncé par percussion jusqu'à ce que l'épaulement de fixation de charge 3 a vienne buter contre la surface de la charge à fixer 6 Des évidements 8 existant éventuellement entre la charge 6 et la matière réceptrice 5 peuvent être compensés par serrage du boulon 3 contre les surfaces d'entraînement 3 c. La cheville expansible représentée en coupe sur la figure 2 comporte la douille 1 pourvue des fentes lb et dans laquelle est disposé le corps d'expansion 2 La figure montre, en outre, la saillie 2 a pénétrant dans la fente longitudinale la de la douille 1 pour empêcher le corps d'expansion 2 de tourner Au centre du corps d'expansion 2, est réalisé le passage central 2 b Le corps d'expan- sion 2 est en outre pourvu d'une fente radiale 2 d servant à assurer une possibilité d'élargissement radial. Sur la figure 3, le boulon 3 a été enfoncé dans le corps d'expansion 2 jusqu'à ce que l'épaulement de fixation de charge 3 a vienne s'appliquer contre la surface de la charge à fixer 6 La zone du boulon 3 qui est pourvue du filetage 3 b crée alors dans le corps d'expansion,2 un filetage correspondant et elle produit un élargis- sement radial du corps d'expansion 2, et par conséquent également de la douille 1 qui l'entoure en provoquant son expansion dans le trou récepteur 7 Le collet ld empêche alors le corps d'expansion 2 de sortir de la douille 1 Du fait que le bourrelet 3 d du boulon 3 s'est dégagé de la partie d'arrêt 1 f lors de son enfoncement dans la douille 1, celle-ci revient élastiquement par son extrémité ar- rière dans sa position initiale La collerette le a maintenant un diamètre extérieur qui est plus petit que le diamètre du trou de passage 4 de la charge à fixer 6 On est ainsi assuré que des forces s'exerçant sur la charge 6 dans une direction opposée à la direction d'enfoncement sont absorbées par l'épaulement de fixation 3 a du boulon 3 et non par la collerette le de la douille 1 On est ainsi assuré dans chaque cas d'un comportement de post-expansion de la cheville La cavité 8, représentée sur la figure 1 et existant entre le matériau récepteur 5 et la charge 6, est supprimée sur la figure 3 par enfoncement du boulon 3 ou bien par un serrage additionnel La saignée existant sur le boulon 3 dans la zone de l'épaulement de fixation 3 a permet un recul du boulon 3 par rapport à la douille 1 En cas de besoin, le boulon 3 peut être à nouveau dévissé du corps d'expansion 2 en exerçant un couple sur les surfa- ces d'entraînement 3 c Sous l'action de charges s'exerçant sur le -7boulon 3 dans un sens opposé à la direction d'enfoncement, le corps d'expansion 2 est enfoncé dans la douille 1 en s'élargissant. La figure 4 représente un autre mode de réalisation d'un E cheville expansible conforme à l'invention Celle-ci se compose d'une douille désignée dans son ensemble par 9 et d'un corps d'ex- pansion désigné dans son ensemble par 10 Le corps d'expansion 10 se compose de deux coquilles 10 a, l Ob Le corps d'expansion 10 est maintenu dans une direction axiale par deux lèvres 9 a de la douill E faisant saillie en avant de la surface frontale avant du corps d'en pansion 10 Les lèvres 9 a sont reliées à la douille 9 par des barrettes 9 b Les barrettes 9 b s'accrochent dans des rainures lon- gitudinales 10 c du corps d'expansion et empêchent ainsi celui-ci de tourner par rapport à la douille 9 tout en assurant un maintien radial des coquilles 10 a, l Ob Lors de l'enfoncement d'un boulon dans le corps d'expansion 10, les lèvres 9 a jouent le rôle de contre-appuis qui empêchent le corps d'expansion 10 de sortir de la douille 9. La cheville expansible représentée sur les figures 5 à 7 comporte une douille désignée dans son ensemble par 11 et un corps d'expansion engagé dans celle-ci et désigné dans son ensemble par 12 Le corps d'expansion 12 se compose de deux coquilles 12 a, 12 b qui sont maintenues assemblées à l'aide d'une bague élastique 13. Dans le trou lla de la douille 11, qui s'élargit avec un profil conique en direction de l'extrémité avant, il est en outre prévu un boulon désigné dans son ensemble par 14 La cheville expansible est engagée dans un trou 15 ménagé dans un matériau récepteur 16 et dont la longueur est en relation avec celle de la cheville. Le boulon 14 est pourvu à son extrémité arrière d'un filetage 14 a sur lequel peut être vissé un écrou en vue de la fixation d'une charge par exemple L'extrémité avant, de diamètre légèrement réduit, comporte ce qu'on appelle un filetage en dents de scie 14 b Cette forme de filetage permet l'enfoncement du boulon 14 dans le corps d'expansion 1-2 Le corps d'expansion 12 comporte dans ce but une ouverture 12 c qui est pourvue, en partie, de filets 12 d correspondant au filetage en dents de scie 14 b A la différence du filetage en dents de scie 14 b à un seul filet, il est prévu plusieurs filets 12 d, de sorte qu'il est possible d'obtenir une plus grande précision de blocage entre le boulon 14 et le corps d'expansion 12 Pour que la bague élastique 13 n'empêche pas l'en- foncement du corps d'expansion 12 dans la douille 11, cette bague -8 élastique 13 est logée dans une encoche 12 e Pour éviter, lors du serrage du boulon 14, une rotation du corps d'expansion 12 par rap- port à la douille 11, le corps d'expansion 12 comporte un ergot 12 f s'accrochant dans une fente longitudinale llb de la douille 11. Sur la figure 5, la cheville expansible est engagée dans le trou récepteur 15 jusqu'à ce que le corps d'expansion 12 vienne buter contre le fond 15 a du trou 15 Le fond 15 a du trou 15 cons- titue ainsi un contre-appui pour le corps d'expansion 12 lors de l'enfoncement ultérieur du boulon 14. La coupe de la cheville expansible représentée sur la figure 6 montre les deux coquilles 12 a, 12 b du corps d'expansion 12, qui sont maintenues assemblées radialement par la bague élastique 13 disposée dans l'encoche 12 e Cette vue montre, en outre, l'ouver- ture de passage 12 c du boulon 14. Dans la condition expansée de la cheville qui a été repré- sentée sur la figure 7, le boulon 14 a été enfoncé avec élargisse- ment radial dans le corps d'expansion 12 Simultanément, la douille il a été élargie par l'intermédiaire du corps d'expansion 12 et a été expansée dans le trou récepteur 15 Grâce au trou lla de la douille 11 qui s'élargit par suite de la conicité du corps d'ex- pansion 12, il se produit en pratique une expansion cylindrique de la douille 11 Du fait que le corps d'expansion 12 ne s'appuie sur le fond 15 a du trou récepteur 15 que dans la direction d'enfoncement du boulon 14, il peut se déplacer, lors d'une traction exercée sur le boulon 14, par rapport à la douille 11 dans la direction d'extrac- tion, de sorte que la cheville expansible présente un comportement de post-expansion. REVENDICATIONS 1 Cheville expansible destinée à être mise en place dans un trou récepteur, comportant une douille fendue au moins sur une partie de sa longueur, et un corps d'expansion, servant à l'expansion de la douille, s'élargissant en direction de l'ex- trémité avant et pouvant être élargi radialement par un boulon, caractérisé par le fait qu'elle comprend un contre-appui empêchant le corps d'expansion ( 2, 10, 12) de sortir de la douille ( 1, 9, 11) dans la direction d'enfoncement. 2 Cheville expansible selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le contre-appui est constitué par le fond ( 15 a) du trou récepteur ( 15). 3 Cheville expansible selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que le contre-appui est disposé sur la douille ( 1, 9). 4 Cheville expansible selon la revendication 3, carac- térisée par le fait que le contre-appui est agencé sous la forme de lèvres ( 9 a) s'accrochant sur le corps d'expansion ( 10). Cheville expansible selon la revendication 3, carac- térisée par le fait que le contre-appui est agencé sous la forme d'un collet (ld) orienté radialement vers le centre. 6 Cheville expansible selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisée par le fait que le corps d'expansion ( 2) est réalisé en une pièce. 7 Cheville expansible selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisée par le fait que le corps d'expansion ( 10, 12) est formé de plusieurs éléments constitués par des co- quilles (l Oa, l Ob, 12 a, 12 b). 8 Cheville expansible selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisée par le fait que le trou (lc, lia) de la douille ( 1, 11) s'élargit en direction de l'extrémité avant dans la zone du corps d'expansion ( 2, 12). 9 Cheville expansible selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisée par le fait que la douille ( 1) com- porte à son extrémité arrière une collerette (le) dirigée vers l'extérieur.