Brevet FR2516989A1 — publié le 19830527

-1- La présente invention concerne un goujon d'ancrage comportant un corps dont la tige cylindrique se prolonge du côté d'enfoncement, par un élargissement conique tandis que la tige porte, à l'extrémité opposée à cet élargissement, des moyens d'accrochage pour la réception d'une charge, le corps de goujon étant entouré par une douille expansible pouvant être déplacée par translation par rapport à celui-ci et fendue longitudinalement au moins partiellement à partir de l'extrémité située du côté d'enfon- cement, le diamètre intérieur de la douille correspondant au dia- mètre extérieur de la tiae et son diamètre extérieur dépassant le diamètre maximal de l'élargissement conique. Des goujons d'ancrage du type précité sont très largement utilisés en pratique du fait de leur fabrication économique et de leur simplicité de structure Cette structure est généralement la suivante: un corps de goujon comporte une tige cylindrique à l'ex- trémité arrière de laquelle il est prévu, pour recevoir la charge, par exemple un filetage ou une butée se présentant sous la forme d'une tête Du côté d'enfoncement, il est prévu à la suite de la tige un élargissement conique qui sert à élargir une douille expan- sible en vue de l'ancrage lorsque celle-ci est emmanchée sur l'élar- gissement ou bien lorsque l'élargissement est engagé dans la douille. La douille expansible est disposée à cet effet, avant l'ancrage du goujon, de manière à pouvoir coulisser axialement sur la tige. L'ancrage de ce goujon est effectué dans un matériau ré- cepteur, par exemple de la roche, du béton ou un matériau analogue de telle sorte que le goujon, y compris la douille expansible, soit placé dans un trou foré préconditionné et qu'ensuite la douille ex- pansible soit déplacée par translation par rapport au corps de goujon Cette translation peut être effectuée, dans une première étape, par percussion de la douille expansible dans la direction d'enfoncement puis par une traction du corps de goujon dans une direction opposée à la direction précitée, par exemple sous l'effet de la charge à recevoir Le degré d'ancrage est par conséquent fonction dans une proportion importante du degré d'élargissement de la douille expansible. Comme la pratique l'a montré, dans le cas d'un élargis- sement seulement léger de la douille expansible, n'interviennent pour l'ancrage que, pratiquement exclusivement, les forces de frottement s'exerçant entre le matériau récepteur et la douille expansible Lorsque l'élargissement conique du corps de goujon -2- assure, lors de la translation relative de la douille expansible, par exemple lors de son enfoncement dans la direction de mise en place, une augmentation d'élargissement, il se produit, par en- lèvement du matériau récepteur, une augmentation d'élargissement du trou foré En conséquence la douille expansible s'appuyant sur l'élargissement conique établit une liaison mécanique par corres- pondance de formes dans le matériau récepteur Lors de la sollici- tation d'un goujon d'ancrage mis en place de cette façon, il se produit par conséquent, en addition à la liaison par frottement, également une liaison mécanique par correspondance de formes, ce qui augmente considérablement le degré d'ancrage. Comme les considérations données ci-dessus le démontrent, la qualité de la liaison établie par correspondance de formes est par conséquent d'une importance essentielle pour augmenter-le degré d'ancrage La liaison par correspondance de formes inter- vient d'une façon suffisante seulement lorsque, lors de la mise en place du goujon d'ancrage, la douille expansible crée un élargissement suffisant du trou foré A ce point de vue, les goujons d'ancrage connus présentent des déficiences importantes car la douille expansible se coince sur la paroi du trou foré lors de son enfoncement à cause de l'expansion provoquée par l'élargis- sement conique Ce coincement augmente à mesure que la douille ex- pansible est enfoncée de sorte qu'il se produit finalement un blocage complet avant que la douille ait atteint la position li- mite prévue Il en résulte un agrandissement insuffisant du trou foré et par conséquent une liaison insuffisante par correspondance de formes de sorte que le degré d'ancrage d'un tel goujon diminue dans une proportion importante. L'invention a pour but de fournir un goujon d'ancrage du type défini cidessus, dont le comportement de liaison par correspondance de formes peut être exploité intégralement pour obtenir de hauts degrés d'ancrage. Selon l'inventions ce but est atteint par le fait que la douille expansible comporte, dans sa zone fendue longitudina- lement, une partie rétreinte ouverte vers l'extérieur. Du fait de la partie rétreinte prévue, conformément à la présente invention, sur la douille expansible sous la forme d'une réduction de diamètre, il est possible de mettre en place sans difficulté le goujon d'ancrage Lors de la mise en place du goujon d'ancrage, c'est-à-dire lorsque la douille expansible -3 2516989 est engagée dans le sens d'enfoncement sur l'élargissement conique du corps de goujon, il subsiste entre la paroi du trou foré dans le matériau récepteur et le contour extérieur de la zone rétreinte de la douille expansible un léger jeu qui correspond à peu près à la profondeur du rétreint Par suite de ce jeu existant à la mise en place, la douille expansible ne peut pas se coincer et elle crée par conséquent un agrandissement suffisant du trou foré. Lors de la sollicitation du goujon d'ancrage, le jeu est à nouveau absorbé de sorte que la totalité du contour extérieur de la douille expansible est disponible pour s'appuyer contre la paroi du trou foré. Pour garantir un enfoncement sans entrave de la douille expansible, l'extrémité du rétreint qui est située du côté du moyen de mise en place se trouve avantageusement dans une zone extrême des fentes longitudinales En conséquence, dans la tota- lité de la zone prévue pour l'élargissement, il ne se produit aucune force de blocage empêchant l'enfoncement de la douille expansible D'une part pour créer entre la paroi du trou foré et le contour extérieur de la douille expansible un jeu suffisant et d'autre part pour que le jeu nécessaire pour la mise en place ne provoque, en cas de sollicitation du goujon d'ancrage, aucune in- fluence négative sur le degré d'ancrage, l'extrémité du rétreint qui est située du côté d'enfoncement est décalée vers l'arrière par rapport à son côté frontal de l'épaisseur de paroi de la douille expansible On crée ainsi, à l'extrémité d'enfoncement de la douille expansible, un épaulement annulaire ne présentant pas de réduction de diamètre et dont la longueur est à peu près égale à l'épaisseur de paroi de la douille expansible Cet épau- lement annulaire assure, lors de la mise en place du goujon d'an- crage, l'enlèvement effectif de matière permettant de produire l'agrandissement du trou foré assurant la liaison par correspon- dance de formes Egalement en ce qui concerne le comportement à la mise en place et le degré d'ancrage du goujon, la profondeur du rétreint est avantageusement comprise entre 0,01 et 0,02 fois le diamètre extérieur de la douille expansible Grâce à cette relation dimensionnelle, on est également assuré que, lors de la sollicitation du goujon d'ancrage, il ne se produise aucun glissement excessif par l'annulation du jeu précité. Comme cela a déjà été indiqué ci-dessus, il est impor- tant pour atteindre les hauts degrés d'ancrage nécessaires avec -4 2516989 le goujon d'ancrage conforme à l'invention, que la douille ex- pansible puisse être complètement enfoncée En plus du risque précité du coincement sur la paroi du trou foré, il existe un autre danger consistant en ce que la douille expansible soit arrêtée lors de son enfoncement dans le matériau enlevé qui sub- siste dans le trou foré et qui peut être tassé sous forme d'un agglomérat solide L'invention a par conséquent en outre pour but de fournir un moyen pour empêcher la formation d'un agglo- mérat de ce genre qui a un effet perturbateur. i O Ce but est atteint conformément à une autre caractéris- tique de l'invention par le fait que le corps de goujon comporte, à son extrémité d'enfoncement, une butée ayant une section droite plus petite que celle de la tige. Grace à cette butée, il s'établit, lors de l'appui du i 5 goujon d'ancrage contre le fond du trou foré, entre celui-ci et l'extrémité d'enfoncement du corps de goujon, un volume récepteur dont la longueur axiale correspond sensiblement à la longueur de la butée De la matière enlevée par la douille expansible lors de la mise en place du goujon d'ancrage tombe et reste dans ce vo- lume récepteur de sorte qu'elle ne peut plus exercer aucune en- trave Après que le diamètre extérieur de la douille expansible a dépassé le diamètre maximal de l'élargissement conique, on ob- tient déjà dans la phase initiale d'enfoncement de la douille expansible un passage permettant à la matière enlevée de péné- trer dans le volume récepteur créé par la butée Ce passage, pré- sentant une section droite annulaire s'élève avantageusement à environ 5 à 15 % de la section totale du trou foré Pour obtenir d'une part un appui suffisant du corps de goujon contre le fond du trou foré et pour que d'autre part le volume récepteur de la matière enlevée soit maintenu suffisamment grand, la butée est de préférence agencée sous forme d'un téton dont le diamètre est compris entre 0,5 et 1 fois le diamètre de la tige du corps de goujon A la place d'une butée ayant la forme d'un téton, on pourrait donner à celle-ci une forme de cône, de pyramide, d'hémisphère, de cube ou analogue. La longueur de la butée est avantageusement également proportionnée à la grosseur du goujon d'ancrage et elle est comprise de préférence entre 0,3 et 1 fois le diamètre de la tige. D'autres avantages et caractéristiques de l'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 l représente un goujon d'ancrage complet selon l'invention, La figure 2 représente le goujon d'ancrage de la figure l pendant l'enfoncement, et La figure 3 représente le goujon d'ancrage de la figure i après achèvement de l'enfoncement. Comme le montre notamment la figure 1, le goujon d'an- crage désigné dans son ensemble par i se compose du corps 2 et de la douille expansible 3 Le corps de goujon 2 comporte une tige 4 dont l'extrémité arrière porte un filetage 5 L'extrémité avant de la tige 4, c'est-à-dire l'extrémité qui est opposée au file- tage 5, est prolongée par un élargissement conique 6 Sur le côté frontal libre de cet élargissement conique 6, il est en outre prévu un téton 7 La douille expansible 3 entourant le corps de goujon 2 comporte des fentes longitudinales 8 ouvertes en di- rection de l'extrémité située du côté enfoncement Le nombre de fentes longitudinales -choisi égal à deux dans l'exemple considé- ré n'est absolument pas impératif et il peut être modifié à volonté, en fonction de l'application envisagée, du matériau ré- cepteur, du matériau de la douille ou de paramètres analogues. Dans la zone des fentes longitudinales 8, la douille expansible 3 comporte une partie rétreinte 9 ouverte vers l'extérieur et se présentant sous la forme d'une légère réduction de diamètre Comme le montre notamment également la figure 1, le côté frontal, diri- gé dans le sens d'enfoncement, de la douille expansible 3 est chanfreiné de manière à former des arêtes de coupe 10, Il s'est avéré en pratique qu'également ce chanfreinage créant les arêtes de coupe 10 peut être modifié en angle d'inclinaison en fonction des conditions d'application; par exemple le côté frontal peut également être placé dans un plan perpendiculaire à l'axe du goujon d'ancrage. La figure 2 illustre le processus d'enfoncement du goujon d'ancrage i conforme à l'invention Un trou 12 a été foré dans un matériau récepteur 11 et son diamètre est en relation avec le diamètre extérieur de la douille expansible 3 Le goujon d'ancrage complet 1, comprenant le corps 2 et la douille expan- -6- sible 3, est enfoncé dans le trou 12 jusqu'à ce que le toton 7 vienne s'appuyer contre le fond du trou 12 A l'aide d'un outil de pose 13, représenté seulement de façon schématique et qui est monté par exemple dans un marteau perforateur, non représenté sur le dessin, la douille expansible 3 est sollicitée dans la direc- tion de la flèche F de sorte qu'elle se déplace par translation par rapport au goujon 2 s'appuyant contre le fond du trou foré 12. La zone de la douille expansible 3 qui est pourvue de fentes lon- gitudinales 8 est agrandie par l'élargissement conique 6 du corps de goujon 2 de sorte que le trou foré 12 est agrandi par enlève- ment de matière Comme le montre nettement la figure, il existe dans la zone rétreinte de la douille expansible 3, entre son con- tour extérieur et la paroi du trou foré, un léger jeu qui est déterminant pour permettre un enfoncement sans entrave de la douille expansible 3 Ce jeu, essentiel pour l'opération-de mise en place, est pratiquement annulé lors de la sollicitation du goujon d'ancrage 1, comme le montre la figure 3 Sur cette figure, une éclisse 16 est fixée sur le matériau récepteur 11 par l'in- termédiaire d'un écrou 15 vissé sur le filetage 5. Sur la figure 3 qui représente un goujon d'ancrage 1 dont la pose est terminée, on voit nettement comment la douille expansible 3 a créé, par enlèvement de matière, un agrandissement du trou récepteur 12 Du fait de cet agrandissement, il s'établit dans le matériau récepteur 11, une liaison par correspondance de formes La figure montre en outre comment, grâce au téton 7 s'ap- puyant contre le fond du trou récepteur 12, un volume 14 a été créé pour recevoir la matière enlevée, Ainsi, également de ce côté, l'enfoncement de la douille expansible 3 n'est pas entravé lors de la mise en place du goujon d'ancrage 1. REVEND ICATIONS 1 Goujon d'ancrage comportant un corps dont la tige cylindrique se prolonge, du côté d'enfoncement, par un élargisse- ment conique tandis que la tige porte, à l'extrémité-opposée à cet élargissement, des moyens d'accrochage pour la réception d'une charge, le corps de goujon étant entouré par une douille expan- sible pouvant être déplacée par translation par rapport à celui-ci et fendue longitudinalement au moins partiellement à partir de l'extrémité située du côté d'enfoncement, le diamètre intérieur de la douille correspondant au diamètre extérieur de la tige et son diamètre extérieur dépassant le diamètre maximal de l'élargisse- ment conique, caractérisé par le fait que la douille expansible ( 3) comporte, dans sa zone fendue longitudinalement une partie rétreinte ( 9) ouverte vers l'extérieur. 2 Goujon d'ancrage selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que l'extrémité de la partie rétreinte ( 9), placée du côté des moyens d'accrochage, est située dans la zone d'extrémité des fentes longitudinales ( 8). 3 Goujon d'ancrage selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé par le fait que l'extrémité de la partie rétreinte ( 9) qui est située du côté d'enfoncement est décalée vers l'arrière à partir de son côté frontal environ de la valeur de l'épaisseur de paroi de la douille expansible ( 3). 4 Goujon d'ancrage selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé par le fait que la profondeur de la partie rétreinte ( 9) est comprise entre 0,01 et 0,02 fois le dia- mètre extérieur de la douille expansible ( 3). Goujon d'ancrage selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé par le fait que le corps de goujon ( 2) comporte, à son extrémité située du côté d'enfoncement, une butée de section droite plus petite que la section droite de la tige ( 4). 6 Goujon d'ancrage selon la revendication 5, caracté- risé par le fait que la butée est agencée sous forme d'un téton ( 7) dont le diamètre est compris entre 0,5 et 1 fois le diamètre de la tige ( 4). 7 Goujon d'ancrage selon l'une quelconque des revendi- cations 5 et 6, caractérisé par le fait que la longueur de la butée est comprise entre 0,3 et 1 fois le diamètre de la tige ( 4).