Brevet FR2521655A1 — publié le 19830819

Boulon ou cheville de scellement expansible. La présente invention a trait à un boulon ou cheville de scellement expansible du type destiné à Entre scellé dans un trou préalablement foré dans un matériau tel que par exemple du béton. Les boulons expansibles usuels comportent en général une tige centrale présentant, ou portant, à l'une de ses extrémités une partie tronconique et, à son autre extrémité, un filetage avec un écrou destiné à assurer le scellement. La tige est entourée d'une douille d'expansion fendue, laquelle, lors d'un mouvement de retrait axial de la tige vers l'extérieur du trou grace à l'action de l'écrou coopérant avec le filetage, se trouve radialement expansée par la partie tronconique de la tige et vient ainsi en appui de scellement contre la paroi du trou avec une force multipliée par l'effet de coin de cette partie tronconique. Ces boulons ou chevilles sont cependant susceptibles d'être libérés, soit sous l'effet d'une charge trop importante, soit en raison de fissurations du matériau récepteur ou de vibrations, et il est donc apparu le besoin de disposer d'un boulon ou cheville de scellement plus performant. On a alors déjà proposé, grâce à des dispositifs de forage spéciaux, de pratiquer vers l'extrémité interne du trou devant recevoir le boulon, un élargissement radial du trou sous forme d'une gorge circulaire à fond tronconique se rétrécissant en direction de l'embouchure du trou de façon à recevoir l'extrémité fendue d'une douille qui tend å s'écarter pour adopter une forme tronconique sous l'effet d'une extrémité tronconique correspondante de la tige filetée qui, lors du mouvement de la tige dans le sens de l'extraction, vient expanser cette extrémité de la douille. Une telle réalisation permet, en principe, d'obtenir une plus grande résistance à l'arrachement. Elle présente cependant divers inconvénients. En particulier, dans le cas où la conicité de la gorge pratiquée dans le béton et celle atteinte par l'extrémité fendue de la douille sous l'effet de l'expansion provoquée par le mouvexent de l'extrémité tronconique de la tige, sont différentes, la force d'appui peut être insuffisante. La présente invention se propose de remédier b ces inconvénieilts et de fournir un boulon ou cheville de scellement expansible de fabrication simple et écono nique, permettant d'obtenir une résistance accrue & 9 l'ar- rachement, et qui évite les inconvénients d'une zone d'appui tronconique tout en permettant un contact d'encastrement entre le boulon et la paroi du trou. L'invention a pour objet un boulon ou cheville de scellement expansible, du type comprenant une tige munie d'une partie tronconique, à son extrémité proche du fond du trou, et entourée d'une douille fendue destinée à s'expanser au moins localement sous l'effet de coin provoqué par l'avancement de ladite partie tronconique lors du mouvement axial de la tige, caractérisé par le fait que, pour provoquer l'encastrement de la cheville dans une gorge à fond sensiblement cylindrique élargissant localement la section du trou, ladite douille présente deux éléments qui se succèdent axialement, & savoir un élément postérieur destiné à être expansé par ladite partie tronconique pour gdtXetirer radialement dans la gorge du trou, et un élément/destiné à maintenir ledit élément postérieur à la hauteur axiale de la gorge, cet élément postérieur possédant un épaulement radial susceptible de venir au contact de celui des bords de la gorge qui est disposé le plus près de l'embouchure du trou. Selon un premier mode de réalisation, l'élément postérieur est fait d'une seule pièce avec l'élément antérieur, la ou les fentes de l'élément postérieur se prolongeant dans l'élément antérieur. De préférence, l'élément postérieur de la douille présente, au-delà de l'épaulement en direction axiale, une surface intérieure tronconique coopérant avec la surface extérieure correspondante de la partie tronconique de la tige de façon à assurer un effet de coin optimal provoquant l'encastrement de l'élément postérieur de la douille dans la gorge. De façon avantageuse, l'élément antérieur a une longueur relativement grande de façon à permettre naturellement une expansion sensiblement cylindrique de l'élément postérieur, de préférence par déformation élastique de la partie fendue de l'élément antérieur de la douille. Selon un deuxième mode de réalisation, l'élément postérieur fendu de la douille est fait d'une pièce séparée de son élément antérieur qui n'est pas fendu. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description suivante faite & titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel : La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un boulon selon l'invention, la partie de gauche représentant le boulon lors de l'introduction et la partie de droite le boulon à l'état expansé. Les figures 2,3 et 4 représentent la douille de ce boulon en coupe respectivement selon les lignes II-II, III-III et IV-IV de la figure 1. La figure 5 représente, semblablement à la figure 1, un boulon établi selon une variante. En se référant à la figure 1, on voit une paroi de béton 1 dans laquelle on a pratiqué un trou cylindrique 2 pourvu, à une certaine distance de son fond 3, d'une gorge cylindrique 4 présentant deux bords transversaux 5. Cette gorge est avantageusement creusée à l'aide de l'appareil décrit par le demandeur dans sa demande de brevet n 82 02224 du 11 février 1982. Le boulon représenté est destiné à être scellé dans un trou ainsi pratiqué. Il comporte une tige filetée 6 avec une extrémité supérieure 7 sur laquelle est vissé un écrou 8 et une extrémité inférieure ou interne 9 non filetée et formant, par l'arrêt du filetage, une butée d'arrêt dont le rôle sera expliqué par la suite. A la suite d'une rondelle usuelle 10, se trouve disposée, autour de la tige 6, une douille 11 en une seule pièce présentant, de haut en bas, une partie cylindrique en forme de bague ininterrompue 12, une partie cylindrique de mêmes diamètre et épaisseur 13 (au repos) munie d'au moins une fente radiale allongée 14, et une partie inférieure ou postérieure 15 également partagée par la ou les fentes 14 qui s'y prolongent. Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, il existe quatre fentes 14 qui séparent en quatre bras la partie cylindrique an tdrieure 13 et la partie inférieure 15. La partie inférieure ou postérieure 15, ainsi divisée, présente un diamètre exté rieur,asuurtrre extérieur/au diamètre extérieur de la partie 13 en raison de la présence d'un épaulement 16, la partie 15 ayant une épaisseur supérieure à celle de la partie 13. La surface extérieure de la partie 15 reste cylindrique alors qu'à son embouchure inférieure, cette partie présente, au-delà de l'épaulement 16 en direction axiale, une surface interne tronconique 17 se rétrécissant en direction de l'embouchure du trou 2. Lorsque le boulon se présente dans son état destiné à être introduit dans le trou 2, c'est-à-dire dans l'état représenté sur la partie gauche de la figure 1, le diamètre extérieur de la partie postérieure 15 est inférieur au diamètre du trou 2, de façon à permettre l'introduction du boulon dans le trou. A l'extrémité inférieure de la tige 6, se trouve vissée une bague 18 qui prend appui sur l'arrêt 9 formant l'extrémité proprement dite de la tige 6. Cette bague 18 présente une surface extérieure tronconique 19 en correspondance avec la surface intérieure tronconique 17 de la partie 15 et l'on voit également sur la partie gauche de la figure 1, que, à l'état non expansé, le diamètre de plus grand encombrement de la bague tronconique 18 reste inférieur au diamètre du trou 2. -Le boulon se trouvant dans son état non expansé qui est représenté sur la partie gauche de la figure 1, on l'introduit dans le trou 2, dans lequel la gorge 4 a été forée & une distance correspondant à la position axiale occupée par la partie postérieure 15. A partir de ce moment, on provoque la montée axiale de la tige 6 dans le sens tendant à la faire sortir de l'embouchure du trou, par exemple par rotation de l'écrou 8.La tige 6 entrain alors avec elle, vers le haut, la bague 18 qui, agissant par sa surface tronconique 19 sur la surface~tronconique 17 de la partie inférieure 15 de la douille 11 (cette douille 11 étant maintenue en butée axiale contre l'écrou 8 par l'intermédiaire de la rondelle 10), provoque alors l'écartement progressif des bras ou secteurs de la partie 15, lesquels restent quand meme sensiblement verticaux grâce à la longueur relativement importante de la partie 13 dont les bras se déforment progressivement. Après une certaine distance de remontée de la tige 6, la surface extérieure de la partie 15 est venue s'appliquer contre le fond de la gorge 4 avec une force dépendant du degré de serrage de l'écrou 8. Simultanément l'épaulement 16, qui sépare la partie anté- rieure 13 de la partie postérieure 15, est venu s'appliquer contre le bord supérieur 5 de la gorge 4, du fait qu'au début du mouvement de la tige 6 vers le haut, la douille 11 a été entrainée vers le haut par l'intermédiaire de la bague 18. On comprend donc que, dans cette situation, l'extraction du boulon, même sous de très fortes sollicitations, devient impossible car à la force de friction résultant de l'appui sous contrainte de la surface périphérique de la partie 15 contre ie fond de la gorge 4 s'ajoute l'effet de blocage de forme produit par l'appui de 1' épaulement 16 cOntre le bord supérieur 5 de la gorge 4. L'invention telle qu'elle a été représentée est bien entendu susceptible de diverses variantes. En particulier, les longueurs respectives des différentes parties de douille peuvent varier. On préfère avoir une partie supérieure 13 d'assez grande longueur afin de ne pas modifier sensiblement l'inclinaison de la partie inférieure 15 lors de son expansion mais il serait également possible d'avoir une partie 13 beaucoup plus courte, voir réduite simplement à une zone d'affaiblissement, à condition de donner alors à la surface extérieure de la partie 15 une allure légèrement tronconique se rétrécissant vers le fond 3 du trou 2 pour aboutir à une conformation sensiblement cylindrique de cette surface extérieure lorsqu'elle est appliquée, à la suite de l'expansion, contre le fond de la gorge 4. L'une des susdites variantes est illustrée par la figure 5. Dans ce cas, l'élément postérieur fendu 15 de la douille 11 est fait d'une pièce séparée de l'élément antérieur 13 qui n'est pas fendu et qui constitue une entretoise axiale entre la rondelle 10 et l'élément postérieur 15. Suivant la profondeur de trou 2 et la longueur de la tige 7, l'élément antérieur 13 peut lui-même être consti tué. d'une seule pièce ou d'un empilage de pièces successives. L'élément postérieur 15 est fendu sur toute sa hauteur soit le long d'une seule génératrice, auquel cas il se maintient de lui-même sur le boulon avant pose, soit le long de plusieurs génératrices, auquel cas il doit être maintenu provisoirement sur le boulon par des moyens (joncs, sertis sages,etc...) agencés de manière à se rompre lors de la pose. Les opérations de pose se déroulent de la même manière que pour le mode de réalisation des figures 1 à 4 à la seule différence que l'écartement des secteurs de l'élément postérieur 15 se fait, non pas par déformation de la partie fendue de l'élément 13, mais par glissement radialesur cet élément antérieur 13. Une fois l'élément postérieur 15 encastré dans la gorge 4, il est possible de récupérer. l'élément antérieur 13 et de l'utiliser à la pose d'un boulon du même type. Dans tous les cas, les secteurs de l'élément postérieur 15 restent encastrés dans la gorge 4, même si l'élé- ment antérieur 13 se casse ou est enlevé. REVENDICATIONS 1. Boulon ou cheville de scellement expansible, destiné à être scellé dans un trou (2) préalablement foré dans un matériau (1) tel que par exemple du béton et comprenant une tige (6) munie d'une partie tronconique (18), à son extrémité proche du fond (3) du trou (2), et entourée d'une douille fendue (11) destinée à s'expanser au moins localement sous l'effet de coin provoqué par l'avancement de ladite partie tronconique (18) lors du mouvement axial de la tige (6), caractérisé par le fait que, pour provoquer l'encastrement de la cheville dans une gorge (4) à fond sensiblement cylindrique élargissant localement la section du trou (2), ladite douille (11) présente deux éléments (15,13) qui se succèdent axialement, à savoir un élément postérieur (15) destiné à être expansé par ladite partie tronconique (18) pour pénétrer radialement dans la gorge (4) du trou (2), et un élément antérieur (13) destiné à postérieur maintenir ledit élément, la hauteur axiale de la gorge (4), cet élément postérieur (15) possédant un épaulement radial (16) susceptible de venir au contact de celui des bords (5) de la gorge (4) qui est disposé le plus près de 1'embouchure du trou (2). 2. Boulon ou cheville de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément postérieur (15) de la douille (11) est fait d'une seule pièce avec l'élément antérieur (13), la ou les fentes (14) de l'élément postérieur (15) se prolongeant dans l'élément antérieur (13). 3. Boulon ou cheville de scellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément antérieur (13) a une longueur relativement grande de façon d permettre naturellement une expansion sensiblement cylindrique de l'élément postérieur (15), de préférence par déformation élastique de la partie fendue de l'élément antérieur (13). 4. Boulon ou cheville de scellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que'l'élément postérieur fendu (15) de la douille (11) est fait d'une pièce séparée de son élément antérieur (13) qui n'est pas fendu.