Brevet FR2524919A1 — publié le 19831014

t 2524919 Dispositif d'encastrement de chevilles de fixation dans des panneaux composites La présente invention concerne un dispositif d'encas- trement dans des trous ménagés dans des panneaux composites, notamment dans des panneaux sandwichs à couches de parement et âme en nid d'abeilles, de chevilles munies d'un taraudage pour la fixation d'éléments d'assemblage dans lequel la cheville est scellée dans sa position d'encastrement par une masse de résine de coulée durcissante et est maintenue en cette position au moyen d'éléments d'ancrage présentant au moins un flasque, la face frontale supérieure de la cheville insérée dans le trou et la face inférieure d'une pièce de montage qui déborde du pourtour de ladite cheville et favorise l'insertion de celle-ci se trouvant toutes deux dans un même plan avec une des couches extérieures du panneau. Un tel dispositif d'encastrement connu de par le brevet allemand 15 00 949 se compose de deux parties: une cheville B et un pont A Ce dernier est muni d'une feuille adhésive et d'un revêtement Lors de l'encastrement, l'ouvrier doit d'abord écarter de la feuille adhésive le revêtement, puis poser le pont sur la cheville, ce qui est difficile, si l'on en croit la description, et nécessite par conséquent des dispositifs particuliers Comportant en outre deux flasques, la configuration de la cheville est défavorable aussi bien à la fabrication qu'à l'insertion Il en résulte que la cheville n'est réalisable qu'en pièce de tour et qu'on ne peut disposer, pour la coulée de la masse de résine, que d'un petit trou sur le flasque supérieur étroit Ce petit trou et le flasque supérieur rendent difficile le comblement rapide et complet de l'espace entourant la cheville par la masse de résine de coulée Un autre inconvénient de la cheville réside dans le fait que, par suite de sa forme, elle n'est opportunément réalisable qu'en métal, or l'assemblage par interpénétration entre un métal et une masse de résine de coulée n'est pas 2 2524919 particulièrement bon Il devient dès lors possible que la cheville se sépare de la masse de résine de coulée et que sa fonction d'élément de liaison devienne ainsi problématique. La forme du pont présente de plus cet inconvénient qu'il peut s'écouler au-dessus de lui et sur les surfaces du panneau composite, que l'on n'en débarrassera ensuite que difficilement, de la résine de coulée sortant par le trou de dégagement d'air. L'invention a pour objet un dispositif d'encastrement de chevilles qui évite les inconvénients précités par des perfec- tionnements essentiels aussi bien quant à la fabrication que quant au fonctionnement Ce dispositif d'encastrement est caractérisé par la combinaison des particularités suivantes: a) la pièce de montage est assemblée au corps de cheville et forme autour de la cheville un plateau de coulée creux j b) le corps de cheville comporte une partie polygonale disposée concentriquement à l'axe du taraudage, laquelle est continue avec le flasque et présente des sommets aplatis dont le diamètre extérieur est égal ou supérieur à celui du flasque; c) dans le corps de cheville est inséré un manchon taraudé qui pénètre par un propre flasque dans celui dudit corps de cheville. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses possibles de l'invention; la pièce de montage est réalisée en un plateau de montage creux qui est emmanché à la presse dans le manchon taraudé par un doigt de maintien et est inséré par un doigt de retenue dans un trou borgne du corps de cheville tout en comportant une ouverture particulière pour le versement de résine de coulée; la pièce de montage est réalisée en un anneau de montage qui est relié par un anneau à paroi mince à un flasque supérieur formé sur la partie polygonale du corps de cheville, lequel flasque comporte un trou de remplissage; le plateau de montage creux et l'anneau de montage comportent un bord semi-circulaire creux par le dessous et un oeil d'arrachage formant un angle obtus avec le plan d'encastrement j 3 2524919 il existe dans la partie inférieure du taraudage du manchon un renfort de blocage de vis et un fond de vis constitués par le matériau du corps de cheville; un élément d'insertion en forme de pot en matière plastique élastique dont l'alésage intérieur sert de blocage de vis est inséré dans un alésage intérieur inférieur du manchon taraudé; la couche de parement supérieure du panneau composite est recouverte d'une feuille de protection avant l'encastrement de la cheville; les sur- faces du corps de cheville qui entrent en contact avec la masse de résine de coulée sont rendues rugueuses. Les avantages essentiels de l'invention résident dans le fait que la cheville est mise en fabrication en une unité avec la pièce de montage, que le corps de cheville est réalisa- ble de préférence en pièce moulée par injection en matière plastique ou aussi coulée sous pression, le manchon taraudé étant seul à réaliser en acier de haute qualité, que la configuration de la cheville rend également possible de grands trous de percement et de dégagement d'air et que la pièce de montage est réalisée de façon à, retenir sous son bord semi-circulaire la masse de résine de coulée éventuel- lement sortante et donne en même temps une assise sur le panneau composite L'échelonnement de la rigidité des maté- riaux du manchon taraudé, du corps de cheville et de la résine de coulée garantit une haute rigidité permanente sous charge dynamique, cela surtout si les zones de surface extérieures du corps de cheville sont en outre rendues rugueuses en vue d'un meilleur assemblage par interpénétration. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel z la figure t est une vue en coupe axiale d'un premier dispositif d'encastrement, avec plateau de montage creux, selon ladite invention; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure t; la figure 3 représente le dispositif selon la figure 1 en position encastrée sans plateau de montage; la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un autre dispositif d'encastrement, avec anneau de montage, selon l'invention; la figure 5 est une vue de dessus du dispositif d'en- castrement selon la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4; la figure 7 représente à une échelle agrandie le détail VII de la figure 4; la figure 8 représente à une échelle agrandie le détail VIII de la figure 4. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif d'encas- trement t composé essentiellement d'un corps de cheville 2 avec manchon taraudé 3 équipé d'un plateau de montage creux 4. Le corps de chevi L 2 est réalisé en moulage par injection ou en coulée sous pression et comporte un flasque 5 essentiel- lement circulaire qui constitue la limitation axiale inférieure dudit corps de cheville 2 Sur le pourtour du flasque 5 sont disposés suivant un pas uniforme trois ressauts 5 a Le flasque est suivi, vers le haut, d'une pièce polygonale 6 limitée vers le haut par le plan E Dans cet exemple, la partie polygonale 6 présente une section approximativement trian- gulaire formée, comme on le voit sur la figure 2, par trois méplats de même grandeur répartis uniformément et par trois arcs de cercle relativement petits compris entre lesdits méplats Les arcs de cercle forment en direction axiale chacun une surface extérieure à deux pans dont le cercle circonscrit atteint son plus grand-diamètre dans la zone de la coupe II-II. Il en résulte sur chacune de ces surfaces à deux pans un saillant 15 La partie supérieure du manchon 3 renferme un taraudage 3 a, tandis qu'un alésage 7 de diamètre supérieur au diamètre de fond de filets du taraudage 3 a est prévu dans la partie inférieure Le manchon taraudé 3 présente en outre un flasque 8 sur son extrémité inférieure Comme on le voit sur la figure 2, dans l'échancrure de la partie polygonale, ce flasque 8 a la forme d'un cercle avec trois méplats 9 répartis uniformément, si bien qu'il subsiste trois secteurs circulaires Les manchons taraudés 3 sont réalisés de préférence à partir de tôles par matriçage ou par emboutissage Dans l'exemple représenté, le flasque 8 est disposé,par rapport à la forme triangulaire de la partie polygonale 6 du corps de cheville 2, en sorte que la position angulaire des méplats de la forme triangulaire de ladite partie polygonale 6 concordent avec celle des secteurs circulaires 10 du flasque 8 et des ressauts 5 a Le manchon taraudé 3, avec son flasque 8,est rigidement entouré par le corps de cheville 2 L'alésage 7 est par conséquent revêtu intérieurement par le matériau du corps de cheville, si bien qu'il se forme une zone de filetage 11 dans laquelle le diamètre de fond de filets est rétréci par rapport au taraudage 3 a Cette disposition permet un auto- blocage de vis On obtient par un fond 12 également constitué par le matériau du corps de cheville 2 un trou borgne taraudé. La partie polygonale 6 présente en outre trois trous borgnes 14. Le plateau de montage creux 4 a une forme circulaire et présente un bord 20 creux sur sa face inférieure, si bien qu'il en résulte une forme d'assiette 21 Au plateau creux de montage 4 est adjoint un oeil approximativement circulaire 22 qui est coudé du plan E vers le haut Dans la région de l'oeil 22, il se trouve une ouverture en forme de fente 23 sur le bord intérieur 20 du plateau Le plateau de montage creux 4 comporte au centre de sa face inférieure un doigt de maintien 24 que l'on enfonce dans le taraudage 3 a en sorte que ledit plateau 4 soit relié en autoblocage au corps de cheville 2. Le doigt de maintien 24 représenté est fendu de manière à être insérable avec une precontrainte radiale Le plateau de montage 4 présente en outre un doigt de retenue 25 que l'on introduit dans un des trois trous borgnes 14 Ledit plateau de montage 4 est ainsi empêché de tourner par rnpport au corps de cheville 2 Dans le creux 21 du plateau, un trou de remplis- sage 26 est ménagé, en position diamétralement opposée du doigt de retenue 25, sur le plateau de montage 4. La figure 3 représente le corps de cheville 2 selon la figure 1 à l'état encastré, avec indication en trait mixte du plateau de montage creux Le panneau composite 30 représenté sur cette figure 3 est formé d'une couche de parement inférieure 31, d'une couche de parement supérieure 32 et d'une âme en nid d'abeilles 33 L'encastrement du corps de cheville 2 nécessite les opérations suivantes a 1 Application d'une feuille de protection autocollante comportant, au moins sur une face, un bord rabattu non adhésif 35 a. 2 Apport d'un trou, ou alésage, 36 un peu plus petit que la surface d'enveloppe cylindrique des saillants 15 du corps de cheville 2 et plus profond que la hauteur de ce dernier. 3 Insertion du dispositif d'encastrement 1, y compris le plateau de montage creux 4, les saillants 15 assurant, par suite de leur surdimension par rapport à, l'alésage 36, un ajustement serré du corps de cheville 2 dans ledit alésage 36. Les ressauts 5 a, ayant un léger jeu par rapport à l'alésage 36, facilitent le centrage du dispositif d'encastrement 1 dans ce dernier Par application, de toutes parts, du bord extérieur du plateau de montage 4 sur la surface de la feuille de pro- tection 35 qui correspond au plan E, le dispositif d'encastre- ment 1 atteint sa profondeur d'insertion définie. 4 Versement d'une masse de résine de coulée durcissable 37 par l'ouverture de remplissage 26 L'air s'échappant des cavités encore existantes parvient à un canal annulaire formé au-dessous du bord 20 du plateau et au-dessus de la feuille de protection 35, puis de là vers l'extérieur à travers l'ouver- -ture 23 Cette opération de remplissage dure jusqu'à ce que la masse de résine de coulée 37 sorte de l'ouverture 23, en étant alors éventuellement recueillie par le creux 21 du plateau. Durcissement de la masse de résine de coulée 37. 6 Suppression du plateau de montage 4 au moyen d'un outil à crochet en prise dans l'oeil 22. 7 Arrachage de la feuille protectrice 35 à l'aide de son bord 35 a. Les figures 4 à 8 représentent, en autre forme de réalisation, un dispositif d'encastrement 40 comportant un corps de cheville 41 autour d'un manchon taraudé 42 Le corps de cheville 41 présente essentiellement la même structure que le corps de cheville 2 selon les figures 1 et 2 Sous cette forme évoluée, le dispositif d'encastrement 40 comporte cependant non seulement un flasque intérieur 43, mais aussi un flasque supérieur 44 Selon la figure 6, la partie poly- gonale 45 disposée entre les deux flasques 43 et 44 a ici aussi une section triangulaire Le manchon taraudé 42, réalisé par emboutissage de tôles ou par matriçage, correspond largement dans sa forme, avec un flasque 46 et un alésage 47, au manchon taraudé 3 selon la figure 1 Le flasque de pourtour triangu- laire 46 est noyé dans le flasque inférieur essentiel- lement circulaire 43 du corps de cheville 41, lequel flasque comporte de nouveau trois ressauts 48 sur son pourtour On peut concevoir des réalisations dans lesquelles ces ressauts 48 soient supprimés Le flasque supérieur 44 comporte un trou de remplissage 49 et est limité vers le haut par le plan E. Un anneau de montage 50 est formé sur le flasque 44, et la jonction des deux parties est établie,comme on le voit sur la figure 8, par un anneau à paroi mince 51 servant d'amorce de rupture Par suite d'un bord 52 creux sur sa face inférieure, l'anneau de montage 50 forme avec le plan E du corps de cheville 40 un plateau creux 59 Trois ouvertures en forme de fentes 53 sont réparties en pourtour dans le plan E sur l'anneau de montage 50 Un oeil 54 est formé, de même que l'oeil 22 selon les figures 1 et 2, sur l'anneau de montage en face du trou de remplissage 49 Une feuille de pro- tection transparente 55 par laquelle le taraudage 56 est recouvert est collée sur la face supérieure du flasque 44. Dans l'alésage 47 du manchon taraudé 42 est inséré, pour servir de blocage de vis et de fond au trou borgne taraudé, un élément d'insertion 58 en forme de pot constitué par une matière plastique élastique et muni d'un alésage axial 57. Le diamètre de cet alésage 57 est inférieur au diamètre de fond de filet du taraudage L'élément d'insertion 58 est maintenu sur son bord inférieur par le matériau du corps de cheville 41 Cette disposition exige que, lors de la réalisa- tion du dispositif d'encastrement 40, le point de fusion du matériau du corps de cheville se situe au-dessous de celui du matériau par lequel est constitué l'élément d'insertion 58 inséré dans le moule avant l'injection Si l'on utilise le processus de la coulée sous pression, on réalise tout d'abord le corps de cheville 41, dans lequel on emmanche ensuite à la presse l'élément d'insertion 58. L'insertion du dispositif d'encastrement 40 dans un panneau composite s'effectue de même par les opérations exposées en liaison avec la figure 3 Lors de l'enlèvement de l'anneau de montage 50 au moyen de l'outil à crochet en prise dans l'oeil 54, ledit anneau s'arrache du flasque 44 dans la zone de l'anneau à paroi mince 51 L'arrachage est facilité par les ouvertures en forme de fentes 53, dont l'une a été représentée plus en détail sur la figure 7 Selon la figure 8, la zone de paroi la plus mince de l'anneau 51 se trouve au-dessous du plan E Cette disposition dispense de lisser la partie d'arrachage après l'enlèvement de l'anneau de montage 50 On supprime le cas échéant peu avant le montage des pièces de construction à relier la feuille protectrice 55 se trouvant encore sur la face supérieure du corps de cheville 41 après l'arrachage de l'anneau de montage 50. Pour améliorer encore l'adhérence entre le corps de 9 2524919 cheville 2 ou 41 et la masse de résine de coulée 37, les zones de surface correspondantes du corps de cheville sont dotées d'une structure de surface rugueuse, que l'on obtient par exemple par sablage du moule de coulée On peut obtenir une amélioration supplémentaire de l'adhérence précitée en munissant de préférence les faces extérieures de la partie polygonale 6 ou 45 d'un striage axial par rapport au taraudage 3 a ou 56. Outre la forme triangulaire, comme dans les exemples précités, de la partie polygonale 6 ou 45, on peut aussi concevoir d'autres formes de section, rectangulaires ou à profil d'arbres cannelés. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'encastrement dans des trous ménagés dans des panneaux composites, notamment dans des panneaux sandwichs à couches de parement et âme en nid d'abeilles, de chevilles munies d'un taraudage pour la fixation d'éléments d'assemblage dans lequel la cheville est scellée dans sa position d'encastrement par une masse de résine de coulée durcissante et est maintenue en cette position au moyen d'éléments d'ancrage présentant au moins un flasque, la face frontale supérieure de la cheville insérée dans le trou et la face inférieure d'une pièce de montage qui déborde du pourtour de ladite cheville et favorise l'insertion de celle- ci se trouvant toutes deux dans un même plan avec une des couches extérieures du panneau, dispositif d'encastrement caractérisé par la combinaison des particularités suivantes z a) la pièce de montage ( 4, 50) est assemblée au corps de cheville ( 2, 41) et forme autour de la cheville un plateau de coulée creux ( 21, 59); b) le corps de cheville ( 2, 41) comporte une partie polygonale ( 6, 45) disposée concentriquement à l'axe du taraudage, laquelle est continue avec le flasque ( 5, 43) et présente des sommets aplatis ( 15) dont le diamètre est égal ou supérieur à celui dudit flasque; c) dans le corps de cheville ( 2, 41) est inséré un manchon taraudé ( 3, 42) qui pénètre par un propre flasque ( 8, 46) dans celui ( 5, 43) dudit corps de cheville. 2 Dispositif d'encastrement selon la revendication t caractérisé par le fait que la pièce de montage est réalisée en un plateau de montage creux ( 4) qui est emmanché à la presse dans le manchon taraudé ( 3) par un doigt de maintien ( 24) et est inséré par un doigt de retenue ( 25) dans un trou borgne ( 14) du corps de cheville ( 2) tout en comportant une ouverture particulière ( 26) pour le versement de résine de coulée ( 37). 3 Dispositif d'encastrement selon la revendication 1 il caractérisé par le fait que la pièce de montage est réalisée en un anneau de montage ( 50) qui est relié par un anneau à paroi mince ( 51 revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le plateau de montage creux ( 4) et l'anneau de montage ( 50) comportent un bord semi-circulaire ( 20, 52) creux par le dessous et un oeil d'arrachage ( 22, 54) formant un angle obtus avec le plan d'encastrement E. Dispositif d'encastrement selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte, dans la partie inférieure ( 7) du taraudage ( 3 a) du manchon ( 3), un renfort de blocage de vis ( 11) et un fond de vis ( 12) constitués par le matériau du corps de cheville ( 2). 6 Dispositif d'encastrement selon la revendication t caractérisé par le fait qu'un élément d'insertion ( 58) en forme de pot en matière plastique élastique dont l'alésage intérieur ( 57) sert de blocage de vis est inséré dans un alésage intérieur inférieur ( 47) du manchon taraudé ( 42). 7 Dispositif d'encastrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que la couche de parement supérieure ( 32) du panneau composite ( 30) est recouverte d'une feuille de protection ( 35) avant l'encas- trement de la cheville ( 1). 8 Dispositif d'encastrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que les surfaces du corps de cheville ( 2, 41) qui entrent en contact avec la masse de résine de coulée 37 sont rendues rugueuses.