Brevet FR2577613A1 — publié le 19860822

L'invention concerne les barres à empreintes destinées notamment au domaine de l'ingéniérie des mines, et convenant comme boulons aptes à des ancrages mécani- ques ou chimiques. Les barres à empreintes sont bien connues dans la technique. Par exemple, le dépôt de modèle austra- lien enregistré sous le N 85482 représente une barre à empreintes comportant une nervure longitudinale et des empreintes en hélice qui sont totalement décalées les unes par rapport aux autres de chaque côté de la nervure. A titre de comparaison, le dépôt de modèle austra- lien enregistré sous le N 85483 représente une barre à empreintes comportant une nervure longitudinale et des empreintes en hélice qui ne sont que légèrement déca- lées de part et d'autre de la nervure. On connaît en outre des barres à empreintes comportant des filets formés par roulage à chaud. Le brevet australien N 438 788 décrit une telle barre qui comporte une hélice continue et qui peut être coupée en tout point pour la pose d'un écrou fabriqué spéciale- ment. La barre à empreintes décrite dans le brevet N 438 788 précité est connu dans la technique sous le nom de barre "Dywidag" et l'écrou fabriqué spécialement, essentiel à l'utilisation de cette barre, est l'écrou "Dywidag". La réalisation d'un filet sur une barre à empreintes est décrite dans le brevet australien N 536 627. L'invention a pour objet une barre filetée à empreintes perfectionnée. Dans une forme élargie, l'invention propose une barre à empreintes présentant une empreinte héli- co[dale continue ou discontinue dont les dimensions sont telles qu'un filet peut être formé par roulage sur cette empreinte ou sur seulement une partie de celle-ci, sans pénétration du filet vers la petite dimension de la barre présentée par l'évidement compris entre des parties suc- cessives de l'hélice. L'invention propose également une barre à empreintes comportant un tel filet. L'homme de l'art appréciera qu'une caractéris- tique de la barre selon l'invention est une diminution considérable de sa quantité d'acier en comparaison avec des barres à empreintes filetées classiques. Par exemple, une barre selon l'invention peut comprendre un filet de 24 mm formé par roulage sur une barre d'un diamètre nominal de 20 mm. Il serait nécessaire d'utiliser une barre de 21,7 mm de diamètre si un filet de 24 mm devait être formé par roulage sur une barre pleine ou sur une barre conforme au brevet australien N 536 627 précité. Il est mis en évidence des économies d'acier atteignant environ 17 %. La barre selon l'invention permet évidem- ment de relever la qualité de l'acier dont elle est cons- tituée pour convenir à des exigences de traitement parti- culières. La barre selon l'invention est également conçue de façon à pouvoir être coupée en un point quelcon- que et à pauvoir recevoir un écrou spécial. Les avantages de la barre selon l'invention sont nombreux. L'invention permet l'utilisation d'une barre d'un diamètre moyen inférieur à celui d'une barre classi- que, dans l'utilisation normale de boulons d'ancrage, avec, pour conséquence, une économie d'acier. Ceci résulte du fait que la section moyenne de la barre est inférieure à la section moyenne du filet qui serait formée sur une barre normale. On peut donner à la barre selon l'invention une résistance équivalente à celle des boulons existants par un choix approprié de la matière. Ceci résulte du fait que la barre selon l'invention utilise le filet normalisé uniquement sur les crêtes d'une empreinte héli- coidale. La barre selon l'invention convient à l'utili- sation initiale d'un écrou normal sur un filet secondaire bien que, dans une utilisation ultérieure, un écrou de type "Dywidag" puisse être utilisé. L'écrou utilisé sur la barre "Dywidag" indiquée précédemment est fabriqué spécialement et à un coût élevé en comparaison de oelui d'un écrou normal. Dans certaines opérations, de grandes longueurs de barre "Dywidag" sont utilisées en tant que boulons et, lorsque l'une d'elles est détruite, la barre est coupée et un nouvel écrou est mis en place. L'inven- tion offre la possibilité d'utiliser un écrou classique à bon marché dans le premier cas, suivie de l'utilisation d'un écrou spécial lors d'une coupe ultérieure et d'un remontage. Par conséquent, la barre selon l'invention peut être obtenue avec une quantité réduite d'acier pour une dimension donnée de boulons d'ancrage et elle peut également présenter des empreintes sous la forme d'un filet réalisé par roulage à chaud. La barre selon l'invention peut en outre être traitée sans opération intermédiaire pour obtenir un filet classique, tout en parvenant aux avantages indi- qués précédemment. Une barre selon l'invention présentant une empreinte hélicoïdale de pas à gauche est conçue pour des ancrages à résine mélangés pendant une rotation à droite du boulon et offre aussi une résistance de liaison notablement améliorée avec des ancrages à ciment ou résine, en comparaison avec les boulons connus. D'autres profils d'empreintes peuvent être utilisés dans le cadre de l'in- vention, par exemple une hélice de pas à droite ou des bagues annulaires. Lors de l'utilisation, lorsqu'un boulon con- forme à l'invention est inséré dans un trou foré dans un toit de mine, si l'extrémité à découvert du boulon comporte une tête forgée ou un dispositif d'entraînement à la place d'un filet formé par roulage, le boulon peut encore être utilisé comme tirant, et non simplement comme cheville cimentée. Le processus suivant de pose décrit une application typique à un boulon constitué d'une barre à empreintes à filet hélicoidal de pas à gauche, conforme à l'invention: 1. Introduction d'une résine d'ancrage dans le trou suivie d'un boulon sur lequel une rondelle plate est préalablement mise en place et repose contre l'épaule- ment de la tête forgée ou du dispositif mélangeur. 2. Rotation du boulon dans le sens des aiguil- les d'une montre et poussée à travers la résine (ou le ciment) d'ancrage pendant un temps spécifié par le fabri- cant d'ancrage. Le boulon est positionné de façon que la rondelle plate soit en contact libre avec le toit adjacent. Le boulon est maintenu en position jusqu'à la prise de la matière d'ancrage. - 3. Rotation du boulon dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre jusqu'à un couple préablement établi. Le boulon est capable d'utiliser la résine comme filet moulé et il peut donc être "vissé" dans le toit, ce qui provoque l'application d'une traction au boulon et d'une compression au toit. Enfin, la barre perfectionnée à empreintes filetée selon l'invention est utile à une application typique de boulon d'ancrage, dans des travaux de minage en roche dure, avec un filet de 150 mm. Un premier écrou classique et relativement peu coûteux est initialement utilisé et, après sectionnement du boulon consécutif à l'enlèvement de la matière de minage, un écrou plus long (plus gros) peut être placé sur la section non file- tée restante du boulon d'ancrage. L'utilisation initiale d'un écrou classique peu coûteux entraîne l'économie, aux taux actuels, d'environ 12 francs par pose de boulon d'ancrage. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une barre à empreintes filetée selon l'invention, illustrant une hélice légèrement décalée; la figure 2 est une vue en plan de la barre de la figure 1; la figure 3 est une vue de côté de la barre de la figure 1; la figure 4 est une vue en bout de la barre de la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective d'une barre à empreintes filetée selon l'invention, présentant une hélice totalement décalée; la figure 6 est une vue en plan de la barre de la figure 5; la figure 7 est une vue de côté de la barre de la figure 5; la figure 8 est une vue en bout de la barre de la figure 5; la figure 9 est une vue en perspective d'une barre à empreintes filetée selon l'invention, présentant une hélice parfaite; la figure 10 est une vue de c6té de la barre de la figure 9; la figure 11 est une vue de face de la barre de la figure 9; et la figure 12 est une vue en bout de la barre de la figure 9. On appréciera que les barres illustrées sur les vues en perspective des figures 1, 5 et 9 constituent trois formes de réalisation de l'invention. Dans la des- cription qui suit, les références numériques 1, 2, 3 sont utilisées pour la forme de réalisation des figu- res 1 à 4, les références numériques 1A, 2A, 3A... dési- gnent des pièces correspondantes de la forme de réalisa- tion des figures 5 à 8 et les références numériques lB, 2B, 3B... désignent des parties correspondantes de la forme de réalisation des figures 9 à 12. Sur les dessins, la barre désignée globalement en 1, 1A ou lB, présente une empreinte hélicoïdale dis- continue 2, 2A ou une empreinte hélicoidale continue 2B avec des parties en creux intermédiaires 3, 3A, 3B. Seule la partie 4, 4A, 4B de l'empreinte 2, 2A, 2B est filetée pour recevoir un écrou classique. Il convient de noter que ce filet ne pénètre pas dans les évidements 3, 3A, 3B. Chacune des formes de réalisation de l'inven- tion permet des économies importantes d'acier en comparai- son avec les barres d'acier de l'art antérieur. Les em- preintes 2, 2A et 2B sont d'une hauteur et d'une largeur suffisantes pour permettre le filetage uniquement des parties à empreintes des barres 1, 1A, 1B, les parties en creux 3, 3A, 3B n'étant pas filetées. Ceci permet une économie d'acier d'environ 17 % en comparaison avec des barres classiques. Lorsqu'une barre à empreintes filetée corres- pondant à la forme de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 9, 10, 11 et 12 est utilisée comme boulon de toit, un écrou classique est utilisé pour la pose ini- tiale et est mis en place sur la partie filetée 4B de la barre. Lorsque la matière est extraite du toit de la mine autour de ce boulon, celui-ci est sectionné dans la zone de l'empreinte hélicoidale qui n'est pas filetée, à savoir la zone 6B. Un écrou plus gros est ensuite uti- lisé pour tendre la partie restante du boulon. Cette forme de réalisation est donc la plus avantageuse de invention. Il entre également dans le cadre de l'inven- tion des barres à empreintes non filetées qui, lorsqu'elles sont ensuite filetées, constituent les barres à empreintes filetées des formes de réalisation illustrées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la barre décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Longueur de barre de section transversale sensiblement circulaire, caractérisée en ce qu'elle com- porte une empreinte (2, 2A, 2B) formée par roulage symétri- quement sur toute sa longueur, cette empreinte comprenant des surfaces surélevées au-dessus d'un petit diamètre de la barre, au moins un tronçon extrême de ladite lon- gueur comportant une partie filetée (4, 4A, 4B) formée dans lesdites surfaces surélevées et dont la profondeur n'atteint pas le petit diamètre. 2. Longueur de barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces surélevées de l'empreinte forment une configuration en hélice légèrement décalée. 3. Longueur de barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces surélevées de l'empreinte forment une configuration en hélice totalement décalée. 4. Longueur de barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces surélevées de l'empreinte forment une hélice continue apte à recevoir un écrou à filetage grossier. 5. Longueur de barre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie filetée est conçue pour recevoir un écrou à filetage correspondant. 6. Barre à empreintes, caractérisée en ce qu'elle comporte une empreinte hélicoïdale continue ou discontinue (2, 2A, 2B) dont les dimensions sont telles qu'un filet (4, 4A, 4B) peut être formé par roulage sur cette empreinte ou uniquement sur une partie de celle- ci, sans pénétration du filet jusqu'à la petite dimension de la barre présentée par l'évidement (3, 3A, 3B) compris entre des parties successives de l'hélice. 7. Barre à empreintes selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte ledit filet. 8. Barre à empreintes selon la revendication 7, caractérisée en ce que des surfaces surélevées de l'empreinte forment une configuration en hélice légèrement décalée. 9. Barre à empreintes selon la revendication 7, caractérisée en ce que des surfaces surélevées de l'empreinte forment une configuration en hélice totalement décalée. 10. Barre à empreintes selon la revendication 7, caractérisée en ce que les surfaces surélevées de l'empreinte forment une hélice continue apte à recevoir un écrou à filetage grossier. 11. Barre à empreintes selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que le filet formé sur l'empreinte est conçu pour recevoir un écrou à filetage correspondant. 12. Barre à empreintes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou 9 à 11, caractérisée en ce que l'empreinte hélicoïdale est formée par roulage à chaud et en ce que le filet est formé par usinage, sans étape intermédiaire de traitement.