Brevet FR2608230A1 — publié le 19880617

La présente invention concerne une Cheville A ancrage par clou, destinée à Etre introduite dans un trou ménagé dans un matériau récepteur, de forme générale cylindrique, qui comprend un corps, avec une tête et qui comporte une portion de surface de guidage du clou d'ancrage parallèle à l'axe de la cheville et une jambe d'appui pour le clou, qui comporte une portion de surface d'expansion inclinée dans un sens sur l'axe de la cheville. L'invention concerne, en général, une cheville pour maçon- nerie et, notamment, une cheville pour la fixation de pièces en plafond. Si une fissure limitée s'est formée dans une zone de récep- tion de cheville, il est indispensable que la cheville reste suffisamment ancrée. Les chevilles connues à ce jour n'apportent pas de solution pleinement satisfaisante à un tel problème, tant au plan technique qu'au plan économique considérés simultanément. Le brevet européen 0 020 919 enseigne une cheville à ancra- ge par clou du type mentionné ci-dessus. Outre le fait que la tête du corps y est formée par pliage de la jambe, la portion du clou s'étendant au-delà de la courbure, ou de la flexion, provoquée par la surface d'expansion inclinée de la jambe d'appui lors de l'enfoncement du clou, suit une trajectoire rectiligne le long de cette surface inclinée, ce qui n'est pas propice au maintien d'une pression élasti- que adéquate sur la paroi du trou récepteur quand, après formation d'une fissure, son ouverture s'est agrandie. Une telle cheville n'est pas assurée de rester ancrer dans une fissure. La présente invention vise à pallier cet inconvénient. A cet effet, la présente invention concerne une cheville du type mentionné ci-dessus, caractérisée par le fait que la portion de surface d'expansion de la jambe d'appui s'tétend entre la portion de surface de guidage du corps et une autre portion de surface, sur la jambe d'appui, pour le maintien en pression du clou, rabattue dans l'au- tre sens vers l'axe de la cheville, pour permettre une double déformation élastique du clou. Avec la cheville de l'invention, le clou, lors de son enfoncement, subit d'abord sur la surface d'expansion une première flexion dans un sens, vers la paroi du trou, puis, sur la paroi du trou récepteur dont la résistance est supérieure à la résistance à la flexion du clou, une deu- xième flexion, dans l'autre sens, vers l'axe de la che- ville, permise par la dépouille entre les deux surfaces adjacentes d'expansion et de maintien en pression. Grâce aux deux déformations élastiques ainsi subies par le clou, l'angle de la deuxième dépendant de cette dépouille et de la résistance du matériau récepteur, en cas de fissure et donc d'élargissement du trou d'ancrage, le clou, sous l'action de cette force élastique, rattrape la paroi du trou ce qui maintient la cheville suffisamment en pression dans le trou. La demanderesse connaissait déjà le brevet américain 4 116 105, qui décrit aussi une cheville à ancrage par clou. Cette cheville comporte un alésage, incliné sur l'axe de la cheville, pour la réception du clou, et le clou est agencé pour, lors de son enfoncement, fléchir au contact de la paroi du trou de réception et suivre ensuite la sur- face de joint entre le corps de la cheville et la paroi du trou. Certes, à la sortie de l'alésage, le clou subit une flexion. Mais, non seulement l'angle de flexion du clou ne dépend que des résistances du matériau récepteur et de celui du corps de la cheville, et, à cet égard, est dif- ficilement mattrisable, mais encore la flexion du clou s'accompagne d'une déformation de sa section. Dans la forme de réalisation préférée de la cheville de l'invention de la présente demande, la dite autre portion de surface de maintien en pression, de la Jambe d'appui, s'étend parallèlement à l'taxe de la cheville, l'extrémité du clou a une forme d'ogive, et la portion de surface de guidage du clou, du corps, est formée par la paroi interne d'une portion de chemise cylindrique fendue agencée pour envelopper le clou. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation de la cheville de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté d'une première forme de réalisation de la cheville de l'invention; - la figure 2 représente une vue en bout de la cheville de la figure 1, du c8té de sa tête; - la figure 3 représente une vue en plan de la cheville de la figure 1; - la figure 4 représente une vue du clou de la cheville de l'invention; 3o - la figure 5 représente une vue partiellement en coupe axiale de la cheville de la figure 1, en position enfoncée dans un trou récepteur; - la figure 6 représente une vue partiellement en coupe axiale de la cheville de la figure 5, en position d'ancrage; - la figure 7 représente une vue en plan d'une deuxième forme de réalisation de la cheville de l'invention, et - la figure 8 représente une vue en plan d'une troisième forme de réalisation de la cheville de l'invention. En référence aux figures 1 à 6, la cheville 2 à ancrage par clou, de l'invention, a une forme générale cylindrique d'axe 3, et comporte un corps 9, 10, avec une tête 4, et une jambe d'appui 5. Le clou d'ancrage 1 est formé d'une tige cylindrique 6, sans tête, prolongée par une partie d'extrémité antérieure 7 en forme d'ogive. Le corps est percé d'un alésage 8 de réception du clou 1, parallèle à l'axe 3 mais excentré par rapport à celui-ci, de diamètre correspondant à la section de la tige 6 du clou 1, et ménageant, autour du plan axial parallèle au plan de la figure 1, deux zones, l'une 9 de faible épais- seur, l'autre 10 de plus grande épaisseur. L'alésage 8 s'étend, depuis la tête 4, qu'il traverse, sur une portion de chemise cylindrique de guidage. Depuis une ouverture opposée à la tête 4 de l'alésage 8, et plus précisément depuis une arête ll tangente à l'alésage 8 dans la zone de plus grande épaisseur, la jambe d'appui a été usinée pour ménager d'une part, une surface plane d'expansion 12, entre l'arête ll et une arête intermédiaire 13, inclinée sur l'axe 3 en direction du prolongement de la zone 9 de faible épaisseur, et, d'autre part, une autre surface plane 14, entre l'arête 13 et l'extrémité 15 de la jambe d'appui. La surface 14 ne prolonge pas la surface 12, elle est rabattue dans la direction opposée, c'est-à-dire vers le prolongement de la zone 10 de plus grande épais- seur, en l'occurrence, elle est parallèle à l'axe 3. Entre la tête 4 et l'arête 11, le corps est donc constitué d'une portion de chemise cylindrique avec un alésage excentré. Enfin, pour compléter la description de la cheville des figures 1 à 6, le corps, dans sa zone 9 de faible épais- seur, comporte une fente latérale 16 qui, ici, s'étend parallèlement à l'axe 3 sensiblement dans le plan axial parallèle au plan de la figure 1. La fente 16 est prolon- gée dans la tête. La longueur du clou 1 est suffisamment grande pour que sa tige cylindrique 6 atteigne la surface 14. La tête 4 sert à maintenir la pièce à fixer, dont il sera question plus loin, et à introduire le clou 1, la paroi de l'alésage 8, à guider le clou, la surface 12, à l'expan- sion de la cheville, et la surface 14, au maintien en pression du clou. La description de la structure de la cheville ayant été faite, celle de son fonctionnement va pouvoir être abordée. On fore, dans un matériau de construction 20, un trou 21 du diamètre de la cheville, suffisamment profond pour que le clou ne vienne pas buter contre son fond. On introduit manuellement, à travers une pièce A fixer 22, la cheville dans le trou 21 et, à l'aide d'un marteau, par exemple, on frappe sur l'extrémité 23 du clou opposée à son ogive 7. La résistance au déplacement dans le trou du corps de la cheville étant faible, le clou 1, par son ogive 7, coopère avec la surface d'expansion 12, lui servant d'abord de butée, pour entrainer le corps dans le trou jusqu'à ce que la tête 4 vienne plaquer la pièce 22 contre le maté- riau récepteur 20 (figure 5). Continuant de frapper sur l'extrémité du clou, on force son passage entre la surface d'expansion 12 et la partie libre opposée de la surface du trou récepteur 21, ce qui provoque une flexion du clou depuis l'arête 11, en direc- tion de cette partie de paroi, le clou venant dans une certaine mesure épouser la surface d'expansion 12. Cette flexion est du reste facilitée par la fente 16. L'ogive 7 du clou étant conformée pour, d'une part, offrir un plan de tangence avec la jambe d'appui et, d'autre part, jouer un r8le de déflecteur sur la paroi du trou récepteur, à partir de l'instant o une certaine partie de cette ogive atteint la position d'appui entre l'arête 13 et la partie libre opposée de la surface du trou 21, et continuant de frapper sur le clou, et la résistance à la compression du matériau 20 par le clou 1 étant supérieure à la résistance à la flexion du clou 1, on provoque une deuxième flexion du clou, depuis l'arête 13, et dans la direction opposée à celle de la première flexion, vers la jambe d'appui, le clou venant au fur et à mesure se rabat- tre vers la surface 14 de maintien en pression. C'est cette surface 14, ou, mieux, la dépouille entre les deux surfaces adjacentes 12, 14, qui permet cette deuxième flexion inverse (figure 6). Dès que le clou franchit la zone de l'arête 11 de la jambe d'appui, il provoque la compression de la paroi du trou 21 aussi bien dans sa partie 24 opposée à la jambe de la cheville que dans sa partie 25 en contact avec la jambe d'appui 5, en élargissant donc un peu la section du trou, comme cela est visible sur la figure 6. C'est dans ces conditions qu'on parle donc de l'expansion de la cheville. Lorsque l'extrémité 23 du clou 1 affleure la surface fron- tale de la tète 4, l'ogive 7 du clou s'étend, ici, axiale- ment au-delà de l'extrémité 15 de la jambe d'appui. L'an- crage de la cheville est alors achevé et l'opérateur, par un contr8le visuel, peut ainsi s'en rendre compte. En cas de traction sur le corps de la cheville, par sa tête 4, le clou 1 reste en place dans le matériau récep- teur, ses deux flexions s'opposant à son glissement dans la cheville qui, à cet égard, peut tre qualifiée dtauto- bloquante. Grace aux deux flexions, ou déformations, élastiques subies par le clou, en cas de fissure limitée, le clou, sous l'action de cette force élastique, rattrape la paroi du trou pour maintenir la cheville dedans, avec une certaine pression. On notera que la surface 14 de maintien en pression du clou n'a pas à être nécessairement parallèle à l'axe 3. Il suffit qu'une dépouille soit ménagée entre les deux sur- faces adjacentes 12, 14. La tige cylindrique 6 du clou 1 pourrait être prolongée par une pyramide, un c8ne ou encore Utre tronquée obli- quement. La variante de réalisation de la figure 7 est identique à la forme de réalisation des figures i à 6, à l'exception du fait que la surface d'expansion 12t et la surface 14' de maintien en pression du clou, au lieu d'être planes, sont des surfaces courbes concaves. Les autres éléments de la cheville sont les mêmes et n'ont donc pas été référencés. La variante de réalisation de la figure 8 est identique aux deux autres, à l'exception du fait que la surface d'expansion 12" est une surface courbe concave et la sur- face 14" de maintien en pression est plane. A titre purement indicatif et non limitatif de la portée du brevet, la cheville de l'invention peut être en acier, aluminium, laiton, ou en matière plastique, et le clou d'ancrage, de toutes façons en matériau rigide, résistant et élastique, par exemple en acier traité ou tout autre matériau équivalent. Revendications 1. Cheville à ancrage par clou, destinée à être introduite dans un trou (21) ménagé dans un matériau récepteur (20), de forme générale cylindrique, qui comprend un corps (9, 10),avec une trte (4) et qui comporte une portion de surface (8) de guidage du clou d'ancrage parallèle à l'axe (3) de la cheville, et une jambe (5) d'appui pour le clou (1), qui comporte une portion de surface d'expansion (12; 12'; 12") inclinée dans un sens sur l'axe (3) de la cheville, caractérisée par le fait que la portion de sur- face d'expansion (12; 12't; 12") de la jambe d'appui (5) s'étend entre la portion de surface de guidage (8) du corps et une autre portion de surface (14; 14'; 14"), sur la jambe d'appui (5), pour le maintien en pression du clou, rabattue dans l'autre sens vers l'axe (3) de la cheville, pour permettre une double déformation élastique du clou (1). 2. Cheville à ancrage par clou selon la revendication 1, dans laquelle la portion de surface de guidage est formée par la paroi d'un alésage (8) d'une portion de chemise cylindrique (9, 10), traversant la tête (4). 3. Cheville à ancrage par clou selon la revendication 2, dans laquelle l'alésage (8) est excentré par rapport à l'axe (3) de la cheville. 4. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tions 2 et 3, dans laquelle, dans la portion de chemise cylindrique de guidage (9, 10), est ménagée une fente latérale (16). 5. Cheville à ancrage par clou selon la revendication 4, dans laquelle la fente (16) se prolonge dans la tète (4). 6. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tions 1 à 5, dans laquelle la surface d'expansion (12) est plane. 7. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tions 1 à 5, dans laquelle la surface d'expansion (12'; 12") est une surface courbe. 8. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tiens 1 à 7, dans laquelle la surface de maintien en pression (14; 14") est plane. 9. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tions 1 à 7, dans laquelle la surface de maintien en pression (14') est une surface courbe. 10. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tions 1 à 9, dans laquelle la surface de maintien en pression (14; 14'; 14") s'étend parallèlement à l'axe (3) de la cheville. 11. Cheville à ancrage par clou selon l'une des revendica- tions 1 à 10, dans laquelle le clou (1) comporte une tige cylindrique (6) prolongée par *ne partie (7) en forme d'ogive.