Brevet FR2628158A1 — publié le 19890908

Qi RÉPUBLIQUE FRAN AISE Q N de publication: 2 628 158 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE,f DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national: 88 02599 PARIS ( Int Cl4: F 16B 13/06. Q DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 2 mars 1988. Q Demandeur(s): Société dite: SOCIETE DE PROSPEC- TION & D'INVENTIONS TECHNIQUES SPIT, société ano- ) Priorité: nyme. - FR. ) Inventeur(s): Gérard Revol: Jean-Paul Barthomeuf. _ Date de la mise à disposition. du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. 6 Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: rns Titulaire(s): Mandataire(s): Cabinet Bloch, Conseils en Propriété In- dustrielle. () Cheville à expansion par cône. La cheville comporte une tige 1, autour de la tige, une 7' 2 entretoise 13 et une douille expansible 4, et, à l'extrémité 5 de la tige 1, un cône 3 d'expansion de la douille 4. Pour pouvoir 12 plaquer la pièce à fixer contre le bord du trou d'ancrage de la 15 cheville, la douille 4 comporte une zone coercible 8 en forme. de soufflet. La douille 4 est formée par matriçage d'un flanc 3.. de tôle. La cheville de l'invention permet la fixation d'une pièce 25 qa lourde à un support en matériau dur. 8 1 I óOf La présente invention concerne une cheville à expansion par c8ne, comprenant une tige, à une extrémité de celle-ci, un cane agencé pour être entraîné en translation par la tige et assurer l'expansion d'une douille expansible dispo- sée autour de la tige, une entretoise, disposée autour de la tige, pour immobiliser, pendant son expansion, la douille en translation, et des moyens agencés pour, après l'expansion de la douille, permettre le déplacement relatif de la tige et do la douille. Une telle cheville est notamment destinée à fixer une pièce lourde à un support en matériau dur, après ancrage de la cheville dans un trou préalablement foré dans le matériau, la pièce étant alors disposée entre la tête de la tige et le bord du trou d'ancrage. Les moyens, permettant, après l'expansion, le déplace- ment relatif de la tige et de la douille, autorisent, si la douille a quand même été déplacée dans son trou au cours de l'expansion, et donc la tige avec elle, ce qui est fréquent, un ultime déplacement de la tige, y compris par rapport à la douille alors immobilisée, pour plaquer ferme- ment la pièce à fixer contre le bord du trou d'ancrage. Ces mêmes moyens permettent aussi de pallier des défauts de planéité ou de variations d'épaisseur. On connait déjà une telle cheville, notamment par le document FR-A-2 574 135. 3o Dans la cheville de ce document, les moyens autorisant le déplacement relatif de la tige et de la douille sont constitués par une collerette cisaillable solidaire de l'en- tretoise, qui, après cisaillement suite à un effort déter- miné, autorise l'entretoise à pénétrer davantage dans une bague intermédiaire solidaire de la douille. La cheville de ce document présente l'inconvénient d'être d'un coût de fabrication élevé. La présente invention vise donc à proposer une cheville du type mentionné ci-dessus de réalisation simple et économique. A cet effet, la cheville de l'invention est caractéri- sée par le fait que la douille est constituée d'un flanc de t8le matricé comportant une zone d'expansion, avec des pattes rabattues, de préférence vers l'intérieur, ménageant des dents d'expansion, et une zone axiale coercible de dia- mètre interne alors égal à celui de la zone d'expansion. Les avantages de la cheville de l'invention sont nombreux. La douille est obtenue à partir d'un flanc de tôle: sa réalisation est simple et économique. Du fait de la zone coercible de la douille, il n'y a plus besoin de bague intermédiaire. La zone coercible de la douille assure une double fonc- tion: par sa compression, elle autorise un ultime déplace- ment de la tige par rapport à la zone d'expansion de la douille, après expansion et immobilisation de celle-ci; de même diamètre interne que la zone d'expansion,elle participe, avec celle-ci, au guidage de la tige de diamètre externe sensiblement égal au diamètre interne de ces deux zones de la douille. Dans la forme de réalisation préférée de la cheville de l'invention, la zone coercible de douille est une portion de soufflet à ondes périphériques, avantageusement des ondes circonférentielles internes. De préférence toujours, la zone d'extrémité de la douille, opposée à la zone d'expansion, comporte des bos- sages internes pour augmenter l'épaisseur apparente, ou fonctionnelle, de la paroi de la douille offerte à l'en- tretoise et améliorer ainsi sa portée sur l'entretoise. L'effet de coin entre le cône et la douille s'effectue, pour ce qui concerne la douille, d'abord par la surface fictive formée, d'une part, par les bords libres des dents d'expansion et, d'autre part, par les zones de rabattement des pattes qui, incidemment, outre leur fonction de guida- ge de la tige, assurent également la quantité d'expansion nécessaire. Les dents d'expansion sont donc, à cet égard, des dents de guidage du cône d'expansion. De préférence encore, la douille de la cheville de l'invention comporte des fentes, avantageusement une,. longue, entre deux pattes.rabattues et deux dents adja- centes, pour assurer une bonne flexion lors de l'expansion. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription suivante de la cheville de l'invention, en ré- férence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble de la cheville; - la figure 2 est une vue du flanc de tôle à partir duquel la douille de la cheville de la figure 1 a été réalisée; la figure 3 est une vue de la douille de la cheville de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe de la douille selon la ligne IV-IV de la figure 3, et - la figure 5 est une vue en coupe de la douille selon la ligne V-V de la figure 3. La cheville représentée sur les dessins comporte une tige, ou vis, 1, pourvue, à une extrémité, d'une tête 2 et d'une rondelle de serrage 12, solidaire de la tête, et, à l'autre extrémité, d'une portion filetée 5 dont le filetage est destiné à coopérer avec le taraudage d'un cône d'ex- pansion 3. Une douille expansible 4 est disposée autour de la portion filetée de la vis 1. En appui contre la rondelle 12 et autour de la partie non filetée de la tige 1 est disposée une entretoise 13. La douille expansible 4 comporte, suivant l'axe 7 de la cheville, une zone d'expansion 6, une zone coercible 8, adjacente à la zone 6, et une zone d'extrémité 9, adjacente à la zone 8, en appui contre l'entretoise 13. La douille 4 a été réalisée à partir d'un flanc de tôle 20 (figure 2). Dans le flanc 20, on a prédécoupé ici deux fentes d'expansion longitudinales 21, s'étendant sur une grande partie de la longueur du flanc, légèrement élargies depuis le bord trans- versal fendu 22 du flanc jusqu'à une ligne 23 dite de rabat- tement - on verra plus loin pourquoi -, et terminées, près du bord transversal 24 non fendu du flanc, par un trou 25 destiné à éviter, lors de l'expansion de la douille et donc de la flexion des bandes du flanc comprises entre les fentes, la déchirure de la portion de flanc adjacente à son bord transversal non fendu 24. Depuis la ligne de rabattement 23, on a prédécoupé de fines fentes trapézoïdales 26, dont les petites bases 27, parallèles aux bords 22, 24 du flanc s'étendent sensible- ment plus près de la ligne de rabattement 23 que du bord fendu 22. Les fentes 26 sont également terminées, à leurs deux extrémités, sur la ligne de rabattement 23, par des orifices anti-déchirure. Dans un outil d'estampage, on a ensuite formé, et d'un même c8té du flanc, autour destrous anti-déchirure 25, des bossages 28, aux deux coins libres du bord non fendu 24, des demi-bossages 28', 28", et dans une zone intermédiaire, entre la ligne de rabattement 23 et les trous 25, mais plus près de ces derniers, des gorges 29, ici trois, parallèles aux bords 22, 24 (figure 3), les bossages et les gorges ayant donc été obtenus par déplacement de matière. On a ensuite rabattu autour de la ligne 23, ici du côté- du flanc vers lequel la matière des bossages et des gorges avait été déplacée, les portions de bande d'extrémité, ou pattes 30, extérieures aux fentes 26, contre la face consi- dérée du flanc pourLainsi, d'un c8té de la zone de rabatte- ment, multiplier son épaisseur par deux et, de l'autre c8té, dégager des dents d'expansion 10, ici de forme trapézoïdale et au nombre de trois. On notera que la profondeur des gorges 29 est telle que les nervures correspondantes, vues de l'autre côté du flanc, ont une épaisseur double de celle du flanc d'origine et donc égale à son épaisseur dans la zone des pattes 30 rabattues On a enfin, dans une matrice de forme appropriée, déformé le flanc ainsi prédécoupé, estampé et en partie replié sur luimême pour le rendre cylindrique, d'axe 7, et rapprocher l'un de l'autre les bords longitudinaux 31, 32, mais sans les joindre, ou les confondre, afin de ménager une troisième fente d'expansion 21, visible sur la figure 3, de 2628 1 58 part et d'autre de laquelle, les demni-bossage 28', 28" forment un bossage similaire aux deux autres bossages 28. Les décrochements ménagés par l'élargissement des fentes, près du bord fendu de la douille, évitent qu'après rabattement des pattes, donc de largeur inférieure à celle des bandes sur lesquelles elles sont rabattues, elles ne viennent empêcher une mise en forme cylindrique convenable de la douille. On notera que la mise en forme cylindrique de la douille, l'estampage des bossages, et la formation des ondes, après rabattement des pattes, pourraient être effectués dans une seule et même matrice. La zone coercible 8, après mise en forme de la douille, est une portion de soufflet à ondes circonférentielles internes 11 (figure 4), constituées par les nervures corres- pondant aux gorges 29. Le diamètre interne de la zone coer- cible 8 est le même que celui de la zone d'expansion 6, avec les pattes rabattues 30. Dans la zone 9 de la douille, au niveau des bossages internes 28, 28', 28", et notamment dans son plan d'extré- mité 24, la douille présente (figure 5) une double section annulaire, une première section partielle constituée par les portions de bande 20 situées entre les bossages 28, 28', 28", et selon un premier diamètre extérieur, et une deuxième section partielle annulaire constituée par les portions dé- placées vers l'intérieur 28, 28', 28", selon un deuxième diamètre intérieur, et telle que les manchons enveloppes des deux groupes de portions soient sensiblement radialement adjacents et que l'épaisseur apparente, ou fonctionnelle, de la douille, dans ce plan d'extrémité, soit ainsi le double de l'épaisseur du flanc de départ. La surface en partie fictive tronconique intérieure formée par l'enveloppe des bords libres 14 des dents 10 et l'enveloppe circulaire des zones 23 de rabattement des pat- tes 30 sert de guidage au coin d'expansion 3 de surface ex- térieure complémentaire. Ayant décrit la cheville dans sa structure, abordons maintenant son fonctionnement. Apres avoir foré, dans un matériau-support, un trou de réception, ou d'ancrage, de la cheville, on l'introduit dans ce trou, au travers d'une pièce à fixer au matériau, jusqu'à un repère annulaire 15 marqué sur l'entretoise 13. L'effort qu'il faut fournir pour introduire la cheville freine légèrement en rotation la douille expansible 4. Quand on visse la vis 1, à l'aide de sa tête 2, le cône 3 s'in- troduit dans la douille 4 et en provoque l'expansion, c'est- à-dire l'écartement des portions 20 de la douille s'éten- dant entre les fentes 21. Si la douille 4 se déplace vers la surface au cours de l'expansion, ce qui est souvent le cas, elle entraîne avec elle la vis 1, grâce-à l'entretoise 13 contre laquelle la douille 4 est en butée. Si l'effort que le cône d'expan- sion 3 exerce sur la zone d'expansion 6 de la douille 4 se répercute sur la zone coercible 8, cette dernière exerce, par l'intermédiaire de la zone 9, un effort sur l'entretoise 13. Pendant cette phase d'expansion, tout au plus les ondes 11 de la zone coercible 8, de par son élasticité relative, se rapprochent très légèrement les unes des autres, sans qu'on puisse pour autant parler d'une compression de cette zone 8. La douille 4 étant donc légèrement déplacée vers-la surface au cours de l'ancrage, la pièce à fixer peut ne pas être plaquée contre le matériau, comme elle le de- vrait. Alors, et la cheville ayant quand même été correc- tement ancrée, on va continuer de visser la vis 1. Le -8 cône 3 ayant été immobilisé, la vis 1 va se visser dans le cône en pénétrant dans le trou d'ancrage. Au début de cet- te phase de blocage, qui peut d'ailleurs viser aussi à pal- lier des défauts de planéité ou de variations d'épaisseur, la tête 2 de la vis 1 entraîne l'entretoise 13 à exercer un effort contre la douille 4. A un moment, cet effort va provoquer la compression de la zone coercible 8 de la douil- le et permettre à la vis 1 de plaquer la pièce. Au lieu d'une tige pourvue à ses extrémités, d'une tête externe et d'une portion filetée de réception du cône d'expansion, la cheville de l'invention pourrait également comprendre une tige pourvue, inversement, d'une portion fi- letée de réception d'un écrou externe et d'un cône d'expan- sion. 2628 1 58 REVENDICATIONS 1 - Cheville à expansion par c8ne, comprenant une tige (1), à une extrémité (5) de celle-ci, un cône (3) agencé pour être entraîné en translation par la tige et assurer l'expansion d'une douille expansible (4) disposée autour de la tige, une entretoise (13), disposée autour de la tige, pour immobiliser, pendant son expansion, la douille (4) en translation, et des moyens agencés pour, après l'expansion de la douille, permettre le déplacement relatif de la tige et de la aoui.Le, uacé- risée par le fait que la douille (4) est constituée d'un flanc de tale (20) matricé comportant une zone d'expansion (6), avec des pattes (30) rabattues, ménageant des dents d'expansion (10), et une zone axiale coer- cible (8) de diamètre interne égal à celui de la zone d'expansion (6). 2 - Cheville selon la revendication 1, dans laquelle la zone coercible (8) est une portion de soufflet à ondes périphériques (11). 3 - Cheville selon la revendication 2, dans laquelle les ondes périphériques sont des ondes circonférentielles internes (11). 4 - Cheville selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la zone d'extrémité (9) de la douille (4), opposée à la zone d'expansion (6), comporte des bossages internes (28, 28', 2S") pour en augmenter l'épaisseur apparente. - Cheville selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle les bords libres (14) des dents d'expansion (10) et les zones (23) de rabattement des pattes (30) de la zone d'expansion (6) forment une surface tronconique de guidage du cône d'expansion (3). 6.- Cheville selon la revendication 3, dans laquelle les pattes (30) sont rabattues vers l'intérieur de la douille (4). 2 62815 8 1/1 t: 10 31 28' 13) J 1 5 30. - 2 21 2 3.2 ] D "IFIG.2 FlG51 to dZ . 122,' 2 3 2--1-- FIG.F 5