Brevet FR2682725A1 — publié le 19930423

CHEVILLE POUR FIXATION D'UNE PIECE A UNE PAROI SUPPORT DE FAIBLE EPAISSEUR La présente invention concerne une cheville, pour fixation d'une pièce à une paroi support, comprenant un corps d'expansion et, autour du corps, une douille tubulaire expansible en matériau déformable, dont une extrémité est pourvue d'une collerette d'appui et dont l'autre extrémité est agencée pour, sous l'action d'un entraînement du corps en rotation dans un sens par rapport à la douille, la cheville s'étendant à travers un orifice percé dans la paroi avec la collerette de douille en appui contre la face avant de la paroi, coopérer avec une partie d'extrémité du corps, être entraînée vers la collerette et provoquer l'expansion de la douille et son écrasement contre la face arrière de la paroi et ainsi la fixation de la cheville à la paroi. La fixation d'une pièce à un matériau support d'épaisseur relativement faible, comme par exemple une cloison mince ou la paroi externe d'une brique, s'effectue de façon particulière, non pas par ancrage dans l'épaisseur du matériau, mais par l'arrière du matériau, c'est-à-dire du côté opposé à celui qui supporte la pièce. Une cheville, du type mentionné ci-dessus, est enseignée par le document US-A-3316796 La cheville de ce document comporte une douille métallique avec une rondelle taraudée, à l'extrémité opposée à la collerette, destinée à coopérer avec une vis pleine d'expansion de la douille et de fixation de pièce Pour procéder à la fixation d'une pièce avec une telle douille, les étapes suivantes sont nécessaires: -2 - on perce tout d'abord un trou dans la paroi du matériau support, jusqu'à ce que la collerette de la douille vienne en appui contre la face support de la paroi, on visse la vis pour provoquer l'expansion de la douille et sa fixation, on dévisse la vis, on place la pièce à fixer contre la collerette de la douille et, à travers la pièce, on introduit à nouveau la même vis, alors trop longue, dans la douille et on l'y visse pour fixer la pièce. La mise en oeuvre de ces étapes est contraignante. Certes, une fois fixée à la paroi, m'âme si on lui fait subir plusieurs cycles de fixation de pièces, par vissage et dévissage de la vis, la cheville ne bouge pas Cela est vrai en raison de la nature métallique de la douille Mais cela n'est vrai que pour des parois de faible épaisseur contre la face arrière desquelles la douille peut s'écraser. Or si une telle cheville est bien destinée à être fixée à une paroi de faible épaisseur, comme celle d'une brique, c'est-à-dire à un matériau creux, il peut arriver qu'on ait à la fixer dans la zone du plan de joint de deux briques adjacentes, c'est-à-dire à un matériau plein Et dans ce cas, la fixation de la cheville du document US-A- 3316796 est simplement impossible parce que la déformation de la douille, dans un orifice de diamètre convenable, y est impossible. -3 - La présente invention vise donc à perfectionner une cheville du type mentionné di-dessus, pour en accélérer la fixation et permettre aussi la fixation dans un matériau plein, même si son application première demeure la fixation de pièces à des matériaux creux. La présente invention concerne donc une cheville du type mentionné ci- dessus, caractérisée par le fait que le corps d'expansion est tubulaire, pour recevoir une vis de fixation de la pièce, et possède, à l'opposé de la partie d'extrémité de coopération avec la douille, une collerette destinée à venir en appui contre celle de la douille, la douille est en matière plastiquement déformable et des moyens, sont prévus pour empêcher la rotation du corps par rapport à la douille dans le sens opposé au sens d'expansion. La fixation d'une pièce avec la cheville de l'invention est plus facile qu'avec une cheville de l'art antérieur: on perce un trou dans la paroi avec un outil approprié, on met en appui contre la face support de la paroi les deux collerettes respectives de la douille et du corps, l'une contre l'autre, on entraîne le corps en rotation dans la douille pour l'expanser et l'écraser et fixer la cheville, on place la pièce à fixer et on introduit, à travers la pièce, une vis dans le corps pour fixer la pièce. 4 - Grâce à la séparation des deux fonctions d'expansion de douille et de fixation de pièce, une étape de dévissage a été évitée. Grâce aux moyens anti-rotation, prévus en raison du caractère plastique de la douille, la cheville peut subir plusieurs cycles de fixation de pièce. Grâce au caractère plastique de la douille, la cheville de l'invention peut être fixée aussi à un matériau plein. Enfin, grâce encore à la séparation des deux fonctions d'expansion de douille et de fixation de pièce, la longueur de la vis de fixation de pièce peut être parfaitement adaptée. On remarquera que le document US-A-2918841 enseigne aussi une cheville assez semblable à celle qui est perfectionnée par la présente invention et dont la douille est même en matière plastique Mais précisément pour cette raison, elle est plus éloigneé de la cheville de la présente demande que ne l'est celle du document US-A-3316796 En effet, la cheville du document US-A- 2918841 ne sert que de rivet, la douille n'assurant sa fonction de fixation qu'en présence de la vis d'expansion. Dans une forme de réalisation intéressante de la cheville de l'invention, l'extrémité du corps, destinée à coopérer avec la douille pour provoquer son expansion et son écrasement, est pourvue de moyens de perçage, la cheville de l'invention étant alors une cheville auto- foreuse. -5 - Dans ce cas, avec un seul outil, une visseuse, si le perçage s'effectue par rotation du corps de cheville et que la coopération entre le corps et la douille s'effectue par filetage taraudage, et en une seule étape, un trou est percé par l'extrémité de perçage du corps entouré de la douille et, immédiatement après, la douille subit une expansion et un écrasement contre la paroi support Une fois la cheville fixée à la paroi, on place la pièce à fixer contre la collerette du corps et, à l'aide du même outil, on visse une vis de fixation à travers la pièce et dans le corps de la cheville. Dans une forme de réalisation avantageuse de la cheville de l'invention, un embout de perçage est monté, de préférence de façon détachable, à l'extrémité de perçage du corps de la cheville. Un embout monté détachable à l'extrémité de perçage du corps de cheville peut donc en être chassé, ce qui autorise la fixation de la pièce à l'aide d'une vis quand-même plus longue que le corps et la pièce à fixer réunis. Avantageusement encore, l'embout de perçage est un morceau découpé, de préférence en biseau, dans un flanc de tôle Il peut être nervuré. Il est aussi préférable que la dimension hors-tout transversale de l'embout soit légèrement plus grande que celle du corps, pour éviter que la douille, avant son utilisation, lors du stockage et de la manutention, ne se désolidarise du corps de cheville, ou même plus grande que celle de l'extrémité de la douille coopérant avec le corps, pour éviter que, en cours de fixation, la douille ne s'immobilise dans le trou percé par l'embout et subisse son expansion prématurément. 6 - Il est aussi préférable et plus simple que le corps de cheville soit fileté et que l'extrémité de la douille opposée à sa collerette soit taraudée pour former écrou sur le corps, le filetage et le taraudage étant avantageusement du type à pas dit d'artillerie. Dans ce cas, le corps de cheville peut comporter un alésage interne de section cruciforme, s'étendant d'une extrémité à l'autre, permettant, à l'extrémité pourvue de la collerette, son entraînement en rotation par une visseuse et, à l'extrémité de perçage, le montage de l'embout par introduction d'une queue d'embout dans deux branches opposées de l'alésage en croix. Une telle forme d'alésage offre en outre à la vis de fixation quatre points d'ancrage. De préférence toujours, lesdits moyens pour empêcher la rotation du corps comprennent, sur le corps, des nervures épaulées d'un côté et, dans la douille, des rainures de réception des nervures. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la cheville de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective de la cheville en cours d'assemblage, avant stockage ou utilisation; la figure 2 est une vue en perspective de la cheville de la figure 1, une fois assemblée; la figure 3 est une vue en coupe axiale de la cheville, juste avant expansion; -7 - la figure 4 la figure 5 la figure 6 est une vue en perspective de la cheville des figures 1 et 2, après fixation; est une vue en perspective de la douille expansible de la cheville; est une vue latérale du corps de cheville seul, avec nervures anti-rotation et filetage à pas d'artillerie et la figure 7 est une vue en coupe transversale du corps de cheville, selon la ligne VII-VII de la figure 6. La cheville qui va maintenant être décrite est surtout destinée à fixer une pièce 50 sur une paroi support, de faible épaisseur, comme celle d'une brique creuse 1 (figures 3 et 4). La cheville comporte trois éléments: un corps d'entraînement 2, une douille expansible 3 et un embout de perçage 4. Il s'agit ici d'une cheville auto-foreuse; elle pourrait toutefois aussi être utilisée sans son embout de perçage. Le corps de cheville 2 est tubulaire Il comporte, sur une grande partie de sa longueur, depuis pratiquement l'extrémité 5 destinée à recevoir l'embout de perçage 4, un filetage extérieur 8 L'autre extrémité 6 du corps est pourvue d'une collerette d'appui 7 Le corps comporte un alésage interne 9 de section cruciforme, s'étendant de la collerette d'appui 7 à l'extrémité de perçage 5 Près de la collerette d'appui 7, l'alésage -8 interne 9 peut être par exemple du type "Phillips" ou "Posidrive". La douille expansible 3 est aussi tubulaire pour être disposée autour du corps 2 Elle est ici en matière plastique L'une 10 de ses extrémités est intérieurement taraudée 11, pour coopérer avec le filetage 8 du corps de cheville et former écrou sur le corps, l'autre extrémité 20 de la douille étant pourvue d'une collerette d'appui 12, contre laquelle la collerette 7 du corps de cheville est destinée à venir en appui. La paroi latérale de la douille 3 est pourvue de fentes 13 d'assouplissement Il s'agit d'une pluralité de fentes régulièrement espacées ici dans des plans inclinés sur l'axe de la douille tubulaire sur la figure 1 et passant par l'axe sur la figure 3. La douille 3 est pourvue, sur sa paroi extérieure, ici contre la collerette 12, d'ailettes anti-rotation 18. L'embout de perçage 4 est un morceau découpé dans un flanc de tôle, en forme de pointe triangulaire de perçage 14 prolongée par une queue 15 destinée à être introduite dans deux branches opposées de l'alésage en croix 9 de la portion d'extrémité 5 du corps 2, dite ainsi extrémité de perçage Les bords convergents 16, 17 de la pointe 14 sont taillés en biseau 30 et s'écartent l'un de l'autre d'une distance, correspondant à sa dimension transversale hors-tout, légèrement plus grande que le diamètre extérieur de la portion d'extrémité 10 de la douille 3. L'assemblage de la cheville s'effectue en emmanchant par vissage la douille 3, par son extrémité à collerette 12, sur le corps de cheville 2, jusqu'à ce que la collerette -9 - 12 vienne contre la collerette 7 du corps puis en introduisant légèrement à force, par la queue 15, l'embout 4 dans l'alésage de la portion d'extrémité de perçage 5 du corps, l'embout étant ainsi monté de façon détachable à cette extrémité de perçage 5. La fixation d'une pièce à l'aide de la cheville s'effectue comme suit. A l'aide d'une visseuse, on entraîne, par l'alésage en croix 9 de la portion d'extrémité 6, le corps 2 en rotation et, avec lui, l'embout 4 à bords coupants 16, 17, qui perce ainsi un trou dans la paroi du matériau, ici une brique de réception de la pièce à fixer Quand les deux collerettes 7, 12 sont en appui contre la paroi de la brique et que la portion 20 de la douille 3, adjacente à sa collerette 12, repose dans le trou ainsi percé, mais sans ne plus pouvoir tourner grâce aux ailettes 18, la rotation, toujours sous l'action de la visseuse, du corps 2 immobilisé en translation axiale, dans la portion d'extrémité taraudée 10 de la douille 3, provoque un déplacement relatif axial du corps 2 et de cette portion de douille 10 qui, formant écrou sur le corps fileté 2, est entraînée vers les collerettes 12, 7 pour provoquer l'expansion, ou le gonflement, de la partie adjacente de la douille, comprise entre cette portion taraudée 10 et la face arrière 19 de la paroi de la brique et, ainsi, son écrasement contre cette face arrière et la fixation de la douille à la paroi de brique 1 Sur la figure 4, la douille 3 a été représentée de façon schématique, sans ses fentes d'assouplissement qui ont été déformées Il suffit ensuite de placer la pièce à fixer contre la collerette 7 du corps 2 et, à l'aide de la même visseuse, de visser une vis de fixation 51 à travers la pièce à fixer et l'alésage 9 du corps de cheville 2 que -10- la vis vient tarauder dans de bonnes conditions puisque, dans un plan transversal, elle est en appui contre quatre points. On remarquera que si la vis de fixation est plus longue que le corps de cheville 2 et la pièce réunis, elle chassera sans difficulté l'embout 4 qui ne sert plus à rien. On remarquera aussi que, grâce aux dimensions transversales relatives de la douille 3 et de l'embout 4, et donc du trou percé, l'expansion de la douille 3 ne peut commencer que quand elle est immobilisée en rotation, sa collerette 12 en appui contre la paroi support. Selon la nature du matériau de la douille, les fentes d'assouplissement peuvent ne pas être nécessaires. En référence aux figures 6 et 7, le corps 2 de la cheville comporte un filetage 8 à pas d'artillerie destiné à coopérer avec un taraudage à pas d'artillerie correspondant sur la douille L'avantage d'une telle conformation est de limiter la composante radiale de la force de vissage et donc la dilatation radiale de la portion d'écrou de la douille qui pourrait être préjudiciable à la fixation. Le corps 2 de la cheville, toujours en référence aux figures 6 et 7, comporte encore, adjacentes à sa collerette d'appui 7, des nervures anti-rotation 40 s'étendant parallèlement à l'axe 41 du corps Ces nervures 40 sont prévues pour s'engager dans des rainures 42 ménagées, depuis sa collerette, dans la douille (figure 1) et empêcher tout dévissage du corps 2 dans la douille lors d'un éventuel dévissage de la vis de fixation de pièce dans le corps Les nervures 40 -11- comportent, d'un côté, une rampe 43, n'empêchant pas le vissage du corps dans la douille, sans pour autant provoquer l'expansion de la douille, et, de l'autre côté, un épaulement 44 pour venir en butée contre une paroi correspondante de rainure 42 dans la douille et empêcher tout dévissage du corps. -12- REVENDICATIONS 1 Cheville, pour fixation d'une pièce ( 50) à une paroi support ( 1), comprenant un corps d'expansion ( 2) et, autour du corps, une douille tubulaire expansible ( 3) en matériau déformable, dont une extrémité ( 20) est pourvue d'une collerette d'appui ( 12) et dont l'autre extrémité ( 10) est agencée pour, sous l'action d'un entraînement du corps ( 2) en rotation dans un sens par rapport à la douille ( 3), la cheville s'étendant à travers un orifice percé dans la paroi ( 1) avec la collerette de douille ( 12) en appui contre la face avant de la paroi ( 1), coopérer avec une partie d'extrémité ( 5) du corps, être entraînée vers la collerette ( 12) et provoquer l'expansion de la douille ( 3) et son écrasement contre la face arrière de la paroi ( 1) et ainsi la fixation de la cheville à la paroi, caractérisée par le fait que le corps d'expansion ( 2) est tubulaire, pour recevoir une vis ( 51) de fixation de la pièce ( 50), et possède, à l'opposé de la partie d'extrémité ( 5) de coopération avec la douille, une collerette ( 7) destinée à venir en appui contre celle de la douille ( 12), la douille ( 3) est en matière plastiquement déformable et des moyens ( 40, 42) sont prévus pour empêcher la rotation du corps ( 2) par rapport à la douille ( 3) dans le sens opposé au sens d'expansion. 2 Cheville selon la revendication 1, dans laquelle l'extrémité ( 5) du corps ( 2), destinée à coopérer avec la douille ( 3) pour provoquer son expansion et son écrasement, est pourvue de moyens de perçage ( 4). -13- 3 Cheville selon la revendication 2, dans laquelle un embout de perçage ( 4) est monté à l'extrémité de perçage ( 5) du corps de cheville ( 2). 4 Cheville selon la revendication ( 3), dans laquelle l'embout de perçage ( 4) est monté de façon détachable à l'extrémité de perçage ( 5) du corps de cheville ( 2). 5 Cheville selon l'une des revendications 3 et 4, dans laquelle l'embout de perçage ( 4) est un morceau découpé dans un flanc de tôle. 6 Cheville selon la revendication 5, dans laquelle l'embout de perçage ( 4) est un morceau de flanc de tôle découpé en biseau ( 30). 7 Cheville selon l'une des revendications 3 à 6, dans laquelle la dimension hors-tout transversale de l'embout ( 4) est légèrement plus grande que celle de l'extrémité ( 10) de la douille ( 3) coopérant avec le corps de cheville ( 2). 8 Cheville selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle l'extrémité ( 20) de la douille ( 3) pourvue d'une collerette d'appui ( 12) est également pourvue de moyens extérieurs anti-rotation ( 18). 9 Cheville selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle le corps de cheville ( 2) est fileté extérieurement et l'extrémité ( 10) de la douille ( 3) coopérant avec le corps ( 2) est taraudée intérieurement, le filetage du corps et le taraudage de la douille possédant un pas d'artillerie. T -14- Cheville selon l'une des revendications 2 à 9, dans laquelle le corps de cheville ( 2) comporte un alésage interne de section cruciforme, s'étendant d'une extrémité ( 9) à l'autre, permettant, à l'extrémité ( 6) pourvue de la collerette ( 7), son entraînement en rotation par une visseuse et, à l'extrémité de perçage ( 5), le montage d'un embout de perçage ( 4) par introduction d'une queue d'embout ( 15) dans deux branches opposées de l'alésage en croix. 11 Cheville selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle lesdits moyens pour empêcher la rotation du corps ( 2) comprennent, sur le corps ( 2), des nervures ( 40) épaulées ( 44) d'un côté et, dans la douille ( 3), des rainures ( 42) de réception des nervures ( 40).