Brevet FR2721840A1 — publié le 19960105

La présente invention concerne le domaine de la construction et elle vise, plus précisément, le problème général du scellement et de l'ancrage dans une paroi cohérente naturelle ou artificielle. L'objet de l'invention vise, plus précisément, le domaine technique de la fixation d'organes, membrures ou équipements divers, au moyen d'une cartouche d'ancrage préalablement scellée dans un trou borgne. La fixation à partir de la surface d'une paroi, naturelle ou artificielle ou encore d'un banc rocheux, se pratique, depuis un certain nombre d'années déjà, au moyen d'une cheville ou d'une cartouche qui est mise en place dans un trou ou logement borgne de sensiblement même profondeur que la longueur utile de la cheville ou de la cartouche. I1 peut être considéré que, parmi les différentes propositions formulées, deux grandes familles de chevilles ou de cartouches sont à retenir. La première peut être considérée comme faisant intervenir un ancrage à sec au moyen d'une expansion radiale provoquée de la cheville. La seconde famille fait intervenir un ancrage au moyen d'une charge d'un produit de scellement, tel qu'un mortier interposé entre la paroi du trou borgne et la paroi périphérique extérieure de la cheville ou de la cartouche. Le durcissement et la prise en masse de la charge de scellement immobilise, axialement et angulairement, la cheville ou la cartouche dans le logement et constitue aussi une masse résistante à partir de laquelle sont reprises les contraintes axiales et radiales intervenant lors de la mise en service par l'intermédiaire d'un organe de fixation complémentaire à la cartouche ou à la cheville. L'objet de l'invention concerne, spécifiquement, le domaine des ancrages à charge de scellement. La technique d'ancrage, par l'intermédiaire d'une cartouche ou d'une cheville associée à une charge de scellement, est bien connue et peut être considérée comme maîtrisée pour ce qui concerne les caractéristiques techniques propres à la cheville ou à la cartouche, ainsi que la composition et la résistance de la charge de scellement dont la quantité ou la masse est aussi bien contrôlée. Jusqu'à présent, de tels moyens techniques ont été essentiellement utilisés et mis en oeuvre pour constituer des points d'ancrage à partir de logements borgnes présentant une orientation verticale ou inclinée et, dans tous les cas, de direction générale descendante par rapport à la surface au niveau de laquelle ils sont pratiqués. Cette limite d'utilisation et de mise en service a résulté de la constatation qu'il était difficile, sinon impossible, de maîtriser l'insertion de la charge de scellement dans un trou ou un logement borgne, soit purement vertical, soit incliné, mais ouvert vers le bas et de contenir une telle charge dans un tel trou préalablement à l'opération d'insertion de la cheville ou de la cartouche. Jusqu'à présent, une telle difficulté n'a pas pu être surmontée de façon satisfaisante en mettant en oeuvre des moyens rapides, pratiques, efficaces et pouvant être utilisés par un personnel non spécialement qualifié. Une telle limite d'utilisation apparaît non acceptable, eu égard aux caractéristiques d'ancrage susceptibles d'être obtenues par les moyens actuels, car c'est généralement dans un tel domaine d'utilisation que se fait sentir le plus grand besoin de recourir à de tels ancrages. L'objet de l'invention est justement de combler cette lacune et de surmonter les difficultés constatées en proposant un pistolet de mise en place d'une charge de scellement et d'une cartouche d'ancrage dans des conditions optimales, rapides, pratiques, sûres, dans des trous ou logements borgnes d'axe général vertical ou incliné et ouverts vers le bas. L'objet de l'invention vise donc à offrir un matériel de pose et de mise en place qui, à partir de moyens techniques peu onéreux, ouvre un domaine d'application et d'utilisation largement plus étendu et, jusqu'à présent, non concerné par la mise en oeuvre de tels moyens d'ancrage, bien que leurs caractéristiques techniques les eussent autrement fait préconiser. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, le pistolet de mise en place d'une charge de scellement et d'une cartouche d'ancrage dans un trou borgne est caractérisé en ce qu'il comprend - un canon tubulaire pourvu d'une poignée et présentant, à une extrémité, un moyen de support et de guidage et, à l'autre, une embouchure de chargement, - un piston disposé à l'intérieur du canon et porté par une tige coopérant avec le moyen de support et de guidage, - une butée d'arrêt formée par le canon et définissant, pour le piston, une position de rétraction dans laquelle il délimite, dans le canon et par rapport à l'embouchure, une chambre dont la longueur correspond au moins à la longueur d'une cartouche d'ancrage en appui sur le piston et à la longueur d'une charge de scellement chargée dans le canon par l'embouchure jusqu'en butée contre la cartouche, - un organe de manoeuvre, apte à commander le déplacement axial du piston dans le canon depuis sa position de rétraction jusqu'à une position d'extension dans laquelle la charge et la cartouche sont expulsées du canon, - et extérieurement et parallèlement au canon, un tube d'évent, à position réglable sur une course au moins égale à la longueur de la cartouche par rapport à l'embouchure de chargement. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La r. 1 est une coupe-élévation illustrant la mise en place d'une cartouche d'ancrage à charge de scellement de type connu. La fig. 2 est une coupe-élévation du pistolet conforme à l'invention. La fig. 3 est une perspective partielle illustrant un détail de réalisation de l'un des éléments constitutifs du pistolet. La fig. 4 est une coupe transversale illustrant une variante de réalisation des moyens selon la fig. 3. La fig. 5 est une perspective montrant, plus en détail, la réalisation d'un élément constitutif du pistolet. La fig. 6 est une coupe transversale d'une variante de réalisation du pistolet. La fig. 1 montre le domaine d'application de l'objet de l'invention conçu pour la mise en place d'une cartouche d'ancrage ou cheville 1 à l'intérieur d'un trou borgne 2 préalablement pratiqué à partir de la surface 3 d'une paroi cohérente 4, naturelle ou artificielle. Par paroi cohérente naturelle, il convient de considérer toute masse rocheuse et, par paroi artificielle, toute construction due à la main de l'homme à partir de tous matériaux de base liés d'une façon ou d'une autre. La cartouche d'ancrage 1 est constituée par une enveloppe 5 entourant extérieurement une gaine 6, de préférence mais non exclusivement, réalisée en une matière plastique appropriée, telle qu'en polyamide renforcé de fibres de verre. La gaine 6 délimite un logement 7 apte à recevoir un organe de fixation 8, tel qu'un goujon, une tige filetée ou un organe équivalent dont la surface périphérique extérieure présente une succession d'aspérités destinées à provoquer la déformation complémentaire de la gaine 6 pour assurer une liaison axiale résistante. Dans ce but, la surface périphérique interne de la gaine 6 peut être pré-préparée ou non pour s'accommoder de la déformation à subir. Dans une forme de réalisation préférée, la gaine 6 présente une forme extérieure annelée ou équivalente qui est étroitement épousée par l'enveloppe 5 dont la surface périphérique extérieure est semblablement conformée. Dans une forme de réalisation connue, la gaine 6 est constituée par moulage en une ou deux pièces et l'enveloppe 5 est réalisée en métal, tel qu'en tôle électrozinguée, par exemple sous la forme de deux demi-coquilles serties l'une à l'autre. La gaine 6 présente généralement, dans le plan de l'orifice du logement 7, une collerette 9 contre laquelle bute l'enveloppe 5. Le trou borgne 2 est pratiqué à partir de la surface 3 sur une longueur L qui est supérieure à la longueur I utile de la cartouche, considérée à partir de la surface d'appui de la collerette 9. La mesure excédentaire de la longueur L est sensiblement du même ordre que la différence existant entre le diamètre D du trou borgne 2 et le diamètre d maximal hors tout de l'enveloppe 5 et de la collerette 9. La mesure excédentaire, tant diamétrale qu'axiale, est justement prévue pour assurer la mise en place de la cartouche 1 à l'intérieur du logement 2 avec interposition d'une charge 10 d'un produit de scellement, tel qu'un mortier, par exemple celui commercialisé sous la dénomination "BETEC AM 640" par la Société française BETOREC. Le problème que l'invention vise à résoudre est celui de pouvoir insérer une telle charge de scellement à l'intérieur d'un trou ouvrant vers le bas, sans perdre tout ou partie de cette charge avant l'engagement de la cartouche 1 et, par exemple, dans un trou vertical ouvrant vers le bas, comme cela est volontairement représenté à la fig. 1. A cette fin, l'invention propose un pistolet de mise en place comprenant, tel que cela est représenté par la fig. 2, un canon tubulaire 20 réalisé en toute matière appropriée et, par exemple, en une matière thermoplastique et comportant une poignée de manoeuvre 21. Le canon tubulaire 20, de forme générale cylindrique régulière, comprend une embouchure de chargement 22 à une extrémité et un moyen 23 de support et de guidage ménagé à l'autre extrémité. Le moyen 23 est, par exemple, constitué par un palier lisse, cylindrique, ou encore par une glissière apte à assurer le support et le guidage d'une tige 24 coulissante portant, intérieurement au cylindre 20, un piston 25. La tige 24 est pourvue d'un organe de manoeuvre 26 qui peut être une commande mécanique manuelle, directe ou assistée ou encore une commande motorisée par l'intermédiaire d'un moteur électrique par exemple. L'organe 26 est prévu pour permettre de commander le déplacement axial de la tige, et par conséquent du piston 25, à l'intérieur du canon 20. La course utile de la tige 24 est déterminée de manière à pouvoir amener le piston 25 dans une position de rétraction maximale contre une butée 27 qui est, de préférence, formée par le canon 20, par exemple au niveau de l'extrémité prolongée par l'organe de support 23. Dans cette position, le piston 25 délimite, dans le canon 20 et par rapport à l'embouchure 22, une chambre 28 dont la longueur axiale LA correspond au moins à la longueur l d'une cartouche 1 insérée dans le canon 20 en appui sur le piston 25 en position de rétraction et à la longueur d'une charge de mortier de scellement 29 chargée dans le canon par l'embouchure 22 jusqu'en butée contre la cartouche 1. En ce sens, le canon 20 peut donc être prévu pour posséder juste la longueur nécessaire au respect des conditions ci-dessus pour une cartouche d'un type donné ou, au contraire, pour présenter une longueur notablement supérieure lorsqu'un tel canon est apte à recevoir intérieurement des cartouches 1 de longueurs différentes entraînant, en conséquence, l'obligation d'introduire dans le canon des charges 29 de longueurs complémentaires. Selon une autre disposition de l'invention, la tige 24, considérée seule ou en association avec l'organe de manoeuvre 26 prévu à cet effet, est conçue pour permettre le déplacement du piston 25 de la position de rétraction maximale dite précédemment à une position d'extension maximale dans laquelle il est amené sensiblement dans le plan de l'embouchure 22 correspondant à un état d'expulsion de la charge 29 et de la cartouche 1 par rapport au canon 20. Une telle position peut être éventuellement réglée par l'intermédiaire d'une butée réglable 30 adaptée sur la tige 24. Selon une autre disposition de l'invention, le canon 20 est équipé, extérieurement et parallèlement à son axe, d'un tube d'évent 31 (fig. 3) à extrémités ouvertes qui est, par exemple, monté coulissant dans un ou des guides 32, par exemple en saillie. Le tube d'évent 31 peut être immobilisé dans une position axiale choisie et réglée par l'intermédiaire d'au moins un organe d'immobilisation 33, tel qu'une vis 33 ou analogue, porté par un guide 32. Le tube d'évent présente une longueur utile déterminée pour qu'il puisse être amené dans une position de rétraction, telle que celle illustrée par la fig. 3, ou réglé dans une position d'extension par rapport à l'embouchure 22, telle que son extrémité ouverte avoisine le fond du trou borgne 2 lorsque le pistolet est engagé par l'embouchure 22 dans ledit trou à partir de la surface 3. La fig. 4 montre que le guide 32 peut être réalisé en creux au lieu d'en saillie comme à la fig. 3, lorsque l'épaisseur de paroi du canon 20 le permet. Une telle situation est favorable à la protection du tube d'évent qui se trouve, de cette manière, inscrit dans l'enveloppe de la section droite transversale du canon 20. Selon une disposition préférée, le canon 20 est équipé d'un embout tubulaire de centrage 34 emboîtant l'embouchure 22. L'embout 34 possède une collerette 35 d'appui contre la surface 3 et un guide tubulaire tronconique 36 d'engagement dans le trou 2. La collerette 35 est pourvue d'un moyen 37 (fig. 5) de guidage du tube d'évent 31 et, à cette fin, des moyens d'indexage de l'embout 34 peuvent être prévus entre ce dernier et l'embouchure 22. De tels moyens peuvent consister, par exemple, en la présence, non représentée, d'un méplat sur le canon et dans le guide 36. La mise en service du pistolet décrit ci-dessus consiste à placer le piston 25 en position de rétraction maximale déterminée par la butée 27, de manière à permettre la mise en place d'une cartouche 1 orientée de telle façon que la collerette 9 soit en appui sur le piston 25. Une charge 29 est ensuite introduite par l'embouchure 22, de préférence, jusque dans une position de butée contre l'extrémité de la cartouche 1. Dans cet état, le pistolet est engagé par l'embout 34 dans l'orifice du trou 2 à partir de la surface 3 pour être convenablement centré et permettre ensuite le coulissement du tube d'évent 31 jusqu'à ce que l'extrémité de ce dernier soit située à proximité du fond 2a du logement 2. La tige 24 est alors déplacée dans le sens de la flèche f, pour pousser simultanément à l'intérieur du canon 20 la charge 29 et la cartouche 1 qui sont, progressivement, expulsées du canon pour être introduites dans le logement 2. L'introduction de l'ensemble charge 29 et cartouche 1 peut être obtenue de façon certaine, étant donné que l'air inclus et mis progressivement sous pression relative peut s'échapper par le tube d'évent 31 vers le milieu extérieur. Cette disposition supprime toute présence de poche et d'inclusion gazeuse sous pression relative qui s'opposerait à une insertion complète jusqu'au fond 2a de la charge 29. De cette manière, la poussée exercée sur la cartouche 1 comprime la charge 29 qui, obligatoirement, se répartit pour occuper l'intervalle annulaire résultant de la différence de diamètre D - d sur toute la profondeur du trou 2. Lorsque l'introduction maximale de la cartouche 1 a été assurée, le pistolet peut être extrait du trou 2, de même que le tube d'évent 31, dont le diamètre est choisi pour qu'il corresponde à la différence de diamètre D - d/2. Le retrait immédiat du canon 1 peut être envisagé, sans exigence de maintien temporaire du pistolet dans l'état précédent, car la thixotropie de la charge 29 permet justement d'assurer un maintien immédiat à la suite du laminage imposé à la matière et aux composés constitutifs par la contrainte exercée par la cartouche 1. Le tube d'évent 32 est, bien évidemment, extrait pour être dégagé du trou 2 avant la prise en masse de la charge de scellement 29. Ainsi que cela est connu, la cartouche 1 peut être constituée par une gaine 2 garnie d'une enveloppe métallique constituée par deux demi-coquilles serties l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un ou de deux plis de direction axiale. Dans un tel cas, le canon 20 peut être conformé de manière complémentaire, comme cela apparaît à la fig. 6, pour comporter deux rainures 38 réservées au passage des deux plis et assurant le guidage axial de ces derniers pour éviter une mise en rotation éventuelle de la cartouche 1 lors de son introduction forcée à l'intérieur de la charge 29 préalablement poussée au fond du trou 2. De tels moyens de guidage peuvent, évidemment, être prévus de façon volontaire, sans que les nervures axiales, présentées par la cartouche 1, résultent du sertissage de deux demi-coquilles. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Pistolet de mise en place d'une charge de scellement et d'une cartouche d'ancrage dans un trou borgne, caractérisé en ce qu'il comprend - un canon tubulaire (20) pourvu d'une poignée (21) et présentant, à une extrémité, un moyen de support et de guidage (23) et, à l'autre, une embouchure de chargement (22), - un piston (25) disposé à l'intérieur du canon et porté par une tige (24) coopérant avec le moyen de support et de guidage, - une butée d'arrêt (27) formée par le canon et définissant, pour le piston, une position de rétraction dans laquelle il délimite, dans le canon et par rapport à l'embouchure, une chambre (28) dont la longueur (L) correspond au moins à la longueur d'une cartouche (1) d'ancrage en appui sur le piston et à la longueur (1) d'une charge de scellement (29) chargée dans le canon par l'embouchure jusqu'en butée contre la cartouche, - un organe de manoeuvre (24), apte à commander le déplacement axial du piston dans le canon depuis sa position de rétraction jusqu'à une position d'extension dans laquelle la charge et la cartouche sont expulsées du canon, - et extérieurement et parallèlement au canon, un tube d'évent (31), à position réglable sur une course au moins égale à la longueur de la cartouche par rapport à l'embouchure de chargement. 2 - Pistolet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube d'évent (31) est monté coulissant dans au moins un guide latéral (32) présenté par le canon et portant un organe d'immobilisation axiale du tube. 3 - Pistolet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube d'évent (31) est guidé par un embout (34) adaptable sur l'embouchure du canon. 4 - Pistolet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube d'évent (31) présente un diamètre au plus égal à la demi-différence entre le diamètre (d) de la cartouche et celui (D) du trou apte à la recevoir. 5 - Pistolet selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'embout (34) comprend une collerette (35) de butée sur la surface de la paroi présentant le trou, pourvue d'un moyen (36) de guidage du tube d'évent et prolongée par un guide tubulaire tronconique (37) d'engagement dans ledit trou et enfilé sur l'embouchure du canon. 6 - Pistolet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canon présente, intérieurement pour la cartouche, des moyens (38) de guidage parallèlement à son axe. 7 - Pistolet selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage sont constitués par des rainures axiales avec lesquelles coopèrent des nervures présentées par la cartouche.