Brevet FR2896551A1 — publié le 20070727

L'invention concerne une cheville d'ancrage pour matériau friable, tel qu'un panneau de cloison sèche par exemple du type de celui de la marque protégée Placoplâtre. Plus particulièrement, l'invention concerne une cheville d'ancrage pour matériau friable, comportant un corps avec une extrémité de perçage, à l'autre extrémité, une collerette d'appui avec des moyens de coopération avec un outil de vissage, et un filet de vis d'ancrage externe, un alésage de réception d'un élément de fixation étant ménagé dans le corps ou le corps comportant une portion de tige filetée au-delà de la collerette. Pour insérer une telle cheville dans un support en matériau friable, il suffit de visser la cheville dans le support sans qu'il soit nécessaire de percer au préalable un trou dans le support, comme cela est le cas avec de nombreuses autres chevilles d'ancrage. Grâce à cela, on simplifie beaucoup la pose. Après l'ancrage de la cheville dans le support, pour fixer une pièce au support, soit on introduit un élément de fixation dans l'alésage du corps de la cheville, si le corps de cheville est percé d'un tel alésage, soit on visse un écrou sur la portion de tige filetée prolongeant le corps de cheville au-delà de sa collerette d'appui, si tel est le cas. Des chevilles de l'un des types définis ci-dessus sont connues par les documents EP-0165674, EP-1443225 et EP-0943822. De telles chevilles sont formées de métal ou de plastique. Dans les documents précités, les chevilles comportent un corps creux de forme sensiblement cylindrique. Le corps cylindrique supporte le filet de vis. Il est souhaitable d'alléger une telle structure, afin de faire des économies de matière. 30 On pourrait, à cet effet, simplement supprimer le corps cylindrique, le filet de vis assurant la liaison entre la collerette d'appui et l'extrémité de perçage. Toutefois, dans ce cas, il faudrait surdimensionner le filet de vis afin de le rigidifier, car sinon il risquerait de se torsader sous l'action des moyens 35 d'entraînement de la cheville en rotation. Mais, par l'effet du surdimensionnement, on ne résoudrait finalement pas le problème d'économie de matière. On pourrait sinon percer des lumières dans le corps cylindrique, comme25 dans le document EP-0943822. L'économie de matière en résultant serait toutefois négligeable. La présente invention vise à proposer une cheville qui soit à la fois allégée et opérationnelle. A cet effet, l'invention concerne une cheville d'ancrage pour matériau friable, comportant une extrémité de perçage, à l'autre extrémité, une collerette d'appui avec des moyens de coopération avec un outil d'entraînement de la cheville en rotation, et un filet de vis d'ancrage, caractérisée par le fait qu'elle comporte, entre la collerette d'appui et l'extrémité de perçage, une pluralité de piliers de transmission d'un couple d'entraînement en rotation, autour desquels s'étend le filet de vis. Grâce à l'invention, les piliers assurent bien la transmission du couple et il n'est pas nécessaire de surdimensionner le filet de vis. Par ailleurs, l'économie de matière réalisée en remplaçant un corps cylindrique par une pluralité de piliers est conséquente. Dans le cas où la cheville est destinée à recevoir un élément de fixation tel qu'une vis, l'espace ménagé entre les piliers permet en outre l'évacuation du matériau friable ayant pénétré dans le volume de la cheville, lors de l'introduction de l'élément de fixation. Avantageusement, les piliers présentent une section dont la plus grande dimension est sensiblement parallèle à la direction d'un couple d'entraînement en rotation. Avantageusement dans ce cas, les piliers présentent une section sensiblement rectangulaire, la plus grande dimension du rectangle étant parallèle à la direction d'un couple d'entraînement en rotation. De préférence, la cheville comporte une couronne de support de la collerette, une couronne de support de l'extrémité de perçage et les piliers s'étendent entre les deux couronnes. 35 Dans une forme de réalisation préférée, les piliers se prolongent sur la surface interne de la couronne de support de la collerette et forment les moyens de coopération avec un outil d'entraînement de la cheville en rotation.30 Selon une forme de réalisation, les piliers s'étendent d'une seule pièce entre les deux couronnes. De préférence encore, la cheville comporte quatre piliers droits équidistants. Avantageusement dans ce cas, l'extrémité de perçage comportant une lame de perçage s'étendant globalement selon un plan, la cheville comporte deux 10 piliers dans le plan de la lame et deux piliers qui leur sont équidistants. Selon une première forme de réalisation particulière, la cheville comporte des piliers en forme d'hélices. 15 Selon une deuxième forme de réalisation particulière, la cheville comporte des piliers formant un treillis. Selon une troisième forme de réalisation particulière, la cheville comporte des paires de piliers en forme de V, s'étendant entre une couronne et le 20 filet de vis, ou entre deux spires successives du filet de vis. L'invention s'applique particulièrement bien à une cheville destinée à recevoir un élément de fixation, tel une vis. La demanderesse n'entend toutefois pas limiter la portée de ses droits à cette seule application et l'invention concerne 25 plus généralement une cheville avec une collerette d'appui, une extrémité de perçage et un filet de vis entre les deux. Notamment, l'invention s'applique aux chevilles comportant une tige filetée prolongeant le corps de la cheville au-delà de la collerette, destinée à recevoir un boulon pour la fixation d'une pièce. 30 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de l'invention, en référence à la planche de dessins annexée, sur laquelle : - la figure 1 représente une vue en perspective de la forme de réalisation préférée de la cheville de l'invention ; 35 - la figure 2 représente une vue de profil de la forme de réalisation préférée de la cheville de l'invention ; - la figure 3 représente une vue de face de la collerette d'appui de la forme de réalisation préférée de la cheville de l'invention ; - la figure 4 représente une vue de profil d'une première forme de réalisation particulière de la cheville de l'invention ; - la figure 5 représente une vue de profil d'une deuxième forme de réalisation particulière de la cheville de l'invention ; - la figure 6 représente une vue développée des couronnes et des piliers de la cheville de la figure 5 et - la figure 7 représente une vue de profil d'une troisième forme de réalisation particulière de la cheville de l'invention. En référence aux figures 1 et 2, la cheville d'ancrage 1, d'axe 2, est prévue pour la fixation d'un élément de fixation, tel qu'une vis, dans un support en matériau friable et comprend une extrémité 3 de perçage et une collerette 4 d'appui. L'extrémité de perçage 3, plus précisément décrite dans les documents EP-0165674, EP-1443225 et EP-0943822, présente la forme d'une lame 3 pourvue à son extrémité libre ici de trois dents pointues de perçage. Elle remplit une fonction de perçage et de forage d'un matériau friable. La collerette d'appui 4 se prolonge, du côté de l'extrémité de perçage 3, par une couronne 5, sensiblement cylindrique. L'extrémité de perçage 3 se prolonge, du côté de la collerette d'appui 4, par une couronne 6, sensiblement 25 cylindrique. Ces couronnes 5, 6 correspondent en quelque sorte aux extrémités du corps cylindrique de l'une des chevilles des documents précités. La couronne 5, supportant la collerette d'appui 4, comporte, ménagée sur sa surface intérieure, une empreinte 4' formant un moyen 4' de coopération avec 30 un outil d'entraînement de la cheville 1 en rotation. En l'espèce, il s'agit d'une empreinte de type Phillips 4' pour un tournevis cruciforme. Entre les couronnes 5, 6, la cheville 1 comporte quatre piliers 7a, 7b, 7c, 7d, de transmission d'un couple d'entraînement en rotation, ici un couple de 35 vissage. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d s'étendent depuis la couronne 5, supportant la collerette d'appui 4, jusqu'à la couronne 6, supportant l'extrémité de perçage 3, et les rendent solidaires l'une de l'autre. Ils sont agencés pour transmettre un couple de vissage depuis la collerette d'appui 4 vers l'extrémité de perçage 3. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d sont ici de section sensiblement rectangulaire, la grande dimension du rectangle s'étendant tangentiellement aux couronnes 5, 6, autrement dit perpendiculairement et de manière non sécante à l'axe 2 de la cheville 1. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d sont ainsi agencés pour présenter une plus grande dimension et donc une plus grande résistance dans la direction d'un couple de vissage et peuvent ainsi transmettre ce dernier, depuis la collerette d'appui 4 vers l'extrémité de perçage 3. On note que les piliers 7a, 7b, 7c, 7d présentent de préférence une section rectangulaire arrondie, en l'occurrence chaque pilier 7a, 7b, 7c, 7d forme une tranche longitudinale de la paroi d'un cylindre creux. Autrement dit, le volume formé par les surfaces extérieures des piliers 7a, 7b, 7c, 7d est ici un cylindre. Comme on le voit sur la figure 3, les faces latérales des piliers 7a, 7b, 7c, 7d peuvent être biseautées, les piliers 7a, 7b, 7c, 7d ayant alors plutôt une section de forme trapézoïdale arrondie. Quelle que soit leur forme, l'essentiel est que les piliers 7a, 7b, 7c, 7d présentent une résistance suffisante dans la direction du couple d'entraînement en rotation pour pouvoir transmettre ce dernier depuis la collerette d'appui 4 jusqu'à l'extrémité de perçage 3. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d supportent, sur leur surface extérieure, un filet de vis 8, s'étendant depuis la couronne 5 supportant la collerette d'appui 4 jusqu'à la couronne 6 supportant l'extrémité de perçage 3. Le filet de vis 8 remplit une fonction d'ancrage de la cheville 1 dans le matériau friable, de manière connue, par exemple dans les documents EP-0165674, EP-1443225 et EP-0943822. Le diamètre extérieur du filet de vis 8 est ici sensiblement le double du diamètre du volume formé par les surfaces extérieures des piliers 7a, 7b, 7c, 7d. On voit sur les figures qu'en l'espèce, le filet de vis 8 prend appui à la fois sur la surface extérieure et sur les surfaces latérales des piliers 7a, 7b, 7c, 7d. En l'espèce, les piliers 7a, 7b, 7c, 7d se prolongent, dans la direction de la collerette d'appui 4, sur la surface intérieure de la couronne 5 supportant la collerette d'appui 4. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d sont ici d'épaisseur supérieure à celle de la couronne 5 supportant la collerette d'appui 4, leur surface extérieure s'étendant dans le prolongement de la surface extérieure de la couronne 5 et leur surface intérieure se prolongeant, à distance constante de l'axe 2 de la cheville 1, jusqu'à l'orifice d'extrémité de la couronne 5, au niveau de la collerette d'appui 4, par lequel un élément de fixation est destiné à être introduit. Ce sont ici les piliers 7a, 7b, 7c, 7d qui définissent, entre eux, l'empreinte formant moyen 4' de coopération avec un tournevis cruciforme. Chaque pilier 7a, 7b, 7c, 7d comporte par ailleurs, sur sa surface interne, une nervure 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, respectivement, de section sensiblement triangulaire. Ces nervures 7'a, 7'b, 7'c, 7'd s'étendent sensiblement sur toute la longueur des piliers 7a, 7b, 7c, 7d, à partir de leur extrémité dans la couronne 5 supportant la collerette d'appui 4. Ces nervures 7'a, 7'b, 7'c, 7'd forment un support qu'une vis, introduite dans la cheville 1, taraude lorsqu'elle y est vissée, si son diamètre est supérieur au diamètre du volume circulaire interne défini par les nervures 7'a, 7'b, 7'c, 7'd. La vis est ainsi convenablement ancrée dans la cheville 1, puisqu'elle forme, grâce à son filet de vis, un taraudage qui remplit, une fois la vis introduite et en coopération avec son filet de vis, une fonction d'ancrage. On note que la surface interne des piliers 7a, 7b, 7c, 7d, en dehors des nervures 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, est de forme concave, afin d'épouser la forme extérieure d'un élément de fixation introduit dans la cheville 1. La couronne 6, supportant l'extrémité de perçage 3, supporte deux nervures 9, de section ainsi que de forme triangulaire, c'est-à-dire, de forme pyramidale rectangulaire. Une nervure triangulaire 9 est prévue de chaque côté du plan formé par la lame de l'extrémité de perçage 3. Les nervures participent à la fonction de perçage et de forage de cette extrémité 3, qui a ainsi en quelque sorte une forme de foret. Deux piliers 7a, 7c s'étendent sensiblement dans le plan formé par la lame de perçage 3, les deux autres piliers 7b, 7d s'étendant à équidistance des deux premiers, c'est-à-dire que les piliers 7a, 7b, 7c, 7d sont situés dans des positions à 90 les unes des autres autour de l'axe 2 de la cheville 1. Ce placement des piliers 7a, 7b, 7c, 7d, avec deux piliers 7a, 7c dans le plan de la lame de perçage 3, facilite grandement la fabrication de la cheville 1, si cette dernière est formé par moulage, car le moule peut être agencé de sorte que ces piliers 7a, 7c se trouve dans le plan de contact des deux demi moules. On note enfin que le filet de vis 8 d'ancrage est écarté de la collerette 4 d'une distance axiale bien inférieure à un pas, formant en quelque sorte une demi collerette parallèle à la collerette d'appui 4. Une telle conformation permet, dans le cas d'un ancrage dans un matériau friable, de pincer, entre la collerette d'appui 4 et la demi collerette, la feuille plus rigide recouvrant le matériau friable. Après la description structurelle de la cheville d'ancrage 1, sa pose dans un support en matériau friable, en l'espèce une cloison sèche, va maintenant être 10 décrite. On insère la cheville 1 dans la cloison tout en la "vissant", autrement dit tout en l'entraînant en rotation dans le sens d'insertion 10, à l'aide d'un outil d'entraînement en rotation, en l'espèce un outil de vissage comportant une tête de 15 vis cruciforme en prise dans l'empreinte 4' de la couronne 5 de support de la collerette d'appui 4. Lors de son insertion dans le matériau friable, la cheville 1 perce elle-même son trou de réception dans le matériau, à l'aide de son extrémité de perçage 3. On entraîne ainsi la cheville 1 jusqu'à ce que la collerette d'appui 4 vienne en appui contre la margelle du trou. En l'espèce, la feuille recouvrant le 20 matériau friable est alors pincée entre la collerette d'appui 4 et la demi collerette formée par l'extrémité du filet de vis 8. Le filet de vis 8 a taraudé dans le trou, foré par l'extrémité de perçage 3, une empreinte, lui permettant d'ancrer la cheville 1 dans le matériau friable. Un élément de fixation, tel une vis, peut alors être introduit dans la cheville 1, pour la fixation d'une pièce contre le matériau 25 friable. Lors de son vissage dans la cheville 1, la vis taraude les nervures 7'a, 7'b, 7'c, 7'd des piliers 7a, 7b, 7c, 7d et est bien ancrée dans la cheville 1. Lors de la mise en rotation de la cheville 1, un couple est appliqué à la couronne 5 de support de la collerette d'appui, par l'outil de vissage en prise avec 30 l'empreinte 4' formée sur la surface interne de cette couronne 5. Ce couple s'applique perpendiculairement à l'axe 2 de la cheville 1, de manière non sécante avec lui, c'est-à-dire de manière tangentielle au volume globalement défini par les surfaces extérieures des piliers 7a, 7b, 7c, 7d. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d transmettent ce couple depuis la collerette d'appui 4 jusqu'à l'extrémité de 35 perçage 3, transmettant ainsi l'énergie nécessaire à la mise en rotation de la cheville 1 et au perçage du matériau friable par l'extrémité de perçage 3. Les piliers 7a, 7b, 7c, 7d présentant une section dont la grande dimension est sensiblement parallèle au couple de vissage appliqué, ce couple est convenablement transmis depuis la collerette d'appui 4 jusqu'à l'extrémité de perçage 3. Dans la forme de réalisation présentée, le couple est d'autant mieux transmis que ce sont les extrémités des piliers 7a, 7b, 7c, 7d, se prolongeant sur la surface interne de la couronne 5 de support de la collerette d'appui 4, qui forme l'empreinte 4' pour l'outil d'entraînement. Ainsi, l'outil d'entraînement prend appui sur les extrémités des piliers 7a, 7b, 7c, 7d pour entraîner la cheville 1 en rotation et, de ce fait, le couple est directement transmis aux piliers 7a, 7b, 7c, 7d. L'invention a été présentée en relation avec une cheville 1 comportant quatre piliers droits 7a, 7b, 7c, 7d. Il va de soi que la cheville pourrait comporter un nombre supérieur de piliers, ou encore ne comporter que deux ou trois piliers, dimensionnés de manière appropriée. En référence aux figures 4 à 7, des formes de réalisations particulières de la cheville de l'invention sont représentées. Les chevilles représentées sur les figures 4 à 7 sont identiques à la cheville des figures 1 à 3 pour ce qui concerne l'ensemble de leurs éléments constitutifs, à l'exception des piliers, qui ne sont pas droits. Par pilier droit, on entend un pilier tel que l'un de ceux des figures 1 à 3, de forme rectiligne et qui s'étend d'une couronne vers l'autre, parallèlement à l'axe de la cheville. Hormis les piliers, les éléments des chevilles sont désignés par des références identiques à celles des figures 1 à 3. Sur la figure 4, la cheville 1' comporte une pluralité de piliers 7' formant un ensemble torsadé. Chaque pilier 7' se présente sous la forme d'une hélice, orientée dans le sens inverse du sens de vissage de la cheville 1', et s'étend depuis la couronne 5 de support de la collerette d'appui 4 jusqu'à la couronne 6 supportant l'extrémité de perçage 3. Les piliers 7' sont décalés angulairement les uns par rapport aux autres, de préférence de manière équidistante, et présentent tous ici le même pas d'hélice. Certains piliers 7' peuvent éventuellement ne pas être reliés, à leur extrémité, à une couronne 5, 6, mais au filet de vis 8 à proximité de ladite couronne 5, 6, si cela est plus simple du point de vue de la fabrication. Selon une forme de réalisation alternative, l'hélice que forme chaque pilier 7' pourrait être orientée dans le sens de vissage de la cheville l'. Sur la figure 5, la cheville 1" comporte une pluralité de piliers 7" qui s'étendent, depuis la couronne 5 de support de la collerette d'appui 4 jusqu'à la couronne 6 supportant l'extrémité de perçage 3, sous la forme d'un treillis. Comme on le voit sur la figure 6, représentant les couronnes 5, 6 et les piliers 7" sous forme développée, les piliers 7" se croisent les uns avec les autres, à la manière d'un treillis. Une fois mis en forme pour former la cheville 1", les piliers 7" s'étendent donc entre les couronnes 5, 6 sous la forme d'hélices, les hélices se croisant entre elles. Sur la figure 7, la cheville 1"' comporte des paires de piliers 7' formant entre eux des triangles, c'est-à-dire que chaque paire de piliers 7' forme un V. Sur la figure 7, chaque référence 7' désigne les deux piliers d'une même paire. Chaque paire de piliers 7' s'étend entre une couronne 5, 6 et le filet de vis 8, ou entre deux spires successives du filet de vis 8. Chaque paire de piliers 7' est orientée dans la direction de l'axe 2 de la cheville 1"', c'est-à-dire que les piliers 7"' sont agencés de sorte que les pointes des V soient orientées, soit vers l'extrémité de perçage 3, soit vers la collerette d'appui 4. Les piliers 7' pourraient être agencés de sorte à ce que les V pointent tous dans le même sens. On note que dans cette forme de réalisation avec des paires de piliers en V, les piliers 7' ne s'étendent pas d'une seule pièce depuis la couronne 5 de support de la collerette d'appui 4 jusqu'à la couronne 6 supportant l'extrémité de perçage 3, mais de spire en spire du filet de vis 8. La transmission du couple de vissage se fait donc par les piliers 7"', par l'intermédiaire du filet de vis 8 entre les paires de piliers 7"' successives. Toutes les remarques relatives aux piliers 7a, 7b, 7c, 7d des figures 1 à 3 sont applicables, pour les piliers 7', 7", 7"' des figures 4 à 7, notamment en ce qui concerne la position des piliers 7' par rapport au filet de vis 8 ou la forme de leur section. Les piliers 7', 7", 7"' peuvent notamment être agencés de sorte qu'ils se prolongent sur la surface interne de la couronne (5) de support de la collerette d'appui (4) et forment les moyens (4') de coopération avec un outil d'entraînement de la cheville en rotation. Revendications 1- Cheville d'ancrage pour matériau friable, comportant une extrémité de perçage (3), à l'autre extrémité, une collerette d'appui (4) avec des moyens (4') de coopération avec un outil d'entraînement de la cheville en rotation, et un filet de vis d'ancrage (8), caractérisée par le fait qu'elle comporte, entre la collerette d'appui (4) et l'extrémité de perçage (3), une pluralité de piliers ((7a, 7b, 7c, 7d), 7', 7", 7"') de transmission d'un couple d'entraînement en rotation, autour desquels s'étend le filet de vis (8). 2- Cheville selon la revendication 1, dans laquelle les piliers ((7a, 7b, 7c, 7d), 7', 7", 7"') présentent une section dont la plus grande dimension est sensiblement parallèle à la direction d'un couple d'entraînement en rotation. 3- Cheville selon la revendication 2, dans laquelle les piliers ((7a, 7b, 7c, 7d), 7', 7", 7"') présentent une section sensiblement rectangulaire, la plus grande dimension du rectangle étant parallèle à la direction d'un couple d'entraînement en rotation. 4- Cheville selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la cheville comporte une couronne (5) de support de la collerette d'appui (4) et une couronne (6) de support de l'extrémité de perçage (3) et les piliers ((7a, 7b, 7c, 7d), 7', 7", 7"') s'étendent entre les deux couronnes (5, 6). 5- Cheville selon la revendication 4, dans laquelle les piliers ((7a, 7b, 7c, 7d), 7', 7", 7"') se prolongent sur la surface interne de la couronne (5) de support de la collerette d'appui (4) et forment les moyens (4') de coopération avec un outil d'entraînement de la cheville en rotation. 6- Cheville selon l'une des revendications 4 ou 5, dans laquelle les piliers ((7a, 7b, 7c, 7d), 7', 7") s'étendent d'une seule pièce entre les deux couronnes (5, 6). 7- Cheville selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte quatre piliers droits (7a, 7b, 7c, 7d) équidistants. 8- Cheville selon la revendication 7 dans laquelle, l'extrémité de perçage (3) comportant une lame de perçage (3) s'étendant globalement selon un plan, la cheville comporte deux piliers (7a, 7c) dans le plan de la lame (3) et deux piliers (7b, 7d) qui leur sont équidistants. 9- Cheville selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte des piliers (7') en forme d'hélices. 10- Cheville selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte des 10 piliers formant un treillis. 11- Cheville selon l'une des revendications 1 à 5, qui comporte des paires de piliers en forme de V, s'étendant entre une couronne 5, 6 et le filet de vis 8, ou entre deux spires successives du filet de vis 8. 15