Brevet FR2902159A1 — publié le 20071214

Dispositif d'ancrage à chevilles à ailettes La présente invention se rapporte à un dispositif d'ancrage 5 comprenant une cheville à ailettes. Les chevilles à ailettes sont bien connues et elles sont adaptées à être fixées dans des matériaux relativement durs. Ces chevilles réalisées généralement en matière plastique, présentent classiquement une tige surmontée d'une tête à l'une de ses extrémités, tandis qu'une autre io extrémité de la tige est libre. La tige est équipée d'ailettes formées par des couronnes élastiquement déformables et qui s'étendent de proche en proche et de manière concentrique autour d'elle et entre les deux extrémités. Les couronnes présentent des bords francs libres et elle sont reliées à la tige de manière à ce que les plans définis par ces couronnes 15 soient sensiblement perpendiculaires à la tige. Usuellement, il est d'abord pratiqué une cavité cylindrique dans le matériau, d'un diamètre sensiblement inférieur au diamètre des couronnes précitées, cette cavité cylindrique définissant alors une entrée et une paroi interne. Ensuite, la cheville du type précité est engagée à 20 force dans la cavité cylindrique, les ailettes se déformant alors en fléchissant et en s'inclinant vers la tige et vers la tête de la cheville. Ainsi, les couronnes deviennent sensiblement tronconiques et s'évasent vers l'entrée de la cavité, les bords francs venant alors s'ancrer dans la paroi de la cavité cylindrique. De la sorte, la cheville ne peut plus être extraite 25 de la cavité cylindrique et elle est maintenue bloquée dans le matériau. On pourra notamment se référer au document FR 01 07002, lequel décrit une telle cheville en particulier pour la fixation des canalisations. De telles chevilles sont généralement réalisées matière plastique relativement déformable et elles sont bien adaptées aux matériaux 30 relativement durs. En revanche, lorsque le matériau est friable elles ne sont plus adaptées, car elles tendent à l'effriter. 2 2902159 Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir un dispositif d'ancrage qui soit non seulement adapté aux matériaux relativement durs mais aussi, aux matériaux friables. Dans le but de résoudre ce problème, la présente invention propose un dispositif d'ancrage comprenant une cheville à ailettes adaptée à être engagée dans une cavité cylindrique définie par une entrée et une paroi interne, ladite cheville présentant une tige et des ailettes formées par des couronnes élastiquement flexibles qui s'étendent de manière concentrique io autour de ladite tige, lesdites couronnes présentant un bord franc situé à distance de ladite tige, lesdites ailettes étant adaptées à fléchir et à s'incliner vers ladite tige lorsque ladite cheville est engagée dans ladite cavité cylindrique, de façon que lesdits bords francs viennent en prise au moins dans des portions de ladite paroi ; selon l'invention, le dispositif 15 d'ancrage comprend en outre une douille de fixation présentant ladite entrée et étant munie d'organes d'ancrage mobiles, l'intérieur de ladite douille définissant ladite cavité cylindrique, lesdits organes d'ancrage mobiles présentant, vers l'intérieur de ladite cavité cylindrique, des portées d'appui crantées et vers l'extérieur, des ergots d'ancrage, lesdites 20 portées d'appui crantées formant lesdites portions de ladite paroi ; et ladite cheville est adaptée à venir exercer un effort centrifuge sur lesdits organes d'ancrage lorsqu'elle est introduite par ladite entrée et à l'intérieur de ladite douille, lesdits bords francs venant en prise dans lesdites portées d'appui crantées. 25 Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre de la douille de fixation qui est adaptée à être insérée dans une cavité cylindrique pratiquée dans un matériau friable, et qui est aussi adaptée à recevoir une cheville à ailettes classique. De la sorte, les chevilles à ailettes peuvent être à la fois fixées dans des matériaux 30 relativement durs du type béton, et aussi grâce à la douille de fixation, dans des matériaux relativement friables du type plâtre, dans lesquels une cheville à ailettes seule ne peut pas être fixée de manière rigide. 3 2902159 Pour des chevilles à ailettes de même dimension, il sera nécessaire de pratiquer dans le matériau friable des cavités cylindriques d'un diamètre légèrement plus important afin d'y insérer la douille de fixation. En revanche, grâce à sa symétrie cylindrique, identique à celle de la 5 cavité, la douille vient s'appliquer précisément contre la paroi de la cavité cylindrique et la consolide en exerçant des efforts radiaux symétriques et centrifuges contre ladite paroi. Avantageusement, lesdits organes d'ancrage sont mobiles entre deux positions, une position rétractée, avant l'introduction de la cheville, io dans laquelle ils sont logés à l'intérieur de ladite douille de fixation et une position d'ancrage dans laquelle ils s'étendent en saillie de ladite douille de fixation après que la cheville a été engagée dans la douille de fixation. Ainsi, les organes d'ancrage situés initialement à l'intérieur de l'enveloppe définie par la douille de fixation, ne gêne-t-il pas l'introduction de cette 15 dernière dans la cavité cylindrique. Ce n'est qu'en introduisant la cheville à l'intérieur de la douille de fixation que la cheville va venir s'appliquer contre les portées d'appui crantées pour entraîner les organes d'ancrage en saillie de la douille. Les ergots vont alors venir s'ancrer dans le matériau friable et provoquer le blocage de la douille de fixation dans la 20 cavité cylindrique. De manière préférée, lesdits organes d'ancrage présentent une première extrémité munie desdites portées d'appui crantées et une seconde extrémité montée à pivotement dans ladite douille de fixation. De la sorte, les organes d'ancrage vont venir pivoter en saillie de la douille de 25 fixation lorsque la cheville vient s'appliquer contre les portées d'appui crantées. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ladite seconde extrémité desdits organes d'ancrage est montée à l'opposé de ladite entrée, tandis que ladite première extrémité 30 est orientée vers ladite entrée. De la sorte, lors de son engagement dans la douille de fixation, la cheville va venir s'appliquer en tout premier lieu contre les portées d'appui crantées qui sont situées à l'opposé de 4 2902159 l'extrémité montée pivotante. Ainsi, les organes d'ancrage sont s'entraînés radialement en parapluie dans la cavité cylindrique. En conséquence, tout effort ultérieur visant à extraire la douille de fixation de la cavité cylindrique est vain, puisque les organes d'ancrage vont tendre à s'écarter plus 5 encore de la douille. En outre, et selon un mode de réalisation préférentiel, lesdites portées d'appui crantées présentent une surface moyenne sensiblement convexe, qui s'étend en saillie à l'intérieur de la douille de fixation avant que la cheville n'y soit introduite, ladite surface convexe présentant une io zone lisse située vers ladite première extrémité et une zone rugueuse munie de crans située vers ladite seconde extrémité. De la sorte, lorsque la cheville est engagée dans la douille de fixation, la tige et les couronnes flexibles viennent d'abord s'appliquer contre la zone lisse puis sont entraînées en frottement contre cette zone lisse qui forme alors une 15 rampe ainsi qu'on l'expliquera de manière détaillée ci-après, de manière à provoquer le pivotement des organes d'ancrage ; puis le bord franc des couronnes vient ensuite en prise dans les crans de la zone rugueuse des portées d'appui. Par conséquent, non seulement la douille de fixation vient en prise dans la cavité cylindrique grâce aux organes d'ancrage, 20 mais aussi la cheville à ailettes vient, elle, en prise dans la douille de fixation. Avantageusement, ladite douille de fixation présente des fenêtres radiales qui débouchent vers l'extérieur de ladite douille de fixation, lesdites fenêtres présentant un premier bord situé vers ladite entrée et un 25 second bord situé à l'opposé de ladite entrée, et lesdits organes d'ancrage sont montés à pivotement dans ledit second bord. Ainsi, durant le mouvement relatif de la cheville à ailettes et de la douille de fixation, lorsque la cheville vient s'appliquer contre les portées d'appui crantées, les organes d'ancrage viennent en saillie de la douille de fixation en 30 traversant les fenêtres radiales. De manière préférentielle, il est pratiqué quatre fenêtres radiales dans la douille de fixation afin de recevoir quatre organes d'ancrage mobiles. 5 2902159 De manière avantageuse, ladite douille de fixation et lesdits organes d'ancrage sont moulés d'une seule pièce en matière plastique, de manière à réaliser un dispositif de fixation à un coût avantageux. La présente invention concerne également une douille de fixation 5 pour un dispositif d'ancrage du type de celui décrit ci-dessus. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : io la Figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un premier élément du dispositif d'ancrage conforme à l'invention et selon une première variante de réalisation ; la Figure 2 est une vue schématique en coupe axiale de l'élément illustré sur la Figure 1 recevant un second élément ; 15 la Figure 3 est une vue schématique en coupe axiale illustrant les deux éléments précités dans une première phase ; la Figure 4 est une vue schématique en coupe axiale illustrant des deux éléments précités dans une seconde phase ; et, la Figure 5 est une vue schématique en coupe axiale d'un 20 premier élément du dispositif d'ancrage selon une seconde variante de réalisation. La Figure 1 illustre une douille de fixation 10 présentant une entrée 12 et définissant à l'intérieur, une cavité cylindrique 14 dont la courbe directrice est sensiblement un cercle, le diamètre dudit cercle étant par 25 exemple de 10 mm. La douille de fixation 10 s'étend longitudinalement autour d'un axe de symétrie A sur une longueur, par exemple de 22 mm, et elle présente un fond ouvert 16. La douille de fixation 10 comprend des organes d'ancrage mobiles, dont deux opposés 18, 20, apparaissent dans le plan de coupe et un 30 autre 22 apparaissant en vue arrière. Un quatrième organe d'ancrage qui n'apparaît pas sur la Figure, s'étend en regard dudit autre organe d'ancrage 22. Les organes d'ancrage, 18, 20, 22, le quatrième et la douille 6 2902159 de fixation 10 sont moulés ensemble d'une seule pièce en matière plastique. La douille de fixation 10 présente quatre fenêtres radiales correspondant aux organes d'ancrage et par conséquent, deux premières fenêtres radiales opposées 24, 26 apparaissent dans ledit plan de coupe, 5 une autre 28 apparaissant en vue arrière. Ces fenêtres radiales, débouchent à l'extérieur de la douille de fixation 10 et elles s'étendent longitudinalement sur sensiblement le tiers central de la longueur de la douille 10 entre un bord inférieur 30 situé près du fond ouvert 16 et un bord supérieur 32 situé lui près de l'entrée 12. io Les organes d'ancrage 18, 20, 22 présentent des portées d'appui crantées 34 orientées vers l'intérieur de la douille 10. Ces portées d'appui crantées 34 sont sensiblement convexes et elles font saillie dans la cavité cylindrique 14. Les organes d'ancrage 18, 20, 22 s'étendent entre une première extrémité libre 38 et une seconde extrémité 40 montée à 15 pivotement dans le bord inférieur 30 de leur fenêtre radiale respective. Les portées d'appui crantées 34 présentent une première zone lisse 42 située près de la première extrémité libre 38 et inclinée par rapport à l'axe A dans la direction du fond ouvert 16. Ainsi qu'on l'expliquera ci-après, cette première zone lisse 42 est adaptée à former rampe. En outre, les 20 portées d'appui crantées 34 présentent une seconde zone vers la seconde extrémité 40, qui présente ici un seul cran 44. Les organes d'ancrage 18, 20, 22 sont munis également d'ergots d'ancrage 46 orientés radialement vers l'extérieur de la cavité cylindrique 14. 25 On retrouve sur la Figure 2 la douille de fixation 10 engagée dans un orifice 50 pratiqué dans la paroi d'un matériau friable 52. L'orifice 50 définit une paroi interne 54 sensiblement cylindrique contre laquelle vient s'appliquer la paroi externe de la douille de fixation 10. Par ailleurs, une cheville à ailettes 56 munie d'une tête 57, est partiellement engagée dans 30 la cavité cylindrique 14 à travers l'entrée 12. La cheville à ailettes 56 présente une tige 58 pourvue d'une première série de couronnes concentriques 60 espacées les unes des autres, situées vers l'extrémité 7 2902159 libre de la tige 58, et d'une seconde série de couronnes concentriques 61 plus rapprochées les unes des autres et situées vers la tête 57. De plus, les couronnes concentriques 60, 61 présentent un bord franc libre 62. La cheville à ailettes est, elle, également moulée d'une seule pièce en 5 matière plastique de telle sorte que les couronnes concentriques 60 sont flexibles et rabattables contre la tige 58. Le diamètre externe des couronnes concentriques 60 est sensiblement égal au diamètre de la cavité cylindrique 14 de manière à pouvoir y introduire la tige 58 sans effort considérable. Alors que la tige 58 io est entraînée en translation dans la cavité 14 selon la flèche F, les couronnes concentriques 60 viennent alors en appui contre la première zone lisse 42 des portées d'appui crantées 34 qui définissent sensiblement un étranglement dans la cavité cylindrique 14. En poursuivant l'introduction de la tige 58 dans la cavité cylindrique 15 14, les couronnes concentriques 60 vont être entraînées en frottement contre les premières zones lisses 42 en se déformant, mais aussi en exerçant une effort radial centrifuge R sur les organes d'ancrage 18, 20, dont les ergots 46 font venir s'ancrer dans la paroi interne 54 de l'orifice 50. La Figure 3 à laquelle on se référera maintenant illustre une telle 20 situation. On retrouve sur cette Figure 3 les éléments référencés sur la Figure 2, la cheville à ailettes 56 ayant été enfoncée plus encore dans la cavité cylindrique 14 ce qui a provoqué le pivotement radial des organes d'ancrage 18, 20. Les ergots 46 s'étendent ainsi en saillie de la douille de 25 fixation 10 et sont ancrés dans la paroi interne 54. On comprend ainsi, que la douille de fixation 10 est maintenant bloquée en translation et ne peut plus être extraite de l'orifice 50 sans endommager la paroi du matériau 52. En outre, le bord franc 62 d'une première couronne concentrique 60 est venu s'encliqueter dans les crans 44 de la seconde 30 zone des portées d'appui crantées 34. Les crans s'étendent légèrement en saillie à l'intérieur de la cavité cylindrique 14, car les efforts de déformation des couronnes concentriques 60 s'équilibrent avec les forces 8 2902159 de résistance du matériau 52 lorsque les ergots 46 pénètrent dans la paroi interne 54. De la sorte, les couronnes concentriques 60 fléchissent lorsqu'elles sont entraînées en frottement contre les zones lisses 42 des portées d'appui crantées 34, puis elles tendent à reprendre leur position 5 en regard de la seconde zone derrière les crans 44. Dans une ultime position illustrée sur la Figure 4, où la tige 58 est entièrement enfoncée dans la cavité cylindrique 14, les couronnes concentriques 60 de ladite première série sont engagées dans la cavité cylindrique 14 au-delà des crans 44. De la sorte, les bords francs 62 sont io en appui dans ladite seconde zone des portées d'appui crantées 34 et les couronnes concentriques 60 empêchent ainsi la rétraction des organes d'ancrage 28, 30 dont les ergots 46 sont maintenus ancrés dans la paroi interne 54. Ensuite, grâce aux crans 44 et aux couronnes concentriques 60 de ladite première série, la tige 58 de la cheville 56 ne peut être retirée 15 de la cavité cylindrique 14. Au surplus, les couronnes concentriques 61 de ladite seconde série par l'intermédiaire de leur bord franc 62 qui est lui, en appui contre la paroi interne de la cavité cylindrique 14, accentuent les efforts de frottement et ainsi s'opposent aux efforts d'extraction de la cheville 56 de la cavité cylindrique 14. 20 On se référera à présent à la Figure 5, pour décrire une douille de fixation selon une seconde variante de réalisation de l'invention. Aussi, les éléments analogues à ceux de la première variante de réalisation illustrée sur les Figures précédentes, porteront la même référence affectée du signe prime : ' . 25 Ainsi, la douille de fixation 10' présente une entrée 12' et définit à l'intérieur, une cavité cylindrique 14'. La douille de fixation 10' comprend en outre deux organes d'ancrage mobiles opposés 18', 20' dans le plan de coupe axiale. La différence essentielle par rapport à la variante précédente, réside dans la forme de ses organes d'ancrage mobiles 18' et 30 20'. Ils présentent des portées d'appui crantées 34' orientées vers l'intérieur de la douille 10' qui sont également sensiblement convexes et qui font saillie dans la cavité cylindrique 14'. Les portées d'appui crantées 9 2902159 34' présentent aussi une première zone lisse 42' située près de la première extrémité libre 38' et inclinée par rapport à l'axe A' dans la direction du fond ouvert 16'. En revanche, les portées d'appui crantées 34' présentent ici une seconde zone vers la seconde extrémité 40', qui 5 présente non pas un seul cran mais une pluralité de crans 44' qui s'étendent sur toute la seconde zone. De la sorte, une pluralité de couronnes concentriques 60 de ladite première série de la tige 58 illustrée par exemple sur la Figure 4, sont adaptées à venir en prise dans ladite pluralité de crans 44' pour mieux bloquer encore en translation la tige 58 à lo l'intérieur de la cavité cylindrique 14'. Avantageusement, des nervures axiales longitudinales 70 sont ménagées dans la paroi interne de la cavité cylindrique 14' et elles s'étendent depuis l'entrée 12' jusqu'au niveau des organes d'ancrage 18', 20'. En outre, pour des raisons techniques de production, le diamètre de 15 la cavité cylindrique 14' et le diamètre de la seconde série de couronnes concentriques sont dans un rapport sensiblement supérieur à celui du dispositif d'ancrage selon la première variante de réalisation. Aussi, les bords francs 62 des couronnes concentriques 61 de ladite seconde série, viennent en prise glissante essentiellement contre ces nervures axiales 20 longitudinales 70. De la sorte, la douille de fixation 10' offre à la cheville une moins grande résistance à l'enfoncement, ce qui est avantageux dans les matériaux très friables, car cela évite de forcer la douille dans l'épaisseur du matériau. Inversement, la paroi interne de la cavité cylindrique 14' offre une moindre résistance à l'extraction. Toutefois, cette 25 dernière est très largement compensée par la pluralité de crans 44', une pluralité d'ailettes de la première série étant adaptée à venir dans les crans 44' de ladite pluralité de crans 44'. Par ailleurs, les organes d'ancrage 18', 20', sont munis chacun d'une pluralité d'ergots d'ancrage 46' orientés radialement vers l'extérieur de la 30 cavité cylindrique 14'. De la sorte, on multiplie les points d'ancrage à l'intérieur de la paroi interne de l'orifice pratiqué dans la paroi du matériau. 2902159 Une telle douille de fixation 10' est bien adaptée aux matériaux très friables, tandis que la douille de fixation 10 selon la première variante de réalisation, est adaptée aux matériaux moins friables. 11 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ancrage comprenant une cheville à ailettes (56) adaptée à être engagée dans une cavité cylindrique définie par une entrée et une paroi interne, ladite cheville présentant une tige (58) et des ailettes formées par des couronnes (60, 61) élastiquement flexibles qui s'étendent de manière concentrique autour de ladite tige, lesdites couronnes présentant un bord franc (62) situé à distance de ladite tige io (58), lesdites ailettes étant adaptées à fléchir et à s'incliner vers ladite tige lorsque ladite cheville (56) est engagée dans ladite cavité cylindrique, de façon que lesdits bords francs (62) viennent en prise au moins dans des portions de ladite paroi ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une douille de fixation (10) 15 présentant ladite entrée (12 ; 12') et étant munie d'organes d'ancrage mobiles (18, 20, 22 ; 18', 20'), l'intérieur de ladite douille définissant ladite cavité cylindrique (14 ; 14'), lesdits organes d'ancrage mobiles présentant, vers l'intérieur de ladite cavité cylindrique, des portées d'appui crantées (34 ; 34') et vers l'extérieur, des ergots d'ancrage (46 ; 46'), lesdites 20 portées d'appui crantées formant lesdites portions de ladite paroi ; et en ce que ladite cheville (56) est adaptée à venir exercer un effort centrifuge sur lesdits organes d'ancrage (18, 20, 22 ; 18', 20') lorsqu'elle est introduite par ladite entrée (12 ; 12') et à l'intérieur de ladite douille (10 ; 10'), lesdits bords francs (62) venant en prise dans lesdites portées 25 d'appui crantées (34 ; 34'). 2. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes d'ancrage (18, 20, 22 ; 18', 20') sont mobiles entre deux positions, une position rétractée dans laquelle ils sont logés à l'intérieur de ladite douille de fixation (10 ; 10') et une position d'ancrage 30 dans laquelle ils s'étendent en saillie de ladite douille de fixation. 3. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits organes d'ancrage (18, 20, 22 ; 18', 20') présentent une 12 2902159 première extrémité (38 ; 38') munie desdites portées d'appui crantées (34 ; 34') et une seconde extrémité (40 ; 40') montée à pivotement dans ladite douille de fixation (10 ; 10'). 4. Dispositif d'ancrage selon la revendication 3, caractérisé en ce 5 que ladite seconde extrémité (40 ; 40') desdits organes d'ancrage (18, 20, 22 ; 18', 20') est montée à l'opposé de ladite entrée (12 ; 12'), tandis que ladite première extrémité (38 ; 38') est orientée vers ladite entrée. 5. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites portées d'appui crantées (34,34') io présentent une surface moyenne sensiblement convexe, ladite surface convexe présentant une zone lisse située vers ladite première extrémité (38 ; 38') et une zone rugueuse munie de crans située vers ladite seconde extrémité (40 ; 40'). 6. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 15 1 à 5, caractérisé en ce que ladite douille de fixation (10 ; 10') présente des fenêtres radiales (24, 26, 28) qui débouchent vers l'extérieur de ladite douille de fixation , lesdites fenêtres présentant un premier bord (32) situé vers ladite entrée (12) et un second bord (30) situé à l'opposé de ladite entrée, et en ce que lesdits organes d'ancrage (18, 20, 22 ) sont montés à 20 pivotement dans ledit second bord (30). 7. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite douille de fixation est munie de quatre organes d'ancrage mobiles. 8. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 7, caractérisé en ce que ladite douille de fixation (10 ; 10') et lesdits organes d'ancrage (18, 20, 22 ; 18', 20') sont moulés d'une seule pièce en matière plastique. 9. Douille de fixation adaptée à un dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.