Brevet FR2900451A1 — publié le 20071102

Cheville d'ancraqe auto-taraudeuse à ponts de liaison déformables La présente invention se rapporte à une cheville d'ancrage auto-5 taraudeuse pour matériau friable et en particulier pour les panneaux de plâtre. Des chevilles d'ancrage auto-taraudeuses déjà connues sont adaptées à être insérées dans des panneaux en matériau friable. Ces chevilles d'ancrage comprennent une tige tubulaire, qui sera susceptible io de recevoir ultérieurement par exemple une vis de fixation, et un outil de forage permettant d'enfoncer à force par vissage ladite cheville d'ancrage dans le panneau. La tige tubulaire présente une paroi externe munie d'un filet à pas long qui vient s'ancrer dans le panneau. Ainsi, la cheville d'ancrage est entraînée en rotation, l'outil de forage en appui contre une 15 façade du panneau, au moyen d'un équipement du type perceuse, et l'outil de forage forme alors un orifice dans lequel vient s'engager ensuite au fur et à mesure de la pénétration de l'outil de forage dans le panneau, la tige tubulaire. Habituellement, le panneau en matériau friable présente une épaisseur donnée et la cheville d'ancrage auto-taraudeuse est choisie 20 de façon que la longueur de la tige tubulaire corresponde sensiblement à cette épaisseur donnée. De la sorte, les filets viennent s'ancrer dans le pourtour de l'orifice et ainsi maintiennent en position fixe la tige tubulaire à travers le panneau en matériau friable, l'outil de forage faisant alors saillie du panneau dans sa face opposée. Ensuite, l'outil de forage est retiré 25 manuellement de manière à libérer la tige tubulaire pour y engager une vis de fixation On se référera par exemple au document US 4 601 625, lequel décrit une telle vis d'ancrage auto-taraudeuse. Ces vis sont généralement moulées d'une seule pièce, par exemple en matière plastique, et la 30 jonction entre l'outil de forage et la tige tubulaire doit être suffisamment robuste pour que l'entraînement de l'outil de forage dans le matériau par l'intermédiaire de la tige tubulaire puisse se réaliser sans rupture de ladite jonction. Un problème qui se pose alors et que vise à résoudre la présente invention est de réduire la quantité de matière nécessaire au moulage de ces chevilles d'ancrage, et qui notamment gêne l'introduction des vis longue, sans pour autant amoindrir leurs propriétés mécaniques et notamment la reprise des efforts de friction de l'outil de forage avec le matériau friable au niveau de ladite jonction. Dans le but de résoudre ce problème, la présente invention propose io une cheville d'ancrage auto-taraudeuse pour matériau friable, ladite cheville d'ancrage comprenant une tige tubulaire et un outil de forage, ladite tige tubulaire présentant deux extrémités opposées et une paroi externe munie d'un filet à pas long, ledit outil de forage étant relié à l'une desdites extrémités par des ponts de liaison déformables, ledit outil de 15 forage étant adapté à forer ledit matériau lorsque ladite cheville d'ancrage est entraînée à force en translation et en rotation à travers ledit matériau, le forage dudit matériau permettant l'insertion de ladite tige tubulaire et l'ancrage desdits filets dans ledit matériau, lesdits ponts de liaison déformables étant adaptés à être déformés lorsque ledit outil de forage 20 est entraîné en mouvement à force par rapport à ladite tige tubulaire ; selon l'invention la cheville d'ancrage comprend en outre des moyens d'accouplement en rotation de ladite tige tubulaire et dudit outil de forage, et l'entraînement de ladite cheville d'ancrage dans ledit matériau est adapté à provoquer la déformation desdits ponts de liaison déformables et 25 la mise en prise desdits moyens d'accouplement en rotation. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre de ponts de liaison déformables entre la tige tubulaire et l'outil de forage, qui ne sont pas adaptés à reprendre les efforts de friction, et dans la mise en oeuvre de moyens d'accouplement en rotation qui eux 30 précisément, reprennent ces efforts de friction. De la sorte, on réalise des chevilles d'ancrage avec des ponts de liaison de petite taille ne nécessitant que très peu de matière et par conséquent qui peuvent se 3 2900451 rompre aisément lorsqu'une vis longue est vissée à l'intérieur, et qui permettent néanmoins de maintenir l'outil de forage en position sur la tige tubulaire jusqu'à ce que les moyens d'accouplement en rotation soient en prise. Ainsi, il n'est nul besoin de prévoir une jonction proéminente entre 5 l'outil de forage et la tige tubulaire, qui nécessite une plus grande quantité de matière et qui au surplus, occasionne une impossibilité d'usage des vis longues. Avantageusement, ledit outil de forage comprend une tête de travail apte à découper le matériau friable et un organe de liaison, ledit organe to de liaison et ladite une desdites extrémités étant équipés desdits moyens d'accouplement en rotation qui permettent de bloquer en rotation l'outil de forage par rapport à la tige tubulaire. Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux, ladite une desdites extrémités de ladite tige tubulaire 15 présente une rainure diamétrale, tandis que ledit organe de liaison est muni d'une languette transversale adaptée à s'étendre dans ladite rainure diamétrale pour former ensemble lesdits moyens d'accouplement en rotation. De la sorte, lorsque la tige tubulaire est entraînée en rotation, les deux bords latéraux opposés de la rainure diamétrale viennent s'appliquer 20 respectivement contre deux coins latéraux opposés de la languette transversale de manière à transmettre le couple de rotation à la tête de travail, tandis que simultanément les ponts de liaison déformables se déforment légèrement. Préférentiellement, ledit outil de forage comporte un manchon de 25 centrage, ledit manchon de centrage étant adapté à venir s'engager dans ladite une desdites extrémités lorsque lesdits ponts de liaison déformables sont: déformés. Ainsi, non seulement l'outil de forage est lié en rotation à la tige tubulaire mais au surplus il y est maintenu sensiblement dans l'axe de ladite tige tubulaire qui correspond aussi à l'axe de rotation de la 30 cheville d'ancrage. De la sorte, l'outil de forage est maintenu en position à l'extrémité de la tige tubulaire durant le forage, son axe de travail restant sensiblement confondu avec l'axe de rotation de la tige tubulaire. Pour un 4 2900451 meilleur centrage encore de l'outil de forage par rapport à la tige tubulaire, ledit manchon de centrage est sensiblement tronconique. En outre, lesdits ponts de liaison déformables comportent avantageusement, au moins deux premières portions adaptées à 5 maintenir lesdits moyens d'accouplement écartés l'un de l'autre, et l'entraînement de ladite cheville d'ancrage dans ledit matériau provoque, notamment grâce au couple de friction de la tête de travail vis-à-vis du matériau, la déformation desdites premières portions avant que lesdits moyens d'accouplement ne viennent en prise. Ce n'est que lors de io l'introduction d'une vis à l'intérieur de la cheville d'ancrage, que lesdites au moins deux premières portions vont se rompre et que l'outil de forage sera éjecté. Par ailleurs, lesdits ponts de liaison déformables présentent en outre de manière préférée, deux secondes portions qui s'étendent entre ledit outil de forage et ladite une desdites extrémités pour maintenir l'axe 15 de l'outil de forage confondu avec l'axe de la cheville d'ancrage. De plus, ladite tige tubulaire s'étendant selon un axe de symétrie, lesdits ponts de liaison déformables maintiennent avantageusement ledit outil de forage écarté et à distance de ladite une desdites extrémités selon ledit axe de symétrie, de façon que l'entraînement à force en translation 20 de la cheville d'ancrage contre le matériau friable, provoque la déformation des ponts de liaison déformables. Ainsi, dès que la cheville d'ancrage est entraînée en rotation les moyens d'accouplement en rotation viennent en prise. Avantageusement, ladite tête de travail présente deux surfaces 25 concaves opposées et deux surfaces convexes opposées sensiblement triangulaires qui se réunissent pour former une pointe située sensiblement dans l'axe de symétrie de la tige tubulaire. Les surfaces concaves et convexes forme entre elles respectivement des arêtes tranchantes qui sont adaptées à découper ledit matériau. 30 Par ailleurs, la cheville d'ancrage est avantageusement moulée d'une seule pièce en matière plastique, par exemple en polyamide, de manière à pouvoir la produire de façon économique. 5 2900451 D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : 5 - la Figure 1 est une vue schématique de face d'une cheville d'ancrage conforme à l'invention étendue verticalement ; - la Figure 2 est une vue schématique en coupe axiale de la cheville d'ancrage illustrée sur la Figure 1 ; - la Figure 3 est une section droite selon le plan III-III de la cheville io d'ancrage illustrée sur la Figure 2. ; et, - la Figure 4 est une vue schématique en coupe axiale de la cheville d'ancrage illustrée sur la Figure 2 selon un plan IV-IV marqué sur la Figure 2. La Figure 1 illustre une cheville d'ancrage auto-taraudeuse 10 d'axe 15 de symétrie A conforme à l'invention. Cette cheville d'ancrage 10 est moulée d'une seule pièce en matière plastique relativement rigide, et en l'espèce en polyamide, et sa longueur totale est de l'ordre du centimètre, par exemple 3 cm. Une cheville d'ancrage d'une telle longueur est par exemple adaptée au panneau de plâtre d'une épaisseur comprise entre 20 8 mm et 20 mm par exemple 13 mm. Elle présente une tige 12 sensiblement tubulaire, une première extrémité 14 munie d'une tête 16 et une seconde extrémité 18 opposée équipée d'un outil de forage 20. La tige 12 est équipée d'un filet à pas long 22 solidaire de sa paroi externe et qui l'entoure hélicoïdalement de la première extrémité 14 jusqu'à 25 sensiblement une demi-longueur. Ce filet a pas long 22 est destiné à ancrer la tige 12 dans des matériaux friables du type plâtre en panneau. L'inconvénient de ces panneaux de plâtre, réside dans la dureté de leurs faces externes qui comportent généralement des feuilles de carton. Aussi, l'outil) de forage 20 est-il d'un grand secours pour réaliser l'avant-trou dans 30 lequel au fur et à mesure de la progression de la cheville d'ancrage dans le panneau, la tige 12 vient s'engager. 6 2900451 Une particularité de la cheville d'ancrage auto-taraudeuse 10 conforme à l'invention, réside dans le mode de liaison de l'outil de forage 20 et de la tige 12. L'outil de forage 20 présente une tête de travail 24 terminée par une pointe 25, et un organe de liaison 26, cet organe de s liaison 26 présentant une languette transversale 28, sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie A et engagée dans une rainure diamétrale 30 de la seconde extrémité 18 de la tige 12. Cette rainure diamétrale 30 définit deux bords opposés 32, 34, de respectivement deux parties méplates 31, 33, en regard, tandis que la languette transversale ro 28 est maintenue entre ces deux bords opposés 32, 34 sensiblement à égale distance par des ponts de liaison déformables comprenant deux premiers plots 36, 38 d'un diamètre compris sensiblement entre 0,3 et 0,7 mm, par exemple 0,5 mm. En outre, ces deux parties méplates 31, 33 présentent respectivement une extrémité légèrement biseautée formant 15 pointe, les pointes étant respectivement situées vers l'axe de symétrie A. Par ailleurs, la tête de travail 24, qui présente par exemple une longueur d'environ 5 mm, est maintenue espacée de la seconde extrémité 18 d'une distance d supérieure ou égale aux dimensions des premiers plots 36,38, soit, supérieure ou égal à 0,5 mm. En outre, la tête de travail 24 présente 20 à l'arrière deux faces d'appui obliques 37, 39, respectivement en regard des extrémités biseautées et sensiblement parallèles pour venir en appui plan contre plan, comme on l'expliquera ci-après. On retrouve sur la Figure 3, la seconde extrémité 18 de la tige 12 en coupe droite. Aussi, apparaissent clairement sur cette Figure, la languette 25 transversale 28 engagée dans la rainure diamétrale 30 et à équidistance des deux bords opposés 32, 34, ainsi que les deux premiers plots 36, 38 qui relient ensemble la seconde extrémité 18 et la languette transversale 28. On reviendra sur cette Figure 3 dans la suite de la description pour expliquer le mode de coopération de ces différents éléments. 30 On se référera maintenant à la Figure 2, sur laquelle on retrouve en coupe axiale la cheville d'ancrage 10 telle qu'illustrée sur la Figure 1. La tige 12 présente un évidement axial 40 et des cannelures longitudinales 7 2900451 internes 41. L'évidement axial 40 est adapté à recevoir ultérieurement une tige de vis par exemple, dont le filetage vient en prise dans les cannelures longitudinales internes 41. On retrouve également la seconde extrémité 18 clans laquelle est ménagée la rainure diamétrale 30, et la languette 5 transversale 28 de l'organe de liaison 26. En outre, apparaît en plus sur cette Figure un manchon de centrage 42 qui surmonte la languette transversale 28 et un rétrécissement interne 44 de l'évidement axial 40 sensiblement circulaire au niveau de la seconde extrémité 18 et dans lequel le manchon de centrage 42 est engagé coaxialement. Le manchon io de centrage 42 est sensiblement de forme tronconique, sa section droite s'amenuisant vers la tête 16, et sa longueur est sensiblement égale à la longueur la tête de travail 24. II s'étend librement dans l'évidement axial 40 en regard d'une partie des cannelures longitudinales internes 41. On a représenté sur la Figure 4 la cheville d'ancrage auto- 15 taraudeuse 10 selon une coupe axiale décalée de 90 par rapport à celle qui est représentée sur la Figure 2 et on y retrouve la tête de travail 24 surmontée de l'organe de liaison 26 et de la languette transversale 28 qui elle-même est surmontée du manchon de centrage 42. Les deux premiers plots 36, 38 n'apparaissent pas sur cette figure, en revanche, 20 apparaissent deux seconds plots 46, 47, constituant une seconde partie des ponts de liaison déformables, les deux premiers plots 36, 38 en constituant alors la première partie. Les dimensions de ces deux seconds plots 46, 47 sont du même ordre de grandeur que les premiers plots 36, 38. 25 Ainsi, et tel qu'il apparaît sur les Figures, l'outil de forage 20 est solidaire de la seconde extrémité 18 de la tige 12 uniquement par ses ponts de liaison déformables constitués des deux premiers plots 36, 38 et des deux seconds plots 46, 47. De la sorte, compte tenu des dimensions de ces plots 36, 38, 46, 47, on comprend que l'outil de forage 20 va 30 pouvoir se désolidariser aisément de la seconde extrémité 18 de la tige 12 pour peu qu'un effort soit exercé sur lui. 8 2900451 Ainsi, la cheville d'ancrage auto-taraudeuse 10 telle que décrite ci-dessus en référence aux Figures, est susceptible d'être installée sur un mandrin d'une perceuse par exemple, par l'intermédiaire d'une broche qui vient s'engager au moins partiellement dans l'évidement axial 40. La 5 cheville d'ancrage auto-taraudeuse 10 est alors pointée par l'intermédiaire de sa tête de travail 24 de sa pointe 25 sur le panneau de matériau friable à l'endroit désiré, et simultanément, le mandrin est entraîné en rotation et la cheville d'ancrage 10 forcée en translation contre le panneau. L'entraînement en rotation de la cheville d'ancrage 10 par l'intermédiaire de sa tige 12 et le couple de frottement de la tête de travail 24 contre la paroi du panneau, provoque alors un mouvement relatif de l'outil de forage 20 par rapport à la seconde extrémité 18 de la tige 12 et par conséquent un effort au niveau des premiers et des seconds plots 36, 38, 46, 47, lesquels compte tenu de leurs dimensions respectives se déforment sans se rompre. Ce n'est qu'en introduisant une vis suffisamment longue à l'intérieur de la tige qui viendra prendre appui contre le manchon de centrage 42 de l'outil de forage 20 que les plots 36, 38, 46, 47, se rompront à mesure que la vis entraînera à force l'outil de forage 20 qui sera alors éjecté. Bien évidemment, cela n'est possible que si la cheville est complètement enfoncée dans le panneau et que l'outil de forage 20 est au moins partiellement en saillie sur l'envers du panneau. Si l'on se réfère à la Figure 3, on comprend que la seconde extrémité 18 de la tige 12 est entraînée en rotation, par exemple dans le sens inverse des aiguilles d'une montre R, alors que la languette transversale 28 tend elle à être freinée en pivotement dans la rainure diamétrale 30 autour de l'axe de symétrie A selon le couple F-F, ce qui provoque à la fois un léger cisaillement et une légère compression des premiers plots 36, 38. Les seconds plots 46, 47 subissent également une légère déformation. En conséquence, deux bords latéraux 50, 52 diamétralement opposés de la rainure diamétrale 30 viennent alors respectivement en appui contre deux coins d'appui 54, 56 diamétralement opposés de la languette transversale 28. Ainsi, la languette transversale 28 est bloquée en rotation dans la 9 2900451 seconde extrémité 18 de la tige 12 et le couple de rotation de la tige 12 est alors intégralement transmis à la tête de travail 24 bien que les la résistance des ponts de liaison soit faible. Par ailleurs, simultanément à la déformation des premiers et 5 seconds plots 36, 38, 46, 47, et compte tenu de l'effort de translation appliquée sur la cheville contre le panneau, la tige 12 a été entraînée en translation vers l'outil de forage 20, la tête de travail 24 en appui contre la seconde extrémité 18. De la sorte, les deux extrémités biseautées des deux parties méplates 31, 33 viennent en appui contre les deux faces io d'appui obliques 37, 39 de la tête de travail 24 et partant, les deux parties méplates 31, 33 tendent à être rapprochées l'une vers l'autre, les extrémités biseautées tendant à être entraînées en glissement respectivement contre les faces d'appui obliques 37, 39. Ainsi, les efforts d'écartement des deux parties méplates 31, 33 provoqués par la rotation 15 de la languette transversale 28 dans la rainure 30, sont compensés par l'appui des deux parties méplates 31, 33 contre les deux faces d'appui obliques 37, 39. Parallèlement, le manchon de centrage 42 s'est engagé plus encore dans l'évidement axial 40 et a pris appui contre les cannelures longitudinales internes 41. De la sorte, le manchon de 20 centrage 42 est bloqué en débattement dans la tige 12 et partant, l'outil de forage 20 tout entier est lui également bloqué en débattement à la seconde extrémité 18 de la tige 12. Par conséquent, bien que les ponts de liaison déformables 36, 38, 46, 47 soient déformés, et que l'outil de forage 20 soit a priori moins bien relié à la tige 12, il en reste totalement solidaire 25 tant que la tige 12 est entraînée en rotation et forcée contre le panneau. En outre, la tête de travail 24 demeure orientée dans sa position active durant le perçage, sa pointe 25 dans l'axe de symétrie A, grâce au manchon de centrage 42 qui évite qu'elle ne s'incline ou bascule légèrement. 30 Lorsque la cheville d'ancrage 10, est entièrement vissée dans le panneau de plâtre, sa tête de travail 24 fait saillie de la face arrière du panneau, et l'outil de forage 20 est alors apte à se détacher de la tige 12. 10 2900451 Le manchon de centrage 42 peut être légèrement coincé entre les cannelures longitudinales internes 41, mais l'introduction d'une tige filetée de vis à l'intérieur de la tige 12, depuis la tête 16, permet de repousser le manchon de centrage 42 et par là même, d'éjecter l'outil de forage 20 de 5 la seconde extrémité 18. On notera que la cheville d'ancrage conforme à l'invention est aussi adaptée à être enfoncée d'abord à force dans un panneau de plâtre, par exemple au marteau, jusqu'au niveau du filet hélicoïdale pour ensuite être vissée à la main où à l'aide d'un équipement jusqu'à l'insertion complète. REVENDICATIONS , 1. Cheville d'ancrage auto-taraudeuse (10) pour matériau friable, ladite cheville d'ancrage comprenant une tige tubulaire (12) et un outil de forage (20), ladite tige tubulaire (12) présentant deux extrémités opposées (14, 18) et une paroi externe munie d'un filet à pas long (22), ledit outil de forage (20) étant relié à l'une desdites extrémités (18) par des ponts de liaison déformables (36, 38, 46), ledit outil de forage (20) étant adapté à io forer ledit matériau lorsque ladite cheville d'ancrage est entraînée à force en translation et en rotation à travers ledit matériau, le forage dudit matériau permettant l'insertion de ladite tige tubulaire (12) et l'ancrage desdits filets (22) dans ledit matériau, lesdits ponts de liaison déformables (36, 38, 46, 47) étant adaptés à être déformés lorsque ledit outil de forage 15 (20) est entraîné en mouvement à force par rapport à ladite tige tubulaire (12) ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'accouplement en rotation (28, 30) de ladite tige tubulaire (12) et dudit outil de forage (20), 20 et en ce que l'entraînement de ladite cheville d'ancrage (10) dans ledit matériau est adapté à provoquer la déformation desdits ponts de liaison déformables (36, 38, 46) et la mise en prise desdits moyens d'accouplement en rotation (18, 30), par quoi lesdits ponts de liaison déformables sont susceptibles d'être rompus ensuite, lorsqu'une vis est 25 introduite dans ladite cheville d'ancrage. 2. Cheville d'ancrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit outil de forage (20) comprend une tête de travail (24) et un organe de liaison (26), et en ce que ledit organe de liaison et ladite une desdites extrémités (18) sont équipés desdits moyens d'accouplement en 30 rotation (28, 30). 3. Cheville d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite une desdites extrémités (18) de ladite tige tubulaire (12) 12 2900451 présente une rainure diamétrale (30), tandis que ledit organe de liaison (26) est muni d'une languette transversale (28) adaptée à s'étendre dans ladite rainure diamétrale (30) pour former ensemble lesdits moyens d'accouplement en rotation. 5 4. Cheville d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit outil de forage (20) comporte un manchon de centrage (42), ledit manchon de centrage étant adapté à venir s'engager dans ladite une desdites extrémités (18) lorsque lesdits ponts de liaison déformables (36, 38, 46) sont déformés. to 5. Cheville d'ancrage selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit manchon de centrage (42) est sensiblement tronconique. 6. Cheville d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits ponts de liaison déformables (36, 38, 46) comportent au moins deux premières portions (36, 38) adaptées à 15 maintenir lesdits moyens d'accouplement (28, 30) écartés l'un de l'autre, et en ce que l'entraînement de ladite cheville d'ancrage dans ledit matériau provoque la déformation desdites premières portions avant que lesdits moyens d'accouplement ne viennent en prise. 7. Cheville d'ancrage selon la revendication 6, caractérisée en ce 20 que lesdits ponts de liaison déformables présentent en outre deux secondes portions (46, 47) qui s'étend entre ledit outil de forage (20) et ladite une desdites extrémités (18). 8. Cheville d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, ladite tige tubulaire (12) s'étendant selon un 25 axe de symétrie (A), lesdits ponts de liaison déformables (36, 38, 46, 47) maintiennent ledit outil de forage (20) écarté et à distance de ladite une desdites extrémités (18) selon ledit axe de symétrie. 9. Cheville d'ancrage selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que ladite tête de travail (24) 30 présente deux surfaces concaves opposées et deux surfaces convexes opposées sensiblement triangulaires qui se réunissent pour former une pointe (25). 13 2900451 10. Cheville d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle est moulée d'une seule pièce en matière plastique. 5