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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522088A1
Family ID 1957856
Probable Assignee Hilti Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title BOULON D'ANCRAGE A EXPANSION
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN BOULON D'ANCRAGE A EXPANSION COMPORTANT UNE
TIGE D'ANCRAGE 1 ET UN FOURREAU EXPANSIBLE 2, QUI ENTOURE LA TIGE
D'ANCRAGE, DANS LA ZONE D'UNE PARTIE RETRECIE 3, ET POSSEDE UN CONTOUR
4 S'ELARGISSANT AVEC UN PROFIL CONIQUE DANS LE SENS D'ENFONCEMENT; LE
FOURREAU EXPANSIBLE 2 COMPORTE UN AFFAIBLISSEMENT DE SECTION 8, 9 ET
UNE SAILLIE 13, 14 DEPASSANT DU CONTOUR EXTERIEUR DANS CETTE ZONE.
CETTE SAILLIE PROVOQUE, LORS DE L'OPERATION D'EXPANSION, LA RUPTURE DE
L'AFFAIBLISSEMENT DE SECTION 8, 9 ET ASSURE AINSI UNE APPLICATION
UNIFORME DES PARTIES DU FOURREAU CONTRE LA SURFACE DU TROU RECEPTEUR
17.
Description
_________________________________________________________________
_ 2522088
La presente invention concerne un boulon d'ancrage a expansion com
portant une tige d'ancrage essentiellement cylindrique et un fourreau
expan- sible entourant une partie retrecie peripherique de la tige
d'ancrage presen tant un contour conique s'elargissant en partie dans
la direction d'enfonce- ment, le fourreau expansible ayant une forme
essentiellement cylindrique creuse et, le c 8 te interieur du fourreau
expansible comportant une zone espacee radialement de la partie
retrecie pour former un affaiblissement de section agissant comme une
zone de rupture imposee.
Des boulons d'ancrage a expansion du type defini ci-dessus sont tres
utilises car ils ont une structure peu couteuse et sont caracterises
pe une simplicite de pose Le domaine d'application est tres vaste
Comme materiau recepteur, on peutciter principalement du beton ayant
classiquemer une grande resistance.
Dans des boulons d'ancrage a expansion de ce type, le fourreau
expansible entourant la tige d'ancrage dans la zone de la partie
retrecie ei radialement elargi pour assurer un ancrage A cet effet, le
fourreau expan- sible comporte une fente s'etendant sur toute sa
longueur Pour obtenir un elargissement radial aussi uniforme que
possible, le fourreau expansible esi en outre pourvu d'un
affaiblissement de section place en regard de la fente et qui a pour
fonction de creer une zone de rupture imposee lors du processi
d'expansion. L'operation de mise en place s'effectue en introduisant
le boulon d'ancrage a expansion par la zone portant le fourreau
expansible dans un tri cylindrique du materiau recepteur En exercant
ensuite une traction dirigee vers l'arriere de la tige d'ancrage, par
exemple a l'aide d'un ecrou qui es visse sur un filetage de la partie
de tige d'ancrage depassant du materiau recepteur et qui s'appuie sur
le materiau recepteur, il se produit une penetration du contour
conique de la partie retrecie dans le fourreau expan sible maintenue
auxiliairement par rapport au materiau recepteur, par exemp par
serrage On engendre ainsi une tension radiale qui doit provoquer une
rupture de l'affaiblissement de section A la rupture, les secteurs en
form de demi- coquille du contour conique du boulon d'ancrage, qui
sont maintenan separes l'un de l'autre par la traction qui continue
as'exercer sur le boul d'ancrage, sont appliques contre la paroi du
trou.
Comne l'experience l'a montree, la zone de rupture imposee ne reagit
cependant pas correctement avec ces boulons d'ancrage a expansion I
fourreau expansible reste dans ce cas en une seule piece lors de
l'enfonces du contour conique de la partie retrecie La surface
peripherique du fourr E expansible est deviee, a mesure que
l'ouverture du fourreau expansible auge
-2 2522088 de facon uniforme, vers la paroi du trou, surtout dans la
zone de la peri- pherie qui est situee entre la fente et
l'affaiblissement de section Cela a egalement pour consequence une
repartition non-uniforme de la pression.
Dans des materiaux recepteurs durs, comme du beton classique, on ne
peut obtenir, du fait de l'application seulement partielle des forces
par rapport a l'aptitude d'absorption de forces du materiau recepteur,
que des valeurs d'ancrage relativement faibles Par suite de cette
caracteristique de repartition de pression, on ne peut obtenir, meme
lors de la mise en place du boulon d'ancrage a expansion dans des
materiaux recepteurs ayant une resis- tance plus faible que celle du
beton classique en ce qui concerne la capacite predeterminee
d'absorption de forces du boulon d'ancrage a expansion, qu'un faible
degre d'ancrage La repartition de pression nonuniforme provoque dans
ce cas une sollicitation excessive localisee du materiau recepteur de
sorte qu'il se produit dans de nombreux cas une rupture de la zone de
retenue qui est determinante pour le degre d'ancrage.
L'invention a pour but de creer un boulon d'ancrage a expansion qui
soit simple a-mettre en place, qui soit caracterise par un accrochage
uniforme sur la paroi d'un trou et qui permette d'obtenir en
consequence de hauts degres d'ancrage dans des materiaux recepteurs de
resistances differentes.
Selon l'invention, ce but est atteint en ce qu'il est prevu dans la
zone de l'affaiblissement de section une saillie depassant du contour
exte- rieur cylindrique du fourreau expansible.
Avantageusement, il est prevu une ou plusieurs saillies en forme de
bossages le long de l'affaiblissement de section sur le contour
exterieur cylindrique du fourreau expansible Les saillies de la
cheville expansible engagee dans le trou s'appliquent contre la paroi
de ce trou Par engagement progressif du contour conique de la partie
retrecie dans le fourreau expan- sible, les saillies exercent
obligatoirement une poussee orientee radialement contre
l'affaiblissement de section, de sorte qu'il se produit correctement
une rupture de ce dernier Les secteurs de fourreau crees de cette
maniere sont appliques, a mesure que progresse l'elargissement du
fourreau expan- sible, uniformement contre la paroi du trou Cela
provoque un accrochage uniforme de l'ensemble de la peripherie du
boulon d'ancrage a expansion sur la paroi de trou.
Lors de la mise en place du boulon d'ancrage a expansion dans du beton
dur classique, on peut obtenir, du fait de la repartition de pression
sur une grande surface, un degre d'ancrage comparativement plus eleve
Dans des materiaux recepteurs de faible resistance, la repartition
uniforme de pression permet d'obtenir une force d'expansion
superieure, ce qui cree a nouveau des degres d'ancrage comparativement
eleves.
-3 2522088
Lorsque l'affaiblissement de section s'etend sur la totalite ou si une
grande partie de la longueur du fourreau, la saillie est disposee de
preference le long de l'affaiblissement de section.
Une saillie s'etendant de facon continue sur toute la longueur de
l'affaiblissement de section augmente la rupture de la partie retrecie
ou de la zone de rupture imposee sur toute sa longueur Apres la
rupture de la partie retrecie, son volume de matiere penetre en meme
temps que la saillie dans le volume libre en forme de fente qui existe
entre les secteurs du fourreau La saillie n'altere alors pas
l'accrochage de la peri- phgrie du fourreau sur la paroi du trou.
On obtient une meilleure tenue du fourreau expansible sur la tige
d'ancrage lorsque ledit fourreau n'est pas fendu longitudinalement
Avanta- geusement, il est prevu dans ce cas sur le fourreau expansible
deux affaibli sements de section qui sont places dans des positions
diametralement opposeand et qui sont associes a des saillies Cet
agencement permet de creer, par rupture des parties retrecies, a
nouveau deux secteurs de fourreau, de sort E qu'on obtient une
repartition de pression tres uniforme sur la surface peri- pherique,
essentiellement cylindrique du fourreau expansible.
La saillie peut s'etendre sur toute la largeur, orientee dans la
direction peripherique, de la zone formant l'affaiblissement de
section et qui est espacee radialement de la partie retrecie
Avantageusement, l'affai- blissement de section est cree par un
profilage La transition anguleuse entre la zone refoulee et la zone de
section non-deformee constitue ainsi lu zone d'affaiblissement.
Selon une variante de l'invention, la saillie est agencee sous la
forme d'une nervure de plus petite largeur que l'affaiblissement de
section, ou bien sous la forme de la zone constituant
l'affaiblissement de section et espacee radialement de la partie
retrecie Ce profilage facilite la rupture de l'affaiblissement de
section Ce dernier est en outre avantageusement profile de maniere que
son epaisseur soit differente le long de la p 9 ripheri du fourreau
expansible De cette maniere, on peut controler a volonte l'ar-
rachement de la zone de rupture imposee en relation avec un agencement
et ut disposition correspondants de la nervure.
Conformement a une autre caracteristique de l'invention, le fourre
expansible est divise en secteurs par des articulations prevues a
chaque foi entre deux saillies adjacentes et comportant un axe de
pivotement oriente parallelement a l'axe du fourreau Apres la
sollicitation des zones de rupture imposees pendant l'operation de
mise en place, les parties de coquil ainsi creees peuvent etre
deformees dans une large mesure par les articula- tions, de sorte
qu'en pratique, on obtient une application circulaire uni-
_ 4 _ 2522088 forme et ideale de la paroi du fourreau contre la paroi
du trou.
Les articulations peuvent etre creees par des zones du fourreau qui
sont accrochees l'une dans l'autre Par liaison a encliquetage des
parties d'articulation, on peut ainsi conserver une securite
d'accrochage de l'arti- culation apres terminaison de l'eclatement de
la zone de rupture imposee, cet agencement d'articulation permettant
en outre un montage simplifie du fourreau expansible lors de la
fabrication de la cheville expansible.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention seront mis en
evidence, dans la suite de la description, donnee a titre d'exemple
non limi- tatif, en reference au dessin annexe dans lequel:
La figure 1 est une vue en elevation d'un boulon d'ancrage a expan-
sion pret a la pose, La figure 2 en est une vue en coupe agrandie,
suivant II-II de la figure 1, La figure 2 a est une vue en coupe
agrandie suivant II-II de la figure 1, du boulon d'ancrage a expansion
mis en place, La figure 3 est une coupe detaillee, analogue a la
figure 2, d'un boulon d'ancrage a expansion dont le fourreau
expansible est agence autre- ment, La figure 4 est une coupe
detaillee, analogue a la figure 2, d'un boulon d'ancrage a expansion
comportant a nouveau un autre agencement du fourreau expansible, La
figure 5 est une coupe detaillee, analogue a la figure 2, d'un boulon
d'ancrage a expansion comportant un agencement encore different du
fourreau expansible, La figure 6 est une vue detaillee du fourreau
expansible represente sur la figure 5, cette vue etant faite dans la
direction de la fleche VI de la figure 5.
Le boulon d'ancrage a expansion represente sur la figure 1 se compose
d'une tige d'ancrage designee dans son ensemble par 1 et d'un fourreau
expansible designe dans son ensemble par 2.
La zone de la tige d'ancrage 1 placee du cote d'enfoncement compor- te
une partie peripherique retrecie 3 dont la zone orientee dans la
direction d'enfoncement est pourvue d'un contour conique 4
s'elargissant dans la direc- tion d'enfoncement La partie de la tige
d'ancrage 1 qui est opposee a l'ex- tremite d'enfoncement est pourvue
d'un filetage 5 destine a recevoir un ecrou
(non represente).
Le fourreau expansible 2 se compose, comme le montre la figure 2, de
deux moities 6, 7 qui sont assemblees l'une avec l'autre par
l'interme- diaire de deux affaiblissements de section 8, 9 Les
affaiblissements de
-5 2522088 section 8, 9 agissant comme des zones de rupture imposee,
sont crees par des rainures 11, 12 de section droite rectangulaire qui
sont orientees longitu- dinalement sur le cote interieur du fourreau
expansible 2 La profondeur de rainure augmente sur leur largeur dans
une des directions peripheriques du fourreau expansible 2, de sorte
que l'epaisseur residuelle a dans la zone d'une des moities de
fourreau 6 est plus petite que l'epaisseur residuelle b dans l'autre
moitie de fourreau 7 La surface peripherique des moities de fourreau
6, 7 comporte, dans la zone des affaiblissements de section 8, 9, des
saillies se presentant sous la forme de nervures 13, 14 orientees lon-
gitudinalement Chaque moitie de fourreau 6, 7 est divisee
longitudinalement dans sa zone de sommet, les parties en forme de
secteur ainsi creees s'accro- chant l'une dans l'autre par
l'intermediaire d'articulations designees dans leur ensemble par 15,
16 A cet effet, les zones extremes, mutuellement adjacentes et
s'etendant le long du plan de division, des parties en forme di
secteurs, sont pourvues de nez 15 a, 15 b; 16 a, 16 b.
Pour la mise en place du boulon d'ancrage a expansion, celui-ci es
engage par la zone portant le fourreau expansible 2 dans un trou 17
(cf. figure 2 a) menage au prealable dans un materiau recepteur 18 de
facon a ne pas avoir une grosseur bien superieure a celle du diametre
de la tige d'an- crage Les nervures 13, 14 du fourreau expansible 2
depassent non seulement de sa peripherie exterieure mais egalement
legerement de celle de la tige d'ancrage 1 Les nervures 13, 14
s'accrochent par consequent, lors de l'enfo cement du boulon d'ancrage
a expansion, dans la paroi du trou 17, et elles creent ainsi une
fixation prealable dans le materiau recepteur 18.
Pour faciliter l'engagement du fourreau expansible 2 dans l'embou-
chure du trou 17, les nervures 13, 14 comportent un chanfrein 19
oriente dan la direction d'enfoncement.
La tige d'ancrage 1 du boulon d'ancrage a expansion engagee dans 1
trou est ensuite tiree, a l'aide de l'ecrou precite, dans un sens
oppose a I direction d'enfoncement par application dudit ecrou contre
le materiau recel teur 18 La partie de contour conique 4 penetre alors
dans le fourreau expar sible 2 fixe axialement au prealable dans le
materiau recepteur 18 et elle commence a elargir radialement ledit
fourreau Les nervures 13, 14 qui sont placees radialement l'une
au-dessus de l'autre soumettent alors les zones de rupture imposee 8,
9 a une pression croissante a laquelle ne peut plus resii ter la
petite epaisseur residuelle a au bout d'une petite fraction de la
course d'expansion -il se produit un eclatement des affaiblissements
de section 8, 9, comme le montre la figure 2 a Les nervures 13, 14, et
les parties de paroi du fourreau expansible 2 qui les portent,
penetrent alors dans le volume libre cree par les rainures 11, 12.
-6 2522088
Un mouvement additionnel de retrait de la tige d'ancrage I provoque
egalement une penetration additionnelle du contour 4 dans le fourreau
expan- sible 2 Les moities de fourreau 6, 7 sont ainsi plus ecartees
radialement en direction de la paroi du trou 17 menage dans le
materiau recepteur 18 Les articulations 15, 16 permettent alors un
mouvement de pivotement des moities de fourreau 6, 7 et par consequent
l'adaptation de leur diametre au diametre d'expansion de la tige
d'ancrage, qui s'elargit lors du processus de traction vers
l'interieur du contour conique 4.
La surface peripherique exterieure des moities de fourreau 6, 7
s'applique par consequent suivant un cercle complet contre la paroi du
trou 17 et elle cree ainsi l'accrochage uniforme qui est essentiel
pour obtenir un haut degre d'ancrage.
Le mode de realisation represente en detail sur les figures 3 a 6 se
differencie de celui de la figure I en ce qui concerne l'agencement du
fourreau expansible, et pour cette raison seul le fourreau expansible
a ete pourvu de nouvelles references numeriques.
Sur la figure 3, le cote interieur du fourreau expansible designe dans
son ensemble par 21 s'applique contre la partie retrecie 3 Par un pro-
filage approprie, on cree un affaiblissement bilateral de section 22,
sur toute la largeur duquel s'etend une saillie 23.
Dans le mode de realisation de la figure 4, on cree sur le fourreau
expansible 24 un affaiblissement de section 25 par profilage d'une
zone en forme de dent de scie La partie dorsale de cette zone
constitue une saillie
26 qui assure la rupture de l'affaiblissement de section 25 dans des
condi- tions d'expansion.
Le mode de realisation de la figure 5 est semblable a celui de la
figure 4 Dans ce cas egalement, le fourreau expansible designe dans
son ensemble par 27 comporte une saillie 28 en forme de dent de scie
qui est cree par profilage Cette saillie est reliee, par
l'intermediaire de deux affai- blissements de section 29 places du
cote de l'extremite -la figure 6 repre- sente un des deux
affaiblissements avec l'autre partie du fourreau expan- sible 27.
Avantageusement, chacun des fourreaux expansibles representes sur les
figures 3 a 6, comporte, d'une maniere analogue a celui des figures I
a 2 a, deux saillies placees dans des positions diametralement
opposees Du point de vue fonctionnel, ce qui a ete decrit pour les
figures I a 2 a s'ap- plique egalement.
-7 2522088
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Boulon d'ancrage a expansion comportant une tige d'ancrage,
essentiellement cylindrique et un fourreau expansible entourant une
partie retrecie peripherique de la tige d'ancrage presentant un
contour conique s'elargissant en partie dans la direction
d'enfoncement, le fourreau expan- sible ayant une forme
essentiellement cylindrique creuse et le cote interieu: du fourreau
expansible comportant une zone espacee radialement de la partie
retrecie pour former un affaiblissement de section agissant comme une
zone di rupture imposee, caracterise en ce qu'il est prevu dans la
zone de l'affai- blissement de section (8, 9; 22, 25, 29) une saillie
(13, 14; 23, 26, 28) depassant du contour exterieur cylindrique du
fourreau expansible (2; 21, 24, 27).
2 Boulon d'ancrage a expansion selon la revendication 1, carac- terise
en ce que la saillie (13, 14; 23, 26, 28) est disposee, dans le sens
longitudinal du fourreau, le long de l'affaiblissement de section (8,
9; 22:, 29).
3 Boulon d'ancrage a expansion selon l'une des revendications 1 ot 2,
caracterise en ce qu'il est prevu deux affaiblissements de section (8,
9; 22, 25, 29) places dans des positions diametralement opposees et
qui sont associes a des saillies (13, 14; 23, 26, 28).
4 Boulon d'ancrage a expansion selon la revendication 2, carac- terise
en ce que la saillie est agencee sous forme d'une nervure (13, 14)
ayant une largeur plus petite que l'affaiblissement de section (8, 9).
Boulon d'ancrage a expansion selon l'une quelconque des revendi-
cations 1 a 4, caracterise en ce que le fourreau expansible (2) est
divise er secteurs par des articulations (15, 16), prevues
respectivement entre deux saillies adjacentes (13, 14; 23, 26, 28) et
dont les axes de pivotement sont orientes parallelement a l'axe du
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