CH635889A5 - Dispositif d'ancrage pour elements de fixation dans un ouvrage construit et procede pour sa mise en action. - Google Patents

Dispositif d'ancrage pour elements de fixation dans un ouvrage construit et procede pour sa mise en action. Download PDF

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Description

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage d'éléments de fixation dans un ouvrage construit et un procédé pour sa mise en action.
Lors de la réalisation de grandes installations industrielles, à cause de la durée et de la complexité des travaux, la construction des bâtiments doit se faire simultanément au développement du projet de l'installation car, si la construction était retardée jusqu'à l'achèvement du projet, les coûts seraient exorbitants puisqu'il faudrait conclure les contrats portant sur les équipements très longtemps avant la date où on en aurait besoin et cela rendrait impossible l'incorporation des progrès technologiques survenant pendant le développement des travaux, l'information devant être bloquée très longtemps avant la construction de l'installation.
C'est pourquoi la construction des bâtiments doit se faire avec une information nécessairement incomplète sur l'installation et, par conséquent, avec une connaissance également incomplète des éléments nécessaires à la fixation des équipements, des installations de tuyauteries, des conduites électriques, etc.
Même si on effectue des prévisions tenant compte des éléments qu'il faudra fixer, il existe une foule de cas où (à cause de modifications de l'installation, de variations des équipements, etc.) il n'est prévu aucun élément pour la fixation des matériels et des installations, ce qui est particulièrement grave dans le cas d'équipements très lourds ou qui, pour telle ou telle raison (impacts, accélérations sismiques, etc.), transmettent de grandes charges au bâtiment.
En résumé, lors de la construction de grandes installations industrielles (et également lors des processus d'agrandissement ou de modification d'installations industrielles), il se produit nombre de cas où il faut directement supporter de grandes charges sur l'ouvrage construit.
Actuellement, pour supporter de grandes charges dans un ouvrage déjà construit, la fixation se fait au moyen de boulons qui sont introduits dans des trous réalisés dans l'élément de construction correspondant, auquel on les fixe grâce à un adhésif (boulons à fixation chimique) ou à l'aide de systèmes mécaniques qui provoquent le déploiement de l'un ou l'autre des composants du boulon pressé latéralement contre les parois du trou (boulons de scellement).
Si on analyse les deux systèmes de fixation, comme il est fait ci-après, on en arrive à la conclusion que ni l'un ni l'autre n'offre une totale sécurité.
Avec les boulons à fixation chimique, il est impossible de savoir si l'adhésif enveloppe complètement la surface du boulon et s'il a un bon contact avec ce dernier et avec les parois du trou, toute inspection, quelle qu'elle soit, étant en outre irréalisable. Il peut aussi se présenter des défauts de fixation dus au vieillissement de l'adhésif, à des attaques chimiques ou à l'existence d'éléments étrangers sur les parois du trou (poussière, graisse, humidité, etc.).
Avec les boulons de scellement, puisque la fixation s'effectue en exerçant une pression latérale contre les parois du trou, il peut y avoir des glissements à long terme, toute la capacité de fixation pouvant aller jusqu'à se perdre avec le passage du temps. Cet effet est particulièrement important dans le cas de boulons soumis à des pressions dynamiques où les oscillations produites par les charges facilitent le glissement. Par ailleurs, ce genre de fixation est très sensible à l'état dans lequel se trouvent les parois du trou, des glissements pouvant se produire s'il y existe de la poussière, de la graisse, etc.
De tout ce qui précède on peut conclure que les systèmes existant à l'heure actuelle n'offrent pas une sécurité totale. Il faut signaler que, à la suite d'un défaut de fixation, il peut survenir des ruptures de tuyauteries ou de câbles électriques, ce qui, à cause de leur rapport avec la sécurité de l'installation (systèmes de contrôle, systèmes de lutte contre l'incendie, etc.) ou du type de fluide qu'ils transportent (acides, combustibles, etc.), peut aboutir à la destruction totale de l'installation et entraîner des pertes de vies humaines.
On en déduit la nécessité de réaliser un nouveau système de fixation qui assure un degré parfait de sécurité. On peut y parvenir avec le dispositif de la présente invention tel que décrit à la revendication 1. Grâce à ce dispositif, on obtient une fixation parfaitement sûre.
Pour faciliter l'interprétation de l'objet de cette invention, les plans ci-joints présentent une forme de réalisation pratique du système, qui ne doit cependant être considérée que comme un exemple et revêtant, par conséquent, un caractère informatif, les figures respectives correspondant à chacune des phases du système.
Sur ces plans, la fig. 1 montre un trou normal percé 1 dans un mur, vu en section.
La fig. 2 présente, également en section, le même trou 1 percé avec un élargissement 2.
La fig. 3 représente un goujon de montage avec une tête de commande 3, un secteur fileté 4, un secteur rétréci 5 et un secteur terminal fileté 6, outre un élément de commande 7.
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La fig. 4 montre une bague d'ancrage 8 pourvue de branches 9 à saillies 10 en forme de griffes ou d'ergots, ainsi qu'une pièce filetée 11, l'ensemble étant placé face à un trou percé 1 à élargissement 2.
La fig. 5 est une illustration de la bague d'ancrage de la fig. 4, montée sur le goujon de montage de la fig. 3, lors de la phase d'introduction dans un trou percé comme celui de la fig. 2, avec les branches 9 abaissées sur le rétrécissement 5 du goujon de montage afin d'en permettre le passage dans le trou percé 1.
La fig. 6 montre la phase au cours de laquelle la bague d'ancrage se trouve en position pour qu'aient lieu l'ouverture des branches 9 et l'introduction des saillies 10 dans l'élargissement 2, par pression de la pièces filetée 11.
La fig. 7 représente la phase d'ancrage de la bague dans le trou percé.
La fig. 8 montre la phase d'extraction du goujon de montage par recours à la tête de commande 3.
La fig. 9 illustre la phase de séparation du goujon de montage après la mise en place et la fixation de la bague d'ancrage.
La fig. 10 représente le système après montage de la pièce à supporter 12 à l'aide de la vis de fixation 13 de celle-ci.
Parmi les différents sens du mot trou, on emploie ici le suivant: trou étroit fait avec une perceuse ou un autre instrument semblable et, par trous percés à élargissements, on entend des trous dans lesquels, à certaines profondeurs, il existe des cavités aux dimensions supérieures au diamètre du trou initial. Ces élargissements peuvent affecter tout le périmètre du trou ou seulement une partie de celui-ci et être réalisés dans le trou à une ou plusieurs profondeurs.
Dans les trous percés 1, les élargissements 2 se pratiquent avec les dimensions et l'extension nécessaires pour obtenir la résistance calculée de la fixation et permettre le montage de l'ensemble d'ancrage, et ils ont la capacité, l'extension et la situation le long du trou permettant d'y loger, de façon permanente, les saillies 10 qu'en forme de griffes ou d'ergots, présente la bague d'ancrage 8 décrite plus loin.
Après avoir percé un trou classique 1, on peut réaliser les élargissements 2 par des procédés très divers, parmi lesquels on peut citer les suivants, sans que l'énumération se veuille exhaustive:
— au moyen d'un outil tournant disposant de lames qui peuvent se déployer, par exemple en tournant autour d'une charnière;
— au moyen de systèmes à percussion qui, à l'aide de pièces articulées, frappent sur les parois du trou;
— au moyen de produits chimiques qui dissolvent ou décomposent le matériau aux endroits où on souhaite réaliser l'élargissement;
— au moyen d'une fraise montée sur un axe rotatif qui s'introduit dans la longueur du trou.
Après avoir foré le trou et réalisé les élargissements nécessaires, on fixe les installations ou les lignes au moyen d'un ensemble d'ancrage constitué essentiellement des trois pièces suivantes:
a) une pièce 11 filetée intérieurement, aux dimensions transversales égales ou inférieures au diamètre du trou afin qu'on puisse l'introduire dans la longueur de ce dernier;
b) une bague d'ancrage 8 qui présente des prolongements en forme de branches 9, à ouverture radiale, pourvues de saillies 10 en forme de griffes ou d'ergots, susceptibles de se loger dans les élargissements correspondants 2 des trous 1 pratiqués dans l'ouvrage; l'espace vide intérieur de la bague d'ancrage 8 est inférieur aux dimensions transversales de la pièce filetée intérieurement de sorte que celle-ci ne puisse pas être extraite à travers celle-là;
le nombre de branches 9 est variable en fonction du diamètre de la bague 8 ;
c) une vis traditionnelle 13 qui, traversant la bague d'ancrage, se fixe par serrage à la pièce filetée intérieurement; cette même vis sert à fixer les éléments 12 à supporter.
L'installation de l'ensemble d'ancrage dans le trou à élargissements percé dans l'ouvrage s'effectue au moyen d'un goujon de montage (fig. 3) pourvu d'une tête de commande 3 et qui comprend trois secteurs: deux filetés 4 et 6 et un rétréci 5 situé entre eux.
Le secteur fileté 6 situé à l'extrémité opposée à la tête de commande 3 sert à supporter, pendant son installation dans le trou, la pièce 11 filetée intérieurement.
L'autre secteur fileté 4, situé près de la tête de commande 3, sert à la mise en position de la pièce filetée; on y parvient en agissant sur un élément de commande fileté 7 adapté à ce secteur, lequel, par vissage, repose sur l'extrémité de la bague d'ancrage 8 et déplace le goujon de montage le long du trou 1, mettant, par conséquent, en position la pièce filetée dans la bague d'ancrage (fig. 6).
Le secteur rétréci 5 a pour mission de permettre l'abaissement des branches 9 de l'ensemble d'ancrage afin d'en rendre possible le passage, avec ses saillies 10, le long du trou 1 pendant le montage de la bague 8.
L'installation de l'ensemble d'ancrage se fait, à l'aide du goujon de montage décrit antérieurement, de la façon indiquée ci-dessous et illustrée en outre dans les fig. 1 à 10 des plans ci-joints, où on représente les phases successives de l'opération et les composants respectifs du système de fixation.
En guise de synthèse, disons qu'on introduit la bague d'ancrage 8 sur le goujon de montage en la situant de manière que les saillies (ergots ou griffes) 10 de ses branches 9 se trouvent face au secteur rétréci 5 du goujon, et qu'on met la pièce filetée 11 sur le secteur terminal 6 du goujon opposé à la tête de commande 3.
On procède au déplacement radial des branches 9 de la bague d'ancrage, en les rabattant vers le centre du trou, afin que, avec leurs saillies 10, elles puissent passer le long du trou 1.
Dès que les saillies 10 des branches 9 sont face aux élargissements correspondants 2 du trou 1, on ouvre les branches 9 de façon que les saillies 10 rentrent dans les élargissements 2. L'ouverture des branches 9 peut se faire grâce à une détente après la déformation que leur cause l'introduction de la bague d'ancrage le long du trou ou grâce à l'action de l'élément de commande fileté situé sur le goujon de montage qui, vissé, déplace le goujon le long du trou, ce qui a pour effet que la pièce filetée et l'extrémité du secteur rétréci exercent une pression latérale sur les branches, les forçant à introduire leurs saillies dans les élargissements du trou. On peut également obtenir l'ouverture des branches par le jeu successif des deux causes décrites, de sorte que la détente produit une introduction partielle des griffes dans les élargissements et que l'action de l'élément de commande en provoque l'introduction totale. La pièce filetée 11 se maintient dans sa position grâce à la pression qu'elle-même exerce sur les branches 9 de la bague d'ancrage 8.
Dès que la pièce filetée 11 et la bague d'ancrage 8 sont installées dans leur position définitive, on retire le goujon de montage en le faisant tourner au moyen de la tête de commande 3 (fig. 8), ce qui a pour effet qu'il se dégage de la pièce filetée à laquelle il était vissé.
Ensuite, on installe la vis 13, qui sert à fixer les installations, en la vissant à la pièce filetée.
De la sorte, la vis 13 est solidement fixée puisqu'elle est vissée à la pièce filetée 11 qui, ayant des dimensions supérieures à l'espace vide intérieur de la bague d'ancrage, ne peut pas être extraite à travers celle-ci, tandis que, à son tour, la bague est bien ancrée dans les élargissements 2 du trou 1 au moyen des griffes ou ergots 10 de ses branches 9.
La transmission de la charge à supporter par la vis se réalise de la façon suivante: la vis transmet la charge à supporter à la pièce filetée qui, à son tour, la transmet à la bague d'ancrage, celle-ci la transmettant, par l'intermédiaire des griffes de ses branches, aux élargissements du trou. A partir de là, la charge se répartit dans tout le corps où a été percé le trou. Cette transmission de charge peut être schématisée comme suit:
Elément à supporter
Vis
Pièce filetée
Bague d'ancrage
Elargissement du trou
Corps où a été percé le trou.
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R
3 feuilles dessins

Claims (6)

635 889
1. Dispositif d'ancrage pour éléments de fixation dans un ouvrage construit, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague d'ancrage (8) comportant des saillies (10) retenant une pièce filetée (11) dans laquelle vient s'adapter une vis (13), ce dispositif étant destiné à être introduit dans un trou comportant au moins un élargissement à une profondeur donnée dans lequel se logeront les saillies.
2. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les saillies sont situées sur les branches de la bague d'ancrage et sont en forme de griffes ou d'ergots.
2
REVENDICATIONS
3. Dispositif d'ancrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la bague d'ancrage retient la pièce filetée parce que les dimensions transversales de la pièce filetée sont supérieures à l'espace vide intérieur de la bague d'ancrage.
4. Dispositif d'ancrage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les branches de la bague d'ancrage, pourvues de saillies en forme de griffes ou d'ergots, sont parallèles à son axe et aptes à se loger dans le ou les élargissements correspondants du trou percé dans l'ouvrage, de façon que le déplacement radial des branches entraîne l'introduction de leurs griffes ou ergots dans les élargissements où s'effectue l'ancrage.
5. Procédé de mise en action du dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'installation et l'adaptation de l'ensemble bague-pièce filetée dans le trou à élargissement est réalisée au moyen d'un goujon de montage à tête de commande, comportant deux secteurs filetés et un rétréci situé entre eux, que le secteur fileté situé à l'extrémité opposée à la tête de commande supporte provisoirement la pièce filetée, que l'autre secteur fileté met en position cette même pièce au moyen d'un élément de commande qui y est adapté et qui, vissé, repose sur l'extrémité de la bague d'ancrage, déplaçant le goujon jusqu'à la mise en place de la pièce filetée, que le secteur rétréci permet l'abaissement des branches de la bague d'ancrage pendant le montage et leur passage, avec leurs saillies, le long du trou jusqu'à leur position définitive, et que ce goujon de montage est retiré en le faisant tourner au moyen de la tête de commande dès que la pièce filetée et la bague d'ancrage sont en position.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'ouverture radiale des branches de la bague d'ancrage se réalise par détente après la déformation des branches provoquée lors de l'introduction de la bague d'ancrage le long du trou ou par l'action de l'élément de commande fileté qui, déplaçant le goujon de montage, oblige la pièce filetée et l'extrémité du secteur rétréci à exercer une pression latérale sur les branches de la bague d'ancrage, forçant ces dernières à introduire leurs saillies dans les élargissements, ou encore par le jeu successif des deux causes, de sorte que la détente des branches produit une introduction partielle des saillies dans les élargissements et que l'action de l'élément de commande en provoque l'introduction totale.
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