FR2521903A1 - Procede et dispositif permettant de realiser une fixation ou un scellement de securite absolue par forage de trou du type cylindrique/conique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF DE FORAGE DE TROU DU TYPE CYLINDRIQUECONIQUE. LE DISPOSITIF COMPREND UN CANON DE PERCAGE 1 DE LONGUEUR SUFFISANTE POUR ASSURER UN GUIDAGE PRECIS D'UN OUTIL DE FORAGE 2, LEDIT CANON DE PERCAGE 1 COMPORTANT AU MOINS UN ORIFICE DE PERCAGE 3 LE TRAVERSANT LONGITUDINALEMENT DONT L'AXE X-X FAIT UN ANGLE PREDETERMINE PAR RAPPORT A L'AXE A-A DE L'AVANT-TROU CYLINDRIQUE EN POSITION MONTEE DITE DE TRAVAIL. L'INVENTION PERMET DE REALISER UNE FIXATION OU UN SCELLEMENT DE SECURITE ABSOLUE D'ELEMENTS DE FIXATION DONT LA TENUE EST LIMITEE PAR LA RESISTANCE MECANIQUE DE LA FIXATION ELLE-MEME.

Description

La présente invention concerne essentiellement un procédé et un dispositif permettant de réaliser une fixation ou un scellement de sécurité absolue par forage de trou du type cylindrique/conique. Selon l'invention, le procédé et le dispositif sont particulièrement simples et utilisables par une main d'oeuvre de faible qualification en vue d'améliorer la tenue des scellements et fixationsà utiliser dans les industries du bâtiment et des travaux publics et en particulier ~ dans les constructions anti-sismiques.

Les fixations et scellements d'usage courant impliquent généralement des forages cylindriques de profondeur variable dans lesquels on place des chevilles à expansion forcée et travaillant par friction.

Il en résulte une dispersion dans les caractéristiques de tenue de ces scellements. Un accroissement interne du diamètre en fond de forage permet l'emprisonnement de la partie expansée de la fixation dont la tenue est alors déterminée par sa propre résistance mécanique.

La régularité de tenue des scellements ainsi réalisée s'en trouve considérablement améliorée.

Etant donné que le profil d'expansion des fixations courantes est généralement conique, on a déjà cherché à réaliser un usinage conique du fond d'un forage cylindrique.

Pour réaliser de tels profils on a tout d'abord proposé des appareils dérivés des machines outils comme des aléseuses, ces appareils étant très difficilement adaptables aux nécessités des chantiers en raison de leur complexité, de leur poids important s'accompagnant de difficultés de dépla- cement et de maniabilité ainsi que d'un prix prohibitif, etc.

La Société Fischer a aussi récemment proposé un dispositif dénommé "ZIKON-Set" qui permet de réaliser un profil conique à l'extrémité interne d'un trou préalablement cylindrique.

Cependant, selon ce dispositif de la Société Fischer, la réalisation de ce profil conique est effectoeepar arasage des parois du fond d'un trou cylindrique préalablement foré par inclinaison de la perceuse avec itemploi d'un dispositif intermédiaire qui présente l'inconvenient majeur d'interdire l'emploi des possibilités de percussion des perceuses.

D'autre part , selon ce dispositif de la Société
Fischer il faut utiliser une mèche de profil spécial pour réaliser l'arasage du fond du trou cylindrique. En outre, étant donné que pour réaliser cet arasage la mèche est au départ parfaitement centrée sur le trou cylindrique il se produit un arasage depuis l'entrée du trou cylindrique jusqu'au fond de celui-ci et il n'y a donc pas véritablement un trou cylindrique suivi d'un trou conique.

De ce fait, ce dispositif de la Société Fischer n'est utilisable que pour réaliser des fixations de faible profondeur. Ce dispositif est donc limité aux fixations rasantes et n'est donc pas utilisable dans la plupart des cas et en particulier dans les constructions anti-sismiques qui exigent des fixations très profondes.

Enfin, le dispositif ',ZIKON" par sa complexité ne favorise pas le débourrage des particules de matériau arasé de sorte que cet appareil est difficilement utilisable sur des chantiers.

Il en résulte que tous les appareils connus ne sont pas adaptés en pratique pour résoudre les problèmes posés par les nécessités des chantiers.

La présente invention a donc pour but de fournir une solution particulièrement simple et utilisable par une main d'oeuvre de faible qualification tout en assurant une tenue des scellements et fixations de sécurité absolue c'est-à-dire ayant une tenue déterminée par sa propre résistance mécani- que. En outre, cette solution doit permettre l'utilisation des possibilités de percussion des machines, ces possibilités de percussion étant pratiquement indispensables dans des matériaux durs comme le béton.

Cette solution consiste selon la présente invention en un procédé permettant de réaliser une fixation ouun scellement de sécurité absolue d'élément de fixation notamment par expansion, par forage de trou du type cylindrique/conique dans lequel est introduit puis expansé l'élément de fixation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes
a) on perce un avant-trou cylindrique à une profondeur prédéterminée en fonction de l'endroit précis ou est prévue la naissance du cône d'expansion de l'élément de fixation par expansion
b) on réalise un premier forage d'une profondeur prédéterminée débutant à l'endroit ou est prévue la naissance du cône d'expansion de l'élément de fixation, selon un angle prédéterminé q par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique de manière que le premier trou de forage obtenu ait son axe formant ledit angle # avec l'axe de l'avant-trou cylindrique; et
c) on réalise plusieurs autres forages similaires angulairement décalés du premier en obtenant ainsi à la suite d'au moins une partie de l'avant-trou cylindrique un trou ayant une section de profil extérieure au moins partiellement conique.

Selon une caractéristique avantageuse de ce procédé, pour réaliser les forages précités,on introduit un moyen formant canon de perçage dans l'avant trou cylindrique, ledit canon de perçage étant de longueur suffisante pour assurer un guidage positif précis d'un outil de forage, ledit canon de perçage comportant au moins un orifice de perçage le traversant longitudinalement dont l'axe fait l'angle prédéterminé précité par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique ; et on introduit un outil de forage à une ou deux tailles dans l'orifice de perçage du canon de perçage ge, les forages précités étant réalisés en utilisant de préférence les possibilités de percussion des machines.

Selon une caractéristique préférentielle de ce procédé, les forages successifs sont réalisés avec un décalage anqulaire de 1800, 1200 ou de 900 les uns par rapport aux autres afin d'obtenir un trou ayant une section droite en trèfle à deux,trois ou quatre feuilles, en vue d'empêcher la rotation ultérieure de l'élément de fixation tel qu'une cheville à expansion, qui sera introduit dans le trou du type cylindrique/conique.

Selon une autre caractéristique préférentielle de ce procédé, l'orifice de perçage a un diamètre compris entre 20 et 80%, de préférence entre 40 et 60% et encore de préférence d'enviror 50% à 60% du diamètre de l'avant-trou cylindrique.

L'invention concerne aussi un dispositif de forage de trou du type cylindrique/conique comprenant un avant-trou cylindrique suivi d'un trou à profil conique notamment pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen formant canon de perçage de longueur suffisante pour assurer un guidage précis d'un outil de forage, ledit canon de perçage comportant au moins un orifice de perçage le traversant longitudinalement dont l'axe fait un angle PI prédéterminé par rapport à l'axe de l'avanttrou cylindrique en position montée dite de travail.

Selon un mode de réalisation particulier, le canon de perçage présente un profil externe correspondant sensiblement au diamètre de l'avant-trou cylindrique et de préférence l'orifice de perçage du canon de perçage débouche tangentiellement à la paroi extérieure interne du canon de perçage dans l'avant-trou en position de travail.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le canon de perçage comporte plusieurs orifices de perçage le traversant longitudinalement et dont l'axe fait l'angle 4 prédéterminé précité par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique, lesdits orifices de perçage étant angulairement décalés les uns par rapport aux autres. De préférence, cet angle d'inclinaison de l'axe de l'orifice de perçage est inférieur à 100 et est generalement compris entre 3 et 80.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, l'orifice de perçage aun diamètre compris entre 20 et 80%, de préférence entre 40 et 60% et encore de préférence environ 50% à 60% du diamètre ae l'avant-trou cylindrique.

Selon une variante. d'exécution, le canon de perçage peut être réalisé en deux pièces distinctes accouplées entre elles de manière à pouvoir être mises en rotation l'une relativement à l'autre, la pièce externe étant destinée avantageusement à assurer principalement le guidage de l'outil de forage.

D'autre part, selon une autre variante, pour le forage de trou très profond, comme c'est par exemple le cas dans la construction de centrales nucléaires, ledit dispositif comprend un outil de perçage, tel qu'une mèche, comprenant deux parties articulées entre elles, par exemple par une articulation homocynétique, la partie interne étant prévue pour être accouplée au canon de perçage précité de façon que ledit canon de perçage réalise un guidage précis de la partie interne de l'outil de perçage selon l'angle d prédéterminé précité.

Selon d'autres variantes d'exécution, le canon de perçage peut comprendre deux orifices diamétralement opposés ou quatre orifices angulairement décalés de 90 .

Le canon de perçage peut aussi comprendre une collerette de retenue, ainsi que des ailettes anti-rotation sur sa paroi en contact avec l'entrée de l'avant-trou cylindrique, de manière à éviter la chute par gravité de ce canon de perçage lors de la réalisation de fixation notamment sur des plafonds.

On comprend ainsi que l'invention permet de réaliser un guidage des outils de forage,tels que mèchesrpositif et long, qui peut se trouver à l'intérieur et/ou à l'extérieur de l'avant-trou cylindrique.

D'autre part, selon l'invention, on utilise des outils de forage classiques ne travaillant pas en fraise par arasage du matériau mais par percussion car on effectue une attaque p0.1p0.n & culairement au matériau en réalisant des forages dans du matériau vierge.

D'autre part, étant donné que l'outil de forage est complètement excentré par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique on peut réaliser des fixations à la profondeur requise pour obtenir la rupture mécanique.

En outre, selon l'invention on utilise des outils de forage sous-calibrés ce qui permet d'obtenir des angles de cône plus importants que dans les dispositifs anterieurs travaillant par arasage avec un sur-calibrage d'au moins une partie de l'outil de forage.

En outre, un autre avantage important de l'invention est que l'utilisateur connait parfaitement l'orientation positive des forages grâce à l'aspect positif des orifices de perçage notamment par le fait qu'ils sont séparés. On peut donc obte nir un décalage angulaire précis.

D'autre part, une caractéristique très importante de l'invention à ce sujet est que l'on peut réaliser des forages à profil conique en fond de trou du type trèfle sans risque de glissement des mèches.

Les trous en trèfle de l'invention réalisés à l'aide d'un sous-calibrage de l'outil de forage par rapport au rayon de la fixation elle-même est d'une importance primordiale car il aboutira à une déformation de chaque lèvre ou racine expansible de l'élément de fixation tel qu'une cheville avec un effet de fluage des lèvres ou racines qui interdira à l'élément de fixation ou cheville de reprendre sa forme initiale même Si elle flue. En d'autres termes, son recalibrage sera interdit par glissement et fluage tandis que ce profil en trèfle interdit toute rotation possible de l'élément de fixation ou cheville ce qui est particulièrement avantageux.

La simplicité du dispositif selon l'invention permet d'utiliser des éléments de fixation ou chevilles de faible conicité ce qui est très avantageux car en donnant une orientation correcte aux Résultantes, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement aux génératrices du cône on soumet le matériau à des efforts mieux répartis et donc à un taux de travail inférieur,
ce qui permet de prévoit des fixations relativement plus courtes, et l'angle de conicité est avantageusement inférieur à 100 et de préférence compris entre 3 et 80.

Enfin, par l'emploi des possibilités de percussion des machines, il n'y a aucun problème pour travailler dans n'importe quel type de matériau. D'autre part, selon l'invention on peut sortir l'outil de forage tel qu'une mèche et débourrer la poussière, l'évacuation ayant lieu par les gorges de l'outil de forage et selon l'axe de celui-ci.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront clairement à la lumière de la description suivante en référence aux dessins annexés représentant plusieurs modes de réalisation actuellement préférés de l'invention donnés simplement à titre d'exemple et qui ne sauraient donc en aucune façon en limiter la portée.Dans les dessins
- la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention en position de travail avec un outil de forage en position de travail ;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 représentant un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention
- la figure 3 est une vue selon la flèche III de la figure 2
- la figure 4 représente en coupe longitudinale une fixation obtenue grâce au dispositif et au procédé selonl'invention;;
- la figure 5 représente en coupe longitudinale partielle un autre mode de realisation d'un dispositif selon l'invention
- la figure 6 représente une vue selon la flèche VI de la figure 5
- les figures 7 et 8 représentent respectivement en section droite au niveau du profil en trèfle obtenu selon un mode préférentiel de l'invention, avant expansion (figure 7) et après expansion (figure 8) de manière à montrer le vriage des lèvres ou racines de l'élément de fixation dans les feuilles du profil en trèfle de l'invention ; et
- la figure 9 représente en coupe longitudinale un autre mode de réalisation de l'invention destine plus par ticulièrement à réaliser les fixations très profondes comme celles nécessitées dans les constructions antisismiques.

En référence à la figure 1 selon un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, celui-ci comprend un moyen 1 formant canon de perçage de longueur suffisante pour assurer un guidage précis d'un outil de forage 2. Ce canon de perçage 1 comporte au moins un orifice de perçage 3 le traversant longitudinalement dont l'axe X-X fait un angle i predetermine par rapport à l'axe A-A de l'avant-trou cylindrique aans sa position montée dite de travail, comme représenté à la figure 1.

Dans ce mode de réalisation, le canon de perçage est réalisé avec un seul orifice de perçage 3 mais il est bien entendu que ce canon de perçage peut comporter plusieurs orifices de perçage comme cela sera vu plus loin en ce qui concerne les autres modes de réalisation.

Avantageusement, le canon de perçage 1 présente un profil externe correspondant sensiblement au diamètre de l'avant-trou cylindrique 4, comme on le voit bien à la figure 1. De préférence, l'orifice de perçage 3 du canon de perçage 1 débouche tangentiellement à la paroi extérieure interne 6 du canon de perçage 1 dans l'avant-trou 4 en position de travail.

En outre, avantageusement l'orifice de perçage 3 a un diamètre d compris entre 20 et 80%, de préférence entre 40 et 60% et encore de préférence environ 50% à 60% du diamètre
D de l'avant-trou cylindrique 4. Ainsi, on pourra observer que selon ce dispositif selon l'invention on utilise un outil de forage 2, tel qu'une mèche,qui est sous-calibré par rapport à l'avant-trou cylindrique 4, ce qui donne naissance aux avantages précités que l'on rappellera aussi plis loin.

D'autre part, selon une caractéristique particulière, la longueur du canon de perçage dans l'avant-trou cylindrique 4 est sensiblement égale à la profondeur de l'avanttrou cylindrique 4 comme représenté, ce qui permet d'assurer un guidage positif et long jusqu'à l'endroit précis E ou est prévue la naissance du cône d'expansion de l'élément de fixation (non représenté ici).

Par ailleurs, selon une caractéristique préférentielle l'angle i d'inclinaison de l'axe X-X de l'orifice de perçage 3 est inférieur à 100 et est de préférence compris entre 3 et 60 en étant encore de préférence environ égal à 4 ou 50.

Par ailleurs, le canon de perçage 3 peut comprendre une collerette de retenue 8 venant s'appliquer contre la face apparente 10 d'une paroi 12 dans laquelle on réalise les forages.

Selon ce mode de réalisation particulier, on prévoit sur la collerette de retenue un moyen formant manche 14 permettant la mise en rotation du canon de perçage 1.

On comprend ainsi que avec le dispositif selon l'invention on peut utiliser des appareils de forage tels que des perceuses 16 à percussion,le forage ayant lieu avec le dispositif de l'invention sans risque de fléchissement de l'outil de forage 2, tel qu'une mèche.

Après avoir réalisé un premier forage on réalise d'autres forages selon le procédé de l'invention,dans ce mode de réalisation, après avoir retiré l'outil de forage 2,par mise en rotation à l'aide du manche 14 du canon de perçage 1 d'un angle prédéterminé, par exemple de 900, ce qui permet au total de réaliser quatre forages angulairement espacés de 900 en obtenant ainsi à la suite de l'avant-trou cylindrique 4 un trou ayant une section de profil extérieur au moins partiellement conique et plus particulièrement en forme de trèfle selon le mode de réalisation le plus préféré de l'invention, comme représenté aux figures 7 et 8.

On comprendra ainsi que puisque le diamètre de l'outil de forage 2 est sous-calibré par rapport au diamètre de l'avanttrou 4, comme on le voit bien aux figures 7 et 8, le rayon de chaque feuille 18 des profils en trèfle est inférieur au rayon de chaque lèvre ou racine 20 d'une cheville 22 qui elle présente un diamètre correspondant sensiblement au diamètre D de l'avant-trou cylindrique 4.

Par conséquent, lors de l'expansion de la cheville 22 par exemple à l'aide d'un cône d'expansion 24 chaque racine 20 de la cheville 22 constituant l#élément de fixation, sera forcéeà s'imprime dans le profil plus petit de chaque feuille 18 du trou conique en trèfle réalisé selon l'invention. Il en resultera que la cheville sera obligée de fluer et de se vrillerde sorte qu'elle sera complètement bloquée dans les feuilles 18 du profil en trèfle. Ceci interdira son recalibrage par glissement et fluage.

On notera que on a représenté ici les lèvres ou racines 20 de la cheville 22 en concordance avec les feuilles 18 du profil en trèfle. Naturellement, ceci ne se produira pas habituellement mais cet aspect est encore plus avantageux car lors de la mise en expansion de l'élément de fixation ou cheville 22 l'effet de fluage et devrillage sera encore plus important et il y aura sans doute un certain gondolage-des lèvres ou racines 20 de l'élément de fixation ou cheville 22 contre les parties pointues définies entre deux feuilles successives 18 du profil en trèfle selon l'invention, ce qui est particulièrement recherché.

La fixation obtenue sera alors complètement prisonnière comme représenté à la figure 4 et sa tenue sera déterminée par sa propre résistance mécanique.

En référence à la figure 2 on a représenté un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention particulièrement adapté au cas des fixations courtes.

Selon ce mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend un canon de perçage 30 comportant plusieurs orifices de perçage 32 à 38 (voir figure 3) par exemple quatre orifices de perçages angulaires de calés de 900 qui sont conformes à l'orifice 3 du canon de perçage 1 du mode de réalisation de la figure 1 dans leurs caractéristiques.

Ici, étant donné qu'il s'agit de fixations courtes relativement rasantes,lecanon de perçage 30 comprend une partie 39 extérieure à l'avant-trou cylindrique 40 servant principalement au guidage de l'outil de forage 42 comme on le conçoit bien en référence à la figure 2. Ce canon de perçage 30 comprend naturellement une partie 44 pénétrant à l'intérieur de l'avant-trou 40 en position de travail, analogue au mode de réalisation de la figure 1 afin de faire déboucher l'outil de forage 42 à l'endroit précis E où est prévue la naissance du cône d'expansion de l'élément de fixation. Naturellement, ce canon de forage 30 comprend avantageusement une collerette 46, ainsi que des ailettes 48 anti-rotation permettant d'éviter la chute par gravité du canon de perçage 30 par exemple dans le cas où l'on travaille sur des plafonds.Pour faciliter l'enlèvement du canon de perçage 30 la collerette 46 est pourvue de plusieurs ouvertures 50 dans lesquelles peuvent être introduites des vis 52 qui par vissage vont faciliter l'extraction du canon de perçage 30.

Selon ce mode de réalisation, on comprendra que pour réaliser le profil préféré en trèfle selon l'invention il suffira d'introduire successivement l'outil de forage 42 dans chacun des orifices de perçage 32, 34, 36 et 38. Ce mode de réalisation est donc particulièrement simple et adapté à des chantiers pour l'emploi de main d'oeuvre de faible qualification.

On observera que si l'on raccourcissait la partie extérieure 38 du canon de perçage 30 par exemple jusqu'au point 54 où débute le cône 56 interne du canon de perçage restant après réalisation des orifices de perçage 32 à 38, il ne sera plus nécessaire de retirer complètement l'outil de forage 42 pour passer d'un orifice de perçage à l'autre ce qui peut être avantageux. On notera cependant que le guidage de l'outil de forage 42 n'est pas aussi parfait.

Enfin, on notera que selon ce mode de réalisation la face apparente 58 du canon de perçage 30 sur laquelle vient pénétrer l'outil de forage 42 est biseautée de sorte qu'elle soit sensiblement perpendiculaire à l'axe de chaque orifice de perçage 32 à 38.On comprendra donc que ce biseautage est réalisé selon le même angle g que l'angle d'inclinaison C des orifices de perçage par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique 40 et donc en fait de l'axe du canon de perçage 30, et ceci pour permettre une application parfaite du mandrin 60 de l'appareil de forage 62 tel qu'une perceuse, notamment à percussion.

En référence aux figures 5 et 6, on a représenté encore un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention qui comprend dans ce cas un canon de perçage 70 réalisé en deux pièces 72, 74 distinctes accouplées entre elles de manière à pouvoir être mises en rotation l'une relativement à l'autre, la pièce la plus externe 74 étant destinée à assurer principalement le guidage de l'outil de forage comme on le conçoit bien.

Selon ce mode de réalisation, on observera que la partie 72 du canon de perçage 70 comprend un nez 76 de profil extérieur sensiblement cylindrique analogue à la partie 44 représentée à la figure 2 et à l'intérieur duquel sont imprimés les passages des orifices de perçage 78, 80 que l'on voit plus particulièrement à la figure 6 depuis l'extérieur et qui sont diamétralement opposés.

La pièce 72 comprend une collerette 82 comme dans les modes de réalisation précédents et à l'opposé du nez 76 un épaulement cylindrique 84 à l'intérieur duquel vient coopérer un autre épaulement cylindrique 86 de la pièce la plus externe 74, ces épaulements cylindriques 84 et 86 permettant une mise en rotation aisée des pièces 72 et 74 l'une relativement à l'antre.

D'autre part, avantageusement la partie la plus externe 74 comprend en outre un téton 88 coopérant avec une rainure hélicoidale 90 d'un manchon externe 92 contre lequel vient prendre appui en position de travail le châssis (non représenté) de l'outil de forage. On comprend ainsi que si la rainure hélicoldale 90 s'étend selon un angle de 450, lors de l'avance de l'appareil de forage et donc de l'outil de forage le manchon 92 va décrire un arc de 450 ce qui aura pour effet d'aboutir à un perçage d'une feuille 94 de profil en trèfle hélicoidal.

On obtiendra ainsi, après perçage des deux premiers forages dans la position représentée à la figure 6 par rotation de 1800 de la pièce 74 par rapport à la pièce 72,quatre forages 94 à profil conique hélicoïdal en trèfle à quatre feuilles. Un tel profil a été reconnu comme étant aussi particulièrement intéressant pour obtenir us vrilla#-e important de l'élément de fixation tel qu'une cheville.

Enfin, en référence à la figure 9, on a représenté encore un mode de réalisation spécialement adapté pour la réalisation de fixations très profondes.

Dans ce cas, le dispositif selon l'invention comprend un outil de perçage 100, tel qu'une mèche, comprenant deux parties 102, 104 articulées entre elles par exemple par une articulation homocynétique, la partie interne104 servant au forage proprement dit-étant prévue pour être accouplée à un canon de perçage 106 qui est dans ce cas de longueur réduite et dont le but est de réaliser un guidage précis en site de la partie interne 104 de l'outil de perçage 100 selon l'angle i prédéterminé d'inclinaison précité.On notera ici que la partie interne 104 se termine par une extrémité sphérique 108 comportant plusieurs encoches 110 par exemple angulairement espacées de 900, c'est-à-dire quatre encoches, cette extrémité sphérique 108 venant s'installer dans un orifice à profil cylindrique 112 d'un manchon 114 se poursuivant du côté oùdoit avoir lieu le forage par un orifice de profil conique 116 formant un angle d'inclinaison, de préférence le même angle précité, vers l'extérieur par rapport à l'axe du manchon 114. Des vi#s de blocage 118 sont naturellement prévues dans le manchon 114 pour venir être disposées dans les encoches 110 afin de bloquer enposition la partie interne 104 de l'outil de forage 100.La partie externe 102 de l'outil de forage 100 est liée au manchon 114, par exemple par vissage et vient en butée contre l'extrémité sphérique 108 de la partie externe 104.

On comprend ainsi que l'on obtient une articulation homocynétique et que la longueur de la partie 102 peut être très importante et que l'on pourra ainsi au fond de l'avant-trou cylindrique de très grande profondeur réaliser à l'aide d'un tel outil de forage articulé un trou au moins partiellement conique et de préférence selon l'invention en profil en trèfle en faisant quatre rotations successives de 90C après chaque forage. Par ailleurs, de tels forages peuvent être réalisés en utilisant les possibilités de percussion des machines ce qui est particulièrement avantageux.

Ce canon de perçage est solidarisé avec l'outil de forage en rotation folle mais il ne peut pas tourner sur lui-même grâce à la présence de profils externes anti-friction.

L'orifice de perçage 107 est dans ce cas ouvert vers le bas permettant de forcer l'inclinaison de le mèche dans le site choisi au fur et à mesure de l'avance de la mèche. Cette ouverture vers le bas permet de débourrer.

Le canon 106 peut être solidarisé par tout moyen tel qu'une bague portée par la partie interne 104 de l'outil de forage lui-même et coopérant avec une cavité interne du canon de perçage dans laquelle la bague peut coulisser lors de l'avancée de la mèche ; ou par un ressort externe fixé au manchon et au canon de perçage ; ou encore par un sertissage léger 120 comme représenté à- la figure 9.

L'arrière 109 de l'extrémité sphérique 108 a un profil conique ce qui favorise l'inclinaison de la partie interne 104 de l'outil de forage. On obtient ainsi un profil de chaque trou de forage "en trompette", c'est-àdire incurvé vers l'extérieur.

Dans tous les cas, on obtient un trou conique s'évasant vers l'intérieur du mur à la suite de l'avanttrou cylindrique et dont le profil correspond aux caractéristiques recherchées quant à l'orientation des lignes de force résultant d'un effort de traction. Cette fixation doit en outre faire le meilleur remplissage du trou.

Par ailleurs, on peut aussi dans tous les cas approfondir chaque feuille de trèfle à l'aide d'outils de forage plus longs et on peut alors concevoir de nouvelles fixations à racines multiples qui seraient réunies en un seul corps, que l'on expanserait par frappage ou qui pourraient être noyées dans des colleset qui seraient utilisables avantageusement avec l'invention.

Naturellement, chaque fixation ayant ses propres caractéristiques de rupture et de conicité, il sera nécessaire d'adapter les dimensions de l'outil de forage au profil de chaque type et de chaque diamètre de fixation en respectant notamment les angles de conicité, le serrage requis pour chaque profil ainsi que les jeux des outils dans les orifices de perçage.

On comprend donc que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits et représentés ainsi que leurs combinaisons.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé permettant de réaliser une fixation ou un scellement de sécurité absolue d'éléments de fixation par forage de trou du type cylindrique/conique dans lequel est introduit l'élément de fixation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes

a) on perce un avant-trou cylindrique à une profondeur prédéterminée en fonction de l'endroit précis où est prévue la naissance du cône d'expansion de l'élé- ment de fixation

b) on réalise un premier forage d'une profondeur prédéterminée débutant à l'endroit où est prévue la naissance du cône d'expansion de l'element de fixation, selon un angle prédéterminé a( par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique de manière que le premier trou de forage obtenu ait son axe formant ledit angle avec l'axe de l'avant-trou cylindrique ; et

c) on réalise plusieurs autres forages similaires angulairement décalés du premier en obtenant ainsi à la suite d'au moins une partie de l'avant trou cylindrique un trou ayant une section de profil extérieure au moins partiellement conique.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour réaliser les forages précités on introduit un moyen formant canon de perçage dans l'avant-trou cylindrique, ledit canon de perçage étant de longueur suffisante pour assurer un guidage positif précis d'un outil de forage, ledit canon de perçage comportant au moins un orifice de perçage le traversant longitudinale- ment dont l'axe fait l'angle C prédéterminé précité par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique ; et on introduit un outil de forage à une ou deux tailles dans l'orifice de perçage du canon de perçage ; les forages precites etant réalisés en utilisant de préférence les possibilités de percussion des machines.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les forages successifs sont réalisés avec un décalage angulaire de 180, 120 ou 900 les uns par rapport aux autres afin d'obtenir un trou ayant une section droite en trèfle à deux1 trois ou quatre feuilles, en vue d'empêcher la rotation ultérieure de l'élément de fixation tel qu'une cheville à expansion, qui sera introduit dans le trou cylindrique/conique.

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'orifice de perçage du canon de perçage débouche sensiblement tangentiellement à la paroi extérieure interne du canon de perçage dans l'avant-trou en position de travail.

5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'orifioede perçage a un diamètre compris entre 20 et 80%, de préférence entre 40 et 60% et encore de préférence d'environ 50% à 60%, du diamètre de l'avant-trou cylindrique.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de l'axe de l'orifice de perçage est inférieur à 100 et est de préférence compris entre 3 et8 0.

7. Dispositif de forage de trou du type cylindrique/conique comprenant un avant-trou cylindrique suivi d'un trou à profil conique notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen formant canon de perçage de longueur suffisante pour assurer un guidage précis d'un outil de forage, ledit canon de perçage comportant au moins un orifice de perçage le traversant longitudinalement dont l'axe fait un angle i prédéterminé par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique en position montée dite de travail.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le canon de perçage -présente un profil externe correspondant sensiblement au diamètre de l'avant ztrou cylindrique ; et de préférence l'orifice de forage du canon de perçage débouche tangentieilement à la paroi extérieure interne du canon je perçage dans -'avant- trou en position de travail.

9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le canon de perçage comporte pl#usieurs orifices de perçage le traversant longitudinale ment et dont l'axe fait l'angle X prédéterminé précité par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique, lesdits orifices étant décalés les uns par rapport aux autres.

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'angle ss précité d'inclinaison de l'axe de l'orifice de perçage est inférieur à 100 et est de préférence compris entre 3 et 60.

11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'orifice de perçage a un diamètre compris entre 20 et 80%, de préférence entre 40 et 60% et encore de préférence d'environ 50% à 60%, du diamètre de l'avant-trou cylindrique.

12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la longueur du canon de perçage dans l'avant-trou est sensiblement égale à la profondeur de l'avant-trou cylindrique.

13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à#12, caractérisé en ce que le canon de perçage comprend une partie extérieure à l'avant-trou cylindrique servant principalement au guidage de l'outil de forage.

14. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le canon de perçage est réalisé en deux pièces distinctes accouplées entre elles de manière à pouvoir être mises en rotation l'une relativement àl'autre, la pièce la plus externe étant destinée à assurer principalement le guidage de l'outil de forage.

15. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que, pour le forage de trous très profonds, il comprend un outil de forage tel qu'une mèche comprenant deux parties articulées entre elles, par exemple par une articulation homocynétique, la partie interne étant prévue pour être accouplée au canon de perçage précité de façon que ledit canon réalise un guida ge précis en site de la partie interne dey'outil de forage selon l'angle X prédéterminé précité.

17. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que le canon de perçage comprend deux orifices diamétralement opposés.

18. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que le canon de perçage comprend quatre orifices angulairement décalés de 900.

19. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 18, caractérisé en ce que la face apparente du canon de perçage est biseautée de façon à être perpendiculaire à l'axe de l'orifice de perçage.