FR2540908A1 - Anchoring method making it possible to break free from the material in which an expansion bolt is to be anchored, device, expansion bolt and drill bit for its implementation - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne essentiellement un procédé d'ancrage de sécurité absolue avantageusement à grande profondeur de cheville à expansion coopérant avec un élément d'expansion permettant de s'affranchir complètement du matériau dans lequel doit être ancrée ladite cheville à expansion,un dispositi# une dneville et une mèche plr mise en oeuvre. The invention essentially relates to an absolute safety anchoring method, advantageously with a large depth of expansion anchor cooperating with an expansion element making it possible to be completely free of the material in which said expansion anchor is to be anchored, a device for dneville and a plr wick implemented.
Jusqu'à présent, on connaît notamment par la publication avant examen de la demande de brevet allemand
Lutz N027.15.3#O un procédé d'ancrage de c#heville à expansion avec un élément à expansion comprenant la réalisation d'un premier avant-trou cylindrique suivi d'un deuxième forage conique ou contre-dépouille débutant à l'endroit où est prévue l'expansion et allant en s'évasant vers le coeur du matériau à l'aide de tout outil de forage approprié tel que mèche
Selon l'invention Lutz, on utilise pour réaliser ce procédé un canon de perçage pourvu d'un orifice de perçage le traversant longitudinalement servant au guidage d'un outil de forage et dont l'axe fait un angle prédéterminé par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique en position montée dite de travail.Up to now, we know in particular by the publication before examination of the German patent application
Lutz N027.15.3 # O a method of anchoring an expanding c # with an expanding element comprising the realization of a first cylindrical pilot hole followed by a second conical drilling or undercut starting at the place where expansion is planned and flaring towards the core of the material using any suitable drilling tool such as drill bit
According to the Lutz invention, a drilling cannon is provided for carrying out this process, provided with a drilling orifice passing through it longitudinally, used to guide a drilling tool and the axis of which makes a predetermined angle relative to the axis. of the cylindrical pilot hole in the so-called working working position.
Etant donné que l'on recherche une expansion maximale de la cheville à expansion de l'ordre de 7 à 100, la conicité du forage conique doit correspondre à l'angle d'expansion de la cheville à expansion, c'est-à-dire également de 7 à 100. Cet angle de conicité de 7 à 100 ne peut être obtenu que par ltemploi du même angle d'inclinaison de l'orifice de perçage du canon de perçage par rapport à l'axe de l'avant-trou cylindrique en position montée du canon de perçage dans l'avant-trou cylindrique. Since we are looking for a maximum expansion of the expansion plug of the order of 7 to 100, the taper of the tapered bore must correspond to the expansion angle of the expansion plug, that is to say also say from 7 to 100. This taper angle from 7 to 100 can only be obtained by using the same angle of inclination of the drilling orifice of the drilling barrel relative to the axis of the pilot hole. cylindrical in the mounted position of the drilling barrel in the cylindrical pilot hole.
L'obtention d'un tel angle d'inclinaison de l'orifice de perçage dans le canon de perçage nécessite techniquement obligatoirement exclusivement la réalisation de fixations légères à faible profondeur. Et ceci est explicitement mentionné dans le texte de la demande de brevet Lutz en page 6, 2éme paragraphe (numérotation d'origine).Obtaining such an angle of inclination of the drilling orifice in the drilling barrel technically necessarily requires exclusively the production of light fixings at shallow depth. And this is explicitly mentioned in the text of the Lutz patent application on page 6, 2nd paragraph (original numbering).
Or, la réalisation de fixations légères à faible profondeur dites de surface, présente l'inconvénient majeur d'être très sensibles aux charges radiales et d'être sujettes rapidement à la rupture du matériau en cas de charge radiale importante. However, the production of light fasteners known as shallow surface depths has the major drawback of being very sensitive to radial loads and of being rapidly subject to rupture of the material in the event of a significant radial load.
Naturellement, pour éliminer cet inconvénient, un homme du métier sera tenté de réaliser un avant-trou cylindrique plus long mais alors il se heurtera à l'impossibilité de pouvoir réaliser un forage conique de même conicité pour un même diamètre de l'avant-trou cylindrique en raison dé l'impossibilité d'obtenir le même angle d'inclinaison de l'orifice de perçage dans l'avant-trou cylindrique sans augmentation de diamètre de l'avant-trou cylindrique. Naturally, to eliminate this drawback, a person skilled in the art will be tempted to make a longer cylindrical pilot hole, but then he will be unable to be able to carry out a conical drilling of the same conicity for the same diameter of the pilot hole. cylindrical due to the impossibility of obtaining the same angle of inclination of the drilling orifice in the cylindrical pilot hole without increasing the diameter of the cylindrical pilot hole.
L'homme du métier sera donc dans l'impossibilité technique de réaliser le forage conique nécessaire . A la limite, il pourra réaliser un forage conique de faible conicité mais alors il se heurtera à l'inconvénient de ne pouvoir expanser correctement la cheville à expansion. Those skilled in the art will therefore be technically unable to carry out the necessary conical drilling. Ultimately, it will be able to carry out a conical drilling of low conicity but then it will come up against the drawback of not being able to correctly expand the expanding anchor.
En effet, pour de grandes profondeurs, il ne pourra obtenir qu'une inclinaison faible qui ne pourra généralement pas être supérieure à 3 ou 40 et pour une telle conicité, la cheville à expansion sera tellement peu expansée que l'ancrage ne sera pas sûr et sera très sensible aux charges radiales.Indeed, for great depths, it will only be able to obtain a slight inclination which will generally not be able to be greater than 3 or 40 and for such a taper, the expansion anchor will be so little expanded that the anchoring will not be sure. and will be very sensitive to radial loads.
L'invention a donc pour but de résoudre le nouveau problème technique constitué par la réalisation d'un ancrage de sécurité absolue relativement aux charges radiales avantageusement à grande profondeur de cheville à expansion coopérant avec un élément d'expansion tout en permettant l'expansion normale de la cheville à expansion. En outre, l'invention doit permettre également si possible de résoudre le problème technique posé par le souci de s'affranchir du matériau dans lequel doit être ancrée la cheville à expansion. The invention therefore aims to solve the new technical problem constituted by the realization of an absolute safety anchorage relative to the radial loads advantageously at great depth of expansion plug cooperating with an expansion element while allowing normal expansion expansion ankle. In addition, the invention must also make it possible, if possible, to solve the technical problem posed by the concern to overcome the material in which the expansion plug is to be anchored.
La présente invention permet de résoudre les deux problèmes techniques précités pour la première fois. The present invention makes it possible to solve the two aforementioned technical problems for the first time.
Pour ce faire, la présente invention propose tout d'abord un procédé d'ancrage de sécurité absolue avantageusement à grande profondeur de cheville à expansion coopérant avec un élément d'expansion permettant de s'affranchir du matériau dans lequel doit être ancrée ladite cheville à expansion du même type que le procédé
Lutz précité. mais caractérisé en ce qu'on réalise le forage conique selon un angle de conicité faible inférieur à l'angle de conicité de la cheville à expansion correspondant à l'état d'expansion habituellement nécessaire pour assurer un ancrage par expansion; on prolonge la longueur axiale de ce forage conique de faible conicité jusqu'à obtention à la base du cône du diamètre convenable à l'expansion habituelle de la cheville à expansion; on introduit ensuite la cheville à expansion jusqu'en fond de forage conique; on provoque son expansion habituelle par l'élément d1expansion en fond de forage conique; et on réalise une traction forcée de ladite cheville à expansionex#anoe#'parl'eJa#ri#'d'expansion, par exemple par serrage jusqu'à verrouillage de la cheville expansée dans le matériau provoqué par l'étranglement de son extrémité libre dans le forage conique de plus faible conicité.To do this, the present invention first of all proposes an absolute safety anchoring method advantageously with a large depth of expansion anchor cooperating with an expansion element making it possible to overcome the material in which said anchor is to be anchored. expansion of the same type as the process
Lutz supra. but characterized in that the conical drilling is carried out at a small taper angle less than the taper angle of the expansion plug corresponding to the state of expansion usually necessary to ensure anchoring by expansion; the axial length of this conical bore of low conicity is extended until the diameter suitable for the usual expansion of the expansion plug is obtained at the base of the cone; the expansion plug is then introduced to the tapered drilling bottom; its usual expansion is caused by the expansion element at the bottom of the conical borehole; and one carries out a forced traction of said expansion plugex # anoe # 'parl'eJa # ri #' of expansion, for example by tightening until locking of the expanded plug in the material caused by the strangulation of its free end in conical drilling with lower taper.
De préférence, l'angle de conicité du forage conique est inférieur ou égal à environ la moitié de l'angle d'expansion de la cheville à expansion. Par angle d'expansion de la cheville à expansion on entend l'angle d'expansion nécessaire pour que la cheville à expansion ait une tenue suffisante aux charges axiales. Preferably, the taper angle of the tapered bore is less than or equal to about half the expansion angle of the expanding dowel. By expansion angle of the expansion plug means the expansion angle necessary for the expansion plug to have sufficient resistance to axial loads.
Selon une caractéristique préférée de ce procédé selon l'invention, l'angle de conicité du forage conique n'est pas inférieur à environ 30 et de préférence à environ# 3030. According to a preferred characteristic of this method according to the invention, the taper angle of the conical drilling is not less than about 30 and preferably about # 3030.
Selon une autre caractéristique de ce procédé, le début du forage conique se situe avantageusement au moins à sept fois le diamètre de la cheville à l'état non expansé de celle-ci et de préférence à dix fois son diamètre. According to another characteristic of this method, the start of the conical drilling advantageously lies at least seven times the diameter of the anchor in the unexpanded state thereof and preferably ten times its diameter.
En outre, selon encore une autre caractéristique avantageuse du procédé Selon l'invention, pour réaliser le forage conique à grande profondeur, on provoque une flexion forcée de l'outil de forage dans le matériau, cette flexion forcée étant de préférence de 1 à 20. In addition, according to yet another advantageous characteristic of the method According to the invention, to carry out the conical drilling at great depth, a forced bending of the drilling tool is caused in the material, this forced bending being preferably from 1 to 20 .
Selon encore une autre caractéristique particulièrement avantageuse du procédé selon l'invention, on réalise la traction forcée précitée en appliquant un couple de traction de 40 à 80% de la limite élastique de la tige de fixation rattachée à la cheville à expansion et ensuite on revient à un couple de traction plus faible. According to yet another particularly advantageous characteristic of the method according to the invention, the above-mentioned forced traction is carried out by applying a traction torque of 40 to 80% of the elastic limit of the fixing rod attached to the expansion plug and then it returns at a lower traction torque.
La régente invention fournit également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précitée comprenant un canon de perçage du type connu par la demande de brevet Lutz mais caractérisé selon l'invention en ce que l'orifice de perçage du canon de perçage débouche à la paroi extérieure interne du canon de perçage dans l'avant-trou cylindrique en position de travail de manière à ce que le centre de l'outil de forage débouche au plus sensiblement tangentiellement à ladite paroi extérieure interne dudit canon de perçage. The regent invention also provides a device for implementing the aforementioned method comprising a piercing barrel of the type known by the Lutz patent application but characterized according to the invention in that the piercing orifice of the piercing barrel opens out at the inner outer wall of the drill barrel in the cylindrical pilot hole in the working position so that the center of the drilling tool opens out more tangentially to said inner outer wall of said drill barrel.
De préférence, le canon de perçage selon l'invention comprend des moyens de flexion forcée vers l'extérieur de l'outil de forage. Ces moyens de flexion forcée peuvent être réalisés de diverses manières et deux exemples de réalisation seront donnés plus loin en référence aux dessins. Preferably, the drilling barrel according to the invention comprises means of forced bending towards the outside of the drilling tool. These forced bending means can be produced in various ways and two exemplary embodiments will be given later with reference to the drawings.
Enfin, la présente invention fournit également une cheville à expansion permettant la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisée en ce qu'elle comprend dans sa masse des fentes longitudinales longues définissant entre elles des lèvres d'expansion longues; la longueur de ces fentes étant de préférence égale au minimum à deux fois le diamètre du corps de la cheville et encore de préférence à 2,5 fois le diamètre du corps de la cheville. Finally, the present invention also provides an expansion plug allowing the implementation of the aforementioned process, characterized in that it includes in its mass long longitudinal slots defining between them long expansion lips; the length of these slots being preferably equal to at least twice the diameter of the ankle body and more preferably 2.5 times the diameter of the ankle body.
De préférence, cette cheville à expansion comprend un cône d'expansion comportant un nez et une base, le nez étant dimensionné pour un grippage interne dans le corps de la cheville et la base étant pourvue dans sa masse d'une gorge ou d'un évidement en regard de chaque lèvre définissant une arête vive favorisant le pliage de l'extrémité libre des lèvres de la cheville lors du serrage. Preferably, this expansion anchor comprises an expansion cone comprising a nose and a base, the nose being dimensioned for internal binding in the body of the ankle and the base being provided in its mass with a groove or a recess opposite each lip defining a sharp edge favoring the folding of the free end of the lips of the ankle during tightening.
Selon une caractéristique préférentielle, cette cheville présente à l'état expansé un diamètre d'expansion maximal égal à 1,5 à 2 fois le diamètre du corps de la cheville de manière à donner une conicité d'expansion au minimum de 5 à 100 et de préférence de 7 à 100. According to a preferred characteristic, this anchor has in the expanded state a maximum expansion diameter equal to 1.5 to 2 times the diameter of the body of the anchor so as to give an expansion conicity of at least 5 to 100 and preferably from 7 to 100.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés représentant plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés simplement à titre d'illustration et qui ne sauraient donc en aucune façon en limiter la portée, dans lesquels
- la figure 1 représente en coupe le forage conique prolongé selon l'invention de faible conicité à la suite de l'avant-trou cylindrique et avec une cheville à expansion selon l'invention positionnée en fond du forage conique où elle y est représentée en position de pleine expansion.On a représenté en zone hachurée l'impression faite par l'extrémité libre de la cheville expansée lors de la traction forcée, en fonction de la dureté du matériau dans lequel elle est ancrée;
- la figure 2 représente une vue agrandie de la cheville à expansion de la figure 1 en position expansée, en montrant en détail le cône d'expansion de la cheville à expansion et également les positions de verrouillage de la cheville expansée dans le matériau en fonction de la dureté du matériau exprimée en bars;
- la figure 3 représente une vue selon la ligne de coupe III-III de la figure 2
- la figure 4 est une vue d'un premier dispositif selon l'invention combinant un cône à expansion et un outil de forage tel qu'une mèche ; en positicnd'estenshn madmum
- la figure 5 représente une vue selon la flèche V de la figure 4
- la figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention permettant de réaliser la flexion forcée de l'outil de forage
- la figure 7 représente l'extrémité d'un foret à coupe latérale,et
- la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne de coupe Vili-Vili de la figure 7. Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear clearly in the light of the explanatory description which will follow made with reference to the appended drawings representing several embodiments of the invention given simply by way of illustration and which cannot therefore in no way limit its scope, in which
- Figure 1 shows in section the extended conical drilling according to the invention of low conicity following the cylindrical pilot hole and with an expansion plug according to the invention positioned at the bottom of the conical drilling where it is represented therein full expansion position. The impression made by the free end of the expanded dowel during forced traction has been shown in the hatched zone, as a function of the hardness of the material in which it is anchored;
- Figure 2 shows an enlarged view of the expansion plug of Figure 1 in the expanded position, showing in detail the expansion cone of the expansion plug and also the locking positions of the expanded plug in the material in function the hardness of the material expressed in bars;
- Figure 3 shows a view along the section line III-III of Figure 2
- Figure 4 is a view of a first device according to the invention combining an expansion cone and a drilling tool such as a drill bit; in positicnd'estenshn madmum
- Figure 5 shows a view along arrow V in Figure 4
- Figure 6 shows another embodiment of a device according to the invention for carrying out the forced bending of the drilling tool
FIG. 7 represents the end of a drill with side cut, and
FIG. 8 is a sectional view along the Vili-Vili section line of FIG. 7.
En référence aux figures 1 à 3, on voit que le procédé selon l'invention comprend tout d'abord la réalisation d'un premier avant-trou cylindrique 1 dans le matériau 2, de manière connue jusqu'à au moins une profondeur P prédéterminée où est prévu de faire débuter le forage conique. Cette profondeur se situe de préférence au moins à sept fois le diamètre D de la cheville 3 à l'état non expansé de celle-ci et de préférence à dix fois son diamètre. With reference to FIGS. 1 to 3, it can be seen that the method according to the invention first of all comprises making a first cylindrical pilot hole 1 in the material 2, in a known manner up to at least a predetermined depth P where is planned to start the conical drilling. This depth is preferably at least seven times the diameter D of the pin 3 in the unexpanded state thereof and preferably ten times its diameter.
Selon l'invention, à la suite de cet avant-trou cylindrique , ou mieux dans celui-ci, on réalise un forage conique 4 à l'aide par exemple du canon de perçage représenté à la figure 3 ou à la figure 4 et qui sera explicité plus loin et selon un angle de conicité faible ac inférieur à l'angle de conicité AC de la cheville à expansion 3 qui correspond à l'état d'expansion habituellement nécessaire pour assurer un ancrage par expansion. Selon l'invention, comme cela est clair à partir de la figure 1, on prolonge la longueur axiale L de ce forage conique 4 de faible conicité ac jusqu'à obtention à la base du cône du diamètre B convenable à l'expansion habituelle de la cheville à expansion et comme cela se voit très bien aux figures 1 et 2. According to the invention, following this cylindrical pilot hole, or better in it, a conical drilling 4 is carried out using for example the drilling gun shown in FIG. 3 or in FIG. 4 and which will be explained later and at a small taper angle ac less than the taper angle AC of the expansion plug 3 which corresponds to the state of expansion usually necessary to ensure anchoring by expansion. According to the invention, as is clear from FIG. 1, the axial length L of this conical borehole 4 of low conicity ac is extended until the cone of diameter B is obtained suitable for the usual expansion of the expansion plug and as can be seen very clearly in Figures 1 and 2.
Ensuite, la cheville à expansion est introduite jusqu'en fond de forage conique comme représenté et son expansion habituelle y est provoquée par l'élément d'expansion qui est par exemple ici constitué par un cône d'expansion 6 qui provoque son expansion en fond 8 de forage conique par exemple en frappant l'extrémité libre 9 de la tige 10 prolongeant la cheville à expansion 3 jusqu'à l'extérieur de la face externe Il délimitant le matériau 2.Cette tEe10peut 10 p eut être monobloe avec la cheville 3. Then, the expansion plug is introduced to the conical drilling bottom as shown and its usual expansion is caused there by the expansion element which is for example here constituted by an expansion cone 6 which causes its expansion at the bottom 8 of conical drilling for example by striking the free end 9 of the rod 10 extending the expansion plug 3 to the outside of the external face It delimiting the material 2. This tEe10 can 10 can be monobloe with the plug 3 .
Ensuite, pour verrouiller la cheville à expansion 3 expansée dans le matériau, on réalise une traction forcée de la cheville à expansion expansée par exemple par serrage. de celle-ci dans le matériau ,-provoqué par l'étranglement de son extrémité libre 12 dans le forage conique 4 de plus faible conicité. Ceci est particulièrement clair à partir de la figure 2. Au cours de cette traction forcée l'extrémité libre 12 de la cheville à expansion 3 expansée s'imprime littéralement dans le matériau d'autant plus que la dureté du matériau est faible. On a représenté à la figure 2 schématiquement la position obtenue de la cheville expansée en fonction de la dureté du matériau exprimée en bars. Then, to lock the expanded expansion plug 3 in the material, a forced expansion of the expanded expansion plug is carried out, for example by tightening. of the latter in the material, caused by the constriction of its free end 12 in the conical bore 4 of lower conicity. This is particularly clear from FIG. 2. During this forced traction the free end 12 of the expanded expansion plug 3 is literally imprinted in the material, the more the hardness of the material is low. FIG. 2 schematically shows the position obtained from the expanded plug as a function of the hardness of the material expressed in bars.
Selon l'invention, de préférence l'angle de conicité ac du forage conique est inférieur ou égal à environ la moitié de l'angle d'expansion AC de la cheville à expansion. According to the invention, preferably the taper angle ac of the tapered bore is less than or equal to about half of the expansion angle AC of the expansion plug.
Selon une caractéristique préférée, l'angle de conicité du forage conique n'est pas inférieur à environ 30 et de préférence à environ 30301. L'exemple représenté montre un angle de conicité ac du forage conique 4 égal à 3030'tandis que la cheville à expansion présente un angle d'expansion AC égal à 100. According to a preferred characteristic, the taper angle of the tapered borehole is not less than about 30 and preferably about 30301. The example shown shows a taper angle ac of the tapered borehole 4 equal to 3030t while the dowel expansion has an AC expansion angle equal to 100.
Egalement selon une caractéristique préférée, le couple de traction qui est appliqué pour réaliser la traction forcée de la cheville 3 expansée est de 40 à 80% de la limite élastique de la tige 10 qui est rattachée à la cheville à expansion 3 et qui sert. à la fixation de tout objet sur la paroi 11. Also according to a preferred characteristic, the traction torque which is applied to carry out the forced traction of the expanded plug 3 is from 40 to 80% of the elastic limit of the rod 10 which is attached to the expansion plug 3 and which serves. fixing any object on the wall 11.
En outre, l'invention concerne également une cheville à expansion 3 unique par le fait qu'elle comprend dans sa masse des fentes longitudinales 14 B s,par exemple représentées au nombre de quatre définissant entre elles des lèvres d'expansion 15 longues, > la longueur de ces fentes 14 étant de préférence égale au minimum à deux fois le diamètre D du corps de la cheville 3 et encore de préférence à 2,5 fois le diamètre D du corps de la cheville 3. In addition, the invention also relates to an expansion plug 3 which is unique in that it includes in its mass longitudinal slots 14 B s, for example four in number defining between them 15 long expansion lips,> the length of these slots 14 is preferably equal to at least twice the diameter D of the body of the pin 3 and more preferably 2.5 times the diameter D of the body of the pin 3.
Selon une caractéristique préférée, cette cheville 3 comprend un cône d'expansion 6 comprenant un nez 16 et une base 18. Le nez est avantageusement dimensionné pour un grippage interne dans un alésage interne 20 réalisé dans le corps de la cheville 3 et la base 18 est pourvue dans sa masse d'une gorge 22 ou de manière équivalente d'un évidement en regard de chaque lèvre 15 définissant une arête vive 24 favorisant le pliage de l'extrémité libre 15a des lèvres 15 de la cheville 3 dansa gorge 22 lors du serrage de cc#fl#~ pro#é par 1 'impression de la cheville dans le matériau lors de la traction forcée précitée et qui résulte de la différence de conicité entre le forage conique 4 et l'empêtement à l'état expansé de la cheville à expansion 3. According to a preferred characteristic, this dowel 3 comprises an expansion cone 6 comprising a nose 16 and a base 18. The nose is advantageously dimensioned for internal binding in an internal bore 20 produced in the body of the dowel 3 and the base 18 is provided in its mass with a groove 22 or in an equivalent manner with a recess opposite each lip 15 defining a sharp edge 24 favoring the folding of the free end 15a of the lips 15 of the dowel 3 in its groove 22 during tightening of cc # fl # ~ pro # é by printing the dowel in the material during the aforementioned forced traction and which results from the difference in taper between the tapered bore 4 and the coating in the expanded state of the expansion plug 3.
Cette cheville à expansion de préférence présente à l'état expansé à son extrémité libre 12 un diamètre d'expansion supérieur ou égal à 1,5 fois son diamètre D à l'état non expansé et de préférence compris entre 1,5 fois et 2 fois ce diamètre D, de manière à fournir une conicité d'expansion comprise au minimum entre 5 et 100 et de préférence entre 7 et 100. Ces valeurs de conicité pouvant être naturellement dépassées. This expansion plug preferably has in the expanded state at its free end 12 an expansion diameter greater than or equal to 1.5 times its diameter D in the unexpanded state and preferably between 1.5 times and 2 times this diameter D, so as to provide an expansion taper of at least between 5 and 100 and preferably between 7 and 100. These taper values can be naturally exceeded.
Ainsi, la combinaison d'un tel forage conique de faible conicité avec la cheville à expansion selon l'invention de forte conicité, c'est-à-direde conicité d'expansion de préférence au moins 50 % supérieure à celle du forage conique 4, la cheville 3 expansée lórs du serrage, va se positionner à une certaine distance du point de naissance N de conicité du forage conique 4. Thus, the combination of such a conical bore of low conicity with the expansion plug according to the invention of high conicity, that is to say of conicity of expansion preferably at least 50% greater than that of conical drilling 4 , the ankle 3 expanded during tightening, will be positioned at a certain distance from the point of birth N of conicity of the conical bore 4.
Cette distance variera comme précédemment mentionné en fonction du couple de serrage qui est de préférence de 40 à 80% de la limite élastique du métal constituant la tige 10 prolongeant la cheville à expansion 3; de la dureté du matériau comme cela est clairement explicité à la figure 2 et naturellement en fonction des modifications dimensionnelles de la cheville 3 par fluage ou déformation, voulues ou non, affectant le diamètre d'expansion de celle-ci.This distance will vary as previously mentioned as a function of the tightening torque which is preferably from 40 to 80% of the elastic limit of the metal constituting the rod 10 extending the expansion plug 3; of the hardness of the material as is clearly explained in FIG. 2 and naturally as a function of the dimensional modifications of the dowel 3 by creep or deformation, desired or not, affecting the diameter of expansion of the latter.
Ces causes étant toutes confondues, la cheville ne retrouvera son calage au point de naissance N du forage conique 4 que dans les matériaux de faible résistance ou sur des couples de serrage importants. These causes being all confused, the ankle will not regain its setting at the point of birth N of the conical bore 4 only in materials of low resistance or on large tightening torques.
Dans la pratique, on reviendra ensuite à un serrage plus faible après mise en place. In practice, we will then return to a lower tightening after installation.
Ceci présente les avantages techniques suivants
- une excellente tenue aux charges dynamiques;
- une polyvalence assurée car à chaque fois en raison du fait que le forage conique 4 débute à une grande profondeur (au minimum de préférence égale à sept fois le diamètre D de la cheville et encore de préférence égale au minimum à dix fois ce diamètre) on s'affranchit complètement de la nature du matériau 2 et on est simplement limité par la rupture mécanique de la tige 10;
- une tenue de toute sécurité au test sismique ayant pour effet de désagréger ou de fissurer les matériaux eux-mêmes. Ceci est obtenu grâce aux caractéristiques selon l'invention mentionnées précédemment.This has the following technical advantages
- excellent resistance to dynamic loads;
- versatility ensured because each time due to the fact that the conical drilling 4 begins at a great depth (at least preferably equal to seven times the diameter D of the dowel and again preferably equal to at least ten times this diameter) it completely overcomes the nature of the material 2 and is simply limited by the mechanical rupture of the rod 10;
- carrying out all safety with the seismic test having the effect of disintegrating or cracking the materials themselves. This is obtained thanks to the characteristics according to the invention mentioned above.
En effet, après blocage au couple de serrage maximum, la cheville 3 a elle-même ouvert son passage par précontrainte comme on le voit bien aux figures 1 et 2, ce passage étant représenté hachuré et correspondant à un écrasement du béton, cette contrainte peut être relâchée par un léger desserrage suffisant à rendre la cheville totalement inerte. D'autre part, cette précontrainte augmente au fur et à mesure que le couple de traction augmente.L'invention présente l'avantage technique considérable de faire travailler d'abord la cheville 3 sur son extrémité fortement expansée12 puis, par glissement, de répartir la friction sur la surface totale exposée alors que dan#s les cas classiquement connus comme par la demande de brevet Lutz précitée lors du serrage on fait travailler la cheville en étranglement sur la naissance de ses racines selon une surface de contact annulaire trop faible ce qui entraîne généralement la rupture d'une ou de plusieurs racines et provoque l'expulsion du cône -d'expansion, cet inconvénient majeur étant évité selon l'invention. Indeed, after blocking at the maximum tightening torque, the dowel 3 has itself opened its passage by prestressing as can be seen in Figures 1 and 2, this passage being shown hatched and corresponding to crushing of the concrete, this constraint can be released by a slight loosening sufficient to make the ankle completely inert. On the other hand, this prestress increases as the traction torque increases. The invention has the considerable technical advantage of first working the dowel 3 on its highly expanded end12 then, by sliding, to distribute the friction on the total exposed surface whereas in the classically known cases as by the abovementioned Lutz patent application during tightening, the ankle is made to work by throttling on the birth of its roots according to a too small annular contact surface which generally causes the rupture of one or more roots and causes the expulsion of the cone -expansion, this major drawback being avoided according to the invention.
En outre, selon l'invention pour un couple de serrage moyen alors que la cheville est disposée dans un matériau d'une dureté supérieure à 200 bars, on obtient une capacité de glissement résiduel avant blocage définitif qui peut être positive si l'on recherche une capacité d'absorption de choc autre que celle résultant de l'élasticité du métal généralement utilisé pour constituer la tige 10. In addition, according to the invention for an average tightening torque while the dowel is placed in a material with a hardness greater than 200 bars, a residual sliding capacity is obtained before final blocking which can be positive if one seeks a shock absorption capacity other than that resulting from the elasticity of the metal generally used to constitute the rod 10.
En référence à ia figure 4 on a représenté un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention comprenant un canon de perçage généralement représenté par le numéro de référence 30 comprenant une partie de guidage interne 31 et une partie de guidage externe 32. Ce canon de perçage 30 est pourvu d'un orifice de perçage 34 le traversant longitudinalement servant au guidage d'un outil de forage 36 et dont l'axe X-X fait un angle par rapport à l'axe Y-Y de l'avant-trou cylindrique 1 en position montée dite de travail, comme représenté.Selon l'invention, l'orifice de perçage 34 débouche à la paroi extéri w e interne 38 du canon de perçage 30 dans l'avant-trou 1 en position de travail de manière à ce que le centre CO de l'outil de forage 36 débouche au plus sensiblement tangentiellement à ladite paroi extérieure interne dudit canon de perçage 30, comme cela se voit clairement à la figure 3. Referring to FIG. 4, there is shown a first embodiment of a device according to the invention comprising a drilling barrel generally represented by the reference number 30 comprising an internal guide part 31 and an external guide part 32. This drilling barrel 30 is provided with a drilling hole 34 passing through it longitudinally for guiding a drilling tool 36 and whose axis XX makes an angle relative to the axis YY of the cylindrical pilot hole 1 in the so-called working working position, as shown. According to the invention, the drilling orifice 34 opens out to the internal external wall 38 of the drilling barrel 30 in the pilot hole 1 in the working position so that that the center CO of the drilling tool 36 opens at most substantially tangentially to said internal external wall of said drilling barrel 30, as can be clearly seen in FIG. 3.
Le canon de perçage 30 comprend de préférence en regard de la paroi externe Il une ouverture 40 et un alésage 42 dans la masse de la partie externe 32 du canon de perçage 30 permettant le débourrage du matériau évacué par l'outil de forage 36. Dans l'exemple représenté, la partie externe 32 du canon de perçage 30 comprend un logement 44 dimensionné pour recevoir la queue 46 de l'outil de forage 36. La face apparente 48 de la partie externe 32 du canon de perçage 30 qui comporte le logement 44, dans l'exemple représenté, est biseautée de manière à ce quelle foret (non représenté) de la machine utilisée pour faire tourner l'outil de forage 36 vienne s'appliquer perpendiculairement à l'axe X-X de l'orifice de perçage 34. Il s'agit ici d'un canon de perçage simple. The drilling barrel 30 preferably comprises opposite the external wall II an opening 40 and a bore 42 in the mass of the external part 32 of the drilling barrel 30 allowing the cleaning of the material discharged by the drilling tool 36. In the example shown, the external part 32 of the drilling barrel 30 comprises a housing 44 sized to receive the shank 46 of the drilling tool 36. The visible face 48 of the external part 32 of the drilling barrel 30 which comprises the housing 44, in the example shown, is bevelled so that which drill (not shown) of the machine used to rotate the drilling tool 36 comes to be applied perpendicular to the axis XX of the drilling orifice 34 This is a simple drilling gun.
Mais, en référence à la figure 6 on a représenté un canon de perçage 50 plus perfectionné par le fait que, outre l'orifice de perçage 52, il comprend des moyens 54, 56 de flexion forcée vers l'extérieur de l'outil de forage (non représenté ici). However, with reference to FIG. 6, a drilling cannon 50 has been represented, more improved by the fact that, in addition to the drilling orifice 52, it comprises means 54, 56 of forced bending towards the outside of the tool. drilling (not shown here).
Selon un mode de réalisation particulier, ces moyens de flexion forcée sont principalement constitués par la réalisation de l'orifice de perçage 42 en deux canaux respectivement avant 52a et arrière 52b coaxiaux mais ayant le diamètre d2 du canal arrière 52b supérieur à celui d1 du canal avant 52a de l'orifice 52,et par un moyen 58 de décalage de l'axe de l'outil de forage par rapport à l'axe de l'orifice de perçage 52, avantageusement sensiblement dans la zone de la partie externe 60 du canon de perçage 50.Selon l'exemple représenté à la figure 4, ce moyen de décalage 58 peut être simplement constitué par la face apparente de la partie externe 60 du canon de perçage 50 qui est réalisée de manière à ne pas être perpendiculaire à l'axe X-X du canon de perçage mais à faire un angle de préférence de 1 à 20 par rapport à cette perpendiculaire de sorte que grâce à ce décalage angulaire et à la différence de diamètre d2-d1 des canaux arrière 52b et avant 52a de l'orifice de perçage 52 on obtiendra la flexion forcée de 1 à 20 recherchée de l'outil de forage. According to a particular embodiment, these forced bending means are mainly constituted by the production of the drilling orifice 42 in two channels respectively front 52a and rear 52b coaxial but having the diameter d2 of the rear channel 52b greater than that of the channel d1 before 52a of the orifice 52, and by means 58 of offset the axis of the drilling tool relative to the axis of the drilling orifice 52, advantageously substantially in the region of the external part 60 of the drilling gun 50. According to the example shown in FIG. 4, this offset means 58 can simply consist of the visible face of the external part 60 of the drilling gun 50 which is produced so as not to be perpendicular to the axis XX of the drilling barrel but to make an angle preferably from 1 to 20 with respect to this perpendicular so that thanks to this angular offset and to the difference in diameter d2-d1 of the rear 52b and front 52a channels of the drilling hole 52 on ob will hold the desired forced bending of 1 to 20 of the drilling tool.
Un autre moyen de décalage peut être formé par une bague 62 insérée dans le logement 64 analogue au logement 44, ladite bague 62 comportant une face interne 66 active et à une conicité prévue pour provoquer ce décalage angulaire de 1 à 20 en vue de réaliser la flexion forcée précitée. Another offset means can be formed by a ring 62 inserted in the housing 64 similar to the housing 44, said ring 62 having an inner face 66 active and at a taper intended to cause this angular offset from 1 to 20 in order to achieve the Aforementioned forced bending.
L'invention comprend naturellement tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits. Ainsi, par exemple, les moyens de flexion forcée vers l'extérieur de l'outil de forage précités peuvent être constitués simplement par la réalisation des deux canaux 52a et 52b non coaxiaux mais se raccordant de préférence sensiblement vers le milieu du canon de perçage 50, selon un angle prédéterminé y3 , cet angle permettant de réaliser la flexion forcée désirée qui est de préférence de 1 à 20. The invention naturally includes all the means constituting technical equivalents of the means described. Thus, for example, the means of forced bending towards the outside of the aforementioned drilling tool can be constituted simply by the production of the two channels 52a and 52b which are not coaxial but preferably connect substantially towards the middle of the drilling barrel 50 , at a predetermined angle y3, this angle making it possible to achieve the desired forced bending which is preferably from 1 to 20.
On comprendra ainsi que même si l'angle Oc d'inclinaison de l'axe X-X de l'orifice de perçage 52 n'est que de 20, on peut obtenir grâce à la flexion de 1 à 20 les 30 ou 30301 préférés minimum pour obtenir le forage conique 4 précité de faible conicité sans nécessiter une longueur L de celui-ci excessive pour obtenir une base B du forage conique 4 suffisante pour réaliser la pleine expansion de la cheville à expansion 3. Etant donné donc que l'angle d'inclinaison Cf de l'orifice de perçage 52 est très faible, on comprend qu'on peut réaliser des forages coniques 4 à très grande profondeur de telle sorte que l'on peut s'affranchir du matériau. It will thus be understood that even if the angle Oc of inclination of the axis XX of the drilling orifice 52 is only 20, it is possible to obtain, by bending from 1 to 20, the preferred 30 or 30301 minimum for obtain the aforementioned conical borehole 4 of low conicity without requiring an excessive length L thereof to obtain a base B of the conical borehole 4 sufficient to achieve the full expansion of the expansion plug 3. Given therefore that the angle of inclination Cf of the drilling orifice 52 is very small, it is understood that conical boreholes 4 can be made at very great depth so that one can dispense with the material.
Pour réaliser les forages précités on peut utiliser les canons de perçage décrits dans la demande de brevet antérieur de la demanderesse déposée sous le N082 02 966 le 23 Février 1982 et non encore publiée, ainsi que la mèche articulée qui y est décrite. To carry out the aforementioned drilling, it is possible to use the drilling guns described in the applicant's earlier patent application filed under N082 02 966 on February 23, 1982 and not yet published, as well as the articulated drill bit described therein.
Par ailleurs pour améliorer la capacité des mèches classiques à travailler en taille latérale on préconise de doter longitudinalement ces mèches (36) de renforts hélicoidaux 70 très résistants par exemple en carbure de tungstène (voir figure 7). En référence à la figure 8, on voit que le corps de mèche 36 est rond et aplati en 72,74 v s) sur les côtés où sort la pastille 76 carbure et cette pastille 76 est telle que l'ensemble a une rotation harmonieuse en prenant appui au moins sur quatre points A,B,C,D dans le canon de perçage en position de travail. On peut donc constater que cette mèche est conçue spécialement pour travailler sur une seule dent. Furthermore, to improve the capacity of conventional wicks to work in lateral cutting, it is recommended to provide these wicks (36) longitudinally with helical reinforcements 70 which are very resistant, for example made of tungsten carbide (see FIG. 7). Referring to Figure 8, we see that the wick body 36 is round and flattened in 72.74 vs) on the sides where the pellet 76 carbide comes out and this pellet 76 is such that the assembly has a harmonious rotation taking support at least four points A, B, C, D in the drilling barrel in the working position. We can therefore see that this drill bit is specially designed to work on a single tooth.
D'autre part, il est å observer que de préférence le canon de perçage 50 représenté à la figure 6 comporte
plusieurs portées différentes dans lavant-trou cylindrique 1 par exemple par la prévision d'trou plusieurs réductions de diamètre externe du canon de perçage sur tout le corps.On the other hand, it should be noted that preferably the drilling barrel 50 shown in FIG. 6 has
several different ranges in the cylindrical pilot hole 1 for example by providing a hole several reductions in the external diameter of the drilling barrel over the whole body.
En référence à la figure 6 on a par exemple représenté la zone médiane 53 avec un diamètre d4 inférieur au diamètre d3 du nez du canon de perçage. Ceci permet de compenser les déviations de mèches résultant toujours de l'utilisation d'outils carbures.With reference to FIG. 6, the middle zone 53 has for example been shown with a diameter d4 less than the diameter d3 of the nose of the drilling barrel. This makes it possible to compensate for deviations in drill bits always resulting from the use of carbide tools.
L'invention permet donc de faire un trou imprécis avec l'outil imprécis. On peut utiliser tous outils simples de chantier comme par exemple des outils au carbure. The invention therefore makes it possible to make an imprecise hole with the imprecise tool. You can use all simple site tools such as carbide tools.
Les jeux engendrés par ces outils sont toujours compensés par la très forte expansion de la cheville. En outre, le vide 80 existant autour de la base 18 du cône d'expansion 6 en raison de son épaisseur localise en fond de trou les restes éventuels de poussière sans qu'il en résulte d'inconvénients d'expansion pour la cheville car l'ajustage de la cheville n'est pas parfait et nécessite une traction, comme précédemment explicité.The play generated by these tools is always compensated by the very strong expansion of the ankle. In addition, the vacuum 80 existing around the base 18 of the expansion cone 6 due to its thickness locates any remaining dust at the bottom of the hole without the result of expansion disadvantages for the anchor because the he adjustment of the ankle is not perfect and requires traction, as explained above.
(voir figures 1 et 2). (see figures 1 and 2).
Enfin, la section résiduelle de métal au niveau des racines 15 doit être supérieure à la section du noyau de filetage de l'extrémité libre 9 pour obtenir la valeur maximale de résistance de la tige 10. La résistance mécanique de la fixation est donc seulement limitée par la résistance mécanique de la tige 100 Ceci implique que l'alésage interne 20 ne doit pas dépasser en diamètre le tiers du diamètre (D) du corps de la cheville;et peut par exemple être cylindrique pour réaliser le grippage du nez 16 du cône 6 qui lui-même est légèrement conique. Finally, the residual section of metal at the level of the roots 15 must be greater than the section of the threading core of the free end 9 in order to obtain the maximum resistance value of the rod 10. The mechanical resistance of the fixing is therefore only limited by the mechanical resistance of the rod 100 This implies that the internal bore 20 must not exceed in diameter one third of the diameter (D) of the body of the dowel; and can for example be cylindrical to effect the seizure of the nose 16 of the cone 6 which itself is slightly conical.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8302421A FR2540908A1 (en) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | Anchoring method making it possible to break free from the material in which an expansion bolt is to be anchored, device, expansion bolt and drill bit for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8302421A FR2540908A1 (en) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | Anchoring method making it possible to break free from the material in which an expansion bolt is to be anchored, device, expansion bolt and drill bit for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2540908A1 true FR2540908A1 (en) | 1984-08-17 |
| FR2540908B1 FR2540908B1 (en) | 1985-05-17 |
Family
ID=9285933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8302421A Granted FR2540908A1 (en) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | Anchoring method making it possible to break free from the material in which an expansion bolt is to be anchored, device, expansion bolt and drill bit for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2540908A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110802245A (en) * | 2019-09-23 | 2020-02-18 | 江苏永昊高强度螺栓有限公司 | Punching process of fastening bolt |
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- 1983-02-15 FR FR8302421A patent/FR2540908A1/en active Granted
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| CN110802245A (en) * | 2019-09-23 | 2020-02-18 | 江苏永昊高强度螺栓有限公司 | Punching process of fastening bolt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2540908B1 (en) | 1985-05-17 |
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