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TIREFOND AUTOPERCEUR
L'invention est relative à un tirefond autoperceur, utilisable notamment pour la fixation de plaques d'amiante ciment sur une charpente en bois.
Dans la technique actuelle, lorsque l'on souhaite réaliser une couverture de bâtiment en plaques d'amiante ciment fixées sur une charpente en bois, on perce tout d'abord les plaques d'amiante ciment au sol et on monte les plaques d'amiante ciment percées sur le toit en les ajustant les unes par rapport aux autres, de manière à faire coïncider les percements des plaques en recouvrement avant d'y faire pénétrer les tirefonds de fixation.
Pour effectuer la fixation de plaques de fibrociment qui ne sont pas disposées à recouvrement, on connaît : a) des vis autoperceuses à pointe fraisée ou à pointe foret en acier spécial ayant reçu un traitement thermique de manière à pouvoir percer le fibrociment.
Leur diamètre est généralement de petite dimension. b) des vis autoperceuses et autotaraudeuses également en acier spécial par exemple du type décrit dans le modèle d'utilité allemand DE-U-9408261.
Cependant, cette vis pointue ne permet pas le perçage d'une plaque et encore moins de deux plaques de fibrociment en raison du fait que la pointe conique forme sur la plaque de fibrociment un cône et que la réaction des deux cônes l'un sur l'autre empêche la pénétration.
Le deuxième inconvénient est que ces vis ne possèdent pas une longueur non filetée prédéterminée pour permettre le percement de la deuxième plaque avant pénétration de la partie filetée dans l'alésage de la première plaque.
Le troisième inconvénient de ces vis réside dans la nécessité d'un traitement thermique de
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durcissement qui augmente le coût de fabrication de ces vis, coût déjà élevé en raison du matériau constitutif employé.
Le quatrième inconvénient réside dans l'impossibilité de galvaniser à chaud au trempé les vis ayant subi un traitement thermique à une étape précédente contrairement aux exigences techniques et réglementaires d'inoxydabilité.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en créant un nouveau tirefond autoperceur apte à être fabriqué en acier ordinaire non trempé, sans traitement thermique de durcissement, ce qui permet de rendre les tirefonds selon l'invention inoxydables au moyen d'une galvanisation à chaud au trempé.
L'invention a pour objet un tirefond autoperceur, utilisable notamment pour la fixation de plaques de fibrociment sur une charpente en bois, comportant une tête d'entraînement en rotation, une partie lisse, une partie filetée et une extrémité de perçage, caractérisé en ce que l'extrémité de perçage présente une conformation en lame présentant au moins une arête de perçage, de manière à permettre la fabrication du tirefond en acier ordinaire non trempé, et en ce que le tirefond comporte, entre la partie lisse et la partie filetée, deux ailettes d'alésage pour aléser le perçage réalisé à un diamètre supérieur à celui de la partie lisse.
Selon une première variante de l'invention, l'extrémité de perçage présente une conformation en lame à deux surfaces de coupe latérale.
Selon une deuxième variante de l'invention, l'extrémité de perçage présente une conformation en lame plate de tournevis.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :
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- la tête d'entraînement en rotation comporte une partie prismatique d'entraînement et une embase de forme conique pour le centrage de la tête dans un outil d'entraînement correspondant ; - 1 e t i refond est rendu de préférence inoxydable par galvanisation à chaud au trempé ; - la position des ailettes d'alésage est prédéterminée pour que l'alésage du perçage soit achevé avant le début du vissage de la partie filetée dans la charpente en bois ou analogue ; - l'extrémité de perçage présente une partie lisse de longueur prédéterminée pour pratiquer un alésage intermédiaire avant pénétration de la partie filetée dans le perçage réalisé ;
- ladite longueur prédéterminée est de préférence sensiblement égale ou légèrement supérieure au double de l'épaisseur d'une plaque de fibrociment.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un tirefond selon l'invention en position de fixation.
La figure 2 représente schématiquement une vue en section selon la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 représente schématiquement une vue partielle agrandie de l'extrémité inférieure d'un tirefond selon l'invention.
La figure 4 représente schématiquement une vue en section selon la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un autre tirefond selon l'invention en position de fixation.
La figure 6 représente schématiquement des étapes d'assemblage d'une couverture en fibrociment sur
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une charpente en bois au moyen de tirefonds selon l'invention.
En référence aux figures 1 à 4, un tirefond autoperceur selon l'invention est représenté en position d'assemblage de plaques de fibrociment la et 1b sur une charpente en bois 2. Le tirefond autoperceur selon l'invention comporte une tête d'entraînement en rotation 3, une partie lisse 4, une partie filetée 5 et une extrémité de perçage 6.
Selon l'invention, l'extrémité de perçage 6 présente une conformation en lame non pointue présentant au moins une arête de perçage. Cette extrémité de perçage peut présenter une conformation en lame plate de tournevis (conformation non représentée), ou une conformation en lame à deux surfaces de coupe latérale.
La tête 3 d'entraînement en rotation comporte une partie prismatique d'entraînement telle qu'une forme hexagonale de hauteur relativement importante pour guider efficacement le tirefond lors de l'entraînement en rotation. Avantageusement, la tête 3 d'entraînement en rotation comporte également une embase de forme conique 7 centrant efficacement le tirefond dans la douille ou l'outil d'entraînement correspondant. Cette douille ou outil d'entraînement présente avantageusement un hexagone d'entraînement et de guidage et une entrée conique de forme complémentaire avec celle de l'embase 7.
Dans le modèle d'utilité allemand DE-U-94 08 261, la vis autoperceuse diffère du tirefond selon l'invention en ce que l'extrémité de perçage est pointue. Cependant, des essais ont montré qu'une telle vis à extrémité de perçage pointue ne pouvait pas entamer le fibrociment lorsque cette extrémité était fabriquée en acier ordinaire non trempé : dans ce cas, la rotation de la vis en acier non trempé aboutit rapidement au refoulement de la pointe et à la
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formation d'un cône dans le fibrociment complémentaire à la forme refoulée de la pointe ce qui ne permet pas un percement efficace du fibrociment.
De manière surprenante, les extrémités de perçage du tirefond selon l'invention permettent un perçage du fibrociment dans des conditions satisfaisantes même lorsque le tirefond est fabriqué en acier ordinaire non trempé. L'invention permet ainsi de diminuer de manière importante le coût de réalisation du tirefond et surtout de pose des plaques de fibrociment sur charpente en bois, dans la mesure où le perçage au sol préalable suivi d'un ajustement sur le toit est entièrement supprimé grâce à l'invention.
Avantageusement, le tirefond selon l'invention comporte deux ailettes 8a, 8b d'alésage disposées entre la partie lisse 4 et la partie filetée 5. La présence des ailettes d'alésage 8a, 8b permet d'élargir le diamètre du percement effectué par l'extrémité de perçage 6 lors de l'entraînement en rotation de la tête 3 au moyen d'un outil approprié. Le diamètre de l'alésage pratiqué par les ailettes 8a, 8b est supérieur au diamètre de la partie lisse 4 d'environ 1 à 2mm. A cet effet, la position des ailettes 8a, 8b d'alésage est prédéterminée pour que l'alésage du perçage à travers le fibrociment soit achevé avant le début du vissage de la partie filetée 5 dans la charpente en bois ou analogue.
Le positionnement des ailettes 8a, 8b est en effet prévu pour utiliser une petite vitesse d'avance par tour lors de l'alésage, vitesse de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres par tour, ce qui impose par conséquent que le vissage ne soit pas commencé puisque l'avance par tour lors du vissage est égale au pas de filetage qui, dans le cas d'un vissage dans du bois, est de l'ordre de plusieurs millimètres par tour d'entraînement.
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La position des ailettes 8a, 8b d'alésage est prédéterminée pour que l'alésage du perçage soit achevé avant le début du vissage de la partie filetée dans la charpente bois ou analogue. Cependant, comme on le sait, la position en élévation des plaques la, lb fibrociment sur un toit est variable et des écarts, de l'ordre de l'épaisseur du fibrociment, se rencontrent dans presque tous les cas.
Sur la figure 5, la forme des ailettes 8a, 8b d'alésage est prévue d'une manière plus conique vers la tête du tirefond, disposition qui permet une prise d'alésage plus facile et un travail plus normal même au cas où le filet 5 commencerait à être en prise dans le bois 2.
Sans cette disposition, l'avance des ailettes 8a, 8b lors de l'alésage est égale au pas p de la vis 5, et cet alésage est donc réalisé d'une manière brutale passant pratiquement en un seul tour de vis de sa cote minimale à sa cote maximale.
Par contre, avec les ailettes inclinées, et suivant leur longueur L, le diamètre maximal d'alésage n'est atteint que progressivement après un nombre de tours de la vis égal à L/p, L étant la longueur des ailettes 8a, 8b et toujours atteint même dans le cas où le filet 5 est en prise dans le bois 2.
Pour faciliter le vissage de deux plaques la, lb de fibrociment superposées, on prévoit (figure 3) que l'extrémité de perçage 6 présente une partie intermédiaire 9 de longueur prédéterminée 1 pour pratiquer un alésage intermédiaire du fibrociment avant pénétration de la partie filetée 5 dans le perçage déjà réalisé dans le fibrociment. De préférence, cette longueur prédéterminée 1 est sensiblement égale ou légèrement supérieure au double de l'épaisseur d'une plaque la ou lb d'amiante ciment.
Pour réaliser par frappe l'extrémité de perçage d'un tirefond selon l'invention, on peut utiliser deux
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matrices sensiblement en forme de demi-cône, chaque demi-cône étant décalé par rapport à l'autre d'une
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distance correspondant à la demi-largeur de la lame d'extrémité terminale. Cette disposition permet au cours de l'opération de frappe de ménager deux surfaces de coupe latérale 10 et 11 orientées sensiblement radialement par rapport au sens de rotation R. Chaque surface 10 et 11 d'enlèvement de matière présente une largeur sensiblement constante et est limitée en position supérieure par une génératrice parallèle à l'axe du tirefond sur la longueur 1 précitée.
La figure 6 représente les étapes successives de fixations de deux plaques d'amiante ciment superposées à l'aide de tirefonds selon l'invention.
A l'étape A, le tirefond selon l'invention entraîné en rotation au moyen d'un outil non représenté est en situation de percement de la deuxième plaque lb tout en étant engagé par sa partie lisse d'alésage intermédiaire dans la première plaque la. Le mouvement d'entraînement en rotation permet la continuation du perçage dans la deuxième plaque ondulée lb et son alésage au moyen de la partie lisse intermédiaire de l'extrémité de perçage 6.
L'extrémité de perçage présente en effet une partie lisse d'une longueur prédéterminée 1 pour permettre le percement de la deuxième plaque avant pénétration de la partie filetée dans l'alésage de la
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première plaque.
A l'étape B, le tirefond selon l'invention a traversé les deux plaques la, lb superposées jusqu'au moment où les ailettes 8a, 8b se trouvent au contact de la plaque supérieure la. A cet instant, la lame d'extrémité de perçage 6 commence à pénétrer dans le bois de la charpente tandis que la partie filetée 5 reste constamment en dehors du bois de la charpente.
L'entraînement en rotation à faible vitesse d'avance freinée par la pénétration de la lame d'extrémité dans
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le bois produit l'alésage du perçage de la première plaque en fibrociment la.
A l'étape C, le perçage dans la plaque de fibrociment la est entièrement alésé, tandis que l'alésage du perçage dans la deuxième plaque lb en fibrociment est en cours d'achèvement. A cet instant, l'extrémité lisse à génératrice parallèle à l'axe du tirefond pénètre le bois. La poursuite de l'entraînement en rotation à faible avance provoque la prise du filetage 5 dans le bois après achèvement de l'alésage de la deuxième plaque lb de fibrociment.
A l'étape D, après vissage complet du tirefond selon l'invention, les plaques la et lb de fibrociment sont fixées l'une à l'autre et sont solidarisées à la charpente en bois à l'aide du tirefond selon l'invention.
Le fait que l'extrémité de perçage 6 commence à pénétrer dans le bois en début d'alésage des percements dans le fibrociment par les ailettes 8a, 8b produit un guidage excellent et une bonne coaxialité des perçages et du tirefond de fixation.
L'invention fournit ainsi constamment un guidage du tirefond selon l'invention lors de l'avancée de celui-ci : un premier alésage est réalisé par la partie lisse de longueur 1 précitée à génératrice parallèle et permet le guidage de la partie filetée 5 entre les étapes A et B, tandis que l'alésage terminal réalisé aux étapes B et C est effectué alors que le tirefond est guidé à ses deux extrémités grâce à la pénétration de l'extrémité de perçage 6 dans le bois et grâce au maintien de la tête 3 d'entraînement en rotation dans l'outil de forme correspondante.
L'invention permet ainsi de réaliser en une seule opération l'ensemble des opérations de l'art antérieur, en procurant également une précision et une finition supérieures à celles de l'art antérieur. Le perçage au sol et l'ajustement sur le toit de plaques
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la, lb superposées est entièrement éliminé, de sorte que le prix de construction et de pose des couvertures en fibrociment fixées sur des charpentes en bois est considérablement réduit grâce à l'invention.
L'invention décrite en référence à des modes de réalisations particuliers n'y est nullement limitée mais couvre au contraire toutes modifications de forme et toutes variantes de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention, permettant la fabrication du tirefond selon l'invention en acier ordinaire non trempé apte à être rendu inoxydable par galvanisation à chaud.
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SELF-DRILLING CORE
The invention relates to a self-drilling lag screw, which can be used in particular for fixing asbestos cement plates to a wooden frame.
In the current technique, when it is desired to make a building cover with asbestos cement plates fixed on a wooden frame, the cement asbestos plates are first drilled and the asbestos plates mounted. cement drilled on the roof by adjusting them relative to each other, so as to make the holes in the overlapping plates coincide before allowing the fixing lag bolts to penetrate them.
To carry out the fixing of fiber cement sheets which are not arranged to overlap, we know: a) self-drilling screws with milled point or drill point made of special steel having received a heat treatment so as to be able to pierce the fiber cement.
Their diameter is generally small. b) self-drilling and self-tapping screws also made of special steel, for example of the type described in the German utility model DE-U-9408261.
However, this pointed screw does not allow the drilling of a plate and even less of two fiber cement plates due to the fact that the conical point forms a cone on the fiber cement plate and that the reaction of the two cones one on the other. other prevents penetration.
The second drawback is that these screws do not have a predetermined unthreaded length to allow the drilling of the second plate before penetration of the threaded part into the bore of the first plate.
The third disadvantage of these screws lies in the need for a heat treatment of
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hardening which increases the manufacturing cost of these screws, already high cost due to the constituent material used.
The fourth drawback lies in the impossibility of hot dip galvanizing the screws which have undergone a heat treatment at a previous stage, contrary to the technical and regulatory requirements for oxidisability.
The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks by creating a new self-piercing lag bolt capable of being made of ordinary unhardened steel, without hardening heat treatment, which makes it possible to make the lag bolts according to the invention stainless by means of a hot dip galvanizing.
The subject of the invention is a self-drilling lag screw, usable in particular for fixing fiber cement sheets to a wooden frame, comprising a rotary drive head, a smooth part, a threaded part and a drilling end, characterized in that that the piercing end has a blade-like configuration having at least one piercing edge, so as to allow the production of the lag screw in ordinary non-hardened steel, and in that the lag screw comprises, between the smooth part and the threaded part, two reaming fins for reaming the hole made to a diameter greater than that of the smooth part.
According to a first variant of the invention, the drilling end has a blade configuration with two lateral cutting surfaces.
According to a second variant of the invention, the drilling end has a flat blade screwdriver conformation.
According to other advantageous features of the invention:
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- The rotary drive head comprises a prismatic drive part and a conical base for centering the head in a corresponding drive tool; - 1 e t i remelt is preferably made stainless by hot dip galvanizing; - The position of the boring fins is predetermined so that the boring of the hole is completed before the start of screwing of the threaded part in the wooden frame or the like; - The drilling end has a smooth part of predetermined length to make an intermediate bore before penetration of the threaded part into the hole made;
- Said predetermined length is preferably substantially equal to or slightly greater than twice the thickness of a fiber cement board.
The invention will be better understood thanks to the description which follows given by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 schematically shows a longitudinal sectional view of a lag screw according to the invention in the fixing position.
FIG. 2 schematically represents a view in section along the line II-II of FIG. 1.
FIG. 3 schematically represents an enlarged partial view of the lower end of a lag screw according to the invention.
FIG. 4 schematically represents a sectional view along line IV-IV of FIG. 3.
FIG. 5 schematically represents a view in longitudinal section of another lag screw according to the invention in the fixing position.
FIG. 6 schematically represents steps for assembling a fiber cement cover on
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a wooden frame by means of lag bolts according to the invention.
With reference to FIGS. 1 to 4, a self-piercing lag screw according to the invention is shown in the assembly position of fiber cement plates 1a and 1b on a wooden frame 2. The self-piercing lag screw according to the invention comprises a drive head in rotation 3, a smooth part 4, a threaded part 5 and a drilling end 6.
According to the invention, the piercing end 6 has a non-pointed blade conformation having at least one piercing edge. This drilling end may have a flat blade conformation of a screwdriver (conformation not shown), or a blade conformation with two lateral cutting surfaces.
The rotary drive head 3 has a prismatic drive part such as a hexagonal shape of relatively large height to effectively guide the lag screw during the rotary drive. Advantageously, the rotary drive head 3 also comprises a conical base 7 effectively centering the lag screw in the socket or the corresponding drive tool. This socket or drive tool advantageously has a drive and guide hexagon and a conical inlet of shape complementary to that of the base 7.
In the German utility model DE-U-94 08 261, the self-drilling screw differs from the lag screw according to the invention in that the drilling end is pointed. However, tests have shown that such a screw with a pointed piercing end could not start the fiber cement when this end was made of plain unhardened steel: in this case, the rotation of the unhardened steel screw quickly leads to backflow from the tip and to the
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formation of a cone in the fiber cement complementary to the repressed shape of the tip which does not allow efficient piercing of the fiber cement.
Surprisingly, the drilling ends of the lag screw according to the invention allow drilling of the fiber cement under satisfactory conditions even when the lag screw is made of ordinary unhardened steel. The invention thus makes it possible to significantly reduce the cost of making the lag screw and above all of laying fibrocement plates on a wooden frame, insofar as the prior drilling on the ground followed by an adjustment on the roof is entirely eliminated thanks to to the invention.
Advantageously, the lag screw according to the invention comprises two fins 8a, 8b of bore arranged between the smooth part 4 and the threaded part 5. The presence of the bore fins 8a, 8b makes it possible to widen the diameter of the piercing effected by the 'drilling end 6 when driving the head 3 in rotation by means of an appropriate tool. The diameter of the bore formed by the fins 8a, 8b is greater than the diameter of the smooth part 4 by approximately 1 to 2mm. For this purpose, the position of the fins 8a, 8b of bore is predetermined so that the bore of the bore through the fiber cement is completed before the beginning of the screwing of the threaded part 5 in the wooden frame or the like.
The positioning of the fins 8a, 8b is in fact provided to use a small feed speed per revolution during boring, speed of the order of a few tenths of a millimeter per revolution, which therefore requires that the screwing is not not started since the advance per revolution during screwing is equal to the thread pitch which, in the case of screwing in wood, is of the order of several millimeters per drive revolution.
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The position of the fins 8a, 8b of bore is predetermined so that the bore of the bore is completed before the start of screwing of the threaded part in the timber frame or the like. However, as is known, the elevation position of the plates 1a, 1b cement fiber on a roof is variable and deviations, of the order of the thickness of the fiber cement, are encountered in almost all cases.
In FIG. 5, the shape of the fins 8a, 8b of bore is provided in a more conical manner towards the head of the lag screw, an arrangement which allows easier grip of the bore and more normal work even in the case where the thread 5 would begin to be engaged in wood 2.
Without this arrangement, the advance of the fins 8a, 8b during the bore is equal to the pitch p of the screw 5, and this bore is therefore produced in a brutal manner passing practically in a single turn of the screw from its minimum dimension at its maximum rating.
On the other hand, with the inclined fins, and according to their length L, the maximum bore diameter is reached only gradually after a number of turns of the screw equal to L / p, L being the length of the fins 8a, 8b and always reached even if the thread 5 is engaged in the wood 2.
To facilitate the screwing of two superimposed fiber cement sheets 1a, 1b, provision is made (FIG. 3) for the drilling end 6 to have an intermediate portion 9 of predetermined length 1 for carrying out an intermediate bore of the fiber cement before penetration of the threaded portion 5 in the hole already made in the fiber cement. Preferably, this predetermined length 1 is substantially equal to or slightly greater than twice the thickness of a plate 1a or 1b of asbestos cement.
To achieve by striking the drilling end of a lag screw according to the invention, two can be used
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matrices substantially in the form of a half-cone, each half-cone being offset with respect to the other by a
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distance corresponding to the half-width of the terminal end blade. This arrangement allows during the striking operation to provide two lateral cutting surfaces 10 and 11 oriented substantially radially with respect to the direction of rotation R. Each surface 10 and 11 of material removal has a substantially constant width and is limited in the upper position by a generator parallel to the axis of the lag screw over the length 1 above.
FIG. 6 represents the successive stages of fastening of two superimposed asbestos cement plates using lag bolts according to the invention.
In step A, the lag screw according to the invention driven in rotation by means of a tool not shown is in the situation of piercing the second plate 1b while being engaged by its smooth portion of intermediate bore in the first plate 1a. . The rotary drive movement allows the drilling to continue in the second corrugated plate 1b and its bore by means of the intermediate smooth part of the drilling end 6.
The drilling end has in fact a smooth part of a predetermined length 1 to allow the drilling of the second plate before penetration of the threaded part into the bore of the
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first plate.
In step B, the lag screw according to the invention has passed through the two superposed plates 1a, 1b until the fins 8a, 8b are in contact with the upper plate 1a. At this instant, the drilling end blade 6 begins to penetrate into the wood of the frame while the threaded part 5 remains constantly outside the wood of the frame.
The low-speed rotation drive slowed down by the penetration of the end blade into
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the wood produces the bore of the bore of the first fiber cement plate la.
In step C, the hole in the fiber cement plate 1a is completely bored, while the bore of the hole in the second fiber cement plate 1b is being completed. At this instant, the smooth generator end parallel to the axis of the lag screw penetrates the wood. The continuation of the rotary drive at low advance causes the thread 5 to take up in the wood after completion of the bore of the second fiber cement board 1b.
In step D, after complete screwing of the lag screw according to the invention, the fiber cement sheets 1a and 1b are fixed to each other and are secured to the wooden frame using the lag screw according to the invention .
The fact that the drilling end 6 begins to penetrate into the wood at the start of drilling the holes in the fiber cement by the fins 8a, 8b produces excellent guidance and good coaxiality of the holes and the fixing lag bolt.
The invention thus constantly provides guidance for the lag screw according to the invention during its advancement: a first bore is produced by the smooth portion of length 1 above with parallel generator and allows the guidance of the threaded portion 5 between stages A and B, while the terminal bore produced in stages B and C is carried out while the lag screw is guided at its two ends thanks to the penetration of the drilling end 6 into the wood and thanks to the maintenance of the head 3 for driving in rotation in the correspondingly shaped tool.
The invention thus makes it possible to carry out in a single operation all of the operations of the prior art, while also providing a precision and a finish superior to those of the prior art. Drilling on the ground and fitting roof plates
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la, lb superimposed is completely eliminated, so that the cost of construction and installation of fiber cement roofs fixed on wooden frames is considerably reduced thanks to the invention.
The invention described with reference to particular embodiments is in no way limited thereto, but on the contrary covers all modifications of form and all variant embodiments within the scope and spirit of the invention, allowing the manufacture of the lag screw according to the invention. he invention of ordinary unhardened steel capable of being made stainless by hot dip galvanizing.