Procédé pour le forage de trous et la pose de chevilles de fixation
La présente invention a pour objet un procédé pour le forage de trous et la pose de chevilles de fixation destinées à être fixées dans un matériau dur et compact, par exemple un mur, pour la fixation d'un objet. Une telle cheville de fixation comprend un fût cylindrique fileté à une extrémité et se terminant, à l'autre extrémité, par une tête tronconique et une douille fendue suivant une génératrice, engagée sur le fût cylindrique et d'un diamètre extérieur correspondant sensiblement à celui de la grande base de la tête, la petite base de la tête ayant un diamètre supérieur à celui du fût auquel elle est raccordée pour former un petit épaulement annulaire, tandis que l'extrémité de la douille fendue tournée vers la tête, sur l'épaulement annulaire de laquelle elle est en butée, peut, lorsqu'elle est soumise,
par rapport au fût, à une poussée axiale assez forte, franchir le ressaut que constitue l'épaulement et monter sur la tête pour s'y dilater à un diamètre supérieur à celui de la grande base en vue du blocage de la cheville dans un trou percé, dans le matériau récepteur, à un diamètre supérieur à celui de la grande base de la tête. Une telle cheville est décrite dans le brevet suisse No 014954.
Le procédé selon l'invention, pour le forage de trous et de pose de chevilles destinées à être fixées dans un matériau dur et compact et comprenant un fût cylindrique fileté à une extrémité et se terminant, à l'autre extrémité, par une tête tronconique et une douille fendue suivant une génératrice, engagée sur le fût cylindrique et d'un diamètre extérieur correspondant sensiblement à celui de la grande base de la tête, la petite base de la tête ayant un diamètre supérieur à celui du fût auquel elle est raccordée pour former un petit épaulement annulaire, tandis que l'extrémité de la douille fendue tournée vers la tête, sur l'épaulement annulaire de laquelle elle est en butée, peut, lorsqu'elle est soumise, par rapport au fût, à une poussée axiale assez forte,
franchir le ressaut que constitue l'épaulement et monter sur la tête pour s'y dilater à un diamètre supérieur à celui de la grande base en vue du blocage de la cheville dans un trou percé, dans le matériau récepteur, à un diamètre supérieur à celui de la grande base de la tête, est caractérisé en ce qu'on visse la partie mâle de la cheville dans le trou taraudé d'un mandrin adaptateur susceptible d'être monté sur un mandrin d'une machine opérant au moins par percussion et que l'on monte, sur la partie filetée du fût de cheville, un gabarit de réglage, tel que l'on obtienne automatiquement la profondeur correcte du trou en rendant la cote totale du gabarit égale à l'épaisseur de la pièce à fixer, après quoi on effectue la pose de la cheville dans le trou ainsi foré.
La machine opérant par percussion peut aussi opérer par rotation et le gabarit de réglage peut consister en de simples écrous vissés en nombre et dans la position convenable, éventuellement associés à des rondelles d'épaisseur, des cales tubulaires.
Sur les dessins annexés, on a représenté schématiquement les phases de forage de trous de chevilles et l'outillage utilisable pour le forage et la pose d'une cheville.
Sur ces dessins:
la fig. 1 est une vue en élévation d'une cheville, à douille partiellement coupée, qui est à poser;
la fig. 2 est une vue en perspective de la douille fendue;
la fig. 3 est une vue en élévation d'une deuxième cheville à tête munie d'une plaquette de forage;
la fig. 4 est une vue partielle de la cheville de la fig. 3, ayant tourné de 900;
les fig. 5, 6 et 7 sont des vues à grande échelle, respectivement de face, de profil et en bout, de la tête seule de la cheville foreuse des fig. 3 et 4;
la fig. 8 est une vue partiellement en coupe d'une cheville foreuse montée sur un mandrin adaptateur engagé dans le mandrin normal d'une machine à perceur;
la fig. 9 est une vue en coupe partielle montrant le perçage d'un trou de cheville à travers un panneau destiné à être fixé par cheville;
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la fig. 10 est une vue analogue à la précédente, un trépan étant interposé entre le mandrin adaptateur et la cheville foreuse;
la fig. 1 1 est une vue en coupe partielle représentant l'engagement, dans un trou foré et nettoyé, d'une cheville complète;
la fig. 12 est une vue en coupe partielle montrant le montage de la cheville;
la fig. 13 est une vue en coupe partielle montrant la pose, au moyen d'un outil à main, d'une cheville dans un trou percé et nettoyé;
la fig. 14 est une vue, en coupe partielle, d'une cheville posée et munie d'un écrou;
les fig. 15 et 16, enfin, sont respectivement des vues de face et en coupe longitudinale d'un outil utilisable pour dévisser du mandrin une cheville foreuse.
Aux fig. l et 2, la cheville à poser comprend une partie mâle M formée d'un fût cylindrique 1 muni, vers l'arrière, d'un filetage 2, et, vers l'avant, d'une tête tronconique 3 dont la petite base est raccordée au fût 1 avec un petit épaulement annulaire 4.
Sur la partie mâle M, est engagée, de manière à pouvoir coulisser, une partie femelle formée d'une douille fendue 5, en tôle roulée par exemple, ayant un diamètre extérieur qui correspond sensiblement à celui de la grande base de la tête tronconique 3.
On conçoit que, lorsqu'une telle cheville composite est engagée dans un trou dont le diamètre correspond, au jeu près, à celui de la grande base de la tête 3, un mouvement coulissant, imposé à la douille 5 pour passer par-dessus l'épaulement 4 et monter, en s'évasant, sur la tête tronconique 3, aboutira (voir fig. 14) au coincement de la cheville dans son trou, ce coincement devenant d'autant plus marqué que la cheville est soumise à un effort d'arrachement.
Le trou à pratiquer dans le matériau dur et compact, par exemple un mur en ciment, en béton, en brique pleine, en moellons pleins, etc., peut être percé au moyen d'un outil M1 (fig. 3 et 4) qui est ici la partie mâle M1 de la cheville décrite aux fig. 1 et 2 (et 14), mais dont, comme on le voit particulièrement sur les fig. 5 à 7, la tête tronconique 3a présente, d'une part, une fente diamétrale 6 destinée à recevoir une plaquette foreuse 7 en carbure, et, d'autre part, des évidements 8 pour le dégagement des débris provenant du forage.
Après le forage du ou des trous, on pourra utiliser, en tant que cheville de fixation, entre autres, la cheville dont l'élément mâle a servi pour percer les trous. Sur le plan pratique, ceci se traduit par la mise à la disposition des usagers de boîtes renfermant un certain nombre de chevilles de fixation dont l'une au moins sera agencée pour servir temporairement de mèche.
La partie mâle M1 de la cheville à tête de forage 3a7 peut, comme on le voit sur les fig. 8 et 9, être vissée pour le perçage du trou de cheville, dans le trou taraudé d'un mandrin adaptateur 9 susceptible d'être monté dans un mandrin de serrage classique d'une machine 10 opérant par percussion et éventuellement rotation. La profondeur du trou T, à percer dans le matériau A devant recevoir la cheville, est déterminée par un gabarit de réglage constitué par de simples écrous 11 vissés en nombre et dans la position appropriés sur la partie filetée du fût de cheville M1, ces écrous pouvant être utilisés en association avec des rondelles d'épaisseur, des cales tubulaires, etc.
Les trous T peuvent être percés, alors que la pièce
P à fixer se trouve dans sa position définitive sur le mur A, ladite pièce P pouvant être percée au cours de l'opération qui fore le trou T, ou avoir été percée avant sa mise en position et servir de gabarit pour les trous à forer T (fig. 9).
Les trous de la pièce P1 peuvent également être prévus avec un logement L (fig. 10) destiné à recevoir une rondelle et un écrou noyé. Ce logement peut être percé au moyen d'un trépan, ou outil de lamage, 12, muni, d'une part, d'une queue filetée pouvant être vissée dans le mandrin adaptateur 9 et, d'autre part, d'un trou taraudé pour recevoir la partie de cheville Ml.
La partie de cheville M1 peut, après achèvement des opérations de perçage, ou forage, être dévissée du mandrin adaptateur 9 au moyen de la clé de démontage représentée sur les fig. 15 et 16, cette clé consistant en une simple plaquette 13 percée de trous 14 et 15 dans lesquels peuvent être engagés les plats de dégagement 8.
La pose proprement dite de la cheville à douille expansible consiste, après le nettoyage du trou de cheville, à y enfoncer l'ensemble de la cheville (fig. 11) jusqu'à ce que la tête 3 (ou 3a) bute dans le fond du trou, opération qui peut avantageusement être effectuée (fig. 11 à 13) à l'aide d'un manchon de pose 16 coulissant sur l'extrémité arrière de la partie mâle M (ou Ml) de la cheville et venant en butée avec le bord arrière de la douille fendue 5 dont le bord avant est en appui sur l'épaulement 4, ce dernier ayant pour but d'éviter, tant que le fond du trou n'est pas atteint, qu'une résistance fortuite ne fasse coulisser prématurément la douille sur la ête de la cheville, ce qui provoquerait une fixation défectueuse.
A ce premier temps de l'opération de pose, succède un deuxième temps qui consiste à frapper, par l'intermédiaire du manchon de pose 16, sur la douille fendue 5 pour obliger son extrémité à franchir le ressaut, ou épaulement, 4 et à coulisser sur la tête tronconique 3 sur laquelle elle se dilate pour former un cône de coincement Sa (fig. 12, 13, 14) qui s'oppose à tout arrachement de la cheville venant d'être posée.
Pour le deuxième temps de l'opération de pose, le manchon de pose 16 peut, lorsqu'il est fait usage d'une machine 10, suffisamment puissante, être monté sur l'ergot 17a dont est muni le fond d'une douille borgne 17 (fig. 12), dont l'extrémité ouverte est agencée pour s'emboîter sur un épaulement du mandrin adaptateur 9, la longueur de la douille borgne 17 étant avantageusement telle qu'elle entoure la cheville foreuse M1 qui peut ainsi rester à demeure sur le mandrin adaptateur 9, jusqu'à ce que toutes les opérations de forage soient achevées.
Dans une variante, où le deuxième temps de l'opération de pose s'effectue à la main, le mandrin de pose 16 est simplement monté sur l'ergot d'une poignée 18 (fig. 13) agencé pour subir une frappe au marteau.
Method for drilling holes and installing anchors
The present invention relates to a method for drilling holes and installing fixing plugs intended to be fixed in a hard and compact material, for example a wall, for fixing an object. Such a fixing pin comprises a cylindrical shank threaded at one end and terminating, at the other end, with a frustoconical head and a sleeve split along a generatrix, engaged on the cylindrical shank and of an outer diameter corresponding substantially to that of the large base of the head, the small base of the head having a diameter greater than that of the shank to which it is connected to form a small annular shoulder, while the end of the split socket facing the head, on the annular shoulder of which it is in abutment, can, when it is subjected,
relative to the barrel, at a fairly strong axial thrust, cross the projection formed by the shoulder and climb on the head to expand there to a diameter greater than that of the large base in order to block the ankle in a hole drilled, in the receiving material, to a diameter greater than that of the large base of the head. Such an ankle is described in Swiss patent No. 014954.
The method according to the invention, for drilling holes and installing plugs intended to be fixed in a hard and compact material and comprising a cylindrical shank threaded at one end and terminating, at the other end, with a frustoconical head and a sleeve split along a generatrix, engaged on the cylindrical barrel and of an external diameter corresponding substantially to that of the large base of the head, the small base of the head having a diameter greater than that of the barrel to which it is connected for form a small annular shoulder, while the end of the split sleeve facing the head, on the annular shoulder of which it abuts, can, when it is subjected, with respect to the barrel, to a sufficient axial thrust strong,
cross the projection formed by the shoulder and climb onto the head to expand there to a diameter greater than that of the large base in order to block the ankle in a drilled hole, in the receiving material, to a diameter greater than that of the large base of the head, is characterized in that the male part of the plug is screwed into the tapped hole of an adapter mandrel capable of being mounted on a mandrel of a machine operating at least by percussion and that an adjustment jig is mounted on the threaded part of the anchor shaft, such that the correct depth of the hole is automatically obtained by making the total dimension of the jig equal to the thickness of the part to be fixed, after which the anchor is placed in the hole thus drilled.
The machine operating by percussion can also operate by rotation and the adjustment jig can consist of simple nuts screwed in number and in the suitable position, possibly associated with thick washers, tubular wedges.
In the accompanying drawings, there is schematically shown the phases of drilling anchor holes and the tools that can be used for drilling and installing an anchor.
On these drawings:
fig. 1 is an elevational view of a plug, with a partially cut socket, which is to be installed;
fig. 2 is a perspective view of the split sleeve;
fig. 3 is an elevational view of a second head pin provided with a drilling insert;
fig. 4 is a partial view of the ankle of FIG. 3, having turned 900;
figs. 5, 6 and 7 are views on a large scale, respectively from the front, in profile and at the end, of the head alone of the drilling anchor of FIGS. 3 and 4;
fig. 8 is a partially sectional view of a drill peg mounted on an adapter chuck engaged in the normal chuck of a drill machine;
fig. 9 is a partial sectional view showing the drilling of a dowel hole through a panel intended to be fixed by dowel;
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fig. 10 is a view similar to the previous one, a bit being interposed between the adapter mandrel and the drilling plug;
fig. January 1 is a partial sectional view showing the engagement, in a drilled and cleaned hole, of a complete plug;
fig. 12 is a partial sectional view showing the assembly of the ankle;
fig. 13 is a partial sectional view showing the installation, by means of a hand tool, of a plug in a drilled and cleaned hole;
fig. 14 is a view, in partial section, of an anchor fitted and provided with a nut;
figs. 15 and 16, finally, are respectively front views and in longitudinal section of a tool which can be used to unscrew a drill plug from the mandrel.
In fig. 1 and 2, the anchor to be installed comprises a male part M formed by a cylindrical barrel 1 provided, towards the rear, with a thread 2, and, towards the front, with a frustoconical head 3 of which the small base is connected to the barrel 1 with a small annular shoulder 4.
On the male part M, is engaged, so as to be able to slide, a female part formed of a split sleeve 5, in rolled sheet metal for example, having an outer diameter which corresponds substantially to that of the large base of the frustoconical head 3 .
It will be understood that, when such a composite anchor is engaged in a hole whose diameter corresponds, except for the clearance, to that of the large base of the head 3, a sliding movement imposed on the sleeve 5 to pass over the shoulder 4 and mounting, by widening, on the frustoconical head 3, will result (see fig. 14) in the jamming of the ankle in its hole, this jamming becoming all the more marked as the ankle is subjected to a stress of tearing.
The hole to be made in the hard and compact material, for example a wall made of cement, concrete, solid brick, solid rubble, etc., can be drilled using a tool M1 (fig. 3 and 4) which here is the male part M1 of the ankle described in fig. 1 and 2 (and 14), but of which, as can be seen particularly in FIGS. 5 to 7, the frustoconical head 3a has, on the one hand, a diametral slot 6 intended to receive a drilling insert 7 made of carbide, and, on the other hand, recesses 8 for the release of debris from the drilling.
After the drilling of the hole or holes, it is possible to use, as a fixing pin, among others, the pin whose male element was used to drill the holes. From a practical point of view, this results in the making available to users of boxes containing a certain number of fixing pegs, at least one of which will be arranged to serve temporarily as a wick.
The male part M1 of the drill head anchor 3a7 can, as seen in FIGS. 8 and 9, be screwed for drilling the pin hole, in the threaded hole of an adapter mandrel 9 capable of being mounted in a conventional clamping mandrel of a machine 10 operating by percussion and possibly rotation. The depth of the hole T, to be drilled in the material A which is to receive the anchor, is determined by an adjustment jig consisting of simple nuts 11 screwed in the appropriate number and in the appropriate position on the threaded part of the anchor shank M1, these nuts can be used in conjunction with shim washers, tubular shims, etc.
T-holes can be drilled, while the workpiece
P to be fixed is in its final position on wall A, said part P being able to be drilled during the operation which drills the hole T, or to have been drilled before its positioning and serve as a template for the holes to be drilled T (fig. 9).
The holes in part P1 can also be provided with a housing L (fig. 10) intended to receive a washer and a sunken nut. This housing can be drilled by means of a drill bit, or countersinking tool, 12, provided, on the one hand, with a threaded shank which can be screwed into the adapter mandrel 9 and, on the other hand, with a hole tapped to receive the ankle part Ml.
The plug part M1 can, after completion of the drilling operations, or drilling, be unscrewed from the adapter mandrel 9 by means of the dismantling key shown in FIGS. 15 and 16, this key consisting of a simple plate 13 pierced with holes 14 and 15 in which the release plates 8 can be engaged.
The actual installation of the expansion sleeve anchor consists, after cleaning the anchor hole, in inserting the entire anchor (fig. 11) until the head 3 (or 3a) hits the bottom. of the hole, an operation which can advantageously be carried out (fig. 11 to 13) using a fitting sleeve 16 sliding on the rear end of the male part M (or Ml) of the ankle and coming into abutment with the rear edge of the split sleeve 5, the front edge of which rests on the shoulder 4, the latter having the aim of preventing, as long as the bottom of the hole is not reached, that a fortuitous resistance does slide prematurely the sleeve on the head of the ankle, which would cause a faulty fixation.
At this first stage of the fitting operation, a second stage follows which consists in striking, by means of the fitting sleeve 16, on the split sleeve 5 to force its end to cross the projection, or shoulder, 4 and to slide on the frustoconical head 3 on which it expands to form a wedging cone Sa (fig. 12, 13, 14) which opposes any tearing of the ankle just placed.
For the second stage of the fitting operation, the fitting sleeve 16 can, when a sufficiently powerful machine 10 is used, be mounted on the lug 17a with which the bottom is fitted with a blind socket. 17 (fig. 12), the open end of which is arranged to fit onto a shoulder of the adapter mandrel 9, the length of the blind sleeve 17 being advantageously such that it surrounds the drilling plug M1 which can thus remain permanently on the adapter chuck 9, until all drilling operations have been completed.
In a variant, where the second stage of the laying operation is carried out by hand, the laying mandrel 16 is simply mounted on the lug of a handle 18 (FIG. 13) arranged to undergo a hammer strike. .