Cheville en caoutchouc, destinée à être introduite dans une cavité. L'objet de la présente invention est une cheville en caoutchouc, destinée à être intro duite dans une cavité, notamment d'un mur, en vue de permettre la fixation d'un objet.
Cette cheville est caractérisée en ce qu'elle présente une perforation axiale lui permettant de se dilater lorsqu'on introduit un instru ment dans ladite perforation, et en ce qu'elle présente en outre, en section transversale, au moins une saillie pouvant se déformer de fa çon à correspondre à différents diamètres de cavités.
Dans une forme d'exécution particulière de la cheville, la saillie est parallèle à l'axe de celle-ci.
Dans une autre forme d'exécution, la che ville présente au moins une saillie d'allure tordue, par exemple en sens hélicoïdal, afin que la cheville, quand elle sera introduite, à l'état tordu, dans une cavité, et que le bout de la face murale sera tourné sous l'action d'une vis d'expansion introduite dans sa ca vité, ait tendance à se distordre et à augmen- ter le diamètre extérieur, en ce sens que les coins, par leur coincement contre les parois de cavité, empêcheront la cheville de tourner dans celle-ci.
Dans une autre forme d'exécution, -conve nant particulièrement pour des cavités très grandes, la cheville en caoutchouc est dilatée, comme dit précédemment, du fait d'introduire un instrument dans sa perforation; à cette action vient s'ajouter une seconde expansion résultant de la diminution de longueur de la cheville du fait d'une compression exercée aux extrémités, ces actions ayant lieu ensem ble ou bien consécutivement. C'est ainsi que le rapport d'une surface de section transverse non augmentée à une surface ayant atteint le maximum, est supérieur à ce qu'il serait si une seule expansion était pratiquée.
On peut donner à la perforation de la che ville une conformation telle que, au début de l'introduction d'un instrument, la surface de la perforation en contact avec la périphérie de l'instrument dilateur soit diminuée com- parativement à une perforation circulaire. Dans ces conditions, l'instrument peut être plus directement et plus aisément poussé à l'intérieur, puisqu'il y a diminution de frot tement et que la matière déplacée peut être restituée à la périphérie, comme on l'a déjà vu.
La cheville peut avoir des formes diverses en section transversale. Le dessin annexé montre, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de la cheville faisant l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue en bout d'une forme d'exécution de la cheville selon l'invention, avant qu'elle soit introduite dans une cavité, tandis que la Fig. 2 fait voir comment les saillies de cette cheville fusionnent avec le corps de cheville, pendant ou après la dilatation; Fig. 3 moere une élévation latérale de la cheville selon la fig. l ;
Les fig. 4 à 17 sont des vues en bout de diverses autres formes d'exécution de la che ville selon l'invention; Les fig. 18 et 19 représentent une cheville présentant des saillies d'allure tordue en sens hélicoïdal; Fig. 20 fait voir, en coupe, une cheville enfoncée dans une cavité et dont la dilatation est due à deux effets; Les fig. 21 à 23 font voir séparément des vues agrandies d'un disque métallique que comprend la cheville de la fig. 20;
Fig. 24 est une vue partielle de l'extré mité intérieure d'une cheville ayant une sec tion lui permettant d'agir comme un écrou pour le bout de la vis constituant l'instru ment introduit dans la perforation.
Le nombre des saillies peut varier, celui de trois à cinq étant, en général, le mieux approprié.
Les fig. 1 à 3 représentent une cheville 1 aménagée de cannelures 2 régnant en sens longitudinal à la périphérie et dirigées radia- lement vers l'intérieur, de manière à présenter des faces taillées 3, avec courbure 4 excentri que pan rapport à l'axe de la cheville 1, d'où s'ensuit que la périphérie de la cheville pré- sente, en section transversale, une série de saillies à courbure dont le périmètre est soit égal pour toutes, soit inégal. Ces saillies peuvent se déformer de façon à correspondre à différents diamètres de cavités. Tout en gardant une surface constante en section transversale, cette cheville peut acquérir un diamètre plus grand.
Telle qu'elle est repré sentée, elle convient pour des vis ayant leur pas à droite; pour celles ayant pas à gauche, on peut encore directement l'introduire dans la cavité, en l'y tournant de l'autre côté. Avec des dimensions de cavités plus petites et celles correctes, l'insertion de la cheville se fait aisément en imprimant une légère tor sion, en sens inverse des aiguilles d'une montre, ce quia pour effet de diminuer le diamètre maximum, en permettant aux saillies d'entrer dans la cavité et d'y tourner aisément;
quand les cavités sont très grandes, les différents points du diamètre maximum viennent en contact avec elles. La résistance par frottement, opposée au mouvement qui fait tourner l'instrument introduit dans la perforation axiale, augmente selon la con formation des saillies.
Alors que la cheville a des rainures quand on n'en est qu'au début de la dilatation par introduction de l'instru ment, ces rainures disparaissent, les saillies fusionnant avec le corps de la cheville, don nant comme résultat la caractéristique d'une cheville non fractionnée, comme on l'a repré sentée en fig. 2.
Les rainures longitudinales 2 de la fig. 4 sont, non pas radiales, mais plus ou moins tangentielles; pour chacune des divisions, elles réalisent un bras 6 de sens plus ou moins radial et un segment périphérique 7 rattaché en porte-à-faux à l'extrémité extérieure du bras, un espace étant ménagé entre l'extré mité libre 8 d'une saillie et le bout fige 9 de la saillie voisine.
La longueur de rainure varie selon la longueur voulue pour la saillie; les saillies peuvent être de longueurs diffé rentes comme représenté, ou bien de même longueur, comme représenté en fig. 6; quant aux rainures, elles peuvent ou bien aller en décroissant, comme indiqué, ou bien avoir leurs arêtes parallèles, ou bien présenter des irrégularités. Comme en fig. 1, les surfaces périphériques 4 des saillies ont, de préférence, une conformation en courbe excentrée par rapport à l'axe de la cheville, bien qu'on puisse aussi en adopter de concentriques, comme c'est visible en 10 dans la fig. 9.
Une autre action exercée par les saillies segmentaires réside en ce que, lorsqu'on in vertit le sens de rotation de l'instrument in troduit dans la perforation (une vis, par exemple), elles reviennent facilement en ar rière.
On peut obtenir un effet dans les deux di rections en terminant des bras 11 de sens ra dial (fig. 5) par des segments symétriques 12 pour avoir l'égalité d'effet dans chaque sens de rotation, ou bien, asymétriques, comme in diqué par 13, pour avoir l'inégalité d'effets.
Pour favoriser le coincement, on peut donner aux surfaces périphériques des saillies une sorte de denture, ou des rainures, ou adopter tout autre profil ou bien encore, elles peuvent être unies. La fig. 7 montre une den telure 14 pouvant avoir un pas constant ou des pas différents.
On arrive à amoindrir la surface de con tact initiale entre la perforation axiale de la cheville et l'instrument introduit dans cette perforation en donnant à cette perfora tion une section transversale autre que celle circulaire représentée en fig.1, l'action de dila tation étant exercée sur des surfaces plus res treintes, et dans des directions prédéterminées.
Les conformations de perforations polygo nales représentées sont: le triangle indiqué par 15 en fig. 4, le carré en fig. 9 et le pen tagone en fig. 10, le nombre de faces corres pondant au nombre de saillies, de manière que les zones de contact avec l'instrument, une vis par exemple, transmettent la poussée radiale et donnent appui aux faces intérieures des saillies grâce à la partie de corps, en caoutchouc, qui se trouve entre la perforation et les saillies.
On peut recourir à de nom breuses autres conformations pour restrein dre la surface de contact de la vis et dimi- puer @ le frottement, avec un plus grand éche lonnement dans les diamètres de vis pour une cheville déterminée, et introduction facilitée de la vis. En fig. 8, la perforation a été amé nagée de rigoles longitudinales 16 alternant avec des extensions intérieures 17 dont les bouts viennent en contact avec la périphé rie de la vis. De même que pour les saillies, les extensions intérieures de la perforation viennent se confondre avec le corps de la che ville à mesure que la dilatation suit son cours.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 8, 18 est une extension sur la face extérieure des rainures, de manière que la poussée radiale déterminée par la vis s'appli que d'abord suivant des surfaces restreintes; et dans des directions prédéterminées, de la perforation à la périphérie. Ces extensions, qui également peuvent être disposées sur la face intérieure des rainures, règnent sur la longueur entière des rainures et peuvent être combinées avec une perforation soit circulaire, soit avec solution de continuité.
En ce der nier cas, les zones de contact de la perfora tion seront; de préférence, en alignement avec des lignes radiales telles que 19 passant par les extensions 18 et le centre (fig. 8).
La cheville selon la fig. 9 est à section carrée 20 présentant une perforation carrée avec une saillie à chacun des angles; celle se lon la fig. 10 est à. section transversale en pentagone, et est aménagée de rainures péri phériques 21, de sens longitudinal, et con formées en bouts de croissants, les angles de la perforation faisant vis-à-vis aux méplats périphériques; les chevilles des fig. 11 à 13 sont à quatre côtés à l'extérieur, avec leurs rainures en sens radial; dans la fig. 11, ces côtés 32, formant saillies, sont plats;
dans la fig. 12, ils sont convexes et en fig. 13 ils sont concaves, les rainures 35 ayant la plus grande largeur à leurs bouts intérieurs dans les fig. 11 et 13 et étant le plus étroites à leurs bouts intérieurs 36 dans la fig. 12.
Pour rendre la cheville adaptable à une cavité plus grande, l'effet des rainures longi tudinales de n'importe laquelle des sections peut être modifié grâce à l'insertion d'une ou de plusieurs pièces de rembourrage, faites d'une substance plus dure, comme indiqué par 37 dans les fig. 11, 13 et 16, puisque la surface de la section transversale de la che ville ajoutée à celle de la vis doit tout au moins équivaloir la surface de la section trans versale de la cavité, et que le caoutchouc com mence par se déformer pour remplir la cavité, après quoi il subit la compression pour réali ser un coincement intense.
Les chevilles des fig. 14 à 17 ont des sec tions irrégulières; dans la fig. 14, les saillies sont irrégulièrement écartées et présentent des champs 3 ou créneaux; en fig. 15, on voit une seule rainure périphérique 2 réalisant une saillie unique 7, la perforation axiale ayant une extension intérieure 47 en aligne ment radial avec la saillie; en fig. 16, on voit une sorte de tunnel longitudinal 48, la ma tière ramenée en place étant celle d'une saillie périphérique simple 49 ;
et en fig. 17, une cheville cylindrique présente une saillie uni que 40. Il est évident que de nombreuses autres irrégularités de sections pourraient être adoptées.
Les fig. 18 et 19 montrent une cheville ayant des saillies en torsade hélicoïdale. On peut adopter n'importe quel angle de torsion approprié; il convient de prendre de 15 à 60 degrés; la direction étant la môme que celle de la vis: à droite, pour un filet de vis ayant le pas à droite. On peut y produire la torsion pendant l'extension, et préalable ment à la vulcanisation.
Ce genre de forma tion en torsade est applicable à n'importe la quelle des chevilles représentées et décrites précédemment. En tournant la cheville en sens inverse à celui des aiguilles d'une mon tre, on pourra la planter directement dans une cavité petite, ou en tout cas très juste, en augmentant l'angle des spires de l'hélice et diminuant le diamètre maximum; l'action étant inverse de celle de la vis qui a pour fonction de distordre et agrandir la cheville, comme on l'a exposé plus haut.
Les fig. 20 à 23 représentent une cheville se raccourcissant par compression et agran dissement de son diamètre extérieur, en sus de la dilatation due à une vis. Cette cheville présente un disque métallique 23 perforé au centre et encastré à l'extrémité intérieure de la cheville en manchon 25, aux fins d'agir comme un écrou. Ce disque est bien retenu par des languettes saillantes 24 qui s'enga gent dans les rainures 26 pratiquées à la pé riphérie de la cheville et, de préférence, ser rées intimement contre elles; ou bien, on peut leur donner une certaine inclinaison comme indiqué par 27 dans la fig. 21, avec accrochage empêchant qu'elles se détachent en cours de transport.
La perforation cen trale présente des dents 28 faisant saillies à l'intérieur et de nombre correspondant à celui des rainures de la cheville; le métal est fa çonné semblablement à une vis, pour facili ter le passage de la pointe 29 de la vis. La partie métallique faisant écrou peut être mou lée dans le caoutchouc; ou bien, le caoutchouc lui-même peut être travaillé de manière à constituer écrou en ce sens qu'une partie plus dure (30 de la fig. 24) existe au bout inté rieur et est filetée d'un pas de vis 31.
Au déplacement du caoutchouc en sens ra dial, dû à l'introduction de la vis dans la per foration axiale de la cheville, vient s'ajouter le déplacement qui accompagne le raccourcis sement en sens axial et la compression que subit le manchon à mesure que la vis et l'é crou arrivent l'un sur l'autre; la réaction étant absorbée tout d'abord contre le fût de la vis, puis, pour finir, contre la tête de la vis également, ou bien, dans les, cas où un ob jet 41 est interposé entre le mur 42 et la tête de vis, elle se transmet par cet objet à la tête de la vis.
C'est ce qui rend possible un coin cement plus accentué, puisque le caoutchouc n'a pas tendance à sortir pour s'écarter ni à rentrer pour se rapprocher des bouts de la cavité lorsqu'une certaine fatigue, sous des ef forts de tension, lui est imposé; c'est ainsi que l'on peut se servir de cavités avec lesquelles, sans cela, il ne pourrait être fait usage de che villes de types produits en série (standardi sées).
On peut faire usage d'un tronc de cône tubulaire, en métal, au travers duquel la che- ville sera poussée, pour faciliter l'introduc tion, par une contraction momentanée du dia mètre maximum, bien que, généralement, on puisse aussi effectuer cette contraction par un simple serrage entre les doigts.