FR2493380A1 - Rondelle de repartition de charge - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE RONDELLE DE REPARTITION DE CHARGE DESTINEE A ETRE UTILISEE POUR LA FIXATION DE MATERIAUX COMPRESSIBLES. CETTE RONDELLE COMPORTE UNE SAILLIE AXIALE TRAVERSEE PAR UN TROU 28 ET DE LAQUELLE S'ETEND LATERALEMENT UNE SEMELLE OU BRIDE 14. UN TRONCON 32 DU TROU 28 PRESENTE UNE DIMENSION LATERALE SUPERIEURE A LA DIMENSION LATERALE MAXIMALE DE LA TETE 34 D'UN ORGANE 32 DE FIXATION ET UNE LONGUEUR EGALE A PLUSIEURS FOIS LA HAUTEUR DE CETTE TETE 34. LA RONDELLE PEUT FLOTTER LIBREMENT PAR RAPPORT AU MATERIAU COMPRESSIBLE 20 SOUMIS A UNE CHARGE, TANDIS QUE L'ORGANE 30 DE FIXATION RESTE IMMOBILE. DOMAINE D'APPLICATION: FIXATION DE MATERIAU ISOLANT SUR DES PLATES-FORMES DE TOITURES.
Description
L'invention concerne une rondelle de répartition de charge destinée à la
fixation d'un matériau compressible a un élement de base. Un exemple d'une telle utilisation consiste à fixer des matériaux isolants compressibles à des plates-formes de toit ou autres, sur ce qui est connu sous
le nom de toiture multicouche.
Lors de-la construction de la toiture multicouche.
un matériau isolant compressible est fixé à la plate-forme de toiture réalisée en métal, en bois ou en béton. Ce matérie isolant comporte généralement du papier ou une feuille de support fixée à une surface. Des organes de fixation tels que des clous portant de larges rondelles sont utilisés pour asst jettir le matériau isolant à la plate-forme, puis de l'.asphalt et des membranes en papier ou en toile sont appliquées pour
assurer l'étanchéité à l'eau.
Lorsque des matériaux sont transportés sur le toit, un ouvrier risque de marcher sur une rondelle ou à proximité d'une rondelle, ou bien de faire rouler une brouette ou tout autre équipement sur une rondelle ou à. proximité d'une rondel Ces applications de force localisées font passer la tête de l'organe de fixation à travers la membrane supérieure ou bien provoquent le perçage de la couche de support par le bord de la rondelle. Ces discontinuités formées dans la membrane ou dans la couche de support peuvent permettre l'entrée de l'asphalte ou d'humidité dans le matériau isolant. Cette infiltration dans les interstices du matériau isolant réduit l'efficacité de l'isolation et peut finir par faire apparaître des fuites
à travers le toit.
Divers essais ont porté sur des solutions à ce problème. Une de ces solutions consiste à utiliser un organe de fixation et une rondelle qui, ensemble, permettent un certain mouvement limité du matériau isolant par rapport à la plate-forme métallique. L'inconvénient principal d'un tel dis positif est que, lorsque l'organe de fixation se déplace par rapport à la plate-forme, il tend à élargir le trou, ce qui
peut entraîner une défaillance de cet organe de fixation.
En outre, ce dispositif est limité à l'utilisation avec un
clou et il ne permet pas l'emploi d'une vis qui peut pré-
senter une plus grande résistance à l'arrachement.
L'invention concerne une rondelle qui peut flot-
ter par rapport à l'organe de fixation sous l'effet d'une force appliquée contre la semelle de répartition de charge de la rondelle ou à proximité de cette semelle. Une saillie axiale présente un diamètre intérieur supérieur à celui de la tête de l'organe de fixation, et une longueur égale à plusieurs fois la hauteur de la tête. L.'organe de fixation
reste ainsi assujetti de manière fixe et immobile à la plate-
forme du toit, tandis que la rondelle peut monter et descen-
dre librement sous l'effet du mouvement de contraction et
d'expansion du matériau isolant pendant et après l'applica-
tion d'une force de compression. Une telle rondelle peut être aisément utilisée avec un organe de fixation mécanique du type
clou ou vis.
Pour certaines applications-, la rondelle est de
préférence réalisée en matière plastique élastique. Une ron-
delle en matière plastique de ce type peut davantage fléchir sous l'application de forces localisées, empêchant le bord de
la rondelle de pénétrer dans la couche de support.
Une autre caractéristique de la rondelle selon ltin-
vention est qu'elle peut comporter un anneau élastique et flexible, logé dans le trou traversant la rondelle. Lorsque l'organe de fixation est introduit à travers la rondelle, l'anneau flexible se déforme pour permettre le passage de la tête de l'organe de fixation et réalise un ajustement élastique entre la rondelle et l'organe de fixation. Ceci établit une
limite supérieure à l'amplitude maximale des mouvements rela-
tifs possibles de l''organe de fixation et-de la rondelle.
Communément, cette limite supérieure n'est pas atteinte, car
la longueur de la saillie de la rondelle est choisie de ma-
nière que, dans des conditions de charge normale, la compressi-
bilité du matériau isolant empêche le mouvement vers le bas avant que la tête porte contre l'anneau élastique. Cependant, si la déformation maximale de la rondelle est atteinte, l'anneau élastique accroît notablement la résistance aux mouvements et empêche la tête de l'organe de fixation de
perforer la membrane. Par ailleurs, l'anneau élastique ré-
duit la dimension du trou, au-dessus de la tête de l'organe de fixation, et diminue le risque de remplissage du trou par de l'adhésif ou de l'asphalte et de réduction, ainsi,
des possibilités de flottement de la rondelle.
L'invention sera décrite plus en détailen regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:
La figure 1 est une vue en perspective de la ron-
delle suivant l'invention, représentée retournée sur elle-
même;
la figure 2 est une élévation schématique, par-
tielle, d'un élément de bridage de l'art antérieur; la figure 3A est une coupe longitudinale de la rondelle suivant l'invention en position de bridage ou de serrage; la figure 3B est une coupe analogue a celle de la figure 3A, montrant la rondelle qui fléchit sous une charge la figure 4 est une vue de dessus d'une deuxième forme de réalisation de la rondelle selon l'invention;
la figure 5 est une élévation de la forme de réa-
lisation représentée sur la figure 4; et la figure 6 est une vue de dessus d'une troisième
forme de réalisation de la rondelle selon l'invention.
Une première forme de réalisation de la rondelle de répartition de charge selon l'invention est représentée globalement en 10 sur la figure 1. Cette rondelle comporte une saillie axiale 12 d'une extrémité de laquelle s'étend
latéralement vers l'extérieur une semelle ou bride 14.
L'extrémité libre opposée 16 de la saillie est de préférence conique et elle comporte quatre nervures équidistantes 18 de coupe (dont deux sont reoDrsentées) qui facilitent la pénétration de la saillie dans le matériau compressible 20 (figure 3A)) travers
la couche 22 de support.
Bien que la rondelle de la forme de réalisation décrite puisse être réalisée dans n'importe quelle matière,
il est préférable d'utiliser une matière plastique. La fle-
xibilité de la rondelle en matière plastique réduit davan-
tage le risque d'endommagement, par le bord de la rondelle,
de la couche 22 de support ou d'une membrane 24 de recouvre-
ment. La rondelle en matière plastique comporte des ner-
vures 26 de renfort qui sont effilées de la saillie 12 vers
l'extérieur. Ces nervures 26 permettent de réduire l'épais-
seur de la semelle 14 et, par conséquent, la quantité glo-
bale de matière utilisée.
Comme il est montré sur les figures 3A et 3B, la rondelle 10 est traversée drun trou 28 destiné à recevoir un organe 30 de fixation. Un tronçon 32 du trou 28 présente des dimensions latérales supérieures à celles de la tête 34 de
l'organe de fixation et une longueur égale à au moins plu-
sieurs fois la hauteur de la tête 34. Un tronçon 36 du trou 28 présente des dimensions latérales réduites et un épaulement ou une surface 38 est formé entre les tronçons 32 et 36. Un anneau flexible 40 est disposé audessus du tronçon 32 du trou et
il permet un ajustement élastique entre la rondelle et l'or-
gane de fixation. Un évidement 42 est formé dans la surface supérieure ou extérieure (comme montré sur les figures 3A et
3B), co-axialement à la partie restante du trou 28. Cet évi-
dement 42 présente une dimension et une forme lui permettant
de recevoir l'embout d'un outil d'entraînement (non repre-
senté) pouvant être, par exemple, du type décrit dans la de-
mande de brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 59 867.
La figure 2 représente un élément de bridage ou de serrage de l'art antérieur. Une rondelle métallique plane ' est utilisée avec un clou 30' pour briler ou serrer un
matériau compressible 20' sur une plate-forme métallique 35'.
Ensuite, le materiau isolant fixé est recouvert de couches d'asphalte et de membranes 24' de papier. Lorsque des travaux
sont ensuite effectués sur la toiture multicouche, l'appli-
cation d'une force de compression sur le bord de la rondelle ' ou à proximité de cette rondelle provoque le passage de la tête du clou à travers la membrane 24', comme représenté
sur la figure 2. Le bord de la rondelle rigide peut égale-
ment percer la couche 22' de support, ce qui établit un pas-
sage pour 1' entrée de l'asphalte ou de l'humidité dans le matériau isolant. Le remplissage des interstices du matériau isolant par une substance étrangère réduit l'efficacité de
l'isolation. En outre, ces trous formés dans les couches su-
périeures permettent l'accès des éléments, faisant apparaître
des fuites à travers le toit.
Un essai pour résoudre ce problème a consisté à déplacer le tronçon moleté 31' de retenue du clou afin qu'il porte au-dessous de la plate- forme 25'. On espérait que le trou formé dans la plate-forme se refermerait légèrement après le passage du tronçon 31'. Ensuite, la rondelle 10' et l' organe 30' de fixation peuvent se déplacer ensemble sous l'effet d'une force de compression. Cependant, pour assurer un déplacement du clou, sous l'effet d'une force appliquée sur le bord extérieur de la rondelle, cette dernière doit
être ajustée plus étroitement sur la tige du clou. Ces to-
lérances sévères réduisent l'amplitude de l'inclinaison que
la rondelle peut prendre par rapport à l'organe de fixation.
Surtout, un mouvement du clou par rapport à la plate-forme tend à élargir le trou au point que le clou peut être remonté, par effet de levier, jusqu'à la position montrée sur la figure 2 et qu'il peut être complètement sorti du trou formé dans la plate-forme, le cas échéant. Non seulement la membrane de
recouvrement est détériorée, mais l'organe de fixation n'as-
sure ainsi plus la fixation du matériau isolant sur la plate-
forme. Par contre, comme montré sur la figure 3B, grâce au tronçon élargi 32 du trou, la rondelle selon l'invention peut
flotter par rapport à l'organe de fixation, et elle peut éga-
lement s'incliner. De plus, la flexibilité des bords de la rondelle en matière plastique élimine davantage le risque de
perforation de la membrane 24 ou de la couche 22 de support.
Dans le cas o la charge est excessive, l'anneau flexible 40 accroît la résistance à la poursuite du mouvement vers le bas de la rondelle, ce qui élimine le risque de perforation de la nembrànè 24 par la tête de l'organe de fixation. L'anneau sert secondairement à réduire la dimension du trou 32 et, par conséquent, le risque d'entrée de matières. La rondelle ainsi conçue peut être utilisée avec des clous ou des vis. Cependant, il est préférable d'utiliser des vis, car elles présentent une résistance à l'arrachement
supérieure de 2 à 5 fois à celle d'un clou.
Une deuxième forme de réalisation de l'invention est représentée sur les figures 4 et 5.Dans cette forme de réalisation, les première et seconde saillies axiales 11 et 12 sont reliées à une semelle commune 14. Deux nervures 26 de renfort
s'étendent le long de la semelle 14, entre les deux saillies.
Cette configuration peut être souhaitable dans certaines applications telles que le recouvrement d'un joint dans la
1S couche comprimée 20.
La figure 6 représente une autre caractéristique.
Dans certaines conditions, par exemple lorsque la plate-forme du toit est soumise à des vibrations importantes, certaines vis peuvent tendre à ressortir. Il est possible de s'opposer à cette tendance en formant à l'intérieur du tronçon 32 du
trou des doigts 44 d'encliquetage et, sur la tête 34 de l'or-
gane de fixation, des saillies 46. Les doigts 44 fléchissent pour permettre l'introduction de l'organe de fixation, mais ils réntrent en contact avec les saillies 46 afin d'empêcher toute rotation de sens opposé. Pour qu'un organe de fixation soit retiré, la force d'enlèvement doit vaincre non seulement
la résistance de la prise réalisée entre les filets de l'or-
gane 30 de fixation et la plate-forme 25, mais également la résistance de frottement existant entre la surface inférieure de la rondelle 10 et la couche 22 de Eupport, ainsi que celle existant entre la saillie 12 et le matériau isolant comprimé 20. Les nervures 26 de renfort tendent également à pénétrer
dans la couche de support et à accrottre davantage la résis-
tance à la rotation.
Il va de soi que de nombreuses modifications peu-
vent être apportées à la rondelle décrite et représentée sans
sortir du cadre de l'invention. Par exemple, bien que la ron-
delle, dans les formes de réalisation décrites,soit repré-
sentée sous des formes carrée, ronde et elliptique, il est évident qu'elle peut prendre d'autres formes. En outre, il n'est pas nécessaire que l'anneau élastique et flexible soit complètement annulaire, mais il peut être interrompu, ce qui accroit la flexibilité. Si l'on ne souhaite pas une plus grande flexibilité pour une rondelle particulière, il est possible de diminuer le diamètre intérieur de l'anneau pour refermer davantage le trou.Si l'adhésif ou l'asphalte
tendent à remplir le tronçon 32 du trou malgré les dimen-
sions réduites, l'évidement 42 peut être configuré de ma-
nière à recevoir un bouchon à emboîtement élastique.
Claims (8)
1. Rondelle de répartition de charge destinée à être utilisée avec un organe de.fixation mécanique (30) tête (34)pour assujettir un premier matériau compressible (20) surun second éî!ment(25) de base, la rondelle étant ca- ractérisée en ce qu'elle comporte une saillie axiale (12)
ayant une longueur telle qu'elle s'enfonce dans le maté-
riau compressible (20) à fixer, cette longueur étant cependant
inférieure à l'épaisseur du matériau, une semelle(14) de ré-
partition de charge qui s''étend latéralement vers l'exté-
rieur d'une première extrémité de la saillie dont l'extré-
mité opposée est libre, un trou(28)qui traverse la semelle et la saillie, suivant l'axe central de la rondelle et dont au moins un tronçon (32) situé dans la saillie, présente une
première dimension latérale interne supérieure à la dimen-
sion latérale maximale de la tête(34) de l'organe de fixation, et une longueur qui est égale au moins-à plusieurs fois l'épaisseur de la tête de l'organe de fixation, un tronçon
(36)du trou, proche de l'extrémité libre de la saillie, pré-
sentant une seconde dimension radiale interne plus petite de manière à former une surface d'appui(38) contre laquelle peut porter la face inférieure de la tête de l'organe de
fixation afin que, lorsque ce dernier est en position de re-
tenue, traversant au moins une partie de la saillie de la rondelle et une partie du matériau compressible et qu'il est engagé dans une partie de l'élément de base, tandis que la tête repose sur la surface d'appui, la rondelle puisse se déplacer par rapport au matériau compressible lorsqu'une force est appliquée à la surface extérieure de la semelle de
répartition de charge, tandis que l'organe le fixation méca-
nique reste immobile.
2. Rondelle selon la revendication 1, caractérisée
en ce que l'extrémité libre de la saillie comporte un tron-
çon conique (.6)qui facilite l'introduction dans le matériau
compressible.
3. Rondelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tronçon conique présente plusieurs saillies(18) à arêtes vives qui facilitent davantage l'introduction de
la rondelle dans le matériau compressible.
4. Rondelle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un anneau flexible(40)disposé au-dessu
desdits tronçons du trou et ayant un diamètre intérieur in-
férieur à la dimension radiale maximale de la tête de l'or-
gane de fixation, cet anneau constituant un élément qui réalise un emboîtement élastique entre l'organe de fixation et la rondelle.
5. Rondelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface extérieure de la semelle de répartition
de charge présente un évidement(42)co-axial au trou et des-
tiné à recevoir et aligner un embout d'outil d'entra3nement.
6. Rondelle élastique de répartition de charge
destinée à être utilisée avec un organe mécanique(30)de fi-
xation à tête(34)pour assujettir un premier matériau compres-
sible(20) à un second élément de base(25), la rondelle étant caractérisée en ce qu'elle comporte une saillie axiale (12) dont la longueur est telle qu'elle pénètre dans le matériau compressible à fixer, cette longueur étant cependant inférieu à l' épaisseur dudit matériau, une semelle(14.) de répartition de charge qui s'étend latéralement vers l'extérieur d'une première extrémité de la saillie dont l'autre extrémité est
libre, un trou (28Mui traverse la saillie et la semelle, sui-
vant l'axe central de la rondelle et dont au moins un tronçon (32) présente une première dimension latérale interne, supérieu à la dimension latérale maximale de la tête(34)et une longueu au moins égale à la hauteur de la tête de l'organe de fixatio un tronçon(36)du trou, le plus proche de l'extrémité libre de la saillie, ayant une seconde dimension latérale interne plus petite afin de former une surface d'appui(3R)pour la tête de
l'organe de fixation, un anneau flexible(40)étlnt disposé au-
dessus dudit tronçon du trou et ayant une dimension latérale intérieure inférieure à la dimension latérale maximale de la tête de l'organe de fixation, cet anneau ayant également une flexibilité suffisante pour permettre le passage de la
tête de l'organe de fixation et pour réaliser un emboîte-
ment élastique entre la rondelle et l'organe de fixation,
l'anneau flexible et la surface d'appui délimitant le-
mouvement axial relatif de la rondelle et de l'organe de fixation.
7. Rondelle selon l'une des revendications 1 et
6, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs doigts (44) d'encliquetage situés à l'intérieur dudit tronçon du trou et coopérant avec des saillies(46)situées sur la tête de
l'organe de fixation afin de s'opposer à toute rotation re-
lative entre la rondelle et l'organe de fixation.
8. Rondelle selon l'une des revendications 1 et
6, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde saillie axiale(II) espacée latéralement de la première saillie citée
et destinée à recevoir un second organe mécanique de fixa-
tion.
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