DE2237528C2

DE2237528C2 - Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte

Info

Publication number: DE2237528C2
Application number: DE2237528A
Authority: DE
Inventors: Josef Vaduz Braun; Manfred Frastanz Hartmann; Helmut Feldkirch-Nofels Oesterle; Herbert Frastanz Rangger
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1983-12-08
Also published as: CS164230B2; FI59151C; DK138860C; NL178713B; DK138860B; ES193763U; JPS4958476A; JPS5647906U; US3921495A; CA1019603A; FI59151B; ZA734738B; IT991080B; IE38067B1; AU5821173A; FR2195285A5; AT344625B; JPS5822405Y2; ES193763Y; GB1374959A

Description

35

Die Erfindung betrifft einen Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten, für welche der eingangs erwähnte Nagel Anwendung findet, sind grundsätzlich zwei Arten zur Regulierung der Eintreibenergie bekannt, nämlich einerseits die Wahl unterschiedlicher Treibladungsstärken und andererseits geräteseitig Regulierungsvorrichtungen. Die bekannten geräteseitigen Vorrichtungen zur Regulierung der Eintreibenergie bewirken meist eine Volumensänderung des Anfangsverbrennungsraumes oder ein teilweises Abblasen der Explosionsgase aus dem Verbrennungsraum ins Freie. Ein solches Gerät ist z. B. aus dem DE-GM 16 92 264 bekannt. In dieser Druckschrift ist ein Nagel mit einem auf dessen Schaft angeordnetem Führungsstück gezeigt und beschrieben, das aus mehreren im Abstand voneinander angeordneten ebenen Scheiben besteht Das Führungsstück bzw. die Scheiben, dienen dazu, den Nagel im Lauf eines pulverkraftbetriebenen Bolzensetzgerätes auch dann exakt zu führen, wenn im Lauf des Bolzensetzgerätes ein in seiner Weite veränderbarer Ringspalt zur &o Steuerung der Eintreibkraft vorgesehen ist.

Insbesondere bei der Befestigung oder beim Verbinden von Blechen, beispielsweise Profilblechen für Abdeckungen, Verkleidungen oder dergleichen, ist eine Abstimmung der Eintreibenergie von wesentlicher Bedeutung, da je nach Dicke oder Anzahl der übereinander geschichteten Bleche sowie in Anbetracht der verschiedenartigen Beschaffenheit der Aufnahmematerialien unterschiedliche Eintreibenergien erforderlich sind.

Würden beispielsweise die Nägel zum Befestigen der Bleche mit zu geringer Energie eingetrieben, hätte dies zur Folge, daß die Bleche nicht mehr fest auf dem Untergrund aufliegen und dadurch vibrationsanfällig sind. Bei nicht satt auf dem Untergrund aufliegenden Blechen sind die Nägel auch wesentlich höheren Biegebelastungen unterworfen, da das nicht direkte Aufliegen der Bleche eine Vergrößerung des Biegeabstandes zur Folge hat Zudem bewirkt ein nicht vollends eingetriebener Nagel einen optisch unschönen Eindruck, was beispielsweise bei Abdeckungen oder Verkleidungen ganz besonders ins Gewicht fällt

Falls die Nägel aber mit zu hoher Energie eingetrieben werden, hat dies bei den bisher zur Anwendung gelangenden Nägeln zur Folge, daß die Köpfe der Nägel abgetrennt werden und dadurch die Befestigung unbrauchbar wird. Selbst wenn die überschüssige Energie zum Abtrennen des Nagelkopfes noch nicht ausreicht, bewirkt das Aufprellen des Nagelkopfes ein teilweises Lösen der Verankerung des Nagels, sü daß die Auszugswerte erheblich abfallen.

Ebene Scheiben der aus dem DE-GM bekannten Art haben zudem den Nachteil, daß sie sich, wenn sie auf einen konischen Bereich am Nagelschaft aufgeschoben werden, tellerförmig mit der offenen Seite zum Nagelkopf hin verformen. Durch diese Verformung wird zum einen die durch die ebene Scheibe aufzubringende Bremskraft verhältnismäßig klein. Zum anderen wird die ebene Scheibe, die im Bereich des Nagelschafts ohnehin auf einer Erhebung von durch den Nagelschaft weggedrücktem Material des Befestigungsuntergrunds aufsitzt von dem Befestigungsuntergrund noch weiter weg geformt Eine sichere und insbesondere sturmsichere Halterung von Blechen ist auf diese Weise nicht möglich.

In Anbetracht der vorstehend angeführten Eigenschaften weisen die bisher bekannten Befestigungsarten mit den üblicherweise zur Anwendung gelangenden Befestigungselementen also ganz wesentliche Nachteile auf.

So ist es beispielsweise für die das Setzgerät bedienende Person jeweils praktisch unmöglich, bei einem Setzgerät mit Reguliervorrichtung die anforderungsgemäße Einstellung zu wählen, da sowohl die Blechstärke als auch Anzahl der übereinander geschichteten Bleche nicht immer vom Standort der Bedienungsperson aus mit Sicherheit bestimmt werden kann. Ganz abgesehen davon stimmen die tatsächlich erzielten Resultate mit den eingestellten Werten nur selten überein oder verändern sich schon nach wenigen durchgeführten Befestigungen infolge Verschmutzung von Verbindungskanälen durch im Gerät zurückbleibende Verbrennungsrückstände.

Es wurde daher vermehrt dazu übergegangen, die Eintreibenergie mittels unterschiedlicher Treibladungsstärken zu regulieren. Diese Methode ist an sich von weniger Unsicherheitsfaktoren abhängig, hat aber den Nachteil, daß der Übergang von einer Treibladungsstärke zur nächsten einen vielfach zu großen Energiesprung bedeutet Dadurch tritt oftmals die Gefahr auf, daß nach einem mit zu geringer Energie eingetriebenen Befestigungselement durch Wahl einer stärkeren Treibladung der Energiesprung so groß ist, daß das andere Extrem eintritt und durch ein Abtrennen des Nagelkopfes oder durch Auftreten des vorstehend erwähnten Prelleffektes die Befestigung unbrauchbar wird. Zudem behindert

jl ein ständiges Wechseln der Treibladungen sowie ein t dadurch bedingtes Mitführen von beträchtlichen Treibla-

V dungssortimenten die das Setzgerät bedienende Person ■: erheblich.

Aus der AT-PS 1 84 524 ist ein mittels eines ■:'■■?' pulverkraftbetriebenen Bolzensetzgerätes eintreibbarer Nagel mit einer besonders geformten Unterlagsscheibe , bekannt Bei dieser Unterlagsscheibe handelt es sich ausschließlich um ein Führungselement Der Ringquerschnitt der Führungsscheibe soll dabei Z-förmig ausgebildet sein.

.■.·<; Der Nagel ist mit einem kegeligen Übergang zu ΐ seinem Kopfstück versehen, um Flachlegen der 'Λ Unterlagsscheibe beim Eintreibvorgang sicherzustellen. p Die Unterlagsscheibe soll ohne Beeinflussung der '5 ft gewünschten Einschußtiefe zu einer praktisch flachen ν Unterlagsscheibe umgeformt werden, nachdem sie ihre [; eigentliche Aufgabe, nämlich die Führung des Nagels im H Lauf des Bolzensetzgerätes, erfüllt hat Dies bedeutet jf daß sie keine oder zumindest keine nennenswerte il Bremswirkung auf den Nagel entwickeln soll.

V Aus der DE-OS 20 04 010 ist ein Nagel mit Rondellen /^; bekannt durch welchen der Nachteil beseitigt werden J soll, daß beim Eintreiben des Nagels, z. B. in Holz, ein

;) Spalten desselben infolge Knickens einer flachen Belagscheibe verhindert werden soll. Deshalb ist eine als

■ Unterlagsscheibe wirkende Rondelle haubenartig gewölbt, damit sie beim Eintreibvorgang nicht knicken und

, das Spalten des Holzes begünstigen kann. Der bekannte

;■■ Nagel weist ferner bei seiner Spitze ein kantenförmiges Führungsteil auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement zum Befestigen oder Verbinden von Blechen so weiterzubilden, daß die für den jeweiligen Befestigungsfall einmal eingestellte Treibladungsstärke auch bei unterschiedlichen Eintreibwiderständen eine funktionstüchtige Befestigung gewährleistet, die auch optisch gut aussieht.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erreicht.

Der sich konisch gegen das rückwärtige" Nagelende erweiternde Bereich verhindert in Verbindung mit den haubenartig geformten Rondellen ein schlagartiges Abfangen des Nagels beim Eintreibvorgang und vermindert dadurch die Gefahr einer Beschädigung des ^4r' Nagels. Vielmehr wird eine Strecke geschaffen, innerhalb derer sich beim Eintreibvorgang eine immer stärker zunehmende Reibung einstellt und das Abfangen des Nagels in einer sich mit zunehmender Eintreibtiefe stärker verzögernden Weise erfolgt. Die haubenartig geformte Rondelle umfaßt dabei den sich konisch erweiternden Bereich während des Abfangvorgangs etwa normal zur konischen Außenkontur, so daß dadurch die Reibwirkung durch senkrecht aufeinanderstellende Flächen noch erhöht wird. Durch Zusammenwirken dieser Eigenschaften wird somit erreicht, daß über eine große Leistungsbreite immer eine brauchbare Befestigung erzielt wird. Dies schafft sozusagen zwischen den einzelnen Treibladungsstärken einen kontinuierlichen Übergang, so daß bei einer nicht exakten Wahl der Stärke die Befestigung noch immer funktionstüchig ist und der konische Bereich des Nagels lediglich mehr oder weniger tief in die Rondellen bzw. in das Aufnahmematerial eindringt.

Die haubenförmigen Rondellen gemäß der Erfindung werden bei ihrem Aufschieben auf den konischen Bereich am Nagelschaft infolge der ihnen innewohnenden Eigensteifigkeit so wenig verformt, daß sich auch eine optisch sehr günstige Befestigung ergibt; lediglich ihr Innendurchmesser wird entsprechend aufgeweitet Die haubenförmigen Rondellen gemäß der Erfindung vermögen in sich Aufwerfungen des Befestigungsunter- · grundmaterial in der Umgebung des Nagelschafts ohne weiteres aufzunehmen, ohne dali die Anlage der Rondellen an ihrem Rand am zu befestigenden Blech beeinträchtigt wird. Zudem kann das Blech vom Rondellenrand unter Vorspannung gehalten werden, so dzß es sturmsicher (ohne daß Klappergeräusche auftreten können) am Befestigungsuntergrund befestigt ist Schließlich bildet die Befestigung ein optisch sauberes Bild, da der Bereich des Nagelschaftes von der Rondelle in sauberer Weise abgedeckt ist wodurch die Befestigung auch keine unfallgefährlichen vorspringenden Teile aufweist

Insbesondere bei Befestigungen, an weiche optisch außerordentlich hohe Anforderungen gestellt werden, wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn der äußere Durchmesserbereich der haubenartig geformten Rondellen plan ausgebildet ist Dadurch entsteht auf dem zu befestigenden Blech eine große Auflagefläche, so daß der Rand der haubenartig geformten Rondellen nicht in das Blech hineingestanzt wird und dadurch zu einem unschönen Aussehen der Befestigung führt. Zudem werden durch die erhöhte Auflagefläche ebenfalls die Überzugswerte des oder der zu befestigenden Bleche erhöht

Nebst dem bisher im wesentlichen angesprochenen kontinuierlichen Übergang zwischen den einzelnen Treibladungsstärken und den sich auf das optische Aussehen positiv auswirkenden Eigenschaften kann das erfindungsgemäße Befestigungselement aber auch in überwiegendem Maße zur Aufnahme von überschüssiger Eintreibenergie dienen. Vorzugsweise schließt sich bei einem vorwiegend der Aufnahme von Eintreibenergie dienenden Nagel an das rückwärtige Ende des sich konisch erweiternden Bereiches ein Kopf an, dessen Durchmesser vorzugsweise nur wenig größer als der größte Durchmesser des konischen Bereiches ist. Dieser den größten Durchmesser des konischen Bereiches überragende Kopf trifft bei zu groß gewählter Treibladungsstärke nach dem Durchdringen des konischen Bereiches durch die haubenartig geformte Rondelle auf dieser auf, so daß der Nagel weich abgefangen wird. Die allfällig noch im Nagel steckende kinetische Energie bewirkt nun nicht mehr wie bei den bislang bekannten Befestigungselementen ein Abreißen des Nagelkopfes, sondern wandelt sich in Verformungsenergie um, wobei die haubenartig geformten Rondellen je nach vorhandener Energie mehr oder weniger stark flachgepreßt werden.

Auf die Dimensionierung des Nagels und der haubenartig geformten Rondellen wirkt sich ein Kegelwinkel des konischen Bereiches von etwa 15 bis 25° vorteilhaft aus. Dieser Kegelwinkel bildet auch den optimalen Kompromiß zwischen Reibung zum Erzeugen des kontinuierlichen Kartuschenüberganges und der erwünschten Umformung von überschüssiger Energie.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Nagel gemäß der Erfindung mit zwei haub°nartig geformten Rondellen;

F i g. 2 den Nagel gemäß F i g. 1 in mit relativ geringer Energie eingetriebener Lage;

Fig. 3 den Nagel gemäß Fig. 1 in mit relativ hoher

Energie eingetriebener Lage;

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform des Nagels mit besonderer Kopfausbildung.

Aus F i g. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Nagel mit einem zylindrischen Schaft 2, einer ogivalen Spitze 3 und einem sich gegen das rückwärtige Nagelende hin konisch erweiternden Schaftbereich 4 ersichtlich. Auf dem zylindrischen Schaft 2, der mit einer Pfeilrandrierung 5 versehen ist, trägt der Nagel zwei haubenartig geformte Rondellen 6,7, die im wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen und mit Abstand voneinander angeordnet sind.

Aus F i g. 2 ist der Nagel 1 in eingetriebenem Zustand ersichtlich, wobei auf einem Aufnahmematerial 9 das Blech 11 befestigt wurde. Wie die Fig.2 deutlich darstellt, ist dieser Nagel mit wenig Energie eingetrieben worden, d. h., es ist nicht einmal der zylindrische Schaft 2 vollständig in das Aufnahmematerial 9 bzw. in das zu befestigende Blech 11 eingedrungen. Trotzdem ist die Befestigung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, voll funktionstüchtig und wirkt optisch äußerst günstig. Dies rührt daher, daß die Rondelle 7 über den Nagelschaft 2 gegen die Rondelle 6 geschoben worden ist, wobei beide Rondellen in dem sich konisch erweiternden Bereich 4 ein Widerlager gefunden haben. Dadurch wird das Blech 11 mit einer gewissen Vorspannung gegen das Aufnahmematerial 9 hin gepreßt Dadurch, daß der äußere Durchmesserbereich der beiden Rondellen 6, 7 plan ausgebildet ist, bildet sich eine große Auflagefläche auf dem zu befestigenden Blech 11, so daß dieses keine optisch unschön wirkenden Einprägungen erhält

F i g. 3 zeigt eine ähnliche Befestigung wie F i g. 2 mit dem einzigen Unterschied, daß in F i g. 3 der Nagel 1 mit wesentlich höherer Energie eingetrieben wurde. Die F i g. 3 zeigt deutlich, daß der sich konisch erweiternde Bereich 4 sowohl durch das zu befestigende Blech 11 durchgedrungen als auch in das Aufnahmematerial 9 eingedrungen ist. Bei diesem Durchstoßen bzw. Eindringen des konischen Bereiches 4 wurde ein erheblicher Teil der überschüssigen Eintreibenergie in Verformungsenergie umgewandelt wobei zusätzlich die beiden Rondellen 6,7 durchstoßen werden mußten, was ebenfalls ein beträchtliches Maß an Energie erfordert hat. Aus der F i g. 3 geht aber deutlich hervor, daß auch diese Befestigung voll funktionsfähig ist und optisch äußerst günstig wirkt.

In F i g. 3 ist ebenfalls noch ein Teil des geräteseitigen, das Eindringen des Nagels 1 bewirkenden Kolbens 12 ersichtlich. Somit zeigt die Fig.3 weiterhin, daß ein völliges Durchstoßen der Rondellen 6, 7 durch das rückwärtige Nagelende, wodurch die Befestigung unbrauchbar würde, nicht möglich ist, da der rückwärtige Bereich des Nagels 1 in einer Ausnehmung 14 des Kolbens 12 geführt ist, welche so bemessen ist, daß bei noch größerer vorhandener überschüssiger Eintreibenergie die Stirnfläche 13 des Kolbens 12 auf den Rondellen 6, 7 auftrifft. Dadurch werden nebst einem weiteren geringen Eindringen des Nagels 1 auch die beiden Rondellen 6,7 um dasselbe Maß flachgepreßt, so daß der Nagel nie über den konischen Bereich 4 hinausgehend die Rondellen 6, 7 durchstoßen kann. Zur Führung in der Ausnehmung 14 des Kolbens 12 weist der Nagel einen sich gegen das rückwärtige Nagelende hin an den konischen Bereich 4 anschließenden kurzen zylindrischen Bereich 10 auf, wie dieser aus den F i g. 1,2 und 3 ersichtlich ist Je nach Anwendungsfall und damit umzuformender Überenergie kann entsprechend elastisches Material für die Rondelle gewählt werden. Eine weitere Reguliermöglichkeit ergibt sich durch die Stärke der Wölbung der Rondelle.

Die F i g. 4 zeigt einen insgesamt mit la bezeichneten Nagel, welcher eine weitere mögliche Ausführungsform darstellt. Diese Ausführungsform ist insbesondere für jene Fälle geschaffen, wo besonders hohe Werte an überschüssiger Eintreibenergie in Verformungsenergie umgewandelt werden müssen.

Der Nagel Xa weist wiederum einen zylindrischen Schaft 2 mit Pfeilrandrierung 5, eine ogivale Spitze 3 und einen sich gegen das rückwärtige Nagelende hin konisch erweiternden Schaftbereich 4 auf, welcher in seinem Durchmesser von einem Kopf 15 überragt wird. Auf dem zylindrischen Schaft 2 trägt der Nagel zwei haubenartig geformte Rondellen 6, 7, wie sie in F i g. 1 dargestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte mit zylindrischem Schaft, wobei auf dem Schaft zwei im Abstand voneinander angeordnete, verschiebbare Rondellen vorgesehen sind, die haubenartig und mit zur Nagelspitze gewandtem öffnungswinkel ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Nagel (1) einen an das hintere Ende des Schaftes (2) anschließenden, nach hinten konisch sich erweiternden Bereich (4) besitzt, auf den die haubenartigen Rondellen (6, 7) unter zunehmender Reibung aufschiebbar sind, wobei durch das Zusammenwirken des konisch sich erweiternden Bereichs (4) mit den haubenartigen Rondellen (6, 7) ein verschieden weites Eindringen des Nagels (1) in das Aufnahmematerial (9) erreichbar und dadurch eventuelle Überenergie beim Eintreibvorgang ausgleichbar ist

2. Nagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesserbereich der haubenartig geformten Rondellen (6, 7) plan ausgebildet ist

3. Nagel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß sich an das rückwärtige Ende des sich konisch erweiternden Bereiches (4) ein Kopf (15) anschließt dessen Durchmesser vorzugsweise nur wenig größer als der größte Durchmesser des konischen Bereiches (4) ist.

4. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des sich konisch erweiternden Bereiches (4) etwa 15 bis 25° beträgt