DE102009053854A1 - Method for producing nailed connection between two non pre-perforated components in joining area, involves displacing mold during driving nail into opening of counter holder, where mold is deformed in contour of opening - Google Patents

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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/14—Bolts or the like for shooting into concrete constructions, metal walls or the like by means of detonation-operated nailing tools

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Abstract

The method involves driving a nail (4) into non pre-perforated components (1, 2) lying on each other, where the components are supported on a counter holder. The components are completely penetrated by a nail tip (4c), where the tip is left out above one of the components facing away from a nail head (4a). A crater-shaped material ejection (6) is formed by the tip. The holder is designed as a mold (5) with an opening (7) so as to displace the mold during driving the nail into the opening. The mold is deformed in a contour of the opening that is designed a hole (8) with a countersink (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Nagelverbindung zwischen wenigstens zwei nicht vorgelochten Bauteilen in einem Fügebereich mittels eines Nagels und eines Gegenhalters gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a nail connection between at least two non-pre-punched components in a joining region by means of a nail and a counter-holder according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 10 2006 002 238 A1 ist ein solches Verfahren bekannt, das einen Nagel verwendet, der einen Nagelkopf mit einer an der Kopfunterseite vorgesehenen Ringnut, einen Nagelschaft und eine Nagelspitze aufweist. Der Nagel wird vom Treiber eines Setzgerätes mit hoher Geschwindigkeit in mindestens ein nicht vorgelochtes Bauteil im Wesentlichen drehungsfrei axial so eingetrieben, dass die Nagelspitze und der Nagelschaft in das Bauteil eindringen, der Nagelkopf an der Oberseite des Bauteils aufliegt und hierbei an der Oberseite des Bauteils ein Materialaufwurf gebildet wird, der in die Ringnut an der Kopfunterseite des Nagels vorsteht, sowie im nagelkopfabgewandten Bauteil an dessen Unterseite ein kraterförmiger Materialaufwurf gebildet wird, der in nagelkopfabgewandter Richtung vorsteht. Wenn bei diesem bekannten Verfahren das nagelkopfabgewandte Bauteil keine ausreichende Steifigkeit aufweist, wird ein Gegenhalter in Form einer Hülse verwendet, in das die Nagelspitze beim Eintreiben eintaucht und das Bauteil abstützt.From the DE 10 2006 002 238 A1 Such a method is known which uses a nail having a nail head with an annular groove provided on the head bottom, a nail shank and a nail tip. The nail is driven by the driver of a setting device at high speed in at least one non-pre-punched component substantially rotationally axially so that the nail tip and the nail shaft penetrate into the component, the nail head rests on the top of the component and in this case at the top of the component Materialaufwurf is formed, which protrudes into the annular groove on the head underside of the nail, and in the side facing away from the nail head on the underside of a crater-shaped material throw is formed, which protrudes in the direction away from the nail head. If in this known method, the nail head facing away from the component does not have sufficient rigidity, a counter-holder is used in the form of a sleeve, in which the nail tip dips when driving and supports the component.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gegenüber dem bekannten Verfahren verbessertes Verfahren hinsichtlich einer höheren Verbindungsqualität anzugeben.The object of the invention is therefore to provide a comparison with the known method improved method in terms of a higher connection quality.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Bei einem solchen Verfahren zur Herstellung einer Nagelverbindung zwischen wenigstens zwei nicht vorgelochten Bauteilen in einem Fügebereich mittels eines Nagels, der einen Nagelkopf, einen Nagelschaft und eine Nagelspitze aufweist, indem der Nagel in die aufeinanderliegenden, an einem Gegenhalter abgestützten Bauteile getrieben wird, wobei die Nagelspitze beide Bauteile vollständig durchdringt und über das nagelkopfabgewandte Bauteil hinaus austritt und dort ein kraterförmiger Materialaufwurf gebildet wird, ist erfindungsgemäß der Gegenhalter als Matrize mit einer Ausnehmung ausgebildet, so dass während des Eintreibens des Nagels der kraterförmige Materialaufwurf in die Ausnehmung der Matrize verdrängt wird und im Wesentlichen in die Kontur der Ausnehmung verformt wird.In such a method for producing a nail connection between at least two non-pre-punched components in a joining region by means of a nail having a nail head, a nail shank and a nail tip by the nail is driven into the superposed, supported on a counter-member components, wherein the nail tip both components completely penetrates and exits beyond the nail head remote component and there a crater-shaped material throw is formed according to the invention the counter-holder is designed as a die with a recess so that during the driving of the nail, the crater-shaped material throw is displaced into the recess of the die and substantially is deformed into the contour of the recess.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird mittels der Matrize nicht nur eine Abstützung der Bauteile während des Setzvorganges des Nagels erreicht, sondern auch eine Verpressung des auf der nagelkopfabgewandten Seite austretenden Materialaufwurfs in die Kontur der Ausnehmung der Matrize sowie ggf. in eine am Nagelschaft umlaufende Oberflächenprofilierung erreicht, wodurch die Verbindungsqualität gegenüber einer mit dem bekannten Verfahren hergestellten Nagelverbindung steigt.With this method according to the invention not only a support of the components during the setting process of the nail is achieved by means of the die, but also achieved a compression of the exiting on the nail head side facing Materialaufwurfs in the contour of the recess of the die and possibly in a surface running on the nail shaft surface profiling, whereby the connection quality increases over a nail joint produced by the known method.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung als Bohrung mit einer Versenkung ausgebildet, wobei die Versenkung vorzugsweise kegelstumpfförmig zur Aufnahme des Materialaufwurfs ausgebildet ist. Die Versenkung kann zusätzlich zur besseren Entnehmbarkeit der gefügten Bauteile aus der Matrize Fasen, Radien oder Entformungsschrägen aufweisen.In an advantageous embodiment of the invention, the recess is formed as a bore with a sinking, wherein the sinking is preferably formed frusto-conical for receiving the material Aufaufs. The sinking may, in addition to better removability of the joined components from the die chamfers, radii or Entformungsschrägen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described in detail by means of an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines teilweise in zwei gegen eine Matrize abgestützten Bauteile eingetriebenen Nagels zur Herstellung einer Nagelverbindung gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens, und 1 a schematic sectional view of a partially driven in two members supported against a die components driven nail for producing a nail joint according to the inventive method, and

2 eine schematische Schnittdarstellung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Nagelverbindung. 2 a schematic sectional view of a nail compound produced by the method according to the invention.

Die 1 zeigt einen Zustand während des Eintreibens eines Nagels 4 in zwei zu verbindende, flächig aufeinanderliegende, in dem zugehörigen Fügebereich 3 plattenförmig ausgebildeten und nicht vorgelochten Bauteile 1 und 2, die auf der nagelkopfabgewandten Seite von einer Matrize 5 abgestützt werden.The 1 shows a state during the driving of a nail 4 in two, flat superimposed, in the associated joint area 3 plate-shaped and not pre-punched components 1 and 2 on the side facing away from the head of a die 5 be supported.

Der Nagel 4 besteht aus einem Nagelkopf 4a, einem Nagelschaft 4b, der auf seiner Oberfläche eine Oberflächenprofilierung 10 aufweist, und einer Nagelspitze 4c. Der Nagelkopf 4a weist an seiner Unterseite eine an den Nagelschaft 4b angrenzende Ringnut 11 auf, in die ein beim Eintreiben des Nagels 4 an der Oberseite des Bauteils 1 entstehender Materialaufwurf 12 eindringt, wenn nach dem Eintreiben des Nagels 4 der Nagelkopf 4a flächig auf der Oberseite des Bauteils 1 aufliegt. Gemäß 1 ist auch ein auf der Unterseite des Bauteils 2 ein entstehender Materialaufwurf 6 an der Stelle angedeutet, an der die Nagelspitze 4c aus der Oberfläche des Bauteils 2 austreten wird.The nail 4 consists of a nail head 4a a nail shaft 4b which has a surface profiling on its surface 10 and a nail tip 4c , The nail head 4a has on its underside one on the nail shaft 4b adjacent ring groove 11 on, in the one when driving the nail 4 at the top of the component 1 resulting material disposal 12 penetrates when after driving the nail 4 the nail head 4a flat on the top of the component 1 rests. According to 1 is also one on the bottom of the component 2 an emerging material disposal 6 indicated at the point where the nail tip 4c from the surface of the component 2 will emerge.

Das nagelkopfabgewandte Bauteil 2 liegt im Fügebereich 3 auf der eine Ausnehmung 7 aufweisende Matrize 5 auf. Die Ausnehmung 7 umfasst eine Bohrung 8, deren Durchmesser an den Durchmesser des Nagelschafts 4b angepasst ist. An diese Bohrung 8 schließt sich bauteilseitig eine kegelstumpfförmige Versenkung 9 an, die sich trichterförmig in Richtung der Austrittstelle der Nagelspitze 4 öffnet. Die Versenkung 9 kann zusätzlich zur besseren Entnehmbarkeit der mit dem Nagel 4 verbundenen Bauteile 1 und 2 aus der Matrize 5 Fasen, Radien oder Entformungsschrägen (nicht dargestellt) aufweisen.The nail head facing away component 2 lies in the joining area 3 on the one recess 7 having template 5 on. The recess 7 includes a hole 8th whose diameter matches the diameter of the nail shaft 4b is adjusted. To this hole 8th closes on the component side, a frustoconical sinking 9 on, which is funnel-shaped in the direction of the exit point of the nail tip 4 opens. The sinking 9 Can in addition to better removability of the nail 4 connected components 1 and 2 from the matrix 5 Has chamfers, radii or Entformungsschrägen (not shown).

2 zeigt den Zustand des vollständig in die beiden Bauteile 1 und 2 eingetriebenen Nagels 4, so dass die Unterseite des Nagelkopfes 4a flächig auf der Oberseite des Bauteils 1 aufliegt, wobei die Ringnut 11 auf der Unterseite des Nagelkopfes 4a von dem während des Eintreibens des Nagels 4 entstehenden Materialaufwurfs 12 ausgefüllt ist. 2 shows the condition of the completely in the two components 1 and 2 hammered nail 4 , leaving the bottom of the nail head 4a flat on the top of the component 1 rests, with the annular groove 11 on the bottom of the nail head 4a from that during the driving in of the nail 4 resulting Materialaufwurfs 12 is filled.

In diesem Zustand gemäß 2 ist auf der nagelkopfabgewandten Seite der beiden Bauteile 1 und 2 die Nagelspitze 4c und auch der Nagelschaft in die Ausnehmung 7 der Matrize 5 eingedrungen, wobei die Nagelspitze 4c nicht, wie in der 2 dargestellt, über die Matrize 5 hinausragen muss. ist. Wird ein dickeres Bauteil 2 verwendet, würde die Nagelspitze 4c nicht über die Rückseite der Matrize 5 hinausragen.In this state according to 2 is on the side facing away from the nail head of the two components 1 and 2 the nail tip 4c and also the nail shank into the recess 7 the matrix 5 penetrated, with the nail tip 4c not, like in the 2 represented over the matrix 5 must protrude. is. Will be a thicker component 2 used, the nail tip would 4c not over the back of the die 5 protrude.

Der während des Eintreibens des Nagels 4 entstehende kraterförmige Materialaufwurf 6 wird aufgrund der abstützenden Wirkung des Matrize 5 in die Versenkung 9 eingepresst, d. h. es entsteht in diesem Bereich der Versenkung 9 ein kontrollierter Werkstofffluss in die Oberflächenprofilierung 10 am Nagelschaft 4b, so dass dies zu einer Verdichtung des Materials des Materialaufwurfs 6 mit dem Nagelschaft 4b führt und dadurch der Kraftschluss zwischen dem Nagel 4 und dem Bauteil 2 erhöht wird. Damit nimmt der Materialaufwurf 6 die Kontur der Versenkung 9 an, weist also eine Mantelfläche auf, die der Mantelfläche eines Kegelstumpfes entspricht. Derjenige Teil des Materialaufwurfs 6, der nicht in Kontakt mit der Innerfläche der Versenkung 9 kommt, läuft mit einer konkaven Oberfläche 13 auf den Nagelschaft 4b hin aus.The during the driving of the nail 4 resulting crater-shaped material throw-up 6 is due to the supporting effect of the matrix 5 into the sinking 9 pressed, ie it arises in this area of sinking 9 a controlled material flow into the surface profiling 10 at the nail shaft 4b , so that this leads to a compression of the material of the material throw 6 with the nail shaft 4b leads and thus the adhesion between the nail 4 and the component 2 is increased. Thus takes the material Aufwurf 6 the contour of the sinking 9 on, so has a lateral surface which corresponds to the lateral surface of a truncated cone. The part of the material throw 6 who is not in contact with the interior of the sinking 9 comes, runs with a concave surface 13 on the nail shaft 4b out.

Die zusätzliche Verdichtung des Materialaufwurfs 6 mit dem Nagelschaft 4b führt zur Erhöhung der Verbindungsqualität.The additional compaction of the material throw-up 6 with the nail shaft 4b leads to an increase in connection quality.

Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere wegen der Abstützung durch die Matrize 5 auch dünne Bauteilkombinationen deformationsfrei gefügt werden können, ist es insbesondere für dünne Aluminiumverbindungen geeignet.As with the inventive method, in particular because of the support by the die 5 Even thin component combinations can be joined without deformation, it is particularly suitable for thin aluminum compounds.

Die Matrize 5 kann als einfache Lochmatrize oder, wie in den Figuren dargestellt, als Formmatrize ausgebildet werden.The matrix 5 can be formed as a simple punch die or, as shown in the figures, as a molding die.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bauteilcomponent
22
Bauteilcomponent
33
Fügebereichjoining area
44
Nagelnail
4a4a
Nagelkopfnail head
4b4b
Nagelschaftnail shaft
4c4c
Nagelspitzenail tip
55
Matrizedie
66
MaterialaufwurfMaterial throw
77
Ausnehmungrecess
88th
Bohrungdrilling
99
Versenkungsinking
1010
Oberflächenprofilierungsurface profiling
1111
Ringnut am Nagelkopf 4a Ring groove on the nail head 4a
1212
Materialaufwurf an der Oberseite des Bauteils 1 Material aufwurf at the top of the component 1

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006002238 A1 [0002] DE 102006002238 A1 [0002]

Claims (3)

Verfahren zur Herstellung einer Nagelverbindung zwischen wenigstens zwei nicht vorgelochten Bauteilen (1, 2) in einem Fügebereich (3) mittels eines Nagels (4), der einen Nagelkopf (4a), einen Nagelschaft (4b) und eine Nagelspitze (4c) aufweist, indem der Nagel (4) in die aufeinanderliegenden, an einem Gegenhalter (5) abgestützten Bauteile (1, 2) getrieben wird, wobei die Nagelspitze (4c) beide Bauteile (1, 2) vollständig durchdringt und über das nagelkopfabgewandte Bauteil (2) hinaus austritt und dort ein kraterförmiger Materialaufwurf (6) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter als Matrize (5) mit einer Ausnehmung (7) ausgebildet ist, so dass während des Eintreibens des Nagels (4) der kraterförmige Materialaufwurf (6) in die Ausnehmung (7) der Matrize verdrängt wird und im Wesentlichen in die Kontur der Ausnehmung (7) verformt wird.Method for producing a nail connection between at least two non-pre-punched components ( 1 . 2 ) in a joining area ( 3 ) by means of a nail ( 4 ), which has a nail head ( 4a ), a nail shaft ( 4b ) and a nail tip ( 4c ) by the nail ( 4 ) in the superimposed, on a counter-holder ( 5 ) supported components ( 1 . 2 ), whereby the nail tip ( 4c ) both components ( 1 . 2 ) completely penetrates and over the nail head facing away component ( 2 ) emerges and there a crater-shaped material throw ( 6 ) is formed, characterized in that the counter-holder as a die ( 5 ) with a recess ( 7 ) is formed, so that during the driving of the nail ( 4 ) the crater-shaped material throw-up ( 6 ) in the recess ( 7 ) of the die is displaced and substantially into the contour of the recess ( 7 ) is deformed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) als Bohrung (8) mit einer Versenkung (9) ausgebildet ist.Method according to claim 1, characterized in that the recess ( 7 ) as a bore ( 8th ) with a sinking ( 9 ) is trained. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versenkung (9) kegelstumpfförmig zur Aufnahme des Materialauswurfs (6) ausgebildet ist.Method according to claim 2, characterized in that the sinking ( 9 ) frusto-conical for receiving the material ejection ( 6 ) is trained.
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