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Die Erfindung betrifft einen Nagel zum Eintreiben in mindestens ein Fügeteil, vorzugsweise zum Verbinden von zwei oder mehreren Fügeteilen, umfassend einen Nagelkopf, einen Nagelschaft und eine Nagelspitze gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2006 002 238 A1 ist ein solcher Nagel bekannt, der einen Nagelkopf mit einer an der Kopfunterseite vorgesehenen Ringnut, einen Nagelschaft mit einer Oberflächenprofilierung und eine Nagelspitze aufweist. Das Verfahren zur Herstellung einer Nagelverbindung zwischen zwei ungelochten Fügeteilen mittels eines solchen Nagels besteht darin, den Nagel mittels eines Setzgerätes mit hoher Geschwindigkeit im Fügebereich in die Fügeteile im Wesentlichen drehungsfrei axial so einzutreiben, dass die Nagelspitze und der Nagelschaft in die Bauteile eindringen, bis der Nagelkopf an der Oberseite des nagelkopfseitigen Fügeteiles aufliegt und die Nagelspitze im nagelkopfabgewandten Fügeteil austritt.
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Die Oberflächenprofilierung des Nagelschaftes dieses bekannten Nagels ist im Axialschnitt als abgerundetes wellenförmiges, sinusförmiges oder sägezahnförmiges Profil ausgebildet und füllt sich beim Fügevorgang mit verdrängtem Material der Fügepartner. Mittels des sägezahnförmigen Oberflächenprofilierung lässt sich eine höhere Auszugskraft erzielen. Ferner wird vorgeschlagen, eine solche Oberflächenprofilierung in Form eines Gewindes auszubilden, wodurch sich in den Fügeteilen ein Gegengewinde ausbildet, das es ermöglicht, nach dem Setzvorgang einen solchen Nagel wieder aus den verbundenen Fügeteilen zu lösen.
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Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass die mit solchen bekannten Nägeln hergestellte Nagelverbindungen im Bereich der Erhebungen der Oberflächenprofilierung Schwachstellen aufweisen, die durch eine Deformierung dieser Erhebungen während des Setzvorganges entstehen und somit die Verbindungsqualität herabsetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Nagel der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Nagelschaft eine optimierte Oberflächenprofilierung zur Vermeidung der genannten Nachteile aufweist und insbesondere zu einer besseren Verbindungsausbildung führt, um damit eine höhere Verbindungsqualität gegenüber der Verwendung des bekannten Nagels sicherzustellen Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Nagel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Ein solcher Nagel zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Nagelschaft einen Profilierungsabschnitt aufweist, der mit wenigstens zwei in gleichmäßiger Umfangsverteilung axial streifenartig verlaufenden Umfangsabschnitten mit jeweils einer in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächenprofilierung ausgebildet ist, wobei die Umfangsabschnitte mit Oberflächenprofilierung und die dazwischen liegenden Umfangsabschnitte den Umfang des Profilierungsabschnittes im Wesentlichen gleichmäßig aufteilen.
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Damit wird die radial umlaufende Oberflächenprofilierung in Umfangsrichtung durch Umfangsabschnitte unterbrochen, die vorzugsweise eine glatte Schaftoberfläche oder vorzugsweise eine weitere Oberflächenprofilierung aufweisen, wodurch ein besseres Fließverhalten des Materials beim Eintreiben des Nagels in die Fügepartner erzielt wird, welches zu einer höheren Verbindungsqualität führt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung verläuft die weitere Oberflächenprofilierung in axialer Richtung, also in Richtung des Nagelschaftes, wobei diese axial verlaufende Oberflächenprofilierung vorzugsweise als wenigstens eine axial verlaufende Vertiefung oder als wenigstens eine axial verlaufende Erhebung ausgebildet werden kann.
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Die Ausführung der axial verlaufenden Oberflächenprofilierung als Vertiefung, bspw. als Rille mit kreisförmigen Profil führt dazu, dass während des Eintreibvorganges durch Einlagerung von Material in diese Vertiefungen eine Druckentlastung entsteht, wodurch die für eine gute Verbindungsqualität nachteiligen Deformationen im Fügebereich zumindest reduziert werden.
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Wird die axial verlaufende Oberflächenprofilierung mit einer Erhebung oder mit mehreren axial verlaufenden Erhebungen realisiert, kann eine wirksame Verdrehsicherung erreicht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, die weitere Oberflächenprofilierung mit einer gleichzeitig in Umfangsrichtung und in axiale Richtung verlaufenden Profilierung, also schräg hinsichtlich der Richtung des Nagelschaftes auszubilden. Durch eine solche Gestaltung des Profilierungsabschnittes des Nagelschaftes wird ein verbessertes Fließverhalten des Materials der Fügeteile während des Eintreibvorganges erzielt.
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Bei dieser Weiterbildung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn die in Umfangsrichtung verlaufende Oberflächenprofilierung und die weitere Oberflächenprofilierung identische axiale Profilschnitte aufweisen, insbesondere wenn die Verlaufsrichtung der weiteren Oberflächenprofilierung derart gewählt ist, dass deren Kontur in die Kontur der radial verlaufenden Oberflächenprofilierung der benachbarten Umfangsabschnitte übergeht.
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Besonders gute Verbindungsqualitäten mit einem erfindungsgemäßen Nagel werden erreicht, wenn ein solcher Nagel vier Umfangsabschnitte mit in Umfangsrichtung verlaufender Oberflächenprofilierung aufweist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1a eine Seitenansicht eines Nagels gemäß der Erfindung als Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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1b eine Axialschnittdarstellung des Schnittes I-I im Bereich des Nagelschaftes des Nagels nach 1a,
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2a eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Nagels,
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2b eine Axialschnittdarstellung des Schnittes II-II im Bereich des Nagelschaftes des Nagels nach 2a
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2c eine Axialschnittdarstellung des Schnittes II-II im Bereich des Nagelschaftes eines Nagels nach 2a mit alternativer axialer Oberflächenprofilierung,
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3a eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Nagels, und
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3b eine Axialschnittdarstellung des Schnittes III-III im Bereich des Nagelschaftes des Nagels nach 3a
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Die in den 1a bis 3b dargestellten erfindungsgemäßen Nägel 1 bestehen jeweils aus einem Nagelkopf 2, einem Nagelschaft 3 und einer ogival ausgebildeten Nagelspitze 4, wobei die Nagelschäfte 3 mit unterschiedlichen Oberflächenprofilierungen versehen sind. Diese Oberflächenprofilierung ist auf einem Profilierungsabschnitt 3a des Nagelschaftes 3 realisiert, wobei sich nagelkopfseitig ein Schaftabschnitt 3b anschließt und die Nagelspitze 4 über einen Schaftabschnitt 3c in den Profilierungsabschnitt 3a überführt wird.
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Der Nagelkopf 2 ist als Flachkopf mit einer ebenen Oberseite, einer zylindrischen Umfangsfläche und einer im Wesentlichen ebenen Unterseite ausgebildet, wobei die Unterseite des Nagelkopfes 2 angrenzend zum Schaftabschnitt 3b des Nagelschafts 3 eine umlaufende Ringnut 2a aufweist, die den beim Eindringen des Nagels 1 in ein Fügeteil entstehenden Materialaufwurf aufnimmt.
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Im folgenden werden die Oberflächenprofilierungen der in den 1a bis 3b dargestellten Nägel 1 im einzelnen beschrieben.
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Gemäß den 1a und 1b weist der Profilierungsabschnitt 3a vier in gleichmäßiger Umfangsverteilung axial streifenartig verlaufende Umfangsabschnitte 5a, 5b, 5c und 5d mit jeweils einer in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächenprofilierung 6 auf, wobei die Umfangsabschnitte 5a, 5b, 5c und 5d und die dazwischen liegenden Umfangsabschnitte 7 den Umfang des Profilierungsabschnittes gleichmäßig aufteilen. Diese Umfangsabschnitte 7 bilden den Nagelschaft 3 ohne Oberflächenprofilierung 6, weisen also eine glatte Oberfläche 7a auf liegen auf einem Kreis mit einem Durchmesser d, der dem äußeren Durchmesser D des Profilierungsabschnittes 3a des Nagelschaftes 3 abzüglich der zweifachen Profilierungstiefe der Oberflächenprofilierung 6 entspricht.
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Die Oberflächenprofilierung 6 der Umfangsabschnitte 5a, 5b, 5c und 5d sind mit Vertiefungen und Erhebungen ausgebildet, wobei gemäß 1a die Oberflächenprofilierung 6 mit unterschiedlichen Profilflanken dargestellt ist, nämlich mit einer dem Nagelkopf 2 zugewandten konkaven und mit einer der Nagelspitze 4 zugewandten konvexen Flanke. Ferner kann diese Oberflächenprofilierung 6 im Axialschnitt auch wellen- oder sinusförmig oder auch sägezahnförmig ausgebildet werden.
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Der Nagel 1 gemäß den 2a und 2b entspricht in seiner Ausführung demjenigen nach 1a, jedoch weisen die zwischen den Umfangsabschnitten 5a, 5b, 5c und 5d liegenden Umfangsabschnitte 7 nicht eine glatte Oberfläche auf, sondern sind mit einer Oberflächenprofilierung 8 versehen. Diese Oberflächenprofilierung 8 ist als eine in axialer Richtung, also in Richtung des Nagelschaftes 3 verlaufende Vertiefung in Form einer Rille oder einer Nut mit abgerundeten Querschnitt ausgebildet, wie dies deutlich in 2b zu erkennen ist.
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Die Schnittdarstellung nach 2c zeigt einen Axialschnitt eines nicht dargestellten Nagels 1, der jedoch im Unterschied zu dem Nagel nach 2a eine zur Oberflächenprofilierung 8 alternative Profilierung aufweist. Als alternative Ausführung einer solchen Oberflächenprofilierung 8 kann anstelle einer Vertiefung 8 auch eine Erhebung 9 auf den Umfangsabschnitten 7 realisiert werden, die gemäß 2c mit einem gerundeten Querschnitt ausgebildet ist.
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Der in den 3a und 3b dargestellte Nagel 1 entspricht bis auf die Ausgestaltung der Oberflächenprofilierung auf den Umfangsabschnitten 7, die zwischen den Umfangsabschnitten 5a, 5b, 5c und 5d mit den in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächenprofilierung 6 liegen, der Ausführung des Nagels 1 gemäß den 2a und 2b.
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Diese Umfangsabschnitte 7 weisen jeweils eine schräg verlaufende Oberflächenprofilierung 10 auf, deren axialer Profilquerschnitt mit dem Profilquerschnitt der Oberflächenprofilierung 6 auf den Umfangsabschnitten 5a, 5b, 5c und 5d übereinstimmt. Die Verlaufsrichtung dieser Oberflächenprofilierung 10 ist derart gewählt, dass deren Kontur in die Kontur der in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächenprofilierung der benachbarten Umfangsabschnitte, bspw. der Umfangsabschnitte 5a und 5b übergehen, wobei Erhebungen aus den Umfangsabschnitten 5a und 5b verbunden werden, die gegeneinander axial versetzt sind.
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Nach 3a wird verbindet also bspw. eine Erhebung 10a der Oberflächenprofilierung 10 die Erhebung 6a des Umfangsabschnittes 5a mit einer direkt benachbarten Erhebung 6b des Umfangsabschnittes 5b. Ferner ist es möglich, dass nicht nur die direkt benachbarten Erhebungen miteinander durch eine Erhebung der Oberflächenprofilierung 10 verbunden werden, sondern auch weiter auseinanderliegende Erhebungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nagel
- 2
- Nagelkopf
- 2a
- Ringnut auf der Unterseite des Nagelkopfs 2
- 3
- Nagelschaft
- 3a
- Profilierungsabschnitt des Nagelschaftes 3
- 3b
- nagelkopfseitiger Schaftabschnitt
- 3c
- nagelkopfabgewandter Schaftabschnitt
- 4
- Nagelspitze
- 5a
- Umfangsabschnitte
- 5b
- Umfangsabschnitte
- 5c
- Umfangsabschnitte
- 5d
- Umfangsabschnitte
- 6
- Oberflächenprofilierung auf den Umfangsabschnitten 5a bis 5d
- 6a
- Erhebung der Oberflächenprofilierung 6 des Umfangsabschnittes 5a
- 6b
- Erhebung der Oberflächenprofilierung 6 des Umfangsabschnittes 5b
- 7
- Umfangsabschnitte zwischen den Umfangsabschnitten 5a bis 5d
- 7a
- Oberfläche des Umfangsabschnittes 7
- 8
- Vertiefung als axiale Oberflächenprofilierung auf den Umfangsabschnitten 7
- 9
- Erhebung als axiale Oberflächenprofilierung auf den Umfangsabschnitten 7
- 10
- Oberflächenprofilierung auf den Umfangsabschnitten 7
- 10a
- Erhebung der Oberflächenprofilierung 10
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006002238 A1 [0002]
