DE3620372A1 - Nagel zum eintreiben in vorgebohrte loecher an bauteilen aus hartem material - Google Patents
Nagel zum eintreiben in vorgebohrte loecher an bauteilen aus hartem materialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Nagel zum Eintreiben in
vorgebohrte Löcher an Bauteilen aus hartem Material,
wie Stein, Beton, Kalksandstein oder dergleichen, mit
einem Kopf am einen Ende und einer Spitze am anderen
Ende seines Schaftes, der zumindst über einen an die
Spitze anschließenden Teil der Schaftlänge mit am
Schaftumfang ausgeformten Verankerungs-Aufrauhungen,
insbesondere Zahnprofilen, wie Sägezahnprofilen,
versehen ist.
Es wurde bereits ein Nagel mit einem Kopf am einen Ende
und einer Spitze am anderen Ende seines Schaftes
vorgeschlagen, der zumindest über einen an die Spitze
anschließenden Teil der Schaftlänge mit am Schaftumfang
ausgeformten Verankerungs-Aufrauhungen, insbesondere
Zahnprofilen, wie Sägezahnprofilen, versehen ist
(deutsche Patentanmeldung P 35 16 479.4).
Gegenüber sogenannten Konvexringnägeln nach UIC-Merk
blatt 435-2 machen die Nägel nach dem älteren Vorschlag
es möglich, daß das Werkstoffgefüge im unmittelbaren
Eintreibbereich des Nagelschaftes über die gesamte
Schaftlänge nur solchen Beanspruchungen unterworfen
wird, welche seine Rückstell-Elastizität nicht beein
trächtigen und dadurch einen optimalen Verankerungsef
fekt der Sägezahnprofil-Ringwulste herbeiführen.
Die Ausgestaltung der Nägel nach dem älteren Vorschlag
stellt dabei zugleich sicher, daß nach deren Eintreiben
in den Bauteile in jedem Längenabschnitt des Schaftes
noch Umgebungsmaterial vorhanden ist, dessen elasti
sches Rückstellvermögen voll erhalten geblieben ist und
somit in die benachbarte Kerbe zwischen zwei unmittel
bar aufeinanderfolgenden Sägezahnprofil-Ringwulsten
unter Sicherstellung des optimalen Widerhaken-Effektes
eindringt.
Vielfach besteht aber auch die Notwendigkeit, Nägel der
angegebenen Art in vorgebohrte Löcher an Bauteilen aus
hartem Material, wie Stein, Beton, Kalksandstein oder
dergleichen einzutreiben.
Die Praxis hat dabei gezeigt, daß der Durchmesser der
Löcher, in welche die Nägel einzutreiben sind, oft in
unerwünschter Weise differieren. So können Durchmesser
abweichungen vom Sollwert bspw. dadurch entstehen, daß
der zu ihrer Herstellung benutzte Bohrer verschlissen
ist oder seine Hartmetallplättchen abgebrochen sind.
Auch durch das sogenannte Schlagen des zur Herstellung
der Löcher benutzten Bohrers kann zu solchen Durchmes
serabweichungen des fertigen Bohrloches führen. Das
Schlagen des Bohrers entsteht dabei bspw. dadurch, daß
dieser nicht exakt in das Bohrfutter des Bohrgerätes
eingespnannt ist. Das sogenannte Schlagen des Bohrers
kann aber auch dadurch entstehen, daß das Bohrgerät
während der Durchführung des Arbeitsvorganges unsach
gemäß gehandhabt wird.
In jedem Falle ergibt sich jedoch der Nachteil, daß das
fertige Bohrloch einen den vorgesehenen Soll-Durchmes
ser überschreitenden Ist-Durchmesser aufweist und daher
der in dieses eingetriebene Nagel nur einen unzurei
chend festen Sitz in dem mit dem Bohrloch versehenen
Bauteil erhält.
Dieser Nachteil soll bei der Benutzung von Nägeln der
eingangs spezifizierten Gattung vermieden werden. Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Nagel
der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, der
sowohl in ein vorgebohrtes Loch mit dem vorgegebenen
Soll-Durchmesser als auch in ein Loch mit diesen
Soll-Durchmesser überschreitendem Ist-Durchmesser
eingetrieben werden kann und darin jeweils einen
optimalen Verankerungseffekt herbeiführt. Gelöst wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des
Anspruchs 1, nämlich dadurch, daß der Nagel aus einem
federeleastischen Stahl besteht, daß der Schaft in
seiner Längsrichtung wellenförmig gekrümmt verläuft,
und daß dabei die Spitze achsgleich, zumindest aber
achsparallel, zum Kopf und/oder zum kopfnahen Bereich
des Schaftes ausgerichtet ist.
Wie durchgeführte Versuche ergeben haben, wird durch
diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Nagels
erreicht, daß dieser auch in einem Bohrloch, dessen
Ist-Durchmesser gegenüber dem vorgesehenen Soll-Durch
messer größer ausfällt, mit einer genügend hohen
Ausziehfestigkeit verankert werden kann. Bevorzugt
werden nach der Erfindung Nägel zur Benutzung vorge
schlagen, bei welchen nach Anspruch 2 die wellenförmige
Krümmung lediglich über den mit den Verankerungs-Auf
rauhungen versehenen Längenbereich des Schaftes hinweg
vorgesehen ist und dabei mindestens einen vollständigen
Wellenzug einschließt.
Die federelastische Verankerungswirkung eines erfin
dungsgemäßen Nagels in einer Bohrung mit gegenüber dem
Soll-Durchmesser größerem Ist-Durchmesser wird immer
dann gewährleistet, wenn gemäß Anspruch 3 die Höhe der
wellenförmigen Krümmung bzw. des eingeformten Wellenzu
ges etwa einem Viertel des mittleren Schaftdurchmessers
entspricht. Ein solcher Nagel läßt sich auch noch
problemlos in exakt mit Soll-Durchmesser vorgebohrte
Löcher eintreiben.
Nach der Erfindung wird eine Weiterbildungsmaßnahme
gemäß Anspruch 4 auch darin gesehen, daß der die
Verankerungs-Aufrauhungen aufweisende Teil der Schaft
länge größer als die halbe Schaftlänge bemessen ist,
vorzugsweise hierzu in einem Verhältnis von etwa 2:3
steht.
Bewährt hat es sich ferner gemäß Anspruch 5, daß die
Verankerungs-Aufrauhungen aus Sägezahnprofil-Ringwül
sten bestehen, deren steil geneigte Flanken dem Kopf
und deren flach geneigte Flanken der Spitze des Nagels
zugewendet sind.
Besonders bewährt sich eine Ausgestaltung des Nagels,
bei der in den die Sägezahnprofil-Ringwulste enthalten
den Schaftabschnitt steil schraubenförmig um dessen
Umfang verlaufende Nuten eingeformt sind und dabei
vorzugsweise mehrere dieser Nuten gleichmäßig in
Umfangsrichtung des Schaftes verteilt liegen.
Empfehlenswert kann es schließlich erfindungsgemäß aber
auch noch sein, daß nach Anspruch 7 in die zwischen den
Nuten gelegenen Bereiche der Sägezahnprofil-Ringwulste
im wesentlichen quer zur Nutrichtung gelegene Riefen
eingeformt sind. Die Ausziehfestigkeit des sich
elastisch innerhalb der Bohrung verspannenden Nagels
wird durch diese Maßnahmen günstig beeinflußt.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in
einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 in vergrößerter Seitenansicht den Nagel und
Fig. 2 in nochmals vergrößertem Maßstab einen Schnitt
entlang der Linie II-II durch den Nagel nach
Fig. 1.
Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Nagel 1 weist
einen Schaft 2 auf, bei dem an das eine Ende ein
verdickter Kopf 3 angeformt ist, während das andere
Ende eine Spitze 4 aufweist. Am Umfang des Schaftes 2
sind jeweils über einen Teil 5 seiner Länge Sägezahn
profil-Ringwulkste 6 ausgeformt, deren steil geneigte
Flanken 7 dem Kopf 3 zugewendet sind, während deren
flach geneigte Flanken 8 zur Spitze 4 hinweisen.
Der die Sägezahnprofil-Ringwulste 6 aufweisende
Längenabschnitt 5 erstreckt sich über mehr als die
halbe Gesamtlänge des Schaftes 2 zwischen dem Kopf 3
und der Spitze 4 und steht hierzu vorzugsweise in einem
Verhältnis von etwa 2:3.
Der Scheitelkreisdurchmesser 9 a der Sägezahnprofil-
Ringwulste 6 ist an dem sich an die Spitze 4 des
Schaftes 2 anschließenden Bereich vorzugsweise kleiner
bemessen als der Scheitelkreisdurchmesser 9 b der dem
Kopf 3 näher gelegenen Sägezahnprofil-Ringwulste 6. Es
wird dann nämlich erreicht, daß der den Scheitelkreis
durchmessern sämtlicher Sägezahnprofil-Ringwulste 6
gemeinsame Hüllmantel vom Kopf 3 zur Spitze 4 hin
konvergiert, wie das der Fig. 1 entnommen werden kann.
Der Hüllmantel hat in diesem Fall einen relativ kleinen
Keilwinkel, d.h., der Unterschied zwischen den Schei
telkreisdurchmessers 9 a und 9 b ist relativ klein.
Auch die Fußkreisdurchmesser 10 a und 10 b der Sägezahn
profil-Ringwulste 6 sind vorzugsweise unterschiedlich
bemessen, wobei der Fußkreisdurchmesser 10 a im Anschluß
an die Spitze 4 des Schaftes 1 kleiner ausfällt, als
der Fußkreis-Durchmesser 10 b in der Nähe des Kopfes 2.
Auch der hiervon bestimmte Hüllmantel konvergiert also
in Richtung vom Kopf 3 zur Spitze 4 des Nagels 1 hin.
Die Konuswinkel beider Hüllkurven können übereinstim
men. Sie können aber auch unterschiedlich ausgeführt
werden, derart, daß der Konuswinkel der die Scheitel
kreise einschließenden Hüllkurve etwas größer bemessen
ist als derjenige aller Fußkreise.
Der Teilungsabstand 11 für die in Längsrichtung des
Schaftes 2 aufeinanderfolgenden Sägezahnprofil-Ring
wulste 6 kann über den Längenbereich 5 des Schaftes
hinweg überall gleich sein. Es ist allerdings auch
denkbar, diesen Teilungsabstand 11 unterschiedlich zu
bemessen, wobei er dann vorzugsweise vom kopfnahen
Bereich aus zum spitzennahen Bereich hin entweder
abschnittsweise oder aber für jeden einzelnen Sägezahn
profil-Ringwulst 6 kleiner bemessen wird.
In den die Sägezahnprofil-Ringwulste 6 enthaltenden
Längenabschnitt 5 des Schaftes 2 können mehrere steil
schraubenförmig um den Schaftumfang verlaufende Nuten
12 eingeformt werden, die vorzugsweise einen Quer
schnitt haben, wie er aus Fig. 2 erkennbar ist. Diese
steil schraubenförmig um den Umfang des Schaftes 2
verlaufenden Nute 12 werden dabei vorzugsweise in
mehreren gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt
angeordneten Gängen vorgesehen, wobei bspw. sechs Nuten
12 vorhanden sind, wie das in Fig. 2 angedeutet ist.
Die Tiefe 13 für die Nuten 12 sollte dabei etwa gleich
der geringsten Tiefe der vorhandenen Sägezahnprofil-
Ringwulste 6 bemessen werden. Die Tiefe 13 der Nuten 12
kann jedoch auch in Längsrichtung jeweils entsprechend
den unterschiedlichen Konuswinkeln der Hüllmäntel zu
den Scheitelkreisdurchmessers 9 a, 9 b und den Fußkreis
durchmessern 10 a und 10 b differieren.
Die wesentliche Besonderheit des in der Zeichnung
dargestellten Nagels 1 ist einesteils darin zu sehen,
daß er aus einem federelastischen Stahl besteht.
Andererseits liegt aber ein besonderes Wesensmerkmal
des Nagels 1 noch darin, daß sein Schaft in Längsrich
tung wellenförmig gekrümmt verläuft, wie das deutlich
der Fig. 1 zu entnehmen ist. Die wellenförmige Krümmung
des Schaftes 2 erstreckt sich dabei vorzugsweise nur
über den Längenabschnitt 5 hinweg, welcher mit den
Sägezahnprofil-Ringwulsten 6 als Verankerungs-Aufrau
hungen versehen ist.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, den Schaft 2
des Nagels 1 auch über seinen dem Kopf 3 naheliegenden,
glatten Längenabschnitt hinweg wellenförmig gekrümmt zu
gestalten. In jedem Falle sollte der Nagel 1 aber so
ausgebildet sein, daß sein Schaft 2 über den Längenab
schnitt 5 hinweg einen vollständigen Wellenzug ein
schließt, wobei jeweils ein Wellental mit der einer
seits durch den Kopf 3 und andererseits durch die
Spitze 4 geradlinig hindurchgeführten Längsachse 14-14
des Nagels 1 zusammenfällt. Der Scheitel des zwischen
den beiden Wellentälern gelegenen Wellenberges der
Krümmung ist hingegen aus der gemeinsamen Längsachse
14-14 von Kopf 3 und Spitze 4 seitwärts ausgelenkt.
Es erweist sich als zweckmäßig, die wellenförmige
Krümmung des Schaftes 2 über den Längenabschnitt 5
hinweg so zu gestalten, daß die seitliche Versetztlage
des Scheitels am Wellenberg gegenüber der geminsamen
Längsachse 14-14 von Kopf 3 und Spitze 4 des Nagels 1
etwa einem Viertel des mittleren Durchmessers des
Schaftes 2 entspricht. Der Nagel 1 kann demnach noch
mit genügender Ausreißfestigkeit in vorgebohrte Löcher
eingetrieben werden, deren Ist-Durchmesser bspw. bis
20% größer ausfällt, als der an sich zur Aufnahme des
Nagels 1 vorgesehene Soll-Durchmesser der betreffenden
Bohrungen.
Es hat sich zur weiteren Erhöhung des Ausreißwiderstan
des für die Nägel 1 als vorteilhaft erwiesen, wenn in
die zwischen den Nuten 12 gelegenen Bereiche der
einzelnen Sägezahnprofil-Ringwulste 6 im wesentlichen
quer zur Nutrichtung gelegene Riefen 15 eingeformt
werden. Hierdurch wird nämlich die Oberflächenrauhig
keit des mit den Sägezahnprofil-Ringwulsten 6 versehe
nen Längenabschnitts 5 des Schaftes noch weiter erhöht
und folglich auch dessen Verankerungsfähigkeit in den
Wänden der aufnehmenden Bohrung optimiert.
Claims (8)
1. Nagel zum Eintreiben in vorgebohrte Löcher an
Bauteilen aus hartem Material, wie Stein, Beton,
Kalksandstein oder dergleichen, mit einem Kopf am
einen Ende und einer Spitze am anderen Ende seines
Schaftes, der zumindest über einen an die Spitze
anschließenden Teil der Schaftlänge mit am Schaft
umfang ausgeformten Verankerungs-Aufrauhungen,
insbesondere Zahnprofilen, wie Sägezahnprofilen,
versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß er aus einem federelastischen Stahl besteht, daß
der Schaft (2) in seiner Längsrichtung wellenförmig
gekrümmt verläuft (Fig. 1), und daß dabei die Spitze
(4) achsgleich, zumindest aber achsparallel, zum
Kopf (3) und/oder zum kopfnahen Bereich des Schaftes
(2) ausgerichtet ist.
2. Nagel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wellenförmige Krümmung lediglich über den
mit den Verankerungs-Aufrauhungen (6) versehenen
Längenbereich (5) des Schaftes (2) hinweg vorgesehen
ist und dabei mindestens einen vollständigen
Wellenzug einschließt (Fig. 1).
3. Nagel nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheitelhöhe der wellenförmigen Krümmung
bzw. des eingeformten Wellenzuges etwa einem Viertel
des mittleren Durchmessers des Schaftes (2) ent
spricht.
4. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der die Verankerungs-Aufrauhungen aufweisende
Teil (5) der Schaftlänge größer als die halbe
Schaftlänge bemessen ist, vorzugsweise zur Gesamt
länge des Schaftes (2) in einem Verhältnis von etwa
2:3 steht.
5. Nagel nach einem derAnsprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verankerungs-Aufrauhungen aus Sägezahnpro
fil-Ringwülsten (6) bestehen, deren steil geneigte
Flanken (7) dem Kopf (3) und deren flach geneigte
Flanken (8) der Spitze (4) azugewendet sind.
6. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den die Sägezahnprofil-Ringwulste (6)
enthaltenen Schaftabschnitt (5) steil schraubenför
mig um dessen Umfang verlaufende Nuten (12) einge
formt sind und dabei vorzugsweise mehrere dieser
Nuten (12) gleichmäßig in Umfangsrichtung des
Schaftes (2) verteilt liegen (Fig. 2).
7. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die zwischen den Nuten (12) gelegenen
Bereiche der Sägezahnprofil-Ringwulste (6) im
wesentlichen quer zur Nutrichtung gelegene Riefen
(15) eingeformt sind.
8. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaft (2) an dem die Sägezahnprofil-Ring
wulste enthaltenden Schaftabschnitt (5) durch die
eingeformten Nuten (12) einen durch abwechselnd
konkave und konvexe Krümmungsflächen bestimmten,
etwa sternförmigen Querschnitt aufweist (Fig. 2),
und daß dabei die Riefen (15) sich lediglich an den
die Ecken des Sternquerschnitts bestimmenden, konvex
gekrümmten Flächenabschnitten der Nuten (12)
befinden.
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DE3620372C3 (de) | 1995-04-20 |
DE3620372C2 (de) | 1990-06-13 |
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