DE3735570A1 - Nagel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Nagel mit einem am Schaft ange­ stauchten Kopf und einer am freien Schaftende angeschnitte­ nen Spitze, dessen Schaft länger als die Stärke der zu ver­ bindenden Materialien gewählt ist und dessen freies Ende an der Rückseite der Verbindungsstelle umgelegt wird.

Bei vielen Einsatzzwecken von Nägeln ist es wünschenswert oder sogar Bedingung, deren Ausziehfestigkeit aus den mit­ einander verbundenen Materialien beträchtlich zu steigern. So werden bspw. an durch Nagelverbindungen zusammengehalte­ nen UIC-Paletten aus Holz mittlerweise Ausziehfestigkeiten für jeden einzelnen Nagel verlangt, die 2750 N nicht unter­ schreiten dürfen und in der Regel 3000 N betragen.

Glattschäftige Nägel, deren Schaftlänge nur etwa der Dicke von zwei miteinander zu verbindenden Palettenbrettern ent­ spricht, haben nur eine ganz geringe Auszugsfestigkeit. Bei glattschäftigen Nägeln mit einer die Dicke der zu verbinden­ den Palettenbretter überschreitenden Länge, bei denen nach dem Eintreiben der freie Spitzenabschnitt umgeschlagen wird, erreichen zwar eine Auszugsfestigkeit bis etwa 2000 N. Bei nur kurzfristig auftretenden, höheren Beanspruchungen biegen sich jedoch die umgeschlagenen Spitzen dieser Nägel wieder auf, so daß deren Auszugsfestigkeit beträchtlich unter die vorher erreichten 2000 N absinkt.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde durch die DE-PS 21 08 261 auch bereits ein gattungsgemäßer, glattschäftiger Nagel bekannt, welcher sich dadurch auszeichnet, daß dessen Schaft bereits im Anlieferungszustand im Bereich zwischen Mitte und Spitze um 3 bis 15° aus der Schaftachse abgebogen ist und damit einen gegen diese Schaftachse geneigten Längenab­ schnitt bildet.

Wird ein derartiger Nagel in auf einem harten Untergrund aufgelegte Bretter eingeschlagen, dann biegt er sich beim Auftreffen seiner Spitze über den bereits abgebogenen Län­ genabschnitt in solcher Art und Weise um, daß nicht nur eine Auszugsfestigkeit von etwa 2400 N erreicht wird, sondern sich zugleich auch noch eine hohe Sicherheit gegen uner­ wünschtes Aufbiegen einstellt, weil der durch das Umbiegen der Nagelspitze bewirkte Verankerungsvorgang schon einge­ leitet wird, bevor die gesamte Schaftlänge des Nagels in die zu verbindenden Bretter eingetrieben ist.

Die neuerlich geforderte Auszugsfestigkeit der Nägel bis zu 3000 N wird jedoch auch durch Benutzung von Nägeln nach DE-PS 21 08 261 nicht erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nagel der anfangs angegebenen Gattung zu schaffen, bei dessen Benut­ zung sich eine Ausreißfestigkeit einstellt, die mindestens um 25%, vorzugsweise jedoch um 40 bis 45% höher liegt als die Auszugsfestigkeit eines gattungsgemäßen Nagels.

Erreicht wird das gesteckte Ziel erfindungsgemäß grundsätz­ lich - nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 - dadurch, daß der Schaft im Anschluß an einen spitzennah ausgebildeten, gegen die Schaftachse geneigten Längenabschnitt zumindest über einen großen Teil der Schaftlänge hinweg mit eingeform­ ten Umfangsrillen versehen ist.

Durch diese Ausgestaltung wird neben einem frühzeitigen, nämlich noch während des Eintreibvorgangs beginnenden, Ab­ biegen der Nagelspitze noch eine Vielfachverankerung des Nagelschaftes in den ihn umgebenden Holzfasern der zu ver­ bindenden Bretter herbeigeführt, welche die wünschenswerte Erhöhung der Auszugfestigkeit für jeden einzelnen Nagel gewährleistet, wie sich bei durchgeführten Versuchen ergeben hat.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung für einen erfindungs­ gemäßen Nagel ergibt sich dabei - nach Anspruch 2 - wenn die Umfangsrillen ein Sägezahnprofil mit dem Kopf zugewendeten, steil geneigten Flanken aufweisen.

Bei einer solchen Auslegung des Nagels können Auszugsfestig­ keiten erreicht werden, die etwa in der Größenordnung von 3500 N liegen.

Als vorteilhaft hat es sich nach der Erfindung aber auch erwiesen, wenn - gemäß Anspruch 3 - die Umfangsrillen ohne Steigung in den Schaftumfang eingeformt sind, so daß jeweils in sich geschlossene Umfangsrillen und Umfangswulste beste­ hen, die einen optimalen Verankerungseffekt in den den Schaftumfang umgebenden Holzfasern erreichen.

Entsprechend der DE-PS 21 08 261 kann erfindungsgemäß - nach Anspruch 4 - der gegen die Schaftachse geneigte Längenab­ schnitt von einem Abbiegungsabschnitt gebildet sein, an dessen freies Ende wiederum die Spitze angeschnitten ist.

Nach einem anderen Lösungsvorschlag der Erfindung - gemäß Anspruch 5 - kann der gegen die Schaftachse ageneigte Län­ genabschnitt aber auch unmittelbar von einer einseitig schräg angeschnittenen Spitze gebildet sein, welche beim Auftreffen auf einen harten Untergrund den gleichen Ablenk­ effekt zum Umbiegen der Nagelspitze erzeugt, wie der bereits vorher angeformte Abbiegungsabschnitt.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß es - nach Anspruch 6 - -besonders vorteilhaft sein kann, wenn der die Umfangsrillen aufweisende Schaftabschnitt jeweils mit Abstand vom Kopf und vom Abbiegungsabschnitt endet.

Andererseits kann es sich - nach Anspruch 7 - aber auch als vorteilhaft erweisen, wenn der die Umfangsrillen aufweisende Schaftabschnitt einerseits zwar im Abstand vom Kopf, ande­ rerseits aber erst an der Wurzel der schräg angeschnittenen Spitze endet.

Besonders bewährt hat es sich erfindungsgemäß - nach An­ spruch 8 - wenn der Neigungswinkel des Abbiegungsabschnitts und/oder des schrägen Anschnitts am Nagelschaft bis zu 25° beträgt.

Weitere Merkmale der Erfindung werden an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 bis 3 jeweils in Seitenansicht drei verschiedene Ausführungsformen eines Nagels.

Bei allen Ausführungsbeispielen weist der Schaft 1 des Na­ gels am einen Ende einen angestauchten Kopf 2 auf, während an das andere Ende eine Spitze 3 angeschnitten ist.

Bei allen Nägeln ist auch der Schaft über einen gewissen Teilabschnitt 4 der Schaftlänge hinweg mit eingeformten Umfangsrillen 5 versehen.

Die Umfangsrillen 5 haben dabei vorzugsweise ein Sägezahn­ profil, dessen steil geneigte Flanke dem Kopf 2 zugewendet ist, während die flach geneigte Flanke zur Spitze 3 hin verläuft.

Obwohl es ohne weiteres denkbar ist, die Umfangsrillen in Form eines Gewindes, bspw. Sägezahngewindes, in den Schaft 1 einzurollen, hat sich gezeigt, daß sich eine besonders hohe Auszugfestigkeit des Nagels erreichen läßt, wenn die Um­ fangsrillen 5 ohne Steigung in den Schaftumfang eingeformt sind. In diesem Falle ergeben sich nämlich abwechselnd in sich geschlossene Umfangsrillen und Umfangswulste, die einen besonders guten Verankerungseffekt im umgebenden Holzmate­ rial herbeiführen. Dieser Verankerungseffekt wird dabei noch unterstützt, wenn die Kämme der die Umfangsrillen begren­ zenden Umfangswulste, also jeweils der Übergangsbereich zwischen einer flach geneigten Flanke in eine steil geneigte Flanke einen Durchmesser hat, welcher den Durchmesser des Schaftes 1 geringfügig überschreitet.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die einzelne Um­ fangsrille 5 in Richtung der Schaftachse eine Höhe hat, die nur einem Bruchteil des Schaftdurchmessers entspricht.

Am Nagel nach Fig. 1 ist in gewissem Abstand von der Spitze 3, bspw. in einem Abstand von 20% der gesamten Schaftlänge, ein Knick 6 gebildet, der wiederum einen gewissen Abstand von dem mit den Umfangsrillen 5 ausgestatteten Längenab­ schnitt 4 des Schaftes hat.

Vom Knick 6 aus weist der Schaft 1 also einen Abbiegungs­ abschnitt 7 auf, dessen Achse gegenüber der normalen Schaftachse spitzwinklig geneigt verläuft, wobei der Nei­ gungswinkel bis zu 25° betragen kann, vorzugsweise jedoch zwischen 5 und 15° liegt.

Wenn der Nagel nach Fig. 1 beim Eintreiben in die zu ver­ bindenden Materialien mit der Spitze 3 seines Abbiegungs­ abschnittes 7 auf einen harten Untergrund trifft, dann wird hierdurch zwangsläufig der Abbiegungsabschnitt 7 seitwärts abgelenkt und die bereits vorhandene Vorbiegung weiter ver­ stärkt, wobei sich um den bereits vorhandenen Knick allmäh­ lich eine hakenartige Verformung des Abbiegungsabschnittes 7 einstellt, die zu einer starken Verankerung des Nagels in den zu verbindenden Materialien führt. Gleichzeitig dringen die den Nagelschaft über die ganze Länge umgebenden Holz­ fasern elastisch in sämtliche Umfangsrillen 5 ein und führen dort zu einer festen Verklammerung mit den Sägezahnprofilen, die wiederum eine ganz beträchtliche Erhöhung der Auszugfe­ stigkeit für den Nagel zur Folge hat.

In allen Figuren der Zeichnung ist zu sehen, daß der die Umfangsrillen 5 aufweisende Längenabschnitt 4 des Schaftes 1 in einem gewissen Abstand 8 vom Kopf 2 beginnt. Dieser Ab­ stand 8 wird zweckmäßig so bemessen, daß er wenigstens an­ nähernd der Dicke desjenigen Brettes entspricht, in welches der Nagel zur Herstellung der Verbindung zuerst eingetrieben werden muß. Es hat sich nämlich gezeigt, daß es für die Erhöhung der Auszugfestigkeit des Nagels wesentlich darauf ankommt, daß der die Umfangsrillen 5 aufweisende Schaftab­ schnitt 4 im gleichen Holzteil verankert wird, in dem sich auch das der Spitze 3 benachbarte Schaftende hakenartig verkrallt.

Der Nagel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß er anstelle des aus der Schaftachse abgewinkelten Abbiegungsabschnittes 7 von seiner Spitze aus über einen gewissen Längenabschnitt hinweg einen einseitig schrägen Anschnitt 9 hat. Dieser Anschnitt 9 dient aber dem gleichen Zweck wie der Abbiegungsabschnitt 7 des Nagels nach Fig. 1. Er soll nämlich bewirken, daß sich eine hakenartige Verbiegung des Nagelschaftes selbsttätig ein­ stellt, wenn beim Eintreiben des Nagels nach Fig. 2 dessen Spitze 3 auf einen harten Untergrund auftrifft.

Beim Nagel nach Fig. 2 kann der die Umfangsrillen 5 aufwei­ sende Längenabschnitt 4 sich ohne weiteres bis auf die Wur­ zel des schrägen Anschnittes 9 der Spitze erstrecken, wie das der Fig. 2 zu entnehmen ist. Da nämlich der Schaft 1 des Nagels nach Fig. 2 über seine gesamte Länge gerade ver­ läuft, also auch im Bereich des schrägen Anschnittes 9 keine Abbiegung hat, bereitet das Einformen der Umfangsrillen 5 bis dicht an die Spitze 3 heran, keinerlei Schwierigkeiten.

In Fig. 3 der Zeichnung ist schließlich zu sehen, daß ohne weiteres auch die Möglichkeit besteht, einen Nagel zu schaf­ fen, welcher sowohl die Merkmale des Nagels nach Fig. 1 als auch diejenigen des Nagels nach Fig. 2 benutzt.

Der Nagel nach Fig. 3 hat nämlich an seinem der Spitze 3 benachbarten Ende nicht nur einen Abbiegungsabschnitt 7, sondern er ist dort darüber hinaus auch noch mit einem Schräganschnitt 9 versehen.

Claims (8)

1. Nagel mit einem am Schaft angestauchten Kopf und einer am freien Schaftende angeschnittenen Spitze, dessen Schaft länger als die Stärke der zu verbindenden Materialien gewählt ist und dessen freies Ende an der Rückseite der Verbindungsstelle umgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) im Anschluß an einen nahe der Spitze (3) ausgebildeten, gegen die Schaftachse geneigten Län­ genabschnitt (7 bzw. 9) zuminmdest über einen großen Teil (4) der Schaftlänge hinweg mit eingeformten Umfangsrillen (5) versehen ist.

2. Nagel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrillen (5) ein Sägezahnprofil mit dem Kopf (2) zugewendeten, steil geneigten Flanken aufweisen.

3. Nagel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrillen (5) ohne Steigung in den Schaftum­ fang eingeformt sind.

4. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Schaftachse geneigte Längenabschnitt von einem Abbiegungsabschnitt (7) gebildet ist, an dessen freies Ende wiederum die Spitze (3) angeschnitten ist (Fig. 1).

5. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der gegen die Schaftachse geneigte Längenabschnitt unmittelbar von einem einseitigen Schräganschnitt (9) der Spitze (3) gebildet ist (Fig. 2).

6. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der die Umfangsrillen (5) aufweisende Schaftabschnitt (4) jeweils mit Abstand vom Kopf (2) und vom Abbiegungs­ abschnitt (7) endet (Fig. 1 und 3).

7. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Umfangsrillen (5) aufweisende Schaftabschnitt (4) einerseits zwar im Abstand (8) vom Kopf, andererseits aber an der Wurzel des Schräganschnittes (9) der Spitze (3) endet (Fig. 2).

8. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel des Abbiegungsabschnittes (7) und/oder des schrägen Anschnitts (9) bis zu 25° beträgt.