DE69105909T2

DE69105909T2 - Ein Drahtnagel und eine Maschine zum Herstellen von solchen Nägeln.

Info

Publication number: DE69105909T2
Application number: DE69105909T
Authority: DE
Inventors: Robert E Bellock; John Binder; Henry A Sygnator
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2011-10-03
Also published as: NZ239681A; EP0481635B1; DE69105909D1; EP0481635A1; CA2049566C; JPH0610925A; JP3358823B2; AU650907B2; US5056976A; AU8571591A; SG28379G; CA2049566A1; HK128295A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Drahtnägel, wie sie in pneumatisch betriebenen Nageltreibwerkzeugen verwendet werden, und auf Streifen solcher Nägel, die durch Anbringung von Klebebändern oder anderer ordnender Mittel geordnet sind. Ferner bezieht sie sich auf Maschinen, die benutzt werden, um die Nägel herzustellen.
Typischerweise sind Drahtnägel mit D-förmigen oder davon abweichenden Köpf en bei Verwendung in pneumatisch betriebenen oder durch Verbrennung betriebenen Nageltreibwerkzeugen durch Anbringung von Klebebändern oder anderer ordnender Medien zu einem Streifen geordnet. Die Schäfte der geordneten Nägel sind in engem Abstand parallel zueinander geordnet, und außer an einem Ende des Streifens ist der Kopf von jedem Nagel höher als der Kopf eines anderen Nagels angeordnet.
Verschiedene Streifen von geordneten Drahtnägeln mit D-förmigen Köpfen sind beispielhaft in Lingle US-Patent Nr. 3 152 334, Leistner US-Patent Nr. 3 861 526 und Shelton et al. US-Patent Nr. 3 966 042 dargestellt. Powers US-Patent Nr. 3 359 582 offenbart eine Stanzanordnung zur Herstellung eines Drahtnagels mit einem solchen Kopf. Ähnliche Streifen von geordneten Drahtnägeln mit davon abweichenden Köpfen sind beispielhaft in Juilfs US-Patent Nr. 2 940 081 und Becht US-Patent Nr. 3 481 459 dargestellt. Keiner der D-förmigen oder davon abweichenden in den vorangegangenen Patenten offenbarten Köpfe bildet einen vollständigen Kreis, wenn sie axial betrachtet werden.
Aus Gründen der Ästhetik und der Durchführung wäre es sehr wünschenswert, einen Streifen von geordneten Nägeln zu haben, bei dem die Schäfte der Nägel mit geringem Abstand parallel zueinander angeordnet sind und außer an einem Ende des Streifens der Kopf jedes Nagels höher als der Kopf eines anderen Nagels angeordnet wäre, wobei aber der Kopf jedes Nagels einen vollständigen Kreis bei axialer Betrachtung bilden würde.
Ein solches System ist in der DE-A-2 748 862 offenbart, in der die Köpfe der Nägel sich in einem spitzen Winkel zu den Schäften befinden.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung ist ein Drahtnagel mit einem Kopf und einem einstückig mit dem Kopf verbundenen Schaft, wobei der Schaft mit einer Spitze geformt ist und eine Achse aufweist und der Kopf einen einen vollständigen Kreis bildenden Umfangsrand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte des Kopfes von der Achse des Schaftes radial beabstandet ist.
Vorzugsweise hat der Kopf einen unteren Abschnitt, der eine Tangentialebene definiert, welche normal zu der Achse des Kopfes und in einem spitzen Winkel zu der Achse des Schafts orientiert ist.
Ein Drahtnagel gemäß dieser Erfindung kann eine Struktur haben, die ein Lokalisierungsdatum (Lokalisierungsmarkierung) liefert, das anzeigt, wo sich der Schaft befindet, nachdem der Nagel in ein Substrat derart eingetrieben ist, daß der Schaft verdeckt ist. Das Lokalisierungsdatum erleichtert das Entfernen des Drahtnagels aus dem Substrat mittels eines durch Hebewirkung nagelziehenden Werkzeugs mit einer gegabelten Spitze, indem das Datum anzeigt, in welcher Richtung die gegabelte Spitze effektiv unter den Kopf geführt werden kann, so daß das nagelziehende Werkzeug im wesentlichen ein gleichmäßiges Hebelverhältnis auf gegenüberliegende Seiten des Kopfes anwenden kann.
So hat in einer bevorzugten Ausführungsform des Nagels ein oberer Abschnitt des Kopfes zwei ebene Flächen in einem Abstand von dem Schaft, nämlich eine erste Fläche, die die Markierung aufweist, und eine zweite Fläche, die die erste Fläche entlang einer quer über den Kopf verlaufenden Linie schneidet. Die erste Fläche ist unter einem stumpfen eingeschlossenen Winkel (z.B. ungefähr 168º) relativ zur zweiten Fläche orientiert, und die zweite Fläche ist unter einem rechten Winkel relativ zur Achse des Kopfes orientiert.
Ein unterer Abschnitt des Nagels kann einen Hohlraum aufweisen, der von einer ringförmigen Rippe begrenzt ist, wo der Schaft an den Kopf angrenzt. Der Hohlraum wirkt mit einem Substrat, in das der Nagel getrieben ist, so zusammen, daß der Nagelkopf in einer seitlichen Richtung stabilisiert ist.
In einigen Ausführungsformen definiert ein unterer Abschnitt des Kopfes eine Tangentialebene, welche unter einem rechten Winkel relativ zu der Achse des Kopfes orientiert ist und unter einem spitzen Winkel relativ zu der Achse des Schafts, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel in einem Bereich von ungefähr 75º bis ungefähr 85º. Vorteilhaft kann der Drahtnagel wegen des spitzen Winkels ein größeres Haltevermögen haben.
Gemäß dieser Erfindung ist ein bevorzugtes Merkmal eines Drahtnagels, daß der Schaft mit einer Keilnut ausgebildet ist, die eine flache Fläche definiert, welche ein Ausrichtungsdatum zum Ausrichten des Nagels und ähnlicher Nägel liefert, wobei ihre Schäfte in paralleler Beziehung zueinander und ihre Köpfe in einer gemeinsamen Richtung versetzt sind.
So ist in einer bevorzugten Ausführungsform die flache Fläche der Keilnut parallel zu der Achse des Schafts. Ferner kann die Fläche die Form eines Parallelogramms mit zwei axial verlaufenden Seiten und zwei quer verlaufenden Seiten haben, und die Seiten können zwei spitze Winkel und zwei stumpfe Winkel begrenzen.
Diese Erfindung sieht vor, daß ein Streifen von ähnlichen geordneten Drahtnägeln durch Anbringung von Klebebändern an den Schäften der Nägel zum Ordnen der Nägel hergestellt ist, oder durch geeignete Anbringung anderer ordnender Mittel an den Schäften, um die Nägel zu ordnen, wobei ihre Schäfte mit geringem Abstand parallel zueinander ausgerichtet sind und ihre Köpfe in einer gemeinsamen Richtung relativ zu ihren Schäften versetzt sind, so daß der Kopf eines Nagels über dem Kopf des nächsten Nagels liegt. Ferner definieren die oben genannten Keilnuten zusammen einen offenen Kanal, der sich entlang des Streifens erstreckt. Der offene Kanal kann vorteilhaft verwendet werden, um den Streifen durch ein Nagelzuführmagazin zu führen, das an einer Wand eine seitliche Rippe aufweist, die in den offenen Kanal paßt.
Als Hintergrund sei gesagt, daß eine wichtige Verwendung der Keilnuten bei dem Ordnen von Nägeln in einer auch anhängigen, gleichzeitig mit dieser eingereichten Anmeldung, EP-A-0 481 636, offenbart ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung ist eine Maschine zum Herstellen eines Nagels von einem Draht aus einem verformbaren Metall mit einem zwei Greifelemente aufweisenden Mittel zum Greifen des Drahtes zwischen den Greifelementen derart, daß ein Ende des Drahtes über die Greifelemente hervorsteht, wobei der Draht, wo er gegriffen ist, eine Achse definiert,
gekennzeichnet durch Mittel zum Formen eines Kopfes an den Draht mittels Verformen von dem verformbaren Material einschließlich dem hervorstehenden Ende derart, daß der Kopf axial zum Draht gesehen einen zur Achse radial versetzten Umfangsrand aufweist, wenn der Draht axial betrachtet wird.
Es ist bevorzugt, daß jedes Greifelement eine Ausnehmung aufweist, wo das hervorstehende Ende hervorsteht. Die Ausnehmungen bilden zusammen einen Hohlraum, der eine Achse hat, die zu der durch den Draht, wo er gegriffen ist, definierten Achse radial beabstandet ist. Ferner weist der Nagelkopfformungsmechanismus einen Stempel auf zum Verformen von verformbarem Metall, einschließlich dem hervorstehenden Ende, in eine durch den Stempel und den Hohlraum definierte Form. Darüber hinaus kann die Ausnehmung jedes Greifelements einen ringförmigen Kanal aufweisen, wobei die ringförmigen Kanäle zusammenwirken zur Bildung einer ringförmigen Rippe auf dem verformbaren Material, welches durch den Stempel in eine solche Form deformiert ist.
So hat der Stempel in einer bevorzugten Ausführungsform einer Kombination der oben genannten Mechanismen eine zylinderförmige Spitze, die eine Achse definiert und axial in den Hohlraum hinein bewegbar ist. Ein Ende der zylinderförmigen Spitze hat zwei ebene Flächen, die sich unter einem quer zur zylinderförmigen Spitze verlaufenden V schneiden, nämlich eine erste Fläche und eine zweite Fläche. Die erste Fläche ist unter einem stumpfen eingeschlossenen Winkel (z.B. ungefähr 168º) relativ zur zweiten Fläche und die zweite Fläche ist unter einem rechten Winkel relativ zur Achse des Stempels orientiert. Die erste Fläche eilt der zweiten Fläche vor, wenn die zylinderförmige Spitze axial in den Hohlraum bewegt wird, und defomiert etwas von dem verformbaren Metall, einschließlich des seitlich hervorstehenden Endes.
Spezielle Ausführungsformen der Nägel und der Maschinen gemäß dieser Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Streifens von geordneten Drahtnägeln gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist;
Fig. 2 in einem leicht vergrößerten Maßstab, verglichen mit Fig. 1, eine Querschnittsansicht durch einen der Drahtnägel ist, entlang der Linie 2--2 der Fig. 1 und in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch denselben Nagel ist, entlang der Linie 3--3 der Fig. 2 und in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung;
Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Streifens ist, wobei Abschnitte der Schäfte der Drahtnägel zwischen den Spitzen der Nägel und zwei ordnenden Bändern fortgelassen worden ist;
Fig. 5 eine fragmentarische Seitenansicht eines Drahtnagels und der ordnenden Bänder ist, die von einer Seite des in Fig. 1 und 4 gezeigten Streifens gesehen ist;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht durch den Streifen ist, entlang der Linie 6--6 der Fig. 4 und in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung;
Fig. 7 bis 12, in einem etwas kleineren Maßstab verglichen mit den Fign. 1, 4, 5 und 6 und Fig. 13 in einem mittleren Maßstab, sequentielle fragmentarische Ansichten eines von zwei Greifelementen und eines entsprechenden Stempels sind, wie sie verwendet werden, um einen Kopf auf einem Draht zu formen, der verwendet wird, um einen Drahtnagel gemäß der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zu formen;
Fig. 13 ein Querschnitt ist, der einen Abschnitt des Sternpels, den geformten Kopf und einen angrenzenden Abschnitt des Drahtes erläutert;
Fig. 14 eine Schnittansicht durch den geformten Nagel ist, entlang der Linie 14--14 der Fig. 13 und in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung;
Fig. 15 eine Schnittansicht durch die Greifelemente, den Stempel und den geformten Nagel ist, entlang der Linie 15--15 der Fig. 13 und in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung;
Fig. 16 eine fragmentarische Seitenansicht eines der Greifelemente, nämlich dem nicht in Fig. 13 gezeigten Greifelement, in einer relativ zu einem Draht axialen Richtung ist, wenn und wo er durch die Greifelemente gegriffen ist;
Fig. 17 eine Seitenansicht des in Fig. 16 gezeigten Greifelements ist, um seine Greiffläche zu zeigen;
Fig. 18 ein stark vergrößertes Detail aus Fig. 16 ist;
Fig. 19 ein stark vergrößertes Details aus Fig. 17 ist;
Fig. 20 eine fragmentarische, teilweise in Einzelteile aufgelöste Ansicht eines Streifens von geordneten Drahtnägeln in Verbindung mit einem Nagelzuführmagazin eines Nageltreibwerkzeugs ist. Das Nagelzuführmagazin ist in einer vereinfachten Darstellung gezeigt;
Fig. 21 eine fragmentarische Querschnittsansicht durch das Nagelzuführmagazin ist, um einen Nagel zu zeigen, der durch das Nagelzuführmagazin zugeführt wird;
Fig. 22 eine fragmentarische Querschnittsansicht entlang der Linie 22--22 in Fig. 21 ist, in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung;
Fig. 23 eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines Nagels ist, der in ein Holzbrett getrieben ist, in Verbindung mit einem nagelziehenden Werkzeug mit einer gegabelten Spitze;
Fig. 24 eine fragmentarische Seitenansicht eines Drahtnagels gemäß einer alternativen Ausführungsform dieser Erfindung ist, die verwendet wird, um zwei Holzteile, die im Querschnitt gezeigt sind, zu verbinden;
Fig. 25 eine fragmentarische Seitenansicht des in Fig. 24 gezeigten Nagels ist, von einer anderen Seite gesehen; und
Fig. 26 eine fragmentarische Seitenansicht eines Drahtnagels gemäß einer vereinfachten Ausführungsform dieser Erfindung ist, die verwendet wird, um zwei Holzteile, die im Querschnitt gezeigt sind, zu verbinden.
Ein Streifen S von geordneten Drahtnägeln 10, jeder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, ist in den Fign. 1, 4, 5 und 6 gezeigt.
Ein beispielhafter Nagel 10 ist unten beschrieben. Der Nagel 10 hat einen einzigartigen Kopf 12, durch den der Nagel 10 sich von bisher bekannten Drahtnägeln unterscheidet, und weitere einzigartige Merkmale.
Der Nagel 10 hat einen Schaft 14, der einstückig mit dem Kopf 12 verbunden ist. Der Schaft 14 definiert eine Achse und hat eine Spitze 16. Vorzugsweise hat die Spitze 16 wie gezeigt die gleiche Form wie die einzigartige Spitze, die in Sygnator US-Patent Nr. 4 927 309 offenbart ist, wobei dessen Offenbarung hierin als Referenz angegeben ist. Alternativ kann der Schaft 12 eine konventionelle Spitze (nicht gezeigt) mit vier Schrägungen haben.
Ein Merkmal dieser Erfindung ist, daß der Kopf 12 einen Umfangsrand 20 hat, der die Form eines vollständigen Kreises aufweist und eine Achse definiert, die radial relativ zu der Achse des Schafts 14 beabstandet ist. Auf diese Weise ist der Kopf 12 mit anderen Worten radial in einer Richtung relativ zu dem Schaft 14 versetzt.
Im Gegensatz zu den D-förmigen und davon abweichenden Köpfen, die in den verschiedenen in dem dritten Absatz genannten Patenten offenbart sind, bildet der Kopf 12 einen vollständigen Kreis bei axialer Betrachtung. So bietet der Kopf 12 ein besseres Aussehen bei axialer Betrachtung. Außerdem kann der Kopf 12 ein größeres Haltevermögen bieten, wenn der Drahtnagel 10 verwendet wird, um zwei Substrate zu verbinden, wie zum Beispiel Holzbretter.
Der Kopf 12 hat an seinem oberen Abschnitt zwei ebene Flächen in einem Abstand von dem Schaft 14, nämlich eine erste Fläche 22 und eine zweite Fläche 24. Die zweite Fläche 24 schneidet die erste Fläche 22 entlang einem Kamm 26, der quer über den Kopf 12 verläuft, einen kleinen Radius < ungefähr 2,4 mm (0,093 inch) hat und kürzer ist als ein Durchmesser des vollständigen Kreises, der durch den Umfangsrand 20 des Kopfes 12 gebildet ist. Die erste Fläche 22 ist unter einem stumpfen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 168º relativ zur zweiten Fläche 24 orientiert, und die zweite Fläche 24 ist unter einem rechten Winkel relativ zu der Achse des Schafts 14 orientiert.
Wie in Fig. 24 gezeigt ist, weist die erste Fläche 22 ein Indikationsdatum auf, das anzeigt, wo der Schaft 14 sich befindet, nachdem der Drahtnagel 10 in ein Holzbrett B oder ein anderes Substrat (nicht gezeigt) derart getrieben ist, daß der Schaft 14 verdeckt ist. Das durch die erste Fläche 22 gegebene Datum erleichtert das Entfernen des Drahtnagels 10 von dem Brett B oder dem anderen Substrat, mittels eines durch Hebelwirkung nagelziehenden Werkzeugs mit einer gegabelten Spitze T, indem das Datum anzeigt, in welcher Richtung die gegabelte Spitze T effektiv unter den Kopf 12 geführt werden kann, so daß das nagelziehende Werkzeug ein im wesentlichen gleichmäßiges Hebelverhältnis auf gegenüberliegende Seiten des Kopfes 12 anwenden kann.
Der Schaft 14 ist mit einer Keilnut 28 geformt, die eine flache Fläche 30 definiert, die parallel zu der Achse des Schafts 14 und der Richtung der radialen Versetzung des Kopfes 12 relativ zu dem Schaft 14 ist und axial von dem Kopf 12 beabstandet ist. Die flache Fläche 30 hat die Form eines Parallelogramms mit zwei längeren axial verlaufenden Seiten 32, 34 und zwei kürzeren querverlaufenden Seiten 36, 38. Diese längeren und kürzeren Seiten bilden zwei spitze Winkel (zum Beispiel jeder ungefähr 34º) und zwei stumpfe Winkel (zum Beispiel jeder ungefähr 146º), wie gezeigt ist.
Die Keilnut 28 ist durch zwei flache Flächen 40, 42 begrenzt, die jeweils die flache Fläche 30 an den kürzeren Seiten 36, 38 schneiden. Die flache Fläche 40 ist durch die Seite 36 und durch einen gebogenen Rand 44 begrenzt und ist unter einem Winkel von ungefähr 45º relativ zu der Achse des Schafts 14 orientiert. Die flache Fläche 42 ist durch die Seite 38 und durch einen gebogenen Rand 46 begrenzt und ist unter einem Winkel von ungefähr 45º relativ zu der Achse des Schafts 14 orientiert und unter einem rechten Winkel relativ zu der flachen Fläche 40.
Die Keilnut 28 weist ein Datum zum Ausrichten der geordneten Nägel 10 auf, wobei ihre Schäfte 14 in paralleler Beziehung zueinander sind und ihre Köpfe 12 in einer gemeinsamen Richtung relativ zu ihren Schäften 14 versetzt sind.
An einem unteren Abschnitt hat der Kopf 12 des Nagels 10 einen Hohlraum 50, der durch eine ringförmige Rippe 52 begrenzt ist, außer wo der Schaft 14 an den Kopf 12 angrenzt. Im Gegensatz zu einem Kopf (nicht gezeigt), der an seinem unteren Abschnitt eben ist, ist der Kopf 12 weniger anfällig gegenüber einer Abtrennung von dem Schaft 14, insbesondere wenn der Kopf 12 in einem begrenzten Bereich in einem Abstand von dem Schaft 14 geschlagen wird, zum Beispiel wie durch einen breiten Pfeil in Fig. 2 angedeutet. Darüber hinaus wirkt der Hohlraum 50 mit einem Substrat, in das der Nagel 10 getrieben ist, so zusammen, daß der Nagelkopf 12 in einer seitlichen Richtung stabilisiert ist.
An der ringförmigen Rippe 52 definiert der untere Abschnitt des Kopfes 12 eine Tangentialebene, welche unter einem rechten Winkel relativ zu der Achse des Kopfes 12 und unter einem rechten Winkel relativ zu dem Schaft 14 orientiert ist. Die in den Figuren 1 bis 6 und anderen Ansichten gezeigte bevorzugte Ausführungsform kann so von einer alternativen in den Figuren 24 und 25 gezeigten Ausführungsform und von einer vereinfachten in Fig. 26 gezeigten Ausführungsform unterschieden werden.
Wie in den Figuren 4, 5 und 6 gezeigt ist, sind die geordneten Nägel 10 des Streifens S mittels konventioneller ordnendee Bänder 62, 64 geordnet, die durch Kleben an gegenüberliegenden Seiten der Schäfte 14 der geordneten Nägel 10 angebracht sind, in paralleler Beziehung zu den flachen Flächen 30, die durch die Keilnuten 28 auf den Schäften 14 der geordneten Nägel 10 definiert sind. Die ordnenden Bänder 62, 64 sind unter einem spitzen Winkel (zum Beispiel ungefähr 36º) relativ zu einer Ebene orientiert, die normal zu den Achsen der Schäfte 14 der geordneten Nägel 10 ist, so daß sie im wesentlichen parallel zu den kürzeren Seiten 36, 38 der flachen Flächen 30 sind.
Die Nägel 10 in dem Streifen S sind derart geordnet, daß ihre Schäfte 14 in geringem Abstand parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei ihre Schäfte 14 fast aneinanderstoßen können. Die Nägel 10 in dem Streifen S sind derart geordnet, daß ihre Köpfe 12 in einer gemeinsamen Richtung relativ zu ihren Schäften 14 und in einer solchen Weise versetzt sind, daß außer an einem Ende des Streifens S (sein rechtes Ende in Fig. 4), wo sich der erste oder nächste einzutreibende Nagel 10 befindet, der Kopf 12 jeden Nagels über dem Kopf 12 eines anderen Nagels 10 liegt.
Gemeinsam bilden die Keilnuten 28 auf den Schäften 14 der geordneten Nägel 10 wie gezeigt einen offenen Kanal 66, der entlang dem Streifen S verläuft. Wie in den Figuren 20, 21 und 22 gezeigt ist, ist der offene Kanal 66 nützlich beim Führen des Streifens S durch ein Nagelzuführmagazin 70 mit zwei gegenüberliegenden Wänden 72 und 74 und andere Strukturen bekannter Typen hin zu einem pneumatisch betriebenen oder durch Verbrennung betriebenen Nageltreibwerkzeug (nicht gezeigt) eines bekannten Typs.
Die zu den Keilnuten 28 ausgerichtete Wand 72 hat eine integrale seitliche Rippe 76, die in den offenen Kanal 66 paßt, wodurch die Rippe 76 den Streifen S führt, wenn der Streifen S durch das Nagelzuführmagazin 70 zugeführt wird.
Wie oben erklärt ist, ist eine wichtige Verwendung der Keilnuten beim Ordnen der Nägel in der oben erwähnten, auch anhängigen Anmeldung offenbart, deren Offenbarung hierin als Referenz angegeben ist.
Die Herstellung eines beispielhaften Nagels 10 ist unten beschrieben. Der Drahtnagel 10 ist von einem Draht aus einem verformbaren Metall hergestellt, wie zum Beispiel Kohlenstoffstahl, der bevorzugt ist. Der Drahtnagel 10 kann effektiv in einer Nagelherstellungsmaschine eines bekannten Typs geformt werden, wie zum Beispiel einer Wafios Model N51 Nagelherstellungsmaschine, die kommerziell erhältlich ist von Wafios Maschinenfabrik GmbH & Co. KG in Reutingen, Bundesrepublik Deutschland. Solche eine Nagelherstellungsmaschine verwendet zusammenwirkende drahtgreifende und kopfformende Mechanismen. Diese Erfindung sieht vor, daß in solch einer Drahtherstellungsmaschine verbesserte drahtgreifende und kopfformende Mechanismen in einer zusammenwirkenden Kombination verwendet werden.
Der drahtgreifende Mechanismus umfaßt zwei Greifelemente 100, 102, die aus Werkzeugstahl hergestellt sind und die sich relativ zueinander und voneinander weg bewegen. Das Greifelement 100 ist stationär und das Greifelement 102 ist beweglich. Die Greifelemente 100, 102 greifen einen Draht W (aus dem der Drahtnagel 10 hergestellt wird) in einer solchen Weise, daß ein Ende W' des Drahtes W über die Greifelemente 100, 102 hervorsteht. Die Greifelemente 100, 102 haben jeweils halbzylindrische Kanäle 104, 106, die so geformt sind, daß sie den Draht W aufnehmen, wenn das bewegliche Element 102 in angrenzende Position zu dem stationären Element 100 bewegt wird. Der Draht W definiert eine Achse, wo er gegriffen ist und das hervorstehende Ende W' axial hervorsteht.
Die Greifelemente 100, 102 haben jeweils Ausnehmungen 110, 112, wo das hervorstehende Ende W' des Drahtes W hervorsteht. Die Ausnehmung 110 ist komrnunizierend mit dem halbzylindrischen Kanal 104 verbunden. Die Ausnehmung 112 ist kommunizierend mit dem halbzylindrischen Kanal 106 verbunden. Die Ausnehmungen 110, 112 begrenzen zusammen einen Hohlraum, der eine Achse hat, die radial zu der Achse versetzt ist, die durch den Draht W, wo er gegriffen ist, definiert ist.
Die Ausnehmung 110 enthält einen ringförmigen Kanal 114. Die Ausnehmung 112 enthält einen ringförmigen Kanal 116. Wenn die Ausnehmungen 110, 112 den Hohlraum bilden, entsprechen die ringförmigen Kanäle 114, 116 der ringförmigen Rippe 52 des Kopfes 12 des hergestellten Nagels 10.
Der halbzylindrische Kanal 106 des beweglichen Elements 102 ist durch eine Noppe 120 unterbrochen, die integral mit dem beweglichen Element 102 verbunden ist und die so gestaltet ist, daß sie die flache Fläche 30 und die flachen Flächen 40, 42 entlang eines Abschnitts des Drahts W formt, der zum Schaft 14 des hergestellten Drahtnagels 10 wird. Die Noppe 120 formt diese Flächen durch Deformierung von verformbarem Material des Drahts W, wenn das bewegliche Element 102 in angrenzende Position zu dem stationären Element 100 bewegt wird. Die Noppe 120 hat eine der flachen Fläche 30 entsprechende flache Fläche 122, eine der flachen Fläche 40 entsprechende flache Fläche 124 und eine der flachen Fläche 42 entsprechende flache Fläche 126.
Der kopfformende Mechanismus weist einen Stempel 130 auf, der aus Werkzeugstahl hergestellt ist und einen Teil des verformbaren Metalls deformiert, einschließlich des hervorstehenden Endes W' des Drahts W, in eine Form, die durch den Stempel 130 und den durch die Ausnehmungen 110, 112 begrenzten Hohlraum definiert ist, nämlich in die Form des Kopfes 12 des hergestellten Drahtnagels 10.
Der Stempel 130 hat eine zylinderförmige Spitze 132, die eine Achse definiert und sich in seiner Form eng an den durch die Ausnehmungen 110, 112 gebildeten Hohlraum anpaßt und axial in den Hohlraum bewegbar ist. Das Ende der zylinderförmigen Spitze 132 hat zwei ebene Flächen, nämlich eine erste Fläche 134 und eine zweite Fläche 136, die die erste Fläche 134 unter Bildung eines quer zur zylinderförmigen Spitze 132 verlaufenden V 138 schneidet. Das V 138 hat einen geringen Radius (zum Beispiel ungefähr 2,4 mm (0,093 inch) und ist kürzer als ein Durchmesser der zylinderförmigen Spitze 132. Die erste Fläche 134 ist unter einem stumpfen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 168º relativ zur zweiten Fläche 136 orientiert, und die zweite Fläche 136 ist unter einem rechten Winkel relativ zu der Achse des Stempels 130 orientiert. Auf diese Weise eilt die erste Fläche 134, wie in aufeinanderfolgenden Schritten in den Figuren 7 bis 13 gezeigt ist, der zweiten Fläche 136 vor und ist so beschaffen, daß sie etwas von dem verformbaren Metall einschließlich des lateral hervorstehenden Endes W' des Drahts W verformt, wodurch das verformte Metall innere Bereiche des durch die Ausnehmungen 110, 112 definierten Hohlraums ausfüllt. Wenn das hervorstehende Ende W' des Drahts W in den Kopf 12 des hergestellten Drahtnagels 10 geformt ist, liegt die erste Fläche 22 des Kopfes 12 eng an der ersten Fläche 134 des Endes der zylinderförmigen Spitze 132 des Stempels 130 an. Ferner liegt die zweite Fläche 24 des Kopfes 12 eng an der zweiten Fläche 136 des Endes der zylinderförmigen Spitze 132 des Stempels 130 an. Darüber hinaus liegt die ringförmige Rippe 52 des Kopfes 12 eng an den ringförmigen Kanälen 114, 116 an.
Eine alternative Ausführungsform dieser Erfindung ist in den Figuren 24 und 25 offenbart, in denen gestrichene Bezugsziffern verwendet sind, um Elemente zu bezeichnen, die ähnlich oder analog Elementen sind, die durch ähnliche ungestrichene Bezugsziffern in Fig. 1 oder anderen Ansichten bezeichnet sind.
So hat ein Drahtnagel 10' gemäß der alternativen Ausführungsform dieser Erfindung, wie in den Figuren 24 und 25 gezeigt ist, einen Kopf 12', dessen Form der des Kopfes 12 des Drahtnagels 10 gleicht. Außerdem hat der Drahtnagel 10' einen Schaft 14', der dem Schaft 14 des Drahtnagels 10 bis auf das ähnlich ist, was hierin erklärt ist. So hat der Schaft 14' eine Keilnut 28' mit flachen Flächen 30', 40', 42', die jeweils der Keilnut 28 mit den flachen Flächen 30, 40, 42 auf dem Schaft 14 des Drahtnagels 10 entsprechen. Außerdem ist der Schaft 14' mit einer Spitze 16' geformt, dessen Form der der Spitze 16 des Drahtnagels 10 und der der einzigartigen Spitze, die in dem oben erwähnten Sygnator-Patent offenbart ist, gleicht.
An einem unteren Abschnitt definiert der Kopf 12' des Drahtnagels 10' eine Tangentialebene, welche unter einem rechten Winkel relativ zu der Achse des Kopfes 12', aber unter einem spitzen Winkel relativ zu der Achse des Schafts 14' orientiert ist. Vorzugsweise liegt der spitze Winkel wie gezeigt in einem Bereich von ungefähr 75º bis ungefähr 85º. Vorteilhaft kann der Drahtnagel 10' verglichen mit der bevorzugten oben beschriebenen Ausführungsform ein größeres Haltevermögen besitzen, wenn er durch ein oberes Substrat B&sub1;, wie zum Beispiel ein Holzbrett, in ein unteres Substrat B&sub2;, wie zum Beispiel ein Holzbrett, getrieben ist.
Ein Drahtnagel 10" gemäß einer vereinfachten Ausführungsform dieser Erfindung ist in Fig. 26 gezeigt, wobei er durch ein oberes Substrat B&sub1;, wie zum Beispiel ein Holzbrett, in ein unteres Substrat B&sub2;, wie zum Beispiel ein Holzbrett, getrieben ist. In Fig. 24 sind doppelt gestrichene Bezugszeichen verwendet, um Elemente zu bezeichnen, die ähnlich oder analog Elementen sind, die durch ähnliche ungestrichene Bezugszeichen in den Figuren 1 bis 6 und anderen Ansichten bezeichnet sind.
Der Drahtnagel 10" hat einen Kopf 12", der eine Achse definiert, und einen Schaft 14", der eine Achse definiert und integral mit dem Kopf 12" verbunden ist. Der Kopf 12" ist ähnlich den Köpfen von Drahtnägeln (nicht gezeigt), die gewöhnlich benutzt werden. Der Schaft 14" ist ähnlich den Schäften solcher Nägel. Der Drahtnagel 10" hat eine Spitze (nicht gezeigt), die ähnlich den Spitzen solcher Nägel ist. Jedoch ist der Drahtnagel 10" dem oben beschriebenen Drahtnagel 10' ähnlich und weicht von Drahtnägeln, die gewöhnlich benutzt werden, dadurch ab, daß an einem unteren Abschnitt der Kopf 12" eine Tangentialebene definiert, die unter einem rechten Winkel relativ zu der Achse des Kopfes 12", aber unter einem spitzen Winkel relativ zu der Achse des Schafts 14" orientiert ist.

Claims

1. Drahtnagel (10, 10', 10") mit einem Kopf (12, 12', 12") und einem Schaft (14, 14', 14") einstückig mit dem Kopf (12, 12', 12"), wobei der Schaft (14, 14', 14") mit einer Spitze (16, 16') geformt ist und eine Achse aufweist und der Kopf (12) einen Umfangsrand (20), der einen vollständigen Kreis bildet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte des Kopfes (12, 12', 12") von der Achse des Schafts (14, 14', 14") radial beabstandet ist.

2. Drahtnagel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel (22) zur Schaffung eines Datums, welches anzeigt, wo sich der Schaft (14, 14', 14") befindet, nachdem der Nagel in ein Substrat derart eingetrieben ist, daß der Schaft (14, 14', 14") verdeckt ist.

3. Drahtnagel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12) einen oberen Abschnitt mit zwei ebenen Flächen aufweist, nämlich eine erste Fläche (22) und eine zweite Fläche (24), die die erste Fläche entlang einem quer über den Kopf (12, 12', 12") verlaufenden Kamm (26) schneidet, wobei die erste Fläche (22) unter einem stumpfen, eingeschlossenen Winkel relativ zur zweiten Fläche (24) orientiert ist, die zweite Fläche (24) unter einem rechten Winkel zur Achse des Schafts (14, 14', 14") orientiert ist, und die erste Fläche (22) ein Datum aufweist, welches anzeigt, wo der Schaft (14, 14', 14") nach dem Einschlagen des Nagels in ein Substrat derart, daß der Schaft (14, 14', 14") verdeckt ist, liegt.

4. Drahtnagel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel etwa 168º beträgt.

5. Drahtnagel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12') einen unteren Abschnitt hat, der eine Tangentialebene definiert, welche normal zu einer Achse des Kopfs (12') und in spitzem Winkel zu der Achse des Schafts (14) orientiert ist.

6. Drahtnagel (10', 10") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12', 12") einen unteren Abschnitt hat, der eine Tangentialebene definiert, welche normal zu der Achse des Kopfs (12', 12") und in einem spitzen Winkel zu der Achse des Schafts (14', 14") orientiert ist.

7. Drahtnagel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel in einem Bereich von etwa 75º bis etwa 85º liegt.

8. Drahtnagel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12) einen unteren Abschnitt mit einem Hohlraum (50) aufweist, wobei der Hohlraum von einer ringförmigen Rippe (52) begrenzt ist, außer wo der Schaft (14) an den Kopf (12) angrenzt.

9. Streifen von gleichartigen, geordneten Drahtnägeln (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nägel (10) durch ein auf die Schäfte (14) angewendetes Mittel (62, 64, 70) geordnet sind, um die Schäfte in zueinander paralleler Anordnung zu halten, wobei die Köpfe (12) in einer gemeinsamen Richtung relativ zu ihren Schäften (14) versetzt sind, so daß der Kopf eines Nagels (10) über dem Kopf seines Nachbarn (10) liegt.

10. Drahtnagel oder Streifen von Drahtnägeln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (14) des oder jedes Nagels (10) mit einer Keilnut (28) geformt ist, welche eine flache Fläche (30) definiert, die ein Datum zum Ausrichten der Nägel in zueinander paralleler Anordnung schafft, wobei ihre Köpfe in eine gemeinsame Richtung versetzt sind und die Keilnuten (28) der ausgerichteten Nägel einen offenen Kanal (68) definieren.

11. Drahtnagel oder Streifen von Drahtnägeln nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Fläche (30) des oder jedes Nagels (10) parallel zur Achse des Schafts oder der Schäfte (14) ist.

12. Drahtnagel oder Streifen von Drahtnägeln nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede flache Fläche (30) als Parallelogramm mit zwei sich axial erstreckenden Seiten und zwei sich transversal erstreckenden Seiten geformt ist.

13. Drahtnagel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten zwei spitze Winkel und zwei stumpfe Winkel bilden.

14. Maschine zum Herstellen eines Nagels (10) von einem Draht (W) aus einem verformbaren Metall mit einem zwei Greifelemente (100, 102) aufweisenden Mittel zum Greifen des Drahtes (W) zwischen den Greifelementen (100, 102) derart, daß ein Ende (W') des Drahtes über die Greifelemente (100, 102) hervorsteht, wobei der Draht (W), wo er gegriffen ist, eine Achse definiert, gekennzeichnet durch Mittel (130) zum Formen eines Kopfes (14) an den Draht (W) mittels Verformen von dem verformbaren Metall einschließlich dem hervorstehenden Ende (W') derart, daß der Kopf (14) axial zum Draht gesehen einen zur Achse radial beabstandeten Umfangsrand aufweist.

15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Greifelemente (100, 102) eine Ausnehmung (112) aufweist, wo das hervorstehende Ende (W') des Drahtes (W) hervorsteht, wobei die Ausnehmungen (112) zur Bildung eines Hohlraums mit einer Achse, die zu der durch den Draht (W), wo er gegriffen ist, definierten Achse radial beabstandet ist, und daß das Kopfformungsmittel einen Stempel (130) zum Verformen von verformbarem Metall einschließlich dem hervorstehenden Ende (W') in eine durch den Stempel (130) und den Hohlraum (112) definierte Gestalt aufweist.

16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (130) eine Achse und eine zylinderförmige Spitze (130) aufweist, wobei die Spitze in die Ausnehmung (112) bewegbar ist und ein Ende (132) mit zwei ebenen Flächen hat, nämlich eine erste Fläche (134) und eine zweite Fläche (136), die die erste Fläche unter Bildung eines quer zur zylinderförmigen Spitze (130) verlaufenden v (138) schneidet, wobei die erste Fläche (134) unter einem stumpfen, eingeschlossenen Winkel relativ zur zweiten Fläche (136) orientiert ist, die zweite Fläche unter einem rechten Winkel zur Achse des Stempels (130) orientiert ist, und die erste Fläche (134) der zweiten Fläche (136) voreilt, wenn die zylinderförmige Spitze (130) axial in den Hohlraum (112) bewegt ist, sowie das Mittel zum Verformen des verformbaren Metalls einschließlich dem lateral hervorstehenden Ende (W') bildet.

17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel etwa 168º beträgt.

18. Maschine nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (112) jedes der Greifelemente (100, 102) einen ringförmigen Kanal aufweist, wobei die ringförmigen Kanäle zusammenwirken zur Bildung einer ringförmigen Rippe auf dem verformbaren Metall, welches durch den Stempel in eine durch den Stempel und Hohlraum definierte Gestalt deformiert ist.