DE7029451U - Schraubnagel. - Google Patents

Description

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3. 8. 1970 g.bl 71 227

Rockenfeller KG, Befestigungselemente, 5912 Hilchenbach Schraubnagel

Neuerung betrefft einen mit einem Steilgewinde ausgestatteten Schraubnagel, der in zu verbindendes Material durch Hammerschläge oder unter Druckanwendung, bspw, mittels üintreib- bzw. Nagelmaschinen, eintreibbar ist. Derartige Schraubnagel bieten eine größere Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Lösen als einfache Nägel; das Bestreben geht aber dahin, durch V/eiterbilrtungen eine noch größere Sicherheit gegen solches Lösen zu erzielen, wobei der V/unsch nach der Möglichkeit willkürlichen Lösens bisher offen blieb.

Beim üblichen Schraubnagel wird durch das Steilgewinde ein Drehen des Schraubnagels während des Mntreibens bewirkt, und den eingetriebenen Schraubnagel beanspruchende Zugkräfte werden von den Flanken des Steilgewindes aufgefangen und beanspruchen den Schraubnagel durch ein Moment. Das Steilgewinde kann durch aus dem Nagelkern herausgepreßte Flanken dargestellt sein, wie es das DT-Gbm 1 950 896 zeigt; das Steilgewinde kann aber auch durch in den Kern eingearbeitete, entsprecnend geformte Nuten gebildet werden, wie aus dem DT-Gbm 1 883 226 ersichtlich ist. Z^s weiteren Sicherheit gegen Lösen solcher Schrauben werden in Verbindung mit einfachen Nägeln bereits aus der US-PS 3 112 667 Dekannte, sägezahnförmig

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profilierte umlaufende Ringe mit dem dt. Gbm 1 944 572 auch für Schraubnagel vorgeschlagen, wobei für die Ringe entweder besondere Zonen der Länge des Schaftes vorgesehen sein können, oder aber die Ringzonen dem Steilgewinde überlagert sind. Nach dem Dt-Gbm 1 883 226 wird die Steigerung der Belastungsfähigkeit erzielter Verbindungen u. a. dadurch bewirkt, daß dem Steilgewinde ein übliches Feingewinde überlagert ist. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß solche üblichen, in Form eines gleichschenkligen Dreieckes profilierte Gänge eines Feingewindes das Material, in das sie eingetrieben werden, im W3sentlichen abscheren, so daß bei den meisten Materialien die erhoffte Steigerung der Zugbelastbarkeit nicht auftritt, und nur bei besonders weichem und elastischem Material eine Zunahme der Belastbarkeit erwirkter Verbindungen feststellbar ist. Selbst das scharfkantig ausgeführte säg·- zahnförmige Profil mit im wesentlichen achsnormal verlaufender steller Flanke zeigt durch diese Kanten trotz des Abweisens des Materiales an der flach verlaufenden Flanke Schereffekte, und ähnliche Schereffekte treten bei höheren Zugbelastungen durch ungleichmäßige Belastung des haltenden Materiales und hierbei insbesondere im Bereiche der Außenkante auftretende Spitzenlasten auf. Selbst wenn statt der sägezahnförmig ausgebildeten Ringe entsprechend profilierte Gänge eines Feingewindes vorgesehen sind, was bisweilen aus Gründen einfacherer Herstellung vorgenommen wird, gelingt es bereits wegen des in Kernnähe des Schraubnagels zerstörten Gefügeides ihn haltenden Materiales nicht, einen solchen Schraubnagel bei Bedarf mit verhältnismäßig geringem Aufwände zu lösen.

Schervorgänge im den Schraubnagel aufnehmenden Material werden weitgehend vermieden, wenn als Sicherungselemente Ringsegmente nach dem DT-Gbm 6 751 370 vorgesehen werden. Durch das besondere Profil wird erreicht, daß beim Eintreiben das umgebende Material durch, die Segmente zurück-

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gedruckt wird, ohne zerstört zu werden, so daß es nach Passieren eines E*.ngsegmentes sich zurückverformen und über dessen steile Flanke zu legen vermag. Die Abschrägung der steilen Flanke ergibt bei Beanspruchungen der hergestellten Verbindung eine radiale Kraftkomponente, mittels deren ein größerer Bereich des umgebenden Materiales zur Aufnahme der Belastung herangezogen wird.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die Weiterentwicklung der ein Lösen der Haftnägel unterbindenden Elemente nicht ausreicht, alle an derartige Verbindungsmittel zu stellenden Forderungen zu erfüllen. Zwar lassen sich die bekannten Haftnägel schnell eintreiben, so daß das Herstellen von Verbindungen mit geringem Zeit- und apparativem Aufwand möglich ist, und derart hergestellte Verbindungen erweisen sich bei geeigneter Form der Schraubnägel als hochbelastbar: ein Demontieren bereits verbundener Teile aber ist nicht möglich. In vielen Fällen aber wird es erforderlich, derartige Verbindungen lösbar zu gestalten. So sollte bspw. ein Scharnierband an Möbeln austauschbar gehalten sein, im Falle von Paletten aber erfordert es die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes unbedingt, im Falle von Beschädigungen nicht auf die betreffende Palette zu verzichten, sondern, insbesondere bei leichten Schäden, nur das beschädigte Brett auszuwechseln. Dies läßt sich wirtschaftlich aber nur durchführen, wenn die die Palette zusammenhaltenden Verbindungsmittel lösbar sind.

Die Heuerung geht daher von der Aufgabe aus, Schraubnägel zu schaffen, die zwar gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sind, ein willkürliches Lösen aber mit geringem Aufwände gestatten.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem ein Schraubnagel mit durch steil verlaufende Nuten dargestelltem mehrgängigem

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Steilgewinde und einem Feingewinde, dessen in Sichtung auf die Spitze des Schraubnagels weisende Flanken flacher verlaufen als die dem Kopf zugewandten, gemäß der Neuerung das Feingewinde_; an der Spitze beginnend und sich min^sa + ino iSVi^y Ho«? ifoi 1 βκπηΛβ ar*c> + ·*->ϋ r> l-an ri onfmnir +

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und die Spitzen des Feingewindes abgerunaet verlaufen, während die dem Kopf zugewandten Flanken gegen die Schaftnormale um 3 bis 15° geneigt angeordnet sind; die durcn die Nuten begrenzten Gangabschnitte berühren hierbei jeweils den Umkreis des Schaftquerschnittes mit ihrem tieferen Ende, während ihr höheres Ende von uiesem zurücktritt; der Kopf der Schraube ist mit einem Schlitz zum formschlüssigen Eingreifen eines Werkzeuges ausgestattet.

Bewährt hat es sich, die spitzenseitigen Flanken der Gangabschnitte des Feingewindes nach außen durchzuwölben. Mit Vorteil werden die tieferen Enden der Gangabschnitte des Feingewindes mit schneidenden Stirnflächen ausgestattet. Der Kopf kann mit einem einfachen Schlitz für übliche Schraubenzieher ausgestattet sein; als nachahmenswert hat es sich aber erwiesen, den Kopf mit einem Kreuzschlitz auszustatten. Als wesentlich wurde erkannt, den Schraubnagel aus gehärtetem Stahl zu erstellen.

Im einzelnen sind die Merkmale der Neuerung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 die vergrößerte Ansicht eines mit einem Flachkopf ausgestatteten Schraubnagels,

•Fig. 2 weitervergrößert einen normal zur Achse des

Schraubnagels nach Fig. 1 durch dessen Schaft geführten Schnitt und

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Fig. 3 einen Schnitt durch zwei übereinanderliegend^ Gänge des Feingowindes des Scnraubnagels nach Fi₈. 1.

Der in den Figuren dargestellte Scnraubnagel weist e.^:. ι an dessen Spitze 1 beginnendes Steilgewinde auf, das durch schraubenlinienförmig angeordnete Suten 2 gebildet ist. 1/ie iJuten sind so tief eingepreßt, daü ihre Flanken den Schraubnagel beim Eintreiben zu drehen vermögen. Die Nuten sind nierbei so breit gehalten, daß das beim Nageln

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O.J.J. bib Clul/ltliCUUC UlClIlCiJ-ClJ- UlC U±C1 UCl CIU.X O X C j Uli. U. CiI i CU1"~ gentialkräfte aufzunehmen vermag. Die begrenzte Breite aor iiuten sichert andererseits, aan zwischen ihnen breite Felder des Kernes stehen bleiben, welche mit einen Feingewinde 3 ausgestattet werden, dessen Gänge durch die i.uten in Gangabschnio te 4 aufgeteilt werden. Das im wesentlichen sägezahnartige Profil der Gewindeabschnitte 4 ist vergrößert in Fig. 3 gezeigt. Spitzenseitig beginnt der Gangabschnitt in einer Wurzel 5 und steigt aus dieser zunächst mäßig steil an. Im weiteren Verlaufe dieser flachen Flanke wird die Steilheit immer geringer, so daü das Profil dieser Flanke 6 nach außen durchgekrümmt ist, und beim Erreichen des Scheitels 7 fast achsparallel verläuft. Die abfallende steile Flanke 8 ist nach Art eines flachen Kegelstumpfes ausgebildet, und die Mantellinien sind gegen die Achsnormale 9 um 10° geneigt· Der Scheitel selbst ist abgerundet ausgeführt.

Im Ausführungsbeispiel erstrecken sich beide Gewinde über etwa drei Viertel der Schaftlänge. Hierdurch wird eine ausreichende Führung und Sicherung erreicht, und ein kopfseitiger Abschnitt des Schaftes, der ohnehin vom zu haltenden Material umfaßt wird, bleibt im wesentlichen frei.

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Zum Eintreiben wird der aus gehärtetem Stahl bestehende Schraubnagel mit seiner scharfen Spitze auf die Verbindungsstelle aufgesetzt und bspw. mit sißip;an Haninisrschlägen eingetrieben. Die scharfe Spit."'·'» ^«sx^at msrb-il nicht nur weichere Materialien, Kunststein.'. Heiz oder dergl., sondern auch starke Bleche, bspw. 2 eud. cu *rkes Eisenblech, zu durchdringen, ohne daß u.er Nagel selbst krummgeschlagen würde oder der Kopf und insbesondere der in diesem vorgesehene Schlitz sich verformten. Vom Eindringen in das zu verbindende Material an tritt dieses in die Nuten 2 ein und bewirkt, daß sich der Schraubnagel mit der durch die Nuten vorgegebenen Ganghöhe des Steilgewindes vorwärtsschraubt. Vom Feingewinde wird hierbei umgebendes Material zurückgedrängt: die Flanken weiten mit ihrer insbesondere in Scheitelnähe geringen Steilheit das umgebende Material, und die Abruadung im Scheitel läßt das Profil ohne scharfe Kante in die steilen Flanken 8 übergehen, so daß Schervorgänge jeder Art und damit Zerstörungen der Struktur des zu verbindenden Materiales unterbleiben. Der Vorgang des Verbindens ist mit dem vollendeten Eintreiben abgeschlossen, und die erwirkte Verbindung ist sowohl durch das Steilgewinde als auch durch die steilen Flanken 8 der Gangabschnitte 4 des Feingewindes 3 gegen Lösen gesichert.

Soll bspw. zur Reparatur des die Verbindung aufweisenden Gegenstandes diese gelöst werden, so kann dies mittels eines in den Schlitz 11 eingeführten Schraubenziehers bewirkt werden. Zwar ist es grundsätzlich möglich, das lösen ausschließlich dursh Linksdrehen des Schraubenziehers zu erwirken; die jeweils zum höheren Ende 12 vom Umkreis 13 zurücktretenden Gangabschnitte würden sich hierbei zwar in die in den Nuten anstehenden Gänge einpressen und jeweils ihren eigenen Gang erweitern. Wesent-

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lic! i?ichter aber gestaltet sich das Lösen einer durch den -Schraubnagel hergestellten Verbindung, wenn zunächst ein" ⁷WhUiIg im Rechtssinne vorgenommen wird, bei der die sch' ' , zwec'nnäßig entsprechend Gewindebohrern ausgebildetlieferen Enden 14 der Gangabschnitte 4 das vor ihnen in einer Nut anstehende Material durchtrennen und die Gewindegänge des umgebenden Materiales entsprechend schneidend verlängern bzw. erweitern. Nach einer kurzen Rechtsdrehung etwa um die Breite d^x Nuten laß χ sich der Schraubnagel durch Linksdrehen leicht lösen, und ebenso besteht die Möglichkeit, nach Durchf ülr en der Reparatur das hinterlassene Loch nochmals zu benutzen, um den Schraubnagel oder eine ein entsprechendes Gewinde aufweisende Schraube wieder einzuschrauben. Da sowohl beim Eintreiben des Schraubnagels als auch bei dessen Lösen das um ihn anstehende Material geschont wird, läßt sich wiederum eine feste Verbindung erwirken.

Bei der üblichen Verwendung des Schraubnagels wird dieser durch Schlagen oder Drücken völlig in das zu verbindende Material eingetrieben. Die Kraft, mit der die mittels des Schraubnagels zu verbindenden Teile zusammengepießt werden, hängt hierbei von der maximalen, beim Schlagen bzw. Eindrücken entwickelten Kraft ab und kann, bspw. durch die Elastizität der zu verbindenden Materialien, noch gemindert werden. So sperren übliche, formschlüssig das Ausziehen sperrende Elemente nicht absolut jede Rückbewegungs Beim Eintreiben wird das den Schraubnagel umgebende Material etwa in Richtung vom Kopf zur Spitze des Nagels beansprucht und gegebenenfalls in diener Richtung elastisch verformt, während nach Beendigung der eintreibenden Kraft die Vorspannung das umgebende Material in entgegengerichtetem Sinne beansprucht und nunmehr im Gegensinne entsprechend elastisch verformt. Um die Summe der beiden elastischen Verformungen vermag der übliche Schraubnagel nachzugeben. Der neuerungsgemäße Schraubnagel gestattet das schnelle Eintreiben üblicher Schraubnägel, er bietet aber darüber-

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hinaus die Möglichkeit, durch eine anschließende kurze Sechtsdrehung mittels eines Werkzeuges, bspw. eines Schraubenziehers, wie bereits besenrieben, das in das haltende Material eingepreßte Feingewinde fertig zu schneiden und den Schraubnagel mittels seines Feingewindes weiterhin einzuschrauben. Da beim Einpressen das umgebende Material nie .t zerstört wurde und die beim Einschrauben tragende Flanke infolge ihrer Steilheit nach oben und nach außen Rückhalt findet, läßt sich der neuerungsgemäße Schraubnagel innerhalb der üblicnen, Schrauben gegebenen Grenzen nach dem schnellen Eintreiben noch anziehen, so daß der gewünschte Anpreßdruck sicher erreicht wird.

Die neuerungsgemäße Ausbildung des Schraubnagels, die dpssen Lösen gestattet, erweitert den Einsatzbereich von Schraubnägeln außerordenblich, Durch die Verwendung harten Materiales. insbesondere gehärteten St ^ "¹^s, wird einerseits erreicht, daß der Kopf 10 mit dem Schlitz 11 beim Eintreiben nicht verformt wird. Andererseits lassen sich derartige gehärtete, insbesondere mit einer scharfen Spitze ausgestattete Schraubnagel auch bei hartem Material, bspw. zur Befestigung von Blechen oder dergl., verwenden. Als wesentlich zeigt es sich hierbei, daß durch verhältnismäßig schmale Nuten 2 breite Gangabschnitte 4 ^schaften werden, welche ohne schneidende und im wesentlichen mit drückender Verformung sich im umgebenden Material Gänge ausbilden, welche nach dem Eintreiben sowie gegebenenfalls weiteren Festschrauben sie halten, welche sie aber auch beim Ausschrauben abzustützen vermögen. Die schonende Behandlung des umgebenden Materiales macht den neuerungsgemäßen Scnraubnagel für die unterschiedlichsten Materialien verwendungsfähig. Während als zu befestigendes Material, ohne vorher Löcher zu bohren, nicht nur Faserplatten, Holz, Kunststoff-, Asbest- oder dergleichen Platten, sondern auch verhältnismäßig starke Bleche verwendet werden und selbstvex-ständlich Platten aus Holz, Spanplatten oder dergleichen

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wie üblich Anwendung finden können, kann auch als tragendes Material nicht nur Holz oder dergleichen, sondern auch Kunststoff, Blech oder, nach Vorbohren entsprechender Löcher, auch massives Metall dienen, so daß der neuerungsgeraäße, zweckmäßig mit einem Zylinderkopf, Halbrundkopf oder dergleichen, aber auch mit einem linsonkopf ausgestattete Scnraubnagel bspw. dazu verwendet werden kann, einfach und schnell bspw. Verkleidungsbleche auf metallenen Maschinenteilen anziehbar und lösbar zu halten: Der Schraubnagel wird in eine entsprechende Bohrung des metallenen Untergrundes eingetrieben, wobei das zu befestigende Blech einer ßonrung nicht bedarf: Nach vollendetem Eintreiben kann durch Siechtsdrehen die Haltekraft erhöht werden, und im Bedarfsfalle läßt durch Linksdrehen sich der Schraubnagel entfernen.

Die Heuerung ist nicht auf die Ausbildung des Ausfiihrungsoeispieles Deschränkt. So können bspw. nach Bedarf auch jjinsenköpfe, Zylinderkopfe, Halbrundköpfe oder dergleichen an die Stelle des dargestellten Flachkopfes treten, und statt des üblichen, einfachen Schraubenschlitzes kann ein Areuzschlitz für entsprechende Schraubenzieher vorgesehen sein. Ebenso kann sich eines der Gewinde oder können sich beide Gewinde über eine größere Schaftlänge erstrecken, und das Steilgewinde sowie das Feingewinde müssen ebensowenig gleiche Längen aufweisen, wie es erforderlich ist, einen Schaftteil vom Gewinde freizuhalten. Insbesondere bei kurzen Längen des Schraubnagels und bei Schraubnägeln, welche für dünne Materialien bestimmt sind, empfiehlt es sicn, die G3winde sich soweit wie fertigungstechnisch möglich über den gesamten Schaft bis zum Ansatz des Kopfes erstrecken zu lassen. Aus fertigungstechnischen Gründen wird man vielfach darauf verzichten, die Gangabschnitte 4 des Feingewindes bereits von ihrer Kante 14 an vom Umkreis 13 zurücktreten zu lassen. Ohne wesentliche Beeinträchtigung der beschriebenen Wirkung kann der wesentliche Teil der Gangabschnitte entlang des Umkreises verlaufen, und nur der letzte, am oberen Ende der Gangabschnitte liegende

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Bereich 4 tritt vom Umkreis zurück. Hierdurch entsteht eine Form der Nuten 2, bei der eine der Flanken annähernd senkrecht oder gar leicht hinterschnitten auf den Umkreis stößt, während die andere Flanke besonders im äußeren Bereich abgerundet verläuft und damit allmählich in den Umkreis überseht. Auch durch disss Ausfilhrun⁰¹ i?ird bsini Hschtsdrehsn des Feingewindes eine scharfe vordere Kante gebildet, welche das Gewinde schneidend zu verlängern vermag, und es wird eine abfallende Rückflanke geschaffen, welche beim Lösen des Schraubnagels die Gangabsohnitte 4 innerhalb des im umgebenden Material gebildeten Feingewindes führt.

In allen Fällen ergibt sich ein Verbindungselement, mit dem nicht nur eine sichere Verbindung schnell hergestellt werden kann: Als wesentlich hat es sich gezeigt, daß die einmal hergestellte Verbindung erforderlichenfalls noch verstärkt werden kann und trotz aller Sicherheit gegen Lockern und unbeabsichtigtes Lösen im Bedarfsfalle mittels einfacher Werkzeuge lösbar ist.

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Buhring, des Oberregierungsrates Dipl.-Ing. M. Bauer und des /It Eogierungsratee Dipl.-Ing. Eec^nnn nach mündlicher Verhandlung beschlossen:

Nach Beschränkuiic des Gebrauchsmusters wird der Löschungsantrag zurückgewiesen.

Die Kosten des Verfahrens trägt zu 1/3 die An— tragstellerin, zu 2/3 die Antragsgegnerin.

Tatbestand

Die Beklagte ist Inhaberin des am 5· August 1970 angemeldeten und am 5. Ec-vember 1970 eingetragenen Gebrauchsmusters 7 029 4-51» dieses betrifft einen Schraubnagel

a) mit einem an der Spitze beginnenden, sich über mindestens die Hälfte der Lange des Schaftes erstreckenden, durch steil verlaufende Hüten dargestellten mehrgängigen_v beim Einspressen bzw. -schlagen eine Drehbewegung um seine Längsachse bewirkenden Steilgevinde und

b) einem gegen unbeabsichtigtes Losen sichernden Feing^winde, dessen in Richtung auf die Spitze des Schraubnagele weisenden Planken flacher verlaufen als die dessen Kopf isugewandten.

Nach dem eingetragenen Anspruch 1 richtet eich das Schutzbegehren darauf, daß

c) das Feingewinde an der Spitz;«» beginnend eich mindestens über das Steilgewinde erstreckt, daß

d) die Scheitel des Feingewindes abgeiundet verlaufen, daß

e) die dem Kopf zugewandten steilen Flanken gegen die Schaftnormale um 3 bis 16° geneigt angeordnet sind, daß

f) die Gangabschnitte jeweils mit Ihrem tieferen Ende den Umkreis des Schaftquerschnittes berühren und an ihren höheren Ende von dieaem zurücktreten, und

g) daß der Kopf mit einem Schlitz zum fcrmschlüseigen Eingreifen eines Werkzeuges ausgestattet ist.

Bach dem Anspruch 2 sollen die apitzwnaeitigea flachen Flanken nach außen durchgewölbt sein»

Im Anspruch 3 wird Schutz dafür begehrt, daß die an die tiefen Enden der Abschnitte des Feingewindos fühl ^ den Flanken der Buten

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1. Schraubnagel mit einem an der Spitze beginnenden, sich über mindestens die Hälfte der Länge des Schaftes erstreckenden, durch steil verlaufende Nuten dargestellten mehrgängigen, beim Einpressen bzw. -schlagen eine Drehbewegung um seine Längsachse bewirkenden Steilgewinde und einem gegen unbeabsichtigtes Lösen sichernden Feingewinde, dessen in Richtung auf die Spitze des Schraubnagels weisenden Flanken flacher verlaufen als die dessen Kopf zugewandten Flanken,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feingewinde (5) an der Spitze beginnend sich mindestens über das Steilgewinde erstreckt, daß dio ScheiteA (7) des Feingewindes abgerundet verlaufen, daß die dem Kopf (10) zugewandten steilen-Flankea (8) gegen die Schaftnormale um 3 bis 16° geneig!; angeordnet sind, daß die Gangabschnitte (4) jeweils mit ihrem tieieren Ende (14) _den_ Umkreis ..JJJ.)_ j|es_ Schaft Querschnittes berühren und an ihrem höheren JSnde (12) von iiesem„ zurücktreten, und daß der Kopf (10) mit einem Schlitz (11) zum formschlüssigen Eingreifen eines Werkzeuges ausgestattet ist.

2. Schraubnagel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die spitzenseitigen flachen Flanken (6) nach außen durchgewölbt sind.

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3. Schraubnagel nach Ansprüchen 1 oder 2,

ι' dadurch ge-kennzeichnet,

daß die an die tiefen Enden (14) der Abschnitte (4) des

§ Feingewindes (3) führenden Sanken der Nuten steil und

mindestens in ihrem äußeren Bereiche annähernd radial verlaufen, und daß die gegenüberliegenden Flanken mindestens in ihrem Endbereich nach außen zunehmend flacher werdend ausgebildet sind.

4. Schraubnagel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

ή daß die tiefen Enden (14) der Abschnitte (4) des Feingewindes (3) eine schneidende Stirnfläche aufweisen.

5. Schraubnagel nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (10) einen Kreuzschlitz aufweist.

6. Schraubnagel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus hartem Material, vorzugsweise gehärtetem Stahl, besteht.

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