DE7228287U - Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte - Google Patents

Description

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DR. SERG Dj?L._riNG; STAPF D^L.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 22 726

hILTI AKTIENGESELLSCHAFT Iii SCHAAK (Fürstentum Liechtenstein)

Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte

iirfindung betrifft einen i^agel für pulverkraftbetriebene Setz^eräte mit zylindrischem Schaft und zwei mit Abstand voneinander auf dem Schaft angeordneten Rondellen.

bei pulverkraftbetriebenen Setzgeräten, für welche der eingangs erwähnte Nagel Anwendung findet, sind grundsätzlich zwei Arten zur Regulierung der Eintreibenergie bekannt, nämlich einerseits die Wahl unterschiedlicher Treibladungsstärken und andererseits geräteseitige Regulierungs-

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vorrichtungen. Die bekannten geräteseitigen Vorrichtungen zur Regulierung der Eintreibenergie bewirken meist eine Volumensänderunti des Anfangs ve rb re nnungs räume s oder ein teilweises Abblasen der Explosionsgase aus dem Verbrennungsraum ins Freie.

Insbesonuere bei der befestigung oder beim Verbinden von blechen, beispielsweise Profilblechen für Abdeckungen Verkleidungen oder dergleichen ist eine Abstimmung der Eintreibenergie von wesentlicher Bedeutung, da je nach Dicke oder Anzahl der übereinander geschichteten bleche sowie in Anbetracht der verschiedenartigen Beschaffenheit der Aufnahmematerialien unterschiedliche Eintreibenergien erforderlich sina.

Würden beispielsweise die Nägel zum Befestigen der Bleche mit zu geringer Energie eingetrieben, hätte dies zur Folge, daß die Bleche nicht mehr fest auf dem Untergrund aufliegen und dadurch vibrationsanfällig sind. Bei nicht satt auf dem Untergrund aufliegenden Blechen sind die Nägel auch wesentlich höheren Biegebelastungen unterworfen, da das nicht direkte Aufliegen der Bleche eine Vergrößerung des Biegeabstandes zur Folge hat. Zudem bewirkt ein nicht vollends eingetriebener Nagel einen optisch unschönen Eindruck, was beispielsweise bei Abdeckungen oder Verkleidungen ganz besonders ins Gewicht fällt.

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Falls die Nä&el aber mit zu hoher Energie eingetrieben werden, hat dies bei den bisher zur Anwendung gelangenden Nägeln zur Folge, daß die Köpfe der Nägel abgetrennt werden unu durch Dahinfallen eines anforderungsgemäßen überzugswertes die Befestigung unbrauchbar wird. Selbst wenn die überschüssige Energie zum Abtrennen aes Nagelkopfes noch nicht ausreicht, bewirkt das Aufprellen des Nagelkopfes ein teilweises Lösen der Verankerung des Nagels, so daß die Auszu^swerte erheblich abfallen.

In Anbetracht der vorstehend angeführten Eigenschaften weisen die bisher bekannten befestigungsarten mit den üblicherweise zur Anwendung gelangenden Befestigungselementen ganz wesentliche Nachteile auf.

So ist es beispielsweise für die, das Setzgerät bedienende Person jeweils praktisch unmöglich, bei einem Setzgerät mit Reguliervorrichtung die anforderungsgemäße Einstellung zu wählen, da sowohl die Bleckstärke als auch Anzahl der übereinandergeschichteten Bleche nicht immer mit Sicherheit vom Standort aus der Bedienungsperson bestimmt werden kann. Ganz abgesehen davon stimmen die tatsächlich erzielten Resultate mit den eingestellten Werten nur selten überein oder verändern sich schon nach wenigen durchgeführten Befestigungen zufolge Verschmutzung von Verbindungskanälen durch im Gerät zurückbleibende Verbrennungsrückstände.

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Ls wurue uaher vermehrt dazu übergegangen, die Eintreibener^ie mittels unterschiealicher Treibladungsstärken zu regulieren. Diese Methode ist an sich von weniger ünsicnerneitsfaktoren abhäi^i^,, hat aber aen Nachteil, daß der Übergang von einer Ireibladungsstärke zur nächsten einen vielfach wU _;jrü.oen cner_oiesprunt, bedeutet. Dadurch tritt oftmals die Uefahr auf, da<i nach einem, mit zu geringer Energie eingetriebenen befestigungselement durch Wahl einer stärkeren Treibladung, der i^nergiesprung so groß ist, daß das andere Extrem eintritt und durch ein Abtrennen des Nagelkopfes oder durch Auftreten des vorstehend erwähnten Prelleffektes die befestigung unbrauchbar wird. Zudem behindert ein ständiges Wechseln aer Treibladungen sowie ein dadurch bedingtes Mitführen von beträchtlichen Treibladungssortimenten die das Setzgerät bedienende Person erheblich.

Die Erfindung schafft insbesondere zum Befestigen oder Verbinden von blechen ein Befestigungselement, welches von auftretender Eintreibener^ie weitgehend unabhängig, eine funktionstüchtige und optisch gut aussehende Befestigung gewährleistet.

Gemäß Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zumindest eine der Rondellen haubenartig, mit zur Nagelspitze gewandter Öffnung, ausgebildet ist und sich an das hintere Ende des

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zylindrischen Schaftes ein nach hinten konisch erweiternder bereich anschließt.

Der sich konisch gegen das rückwärtige Nagelende erweiternde Bereich verhindert in Verbindung mit der haubenartig geformten Rondelle ein schlagartiges Abfangen des Nagels beim EintreibVorgang und vermindert dadurch die Gefahr einer Beschädigung des Nagels. Vielmehr wird, eine Strecke geschaffen, innerhalb derer sich beim Eintreibvorgang eine immer stärker zunehmende Reibung einstellt und das Abfangen des Nagels in einer sich mit zunehmender Eintreibtiefe stärker verzögernden Weise erfolgt. Die haubenartig geformte Rondelle umfaßt dabei den sich konisch erweiternden bereich während dem Abfangvorgang etwa normal zur konischen Aussenkontur, so daß dadurch die Reibwirkung durch senkrecht aufeinanderstellende Flächen noch erhöht wird. Durch Zusammenwirken dieser Eigenschaften wird somit erreicht, c*aß über eine große Leistungsbreite immer eine brauchbare Befestigung erzielt wird. Dies schafft sozusagen zwischen den einzelnen Treibladungsstärken einen kontinuierlichen Übergang, so daß bei einer nicht exakten Wahl der Stärke die Befestigung noch immer funktionstüchtig ist und der konische Bereich des Nagels lediglich mehr oder weniger tief in die Rondellen bzw. in das Aufnahmematerial eindringt.

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Um insbesondere bei Abdeckungen oder Verkleidungen der Befestigung ein optisch gut wirkendes Aussehen zu erzielen, ist vorzugsweise die hintere der Rondellen haubenartig ausgebildet. Dadurch erhält die gesamte Befestigung die Form eines sich kaum störend auswirkenden Buckels, welcher auch keine unfallgefährliche vorspringende Teile aufweist. Ebenfalls unter dem optischen Aspekt sowie aus funktionstechnischen Gründen wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn beide Rondelle in derselben Richtung haubenartig ausgebildet sind.

Insbesondere bei Befestigungen an welche optisch außerordentlich hohe Anforderungen gestellt werden, wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn der äußere Durchmesserbereich der haubenartig geformten Rondelle plan ausgebildet ist. Dadurch entsteht auf dem zu befestigenden Blech eine große Auflagefläche, so daß der Rand der haubenartig geformten Rondelle nicht in das Blech hineingestanzt wird und dadurch zu einem unschönen Aussehen der Befestigung führt. Zudem werden durch die erhöhte Auflagefläche ebenfalls die Überzugswerte des oder der zu befestigenden Bleche erhöht.

Nebst dem bisher im wesentlichen angesprochenen kontinuierlichen Übergang zwischen den einzelnen Treibladungsstärken und den sich auf das optische Aussehen positiv auswirkenden Eigenschaften kann das erfi'idungsgemäße Befestigungselement aber auch in überwiegenden¹ Maße zur Aufnahme von überschüssi-

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ger Eintreibenergie dienen. Vorzugsweise schließt sich bei ainem vorwiegend der Aufnahme von Eintreibenergie dienenden Nagel an das rückwärtige Ende des sich konisch erweiternden Bereiches ein Kopf an, dessen Durchmesser zweckmäßigerweise nur wenig größer als der größte Durchmesser des konischen Bereiches ist. Dieser, den größten Durchmesser des konischen Bereichs überragende Kopf trifft bei zu groß gewählter Treibladungsstärke nach dem Durchdringen des konischen Bereiches durch die haubenartig geformte Rondelle auf dieser auf, so daß der Nagel weich abgefangen wird. Die allfällig noch im \ Nagel steckende kinetische Energie bewirkt nun nicht mehr,

wie bei den bislang bekannten Befestigungselementen ein Abreißen des Nagfeikopfes, sondern wandelt sich in Verformungsenergie um, wobei die haubenartig geformte Ronaelle je nach vorhandener Energie mehr oder weniger stark flachgepreßt wird. Falls der Nagelkopf in versenkbarer Weise im geräteseitigen Kolben geführt ist, trägt zur Verformung der Rondelle auch der mit seiner Stirnfläche auf der Rondelle auftreffende Kolben bei. Je nach Anwendungsfall und damit allfällig umzuformender Überenergie kann entsprechend elastisches Material für die Rondelle gewählt werden. Eine weitere Reguliermöglichkeit ergibt sich durch die Stärke der Wölbung der Rondelle.

Weiterhin besteht zur Abstimmung der aufzunehmenden überenegie durch die haubenartig geformte Rondelle auch die Möglichkeit, den auf der zweiten Rondelle oder auf dem zu befestigenden

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Blech aufliegenden Rand der gewölbten Rondelle scharfkantig auszubilden, so daß sich dieser festhakt und somit der Verformung ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird.

Auf die Dimensionierung des Nagels und der haubenartig geformten Rondellen wirkt sich ein Kegelwinkel des konischen Bereiches von etwa Vj bis 25 vorteilhaft aus. Dieser Kegelwinkel bildet auch den optimalen Kompromiss zwischen Reibung zum Erzeugen des kontinuierlichen Kartuschenübergangs una der erwünschten Umformung von überschüssiger Energie.

Die Auszugswerte des Nagels selbst können durch eine am zylindrischen Schaft aufgebrachte Randrierung erheblich verbessert werden. Um eventuellen Nagelbrüchen durch allfällig auftretende Oberflächenrisse vorzubeugen, ist die Randrierung vorzugsweise als Pfeilrandrierung ausgebildet.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden,und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Nagel gemäß Erfindung mit zwei haubenartig geformten Rondellen

Fig. £? den Nagel der Fig. 1 in mit relativ geringer energie eingetriebener Lage

Fi₀. j den Nagel gemäß Fig. 1 in mit relativ

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hoher Iinergie eingetriebener Lage

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mit einer im wesentlichen der Energie umformung dienenden Rondelle.

Aus Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Nagel mit einem zylindrischen Schaft 2, einer ogivalen Spitze 3 und einem, sich gegen das rückwärtige Nagelende hin konisch erweiternden Schaftbereich 4 ersichtlich. Auf dem zylindrischen Schaft 2 der mit einer Pfeilrandrierung 5 versehen ist, trägt der Nagel zwei haubenartig geformte Rondellen 6, 7_S die im wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen und mit Abstand voneinander angeordnet sind.

Aus Pio· 2 ist der Nagel 1 in eingetriebenem Zustand ersicntlich, wobei auf einem Aufnahmematerial 9 das blech 11 befesti_ot wurde. Wie die Fig. 2 deutlich darstellt,ist dieser Nagel mit wenig Energie eingetrieben worden, d.h. es ist nicht einmal der zylindrische Schaft 2 vollständig in das Aufnahmematerial 9 bzw. in das zu befestigende Blech 11 eingedrungen. Trotzdem ist die Befestigung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, voll funktionstüchtig und wirkt optisch äußerst günstig. Dies dank dem, daß sich die Rondelle 7 über den Nagelschaft 2 gegen die Rondelle 6 hingeschoben hat, wobei beide Rondellen in dem sich konisch erweiternden Bereich h

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ein Widerlager gefunden haben. Dadurch wird das Blech 11 mit einer gewissen Vorspannung gegen das Aui'nahmematerial 9 hin gepresst. Dadurch daß der äußere Durchmesserbereich der beiden Rondellen 6,7 plan ausgebildet ist, bildet sich eine große Auflagefläche auf dem zu befestigenden Blech 11, sodaß dieses keine optisch unschön wirkende Einprägungen erhält.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Befestigung wie Fig. 2 mit dem einzigen Unterschied, daß in Fig. 3 der Nagel 1 mit wesentlich höherer Energie eingetrieben wurde. Die Fig. 3 zeigt deutlich, daß der sich konisch erweiternde Bereich 4 sowohl durch das zu befestigende Blech 11 durchgedrungen als auch in das Aufnahmematerial 9 eingedrungen ist. Bei diesem Durchstoßen bzw. Eindringen des konischen Bereiches 4 wurde ein erheblicher Teil der überschüßigen Eintreibenergie in Verformungsenergie umgewandelt, wobei zusätzlich die beiden Rondellen 6, 7 durchstoßen werden mußten, ".fas ebenfalls ein beträchtliches Mais an Energie erfordert hat. Aus der Fig. 3 geht aber deutlich hervor, daß auch diese Befestigung voll funktionsfähig ist und optisch äußerst günstig wirkt.

In Fig. 3 ist ebenfalls noch ein Teil des geräteseitigen, das Eindringen des Nagels 1 bewirkenden, Kolbens 12 ersichtlich. Somit zeigt die Fig. 3 weiterhin, daß ein völliges

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Durchstoßen der Rondellen 6, 7 durch das rückwärtige Nagelende unrt das damit eintretende Dahinfallen der Uberzugswerte nicht möglich ist, da der rückwärtige Bereich des Nagels in einer Ausnehmung Ib des Kolbens 12 geführt ist, welche so bemessen ist, daß bei noch größerer vorhandener überschüßiger Eintreibendenenergie die Stirnfläche 13 des Kolbens 12 auf den Rondellen 6, 7 auftrifft. Dadurch werden nebst einem weiteren geringen Eindringen des Nagels 1 auch die beiden Rondellen 6, 7 um dasselbe Maß flachgepreßt, sodaß der Nagel nie über den konischen Bereich ¹J hinausgehend, die Rondellen 6, 7 durchstoßen kann. Zur Führung in der Ausnehmung 1Ί des Kolbens 12 weist der Nagel einen sich gegen das rückwärtige Nagelende hin an den konischenBereich 4 anschließenden kurzen zylindrischen Bereich 10 auf, wie dieser aus den Pig. I, und 3 ersichtlich ist.

Die Fig. 4 zeigt einen insgesamt mit la bezeichneten Nagel, welcher eine weitere mögliche Ausführungsform darstellt. Diese Ausführungsform ist insbesondere für jene Fälle geschaffen, wo besonders hohe Werte an überschüssiger Eintreibenergie in Verformunsenergie ungewandelt werden muß.

Der Nagel la weist wiederum einen zylindrischen Schaft 2 mit Pfeilrandrierung 5, eine ogivale Spitze 3 und einen, sich gegen das rückwärtige Nagelende hin konisch erweiternden Schaftbereich *l auf, welcher in seinem Durchmesser von el-

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nem Kopf 15 überragt wird. Auf dem zylindrischen Schaft 2 trägt der Nagel eine haubenartig geformte Rondelle 6a und eine scheibenartige Rondelle 8. Wie Fig. 4 deutlich zeigt ist die haubenartige Rondelle 6a stärker gewölbt und weist einen normal zum Aufnahmematerial auslaufenden Rand auf. Somit setzt die haubenartig geformte Rondelle 6a beim Eintreiben mit allfällig auftretenden hohen Werten an überschüssiger Energie dem Nagel einen großen Widerstand entgegen, da der Kopf 15 auf der Rondelle 6a aufläuft und somit für die Verformung dieser Rondelle erhebliche Energiewerte erforderlich sind. Diese Erhöhung der erforderlichen Energie zur Verformung der Rondelle beruht einerseits auf der stärkeren Wölbung und andererseits auf dem scharfkantgen gegen das zu befestigende Blech bzw. gegen die Rondelle 8 weisenden Auslaufes des Randes der Rondelle. Diese Ausgestaltung wirkt einem Gleiten des Randes der Rondelle 6a beim Verformungsvorgang entgegen.

Diese vorstehend beschriebenen und in den Fig. 1 und ¹J gezeigten beispielhaften Ausführungsformen sollen keineswegs eine verbindliche Ausgestaltung darstellen. Vielmehr lassen sich die Ausführungsformen des Nagels sowie die Ausgestaltung und Anordnung der Rondellen beliebig kombinieren. So kann, um nur ein Beispiel zu nennen ein Nagel gemäß Fig. k auch mit Rondellen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, versehen werden.

- Patentansprüche -

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Claims (7)

- 13 tAnsprüche

1. Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte mit zylindrischem Schaft und zwei mit Abstand voneinander uaf dem Schaft angeordneten Rondellen, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest eine der Rondellen haubenartig, mit zur Nagelspitze (3) gewandter öffnung, ausgebildet ist und sich an das hintere Ende des zylindrischen Schaftes (2) ein nach hinten konisch erweiternder Bereich (4) anschließt.

2. Nagel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeich net , daß die hintere Rondelle (6, 6a) haubenartig ausgebildet ist.

3. Nagel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeich net , daß beide Rondellen (6, 7) haubenartig ausgebildet sind.

4. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Durchmesserbereich der haubenartig geformten Rondellen (6,7) plan ausgebildet ist.

5. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß sich an das rückwärtige Ende des sich konisch erweiternden Bereichs (4) ein Kopf

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(15) anschließt, dessen Durchmesser vorzugsweise nur wei:ig größer als der größte Durchmesser des konischen Bereiches ist.

6. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel des sich konisch erweiternden Bereiches (4) etwa I5 bis 25 Grad beträgt .

7. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Schaft (2) eine Randrierung, vorzugsweise eine Pfeilrandrierung (5), aufweist.

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