EP2307743A1

EP2307743A1 - Nagel

Info

Publication number: EP2307743A1
Application number: EP09777508A
Authority: EP
Inventors: Willi Haug; Meinrad Zeh; Alexander Stumpp
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-04-13
Also published as: TW201007018A; WO2010015349A1; DE102008037001A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nagel (1 ) zur Verarbeitung mit einem Bolzenschubgerät, mit einem Spitzenbereich (2), und einem sich hieran anschließenden Übergangsbereich (4), in dem sich die Querschnittsfläche A ausgehend vom Spitzenbereich (2) erweitert, wobei der Nagel (1) einen Grundkörper (8) mit einer runden, insbesondere kreisförmigen Querschnittsfläche A aufweist. Die Querschnittsfläche A ist im Übergangsbereich (4), jedoch nicht im Spitzenbereich (2), durch längs verlaufende Abflachungen (7) vermindert. Um einen derartigen Nagel (1 ) mit verbesserten Eintreib- und Halteeingenschaften zu schaffen, schlägt die Erfindung vor, dass die Querschnittsfläche A über die gesamte Länge L der Abflachungen (7) zwischen den Abflachungen (7) nach außen gewölbte, insbesondere teilkreisförmige Umfangsabschnitte (9) aufweist.

Description

Beschreibung

Nagel

Die Erfindung betrifft einen Nagel der mit einem Bolzenschubgerät verarbeitet werden kann mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Pulver- oder gasbetriebene Bolzenschubgeräte zum maschinellen Setzen von Nägeln in Beton und dgl. sind allgemein bekannt. Dieses Verfahren ist sehr schnell, da es im Allgemeinen kein Vorbohren benötigt, sondern Nägel als Befestigungselemente direkt in den Befestigungsgrund eingetrieben werden. Allerdings ist dabei eine relativ hohe Ausfallrate, d.h. fehlerhaft gesetzte Nägel, zu akzeptieren, weshalb das Verfahren bei eher leichteren Befestigungen und dort, wo vielfach redundante Befestigungen möglich sind, angewandt wird, beispielsweise zur Befestigung von Kabeltrassen und abgehängten Decken. Insbesondere durch im Beton eingeschlossene Kieselsteine kommt es zur Ablenkung der Nägel beim Eindringen in den Untergrund, mit der Folge von Abplatzungen oder einer hakenartigen Umformung des Nagels. Da die Ausfallrate häufig bei bis zu 80 % liegt, müssen sehr viel mehr Nägel gesetzt werden, als dies bei ausschließlich korrekt gesetzten Nägeln nötig wäre.

Aus der Druckschrift DE 1 772 783 ist ein Nagel für Bolzenschubgeräte bekannt mit einem kegeligen Spitzenbereich und einem sich hieran anschließenden balligen Übergangsbereich, in dem sich die Querschnittsfläche bis auf einen kreisförmigen Querschnitt eines Schaftbereichs erweitert. An den Schaftbereich schließt sich ein Kopf bzw. ein Gewinde an. Zur Verbesserung des Eintreibvorgangs und zur Erzeugung eines unverdrehbaren Sitzes im Untergrund schlägt die Druckschrift vor, mehrere Abflachungen vorzusehen, die den kreisförmigen Querschnitt des Grundkörpers reduzieren. Die Abflachungen sind gleichmäßig über den Umfang verteilt und leicht zur Längsachse geneigt. Die Druckschrift hebt darauf ab, dass die Abflachungen derart nahe zueinander stehen, dass sich zwischen ihnen Kanten bilden, die sich in das Material des Untergrunds einschneiden. Allerdings haben derartige Kanten den Nachteil, dass sie im fertig gesetzten Zustand eine Kerbe im Untergrund bilden, die eine Schwächung mit der Folge einer erhöhten Gefahr des Versagens des Untergrunds zur Folge hat. Außerdem zeigen derartige Nägel die bekannte, oben erläuterte Führungsproblematik beim Setzen mit der Folge einer hohen Ausfallrate.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Nagel für Bolzenschubgeräte zu schaffen, der eine verbesserte Verankerung und eine geringere Ausfallrate beim Setzen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Nagel weist einen Spitzenbereich auf, an den sich ein Übergangsbereich anschließt. Im Übergangsbereich erweitert sich die Querschnittfläche ausgehend vom Spitzenbereich. An den Übergangsbereich kann sich ein Schaftbereich mit gleich bleibender Querschnittfläche anschließen. Der Nagel weist einen Grundkörper mit runder, insbesondere kreisförmiger Querschnittfläche auf. Die Querschnittfläche kann also beispielsweise oval sein oder die Form eines abgerundeten Polygons aufweisen. Insbesondere bei umformtechnischer Herstellung ist jedoch die Kreisform aufgrund ihrer Einfachheit zu bevorzugen. Die runde Querschnittfläche ist im Übergangsbereich durch längs des Nagels verlaufende Abflachungen vermindert, d.h. der Nagel weicht in diesem Bereich von der runden Form des Grundkörpers ab. Die Abflachungen müssen sich dabei nicht über den gesamten Übergangsbereich erstrecken und sie reichen insbesondere nicht bis in den Spitzenbereich. Die Abflachungen können jedoch auch über den Übergangsbereich bis in einen Schaftbereich oder dgl. hinaus reichen. Erfindungsgemäß erstrecken sich die Abflachungen nicht über den gesamten Querschnitt und bilden zwischen sich keine Kanten, sondern es sind zwischen den Abflachungen über ihre gesamte Länge nach außen gewölbte, insbesondere teilkreisförmige Umfangsabschnitte vorgesehen. Diese gewölbten Umfangsabschnitte sind insbesondere vom Grundkörper verbleibende Umfangsabschnitte, die nicht durch die Querschnittsminderung der Abflachungen betroffen sind.

Der erfindungsgemäße Nagel hat den Vorteil, dass er einen guten Halt mit einem guten Setzverhalten kombiniert. Durch den Spitzenbereich ist der Nagel stabil in seiner Eindringbahn geführt. Insbesondere auf im Beton eingeschlossene Kieselsteine reagiert der Spitzenbereich stabiler, als dies beispielsweise bei einem Spitzenbereich mit Abflachungen zu erwarten ist, da der Kieselstein von einem Spitzenbereich mit einer runden Querschnittsfläche eher durchschlagen wird. Bei flächigen Spitzenbereichen fördern die Flächen dagegen eine Ablenkung des Nagels. Gleiches gilt bei einem schrägen Eindringen in den Untergrund.

Abflachungen haben dagegen den Vorteil, dass durch deren Keilwirkung die Schubkraft sehr effizient zur Verdrängung des Untergrunds umgesetzt wird, also zur Schaffung des Aufnahmevolumens für den Nagel. Im Übergangsbereich zeigen sie daher eine besonders vorteilhafte Wirkung. Um gleichzeitig jedoch eine stabile Führung zu erreichen, wird der Nagel über die gesamte Länge von nach außen gewölbten, insbesondere teilkreisförmigen Umfangsabschnitten bzw. einem vollständig runden Umfang geführt. Die Vermeidung von Kanten zwischen den Abflachungen bewirkt außerdem, dass Kanten mit kleinem eingeschlossenem Winkel ausgeschlossen werden können und damit keine scharfen Kerben in den Untergrund eingebracht werden.

Ein besonders ausgewogenes Verhältnis aus gewölbten Umfangsabschnitten und Abflachungen mit ausreichender Querschnittsflächenminderung ergibt sich bei drei Abflachungen, wobei auch mit vier Abflachungen noch gute Ergebnisse erzielt werden.

Ein symmetrischer Aufbau mit gleichförmigen und gleichmäßig über den Umfang verteilten Abflachungen hat nicht nur den Vorteil einer einfacheren Herstellung gegenüber einem asymmetrischen Aufbau, sondern es wird auch ein stabiles Führungsverhalten beim Eindringen in den Untergrund erreicht.

Die Abflachungen können vollständig parallel zur Längsachse des Nagels angeordnet sein, vorzugsweise sind sie jedoch leicht geneigt, insbesondere mit etwa 4 Grad zur Längsachse geneigt. Hierdurch ergibt sich der oben genannte Keileffekt in besonders vorteilhafter Weise. Gute Ergebnisse werden jedoch auch mit Winkeln zwischen 2 und 5 Grad erreicht.

Die Abflachungen sind vorzugsweise als ebene Flächen ausgebildet, sie können aber auch beispielsweise konkav oder leicht konvex ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Oberfläche auch strukturiert sein, also beispielsweise längs verlaufende Rillen aufweisen. Zur Erzielung der beschriebenen Führungsfunktion des Spitzenbereichs benötigt dieser einerseits eine Mindestlänge. Andererseits soll zur Verdrängung des Untergrundmaterials auch der genannte Effekt der Abflachungen zum Einsatz kommen, weshalb der Spitzenbereich nicht zu lang sein darf. Erfindungsgemäß weist der Spitzenbereich daher vorzugsweise eine Länge auf, die dem 0,5- bis 1 ,0- fachen, insbesondere dem 0,7- bis 0,8-fachen, des maximalen Durchmessers des Nagels im Bereich der Abflachungen entspricht. Die Länge hängt also entscheidend von der im Übergangsbereich zu verdrängenden Querschnittsfläche ab.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Spitzenbereich einen Spitzenwinkel von 20 bis 40 Grad, insbesondere 25 bis 35 Grad, auf. Damit wird ein guter Kompromiss zwischen einem zu stumpfen, schlecht eindringendem Spitzenbereich und einem zu schlanken, instabilen Spitzenbereich erreicht.

Vorzugsweise ist der Übergangsbereich ballig ausgeführt, d.h. der Nagel bildet im Längsschnitt eine konvexe Schnittfläche, beispielsweise mit einem Kreisabschnitt als Außenkontur, wobei sich dies insbesondere, aber nicht zwingend nur, auf die Umfangsabschnitte zwischen den Abflachungen bezieht. Gegenüber beispielsweise streng kegeligen Konturen lässt sich hierdurch ein besseres Eindringverhalten erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels;

Figur 2 einen Längsschnitt entsprechend der Ebene I aus Figur 1 ; und

Figur 3 einen Querschnitt entsprechend der Ebene Il aus Figur 2.

Der in den Figuren gezeigte Nagel 1 ist zum Eintreiben mittels eines nicht dargestellten Bolzenschubgeräts in Beton oder dgl. geeignet. Er weist einen Spitzenbereich 2 mit einer Spitze 3 auf, wobei die Spitze 3 einen Spitzenwinkel S von 30° aufweist. An den kurzen Spitzenbereich 2 schließt sich ein längerer Übergangsbereich 4 an, in dem sich die Querschnittsfläche A des Nagels 1 ausgehend vom Spitzenbereich 2 kontinuierlich bis zu einem im Wesentlichen zylindrischen Schaftbereich 10 erweitert. Der Übergangsbereich 4 ist ballig ausgeführt, d.h. die Außenkontur bildet in dem in Figur 2 gezeigten Längsschnitt einen Kreisabschnitt mit einem Radius R. An den Schaftbereich 10 schließt sich ein Kopf 5 in Form einer weiteren, deutlichen Querschnittsflächenerweiterung an. Eine der Spitze 3 entgegengesetzte Stirnfläche 6 des Kopfes 5 dient zur Übertragung der Eintreibkräfte des Schubbolzens des Bolzenschubgeräts auf den Nagel 1. Über die gesamte Länge des Übergangsbereichs 4 und die Länge des Schaftbereichs 10 weist der Nagel 1 Abflachungen 7 auf. Diese Abflachungen 7 reduzieren den eigentlich kreisförmigen Querschnitt A des Nagels 1 , wie in Figur 3 gezeigt. Ausgehend von dem in Figur 3 gestrichelt gezeichneten Grundkörper 8 mit einer kreisförmigen Querschnittsfläche ist dieser Grundkörper 8 in seiner Querschnittsfläche A durch die Abflachungen 7 reduziert. Die Abflachungen 7 sind als Ebenen ausgeführt, die in einem Winkel W von 4 Grad zur Längsachse des Nagels 1 angeordnet sind. Die insgesamt drei Abflachungen 7 sind symmetrisch und gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Über ihre gesamte Länge L verbleiben am Umfang der jeweiligen Querschnittsfläche A teilkreisförmige Umfangsabschnitte 9 des Grundkörpers 8.

Der Spitzenbereich 2 erstreckt sich über eine Länge I₁ die ins Verhältnis zum größten Durchmesser D der Querschnittsfläche A im Bereich der Abflachungen 7 gesetzt eine relative Länge von etwa 0,7 ergibt. Setzt man die Länge L, über die sich die Abflachungen 7 erstrecken, ins Verhältnis zu diesem Durchmesser D, so ergibt sich ein Wert von etwa 4,3. Der Radius R des ballingen Übergangsbereichs 4 ist so gewählt, dass er etwa dem 11 -fachen des Durchmessers D entspricht. Ein Wert zwischen 8 und 16 für dieses Verhältnis hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.

Beim Eintreiben des Nagels 1 dringt zunächst die Spitze 3 in den Untergrund ein. Der Spitzenbereich 2 mit seinem geschlossenen kreisförmigen Querschnitt erzeugt dabei eine gute Führung. Im Weiteren dringt der Übergangsbereich 4 ein, wobei einerseits die Umfangsabschnitte 9 eine gute lineare Führung gewährleisten, und andererseits die Abflachungen 7 für ein keilartiges, effizientes Verdrängen des entsprechenden Volumens sorgen. Das Setzen erfolgt vorzugsweise durch eine Bohrung eines nicht dargestellten zu befestigenden Bleches oder dgl. hindurch, bis der Kopf 5 auf der Außenseite dieses Befestigungsgegenstandes zur Anlage kommt. Dabei kann außerdem ein Ringkörper aus Kunststoff oder dgl. zum Einsatz kommen, um unterschiedliche Schubtiefen zu überbrücken, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Gestaltung des Nagels 1 gewährleistet einerseits ein sehr gerades und damit ausfallarmes Eintreiben und andererseits, dass es im fertig gesetzten Zustand aufgrund der stumpfen Winkel zwischen Abflachungen 7 und Umfangsabschnitten 9 kaum zu Kerbwirkungen kommt, so dass außerdem ein fester Halt gewährleistet ist.

Claims

Patentansprüche

1. Nagel (1 ) zur Verarbeitung mit einem Bolzenschubgerät, mit einem Spitzenbereich (2), und einem sich hieran anschließenden Üt e rgangsbereich (4), in dem sich die Querschnittsfläche A ausgehend vom Spitzenbereich (2) erweitert, wobei der Nagel (1 ) einen Grundkörper (8) mit einer runden, insbesondere kreisförmigen Querschnittsfläche A aufweist, die im Übergangsbereich (4), jedoch nicht im Spitzenbereich (2), durch längs verlaufende Abflachungen (7) vermindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche A über die gesamte Länge L der Abflachungen (7) zwischen den Abflachungen (7) nach außen gewölbte, insbesondere teilkreisförmige Umfangsabschnitte (9) aufweist.

2. Nagel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er genau drei Abflachungen (7) aufweist.

3. Nagel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (7) gleichförmig und gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.

4. Nagel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (7) in einem Winkel W von 2 bis 5 Grad, insbesondere etwa 4 Grad, geneigt zur Längsachse des Nagels (1 ) angeordnet sind.

5. Nagel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (7) ebene Flächen bilden.

6. Nagel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (7) sich über eine Länge L erstrecken, die dem 3- bis 7- fachen, insbesondere dem 3,5- bis 5-fachen, des maximalen Durchmessers D im Bereich der Abflachungen (7) entspricht.

7. Nagel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spitzenbereich (2) über eine Länge I erstreckt, die dem 0,5- bis 1 ,0-fachen, insbesondere dem 0,7- bis 0,8-fachen, des maximalen Durchmessers D des Nagels (1 ) im Bereich der Abflachungen (7) entspricht.

8. Nagel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenbereich (2) einen Spitzenwinkel S von 20 bis 40 Grad, insbesondere 25 bis 35 Grad, aufweist.

9. Nagel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (4) ballig ist.