NL7906083A

NL7906083A - METHOD FOR MANUFACTURING NAILS

Info

Publication number: NL7906083A
Application number: NL7906083A
Authority: NL
Original assignee: Nordisk Kartro Ab
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1980-02-19
Also published as: NO168631B; ES483406A0; GB2034223A; BR7905219A; DK330279A; ES8100922A1; JPS5548439A; AR217951A1; ATA551879A; DD145506A5; ES251424U; DE2932964A1; BE878236A; ES251424Y; DE2932964C2; NO168631C; PL217788A1; AT378928B; IT7925114A0; ZA794128B

Description

• ψ * -1- - 20886/CV/tl• ψ * -1- - 20886 / CV / tl

Aanvrager: Nordisk Kartro Aktiebolag te FarstajZweden.Applicant: Nordisk Kartro Aktiebolag in Farstaj, Sweden.

Korte Aanduiding: Werkwijze voor de vervaardiging van spijkers.Brief Description: Method for the production of nails.

5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaar diging van spijkers van het type,dat langs de gehele lengte voor het grootste gedeelte van de spijkerschacht is voorzien van wigvormige op-loopstukken waarvan de punt is gericht naar de punt van de nagelen welke bij voorkeur zijn opgesteld langs een schroeflijn om de schacht 10 van de spijker.The invention relates to a method for the manufacture of nails of the type, which along the entire length is provided for the major part of the nail shank with wedge-shaped run-offs, the tip of which points towards the tips of the nails are preferably arranged along a helix about the shaft 10 of the nail.

In verband met de vervaardiging van spijkers zijn een groot aantal verschillende maatregels voorgesteld voor het vergroten van de vast-houdkracht. Als voorbeelden van dergelijke maatregel kan worden vermeld,dat de spijkers zijn voorzien van een ingesneden oppervlak,van 15 een geprofileerd oppervlak,, van een nokvormig oppervlak ,en dat de gehele schacht van de nagel is getwist. Deze maatregelen voor het vergroten van de vasthoudkracht -zijn in grote mate genomen practisch zonder dat er aandacht is besteed aan wat feitelijk gebeurd indien een spijker ----- in hout wordt ingeslagen,dat wil zeggen de werking van de spijkers op 20 de houtvezels en de reactie van de houtvezels tegen het spijkeroppervlak, in het bijzonder de geschiktheid om aan te grijpen op de schacht van de spijker,indien de nagelverbinding tracht te ''leven" ten gevolge van variërende belasting en weersomstandigheden en dergelijke.In connection with the manufacture of nails, a large number of different measures have been proposed for increasing the holding force. As examples of such measure, it can be mentioned that the nails have an incised surface, a profiled surface, a cam-shaped surface, and that the entire shank of the nail is twisted. These measures for increasing the holding force have been taken to a large extent practical without paying attention to what actually happens if a nail is hammered into wood, ie the effect of the nails on the wood fibers. and the reaction of the wood fibers against the nail surface, in particular the ability to engage the nail shank if the nail joint attempts to "live" due to varying load and weather conditions and the like.

Er is een spijkerontwerp voorgesteld,dat een zeer hoge vasthoudkracht 25 vertoont,ook indien deze reeds gedurende een lange tijd bestaat. Dit spij-kertype wordt gekenmerkt door het feit, dat de spijkerschacht langs althans het grootste gedeelte van zijn lengte is voorzien van wigvormige uitstekende verheven delen waarvan de punt is gericht naar de punt van de spijker en die zo in omtreksrichting en in lengterichting van de 30 spijkerschacht op afstand van elkaar zijn opgesteld,dat de dwarsdoorsnede van de spijkerschacht althans nagenoeg constant is langs de gehele lengte van de ψΐjkerschacht, üergelijke spijkers kunnen worden vervaardigd door een koud vervormings proces,waarbij gebruik wordt gemaakt van vervormingsinatrijzen,die met grote kracht figen een draadvormig uitgangs-35 materiaal vanaf de zijkanten daarvan worden gedrukt ten einde de wigvormige uitsteeksels té vormen in een soort stempelhandeling. Een dergelijke 790 6 0 83 -2- . 20886/CV/tl . .«· - ' koude vervormingsbehandeling geeft bepaalde voordelen ten opzichte van het eindproduct,maar is in de praktijk zo duur,dat het niét kan worden toegepast gezien de uiteindelijke prijs van het eindproduct.A nail design has been proposed which exhibits a very high holding force 25 even if it has been in existence for a long time. This nail type is characterized by the fact that the nail shank is provided along at least most of its length with wedge-shaped projecting raised parts, the tip of which is directed towards the tip of the nail and which is thus circumferentially and longitudinally of the nail. nail shank are spaced so that the cross section of the nail shank is at least substantially constant along the entire length of the shank shaft, such nails can be manufactured by a cold-forming process using high-strength deformation dies. filamentary blank material is pressed from the sides thereof to form the wedge-shaped projections in a kind of stamping operation. Such a 790 6 0 83 -2-. 20886 / CV / tl. Cold forming treatment has certain advantages over the finished product, but is so expensive in practice that it cannot be applied due to the final price of the finished product.

De onderhavige uitvinding beoogt een werkwijze te verkrijgen voor 5 de vervaardiging van spijkers van de hierboven omschreven soort,waarbij de spijkers met een verhoudingsgewijs lage prijs kunnen worden vervaardigd terwijl tegelijkertijd bepaalde voordelen worden bereikt met betrekking tot de kwaliteit van het eindproduct.The present invention aims to obtain a method for the production of nails of the above-described type, wherein the nails can be manufactured with a comparatively low price, while at the same time achieving certain advantages with regard to the quality of the end product.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt door het walsen van 10 een draadvormig uitgangsmateriaal,bij voorkeur met cirkelvormige dwarsdoorsnede, in een eerste walsstap voor het aan het uitgangsmateriaal meedelen van een dwarsdoasnedevorm met een aantal in omtreksrichting op afstand van elkaar gelegen lobben,waarna in een tweede walsstap de lobben worden in^rukt terwijl gelijktijdig de wigvormige oploopstuk-15 ken worden gestempeld en het dwarsdoorsnedeoppervlak van het uitgangsmateriaal wordt verminderd onder gebruikmaking van walsen waarvan de omhullingsoppervlakken zijn uitgerust met stempelraatrijsmatrixholtes overeenkomend met de wigvormige oploopstukken ,waarbij de afstand tussen de matrijsmatrixholtes van de walsen van de tweede stap zodanig is, 20 dat het dwarsdoorsnedeoppervlak van het uiteindelijke gewalste materiaal althans nagenoeg constant is bij ieder punt langs de lengte van het uitgangsmateriaal en het gewalste uitgangsmateriaal in spijkers wordt gesneden,die van een kop worden voorzien.According to the invention, this can be achieved by rolling a filamentary starting material, preferably of circular cross-section, in a first rolling step for imparting to the starting material a cross-cut form with a number of circumferentially spaced lobes, after which in a second rolling step, the lobes are depressed while simultaneously stamping the wedge-shaped ramps and reducing the cross-sectional area of the stock using rollers whose casing surfaces are provided with die matrix cavities corresponding to the wedge ramps, the distance between the die matrix cavities the rollers of the second step are such that the cross-sectional area of the final rolled material is substantially constant at any point along the length of the stock and the rolled stock is cut into nails head are provided.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand 25 van bijgaande figuren.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures.

Fig.l toont schematisch een aanzicht op een walsinstallatie,die wordt gebruikt voor de vervaardiging van spijkers in overeenstemming met de huidige uitvinding.Fig. 1 schematically shows a view of a rolling mill used for the manufacture of nails in accordance with the present invention.

Fig. 2 toont schematisch een deel van drie onderling samenwerkende 30 walsen.Fig. 2 schematically shows part of three mutually co-operating rollers.

Fig. 3 toont schematisch in perspectief een draadvormig spijkeruit-gangsmateriaal tijdens de vervaardiging,Fig. 3 schematically shows in perspective a filamentous nail starting material during manufacture,

Fig. 4a ,4b en 4c tonen schematisch dwarsdoorsneden van het in fig. 3 weergegeven uitgangsmateriaal gezien volgens de lijnen 4a- 4a, 4b - 4b 35 resp. 4c- 4c in fig.3.Fig. 4a, 4b and 4c schematically show cross sections of the starting material shown in Fig. 3, seen along lines 4a-4a, 4b-4b and 35 respectively. 4c-4c in fig. 3.

Fig. 5"toont schematisch en op grotere schaal een gedeelte van een 790 6 0 83 * ! 1 "Fig. 5 "schematically and on a larger scale shows part of a 790 6 0 83 *! 1"

VV

-3- _ 20886/CV/tl axiale langsdoorsnede over een gereed gewalst spijkeruitgangsmateriaal.-3- _ 20886 / CV / tl axial longitudinal section through a finished rolled nail stock material.

Fij. . 6, 6a en 6b tonen schematisch dwarsdoorsneden van een draadvormig uitgangsmateriaal,een eerste walsstap van een andere werkwijze en resp, een tweede walsstap van dezelfde werkwijze.Fij. . 6, 6a and 6b schematically show cross sections of a filamentary starting material, a first rolling step of another method and, respectively, a second rolling step of the same method.

5 Fig.7 en 7a tonen delen van een dwarsdoorsnede van een gewalst randgedeelte en een doorsnede van een tussenuitgangsmateriaal gevormd in de eerste stap zoals afgebeeld in fig.öa.Fig. 7 and 7a show parts of a cross-section of a rolled edge portion and a cross-section of an intermediate starting material formed in the first step as shown in Figs.

Fig.l toont schematisch een draadwalsuitrusting voorzien van een opslaghaspel 10 ,een richtmachine 11,een profielwalsinrichting 12 met 10 twee walsstations A en B,een aangedreven haspelstation 13 en een wikkel-trommel 14. Het draadvormige uitgangsmateriaal voor de spijkers beweegt door de uitrusting in de richting van pijl 15 in fig.l.Dezelfde doorvoer-richting is in fig.3 met pijl 16 aangeduid.Fig. 1 schematically shows a wire rolling equipment provided with a storage reel 10, a straightening machine 11, a profile rolling device 12 with 10 two rolling stations A and B, a driven reel station 13 and a wrapping drum 14. The filamentary starting material for the nails moves through the equipment in the direction of arrow 15 in fig. 1. The same feed-through direction is indicated in fig. 3 with arrow 16.

De walsbehandeling wordt op de volgende wijze uitgevoerd.The rolling treatment is carried out in the following manner.

15 Het draadvormige ruwe materiaal,dat bij voorkeur een cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft (fig.4a) beweegt van de richtmachine 11 in het eerste walsstation A van de walsinstallatie 12,waaraan aan het uitgangsmateriaal een dwarsdoorsnede wordt gegeven met een aantal,in het weergege- drie ven uitvoeringsvoorbeeld j in omtreksrichting 0p^afstand van elkaar gele-20 gen lobben 17,die onderling van elkaar zijn gescheiden door althans in hoofdzaak een rechte dwarsdoorsnede bezittende begrenzingslijnen 18 (fig.4b). Tijdens deze walsstap treedter een plastische materiaalstroom op in het uitgangsmateriaal enerzijds in zijdelingse richting en anderzijds in lengterichting,waarbij de materiaalstroom zich zo manifesteert 25 in een wijziging van de dwarsdoorsnedevorm en ook in een verlenging van het draadvormige uitgangsmateriaal overeenkomend met een vermindering van dwarsdoorsnedeoppervlak in orde van grootte van 10- 20%,bij voorkeur ongeveer 15%.The filamentary raw material, which preferably has a circular cross section (Fig. 4a), moves from the straightening machine 11 into the first rolling station A of the rolling mill 12, to which the starting material is given a cross section with a number, shown in the three An exemplary embodiment j in the circumferential direction spaced apart from each other lobes 17, which are mutually separated from one another by boundary lines 18 having at least substantially a straight cross-section (fig. 4b). During this rolling step, a plastic material flow occurs in the starting material on the one side in the lateral direction and on the other in the longitudinal direction, the material flow thus manifesting itself in a change of the cross-sectional shape and also in an extension of the filamentary starting material corresponding to a reduction of the cross-sectional area in order. of magnitude of 10-20%, preferably about 15%.

Dan wordt onder ingrijping met de lobben 17 de tweede walsstap uit-30 gevoerd in het walsstation B waarbij wigvormige oploopstukken 19 worden opgesterapeld door middel van walsen 20,21,22 (fig.l en 2) waarbij de onderling tegenover elkaar liggende omhullingsoppervlakken daarvan worden verkregen met stempelmatrijsmatrixholtes van een vorm overeenkomend met de vorm van de wigvormige oploopstukken 19. Ook in dit geval treed een 35 bepaalde vermindering van dwarsdoorsnedeoppervlak op resp. in de orde van grootte van 10 - 20%,bij voorkeur ongeveer 15%. Bij deze stap is het 790 60 83 % I " -4-. 20886/CV/tl belangrijk,dat de walsen 20,21 en 22 synchroon roteren en dat de matrijs-matrixholtes daarvan zijn ontworpen, en opgesteld op zodanige wijze,dat het dwarsdoorsnedeoppervlak van het uitgangsmateriaal (na·· het walsstation B ) althans nagenoeg constant is langs de gehele lengte van het uitgangs-5 materiaal onafharkelijk daarvan waar de doorsnede wordt genomen,waarbij echter de feitelijke vorm van de dwarsdoorsnede varieert in afhankelijkheid van de wigvormige oploopstukken.Then, under engagement with the lobes 17, the second rolling step is carried out in the rolling station B, stacking wedge-shaped ramps 19 by means of rollers 20,21,22 (fig. 1 and 2), the mutually opposite wrapping surfaces thereof being formed. obtained with die matrix cavities of a shape corresponding to the shape of the wedge-shaped ramps 19. Also in this case a certain reduction of cross-sectional area occurs, respectively. on the order of 10-20%, preferably about 15%. In this step, it is important that the rollers 20, 21 and 22 rotate synchronously and that the die-matrix cavities thereof are designed and arranged in such a way that the cross-sectional area of the stock material (after the rolling station B) is substantially constant along the entire length of the stock material irrespective of where the cross-section is taken, however the actual cross-sectional shape varies depending on the wedge-shaped ramps.

Fig. 5 toont schematisch een gedeeltelijke langs doorsiede van het spijkeruitgangsmateriaal en toont details van de vorm van de wigvormige 10 oploopstukken. Opgemerkt wordt,dat de hoek 23 tussen de achterste oploop-stukoppervlakken en de hartlijn CL·tussen 75 en 90° is,bij voorkeur onge-. veer 85°,terwijl de hoek 24 tussen'de voorste oploopstukoppervlakken,die zijn gericht naar de punt van de spijker,en de hartlijn CL van het uitgangsmateriaal tussen 5 en 15° bedraagt,en bij voorkeur ongeveer 10° is. 15 In het bijzonder met betrekking tot fig.2 kan worden opgemerkt,dat het omtreksraridgedeelte van de profielwalsen 20,21 en 22 de dwarsdoorsnede niet geheel vult maar een halve hoek van coniciteit van 59° heeft ten einde bepaalde instelmogelijkheden toe te staan.Fig. 5 schematically shows a partial longitudinal section of the nail stock material and shows details of the shape of the wedge-shaped ramps. It should be noted that the angle 23 between the rear ramp surfaces and the centerline CL · is between 75 and 90 °, preferably approximately. spring 85 °, while the angle 24 between the front ramp surfaces facing the tip of the nail and the centerline CL of the stock material is between 5 and 15 °, preferably about 10 °. With particular reference to Figure 2, it may be noted that the circumferential rigid portion of the profile rollers 20, 21 and 22 does not completely fill the cross section but has a half angle of conicity of 59 ° in order to allow certain adjustment options.

Aanvullingen en wijzigingen met betrekking tot details kunnen binnen 20 de geest en beschermingsomvang van de uitvinding worden uitgevoerd.Additions and changes in details can be made within the spirit and scope of the invention.

Zoals bijvoorbeeld in fig.6 - 6 b is weergegeven is het ook mogelijk om een draadvormig uitgangsmateriaal 30 met een althans in hoofdzaak cirkelvormige dwarsdoorsnede te onderwerpen aan een ribbel of groefvormstap in langsrichting (fig.6a) met behulp van drie of een ander 25 geschikt aantal rollen 31,32 ,33, die op regelmatige afstand van elkaar om de omtrek van het uitgangsmateriaal staan opgesteld. Deze rollen verlengen het draadvormige uitgangsmateriaal en geven aarieiding tot deforming van zich in lengterichting uitstrekkende aan de oppervlakte gelegen zones,die zijn gehard ten geyolge van de inwerking van de rollen daarop.As shown, for example, in Figs. 6-6b, it is also possible to subject a filamentary starting material 30 with an at least substantially circular cross-section to a ridge or groove-forming step in the longitudinal direction (Fig. 6a) by means of three or another suitable number of rollers 31, 32, 33, which are regularly spaced about the periphery of the starting material. These rollers elongate the filamentary stock and cause deformation of longitudinally extending surface zones hardened by the action of the rollers thereon.

30 Vervolgens wordt het uitgangsmateriaal verder gewalst in een tweede walsstap door middel van stempelmatrixwalsen 37,38,39 (fig.6b),welke overeenkomen met de bovenbeschreven stempelwalsen of rollen. De walswer-king van de tweede stap (fig.6b) wordt op zodanige wijze uitgevoerd,dat de gegroefde oppervlakken 24,35 en 36 nagenoeg teruggaan tot een vlakke 35 of naar buiten uitpuilende vormgeving.Then, the starting material is further rolled in a second rolling step by means of die matrix rollers 37,38,39 (Fig. 6b), which correspond to the die rolls or rolls described above. The rolling operation of the second step (Fig. 6b) is carried out in such a way that the grooved surfaces 24,35 and 36 substantially return to a flat or outwardly protruding shape.

In vergelijking met het eerste uitvoeringsvoorbeeld resulteert dit 790 6 0 83 -5- - 20886/CV/tl 1 . ~ tweede uitveeringsvoorbeeld in een aanzienlijk hogere materiaalstroom, een hogere verharding van het materiaal door het walsen en een aanzienlijk hogere materiaalproductie,dat wil zeggen,een verhoogde kwan-titeitspijkers van verbeterde werking per kilogram uitgangsmateriaal.Compared to the first embodiment, this results in 790 6 0 83 -5- - 20886 / CV / tl 1. Second embodiment example in a considerably higher material flow, a higher hardening of the material by rolling and a considerably higher material production, i.e. an increased quantity of nails of improved performance per kilogram of starting material.

5 Hierboven is reeds vermeld,dat het uitgangsmateriaal in doorsnede zal worden verminderd en zal worden verlengd. Deze parameters kunnen als volgt worden berekend : R = Oppervlaktevermindering in % .It has already been stated above that the starting material will be reduced in diameter and extended. These parameters can be calculated as follows: R = Area reduction in%.

10 LR = Verlenging ten gevolge van oppervlaktewmindering F1 = Oppervlak van ingaand draadvormig uitgangsmateriaal.10 LR = Elongation due to surface reduction F1 = Surface of incoming filamentary starting material.

F2 = Oppervlak van uitgaand draadvormig uitgangsmateriaal VI = Inkomend volume V2 - Uitgaand volume 15 BI = Ingaande diameter B2 = Uitgaande diameterF2 = Surface of outgoing filamentary starting material VI = Incoming volume V2 - Outgoing volume 15 BI = Incoming diameter B2 = Outgoing diameter

Oppervlakvermindering R = —-—— x 100 = .......... % vermindering F1Surface reduction R = —-—— x 100 = ..........% reduction F1

VerlengingExtension

VI = V2 x LRVI = V2 x LR

25 „„ _ VI _ Dl2 x Tr' /4 x 1 _ Dl2 _ bR = “ ö 2~ - ......... Λ V2 D2 x Tï /4 x L D225 „„ _ VI _ Dl2 x Tr '/ 4 x 1 _ Dl2 _ bR = “ö 2 ~ - ......... Λ V2 D2 x Tï / 4 x L D2

VoorbeeldExample

Ingaand draadvormiguitgangsmateriaal 5,0 mm diameter 2Q Uitgaand draadvormiguitgangsmateriaal 4,5 mm diameter x 100 = 18,3% vermindering R = 19,6Incoming filamentary starting material 5.0 mm diameter 2Q Outgoing filamentary starting material 4.5 mm diameter x 100 = 18.3% reduction R = 19.6

Verlenging LR = ’ - JL = 1,234 = 23,4%.Elongation LR = "- JL = 1,234 = 23.4%.

4,5 20,254.5 20.25

Hierboven is aangenomen,dat een draadvormig uitgangsmateriaal met 7906083 35 f 'ar -6- , 20886/CV/tl althans in hoofdzaak cirkelvormige dwarsdoorsnede is gebruikt. Uiteraard is het denkbaar om te beginnen met een draad met in lengterichting afgeplatte of gegroefde oppervlakgebieden en slechts de tweede walsstap zoals hierboven beschreven toe te passen hetgeen nog steeds onder de 5 beschermingsomvang van de huidige uitvinding zal vallen.It has been assumed above that a filamentary starting material with 7906083 35 f 'ar -6-, 20886 / CV / tl has been used at least substantially circular cross section. Of course, it is conceivable to start with a wire with longitudinally flattened or grooved surface areas and to use only the second rolling step as described above which will still fall within the scope of the present invention.

790 6 0 83790 6 0 83

Claims

1. A method of manufacturing nails of the type having, along the entire length or the major part of the nail shank, wedge-shaped ramps the tip of which faces the tip of the nail and which is preferably along a helix 5 are arranged around the nail shank, characterized in that a filamentary starting material with preferably cif.-shaped cross-section is rolled in a first rolling step for imparting a cross-sectional shape with a number of circumferentially spaced lobes to the starting material on which in a second rolling step the lob-10 ben are pressed while simultaneously stamping the wedge-shaped run-up pieces and reducing the cross-sectional area of the stock material using rollers the envelope surfaces of which are provided with die matrix cavities corresponding to the wedge-shaped runs and the distance between the die-15 matri The voids of the rollers of the second step are such that the cross-sectional area of the final rolled stock is at least substantially constant at any length along the length of the stock on which the rolled stock is cut into nails which are turned from a head to provide.

Method according to claim 1, characterized in that the filamentary starting material is reduced in surface area in the first rolling step by a size of the order of 10-20%, preferably about 15%.

3. Method according to claim 1, characterized in that the surface reduction in the first rolling step is effected by rolling out flat surface zones between the lobes.

4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the first rolling step the starting material is given a substantially triangular cross section with three lobes, which are separated from each other by at least substantially straight boundary lines in cross section.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second rolling step comprises a surface reduction of the order of 10-20%, preferably about 15%.

6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wedge-shaped ramps are given a shape in the second rolling step corresponding to an angle of 75-90 °, preferably about 7906083 - * - - f. '* - ^ ’_ - 4' \ -8- - 20886 / CV / tl 85 ° between the rear ramp surfaces and the centerline of the stock material.

7. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wedge-shaped ramps are given a uniform shape in the second rolling step corresponding to a how-15 °, preferably about 10 °, between the front ramp surfaces, which are directed towards the tip of the nail, and the centerline of the nail.

8. Nail which over its entire length or at least a major part of the length of the nail shank is provided with wedge-shaped ramps, the points of which are directed towards the tip of the nail and which preferably are arranged along a helix around the nail. Shank of the nail are arranged, characterized in that at least narrow longitudinal surface zones are formed between circumferentially adjacent wedge-shaped ramps, which are hardened by rolling the starting material 15 between radially-acting radially-acting rollers spaced in circumferential direction.

Nail according to claim 8, characterized in that the longitudinally extending surface zones form the bottom surface zones of longitudinal grooves. to be.

Nail according to claim 8 or 9, characterized in that the longitudinally extending surface zones smoothly transition into the wedge-bearing surface zones.

11. Nail according to any one of claims 8-10, characterized in that the longitudinally extending surface zones are set back to at least substantially the same outer shape as the wedge-bearing surfaces. 790 6 0 83