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DE2237528A1 - Nagel fuer pulverkraftbetriebene setzgeraete - Google Patents

Nagel fuer pulverkraftbetriebene setzgeraete

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Publication number
DE2237528A1
DE2237528A1 DE2237528A DE2237528A DE2237528A1 DE 2237528 A1 DE2237528 A1 DE 2237528A1 DE 2237528 A DE2237528 A DE 2237528A DE 2237528 A DE2237528 A DE 2237528A DE 2237528 A1 DE2237528 A1 DE 2237528A1
Authority
DE
Germany
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nail
hood
nail according
area
energy
Prior art date
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DE2237528A
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Inventor
Josef Braun
Manfred Ing Hartmann
Helmut Oesterle
Herbert Ing Rangger
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
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Priority to GB3275173A priority patent/GB1374959A/en
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Priority to ZA734738A priority patent/ZA734738B/xx
Priority to HUHI360A priority patent/HU167926B/hu
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Application granted granted Critical
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/14Bolts or the like for shooting into concrete constructions, metal walls or the like by means of detonation-operated nailing tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Dowels (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Description

1». W. BERG D1PL.-IH6. O. STAPF 9 9 Q 7 C O Q
PATEIITAHWÄITE 4 ^ P / D Z Q
60. MAuESKISCHtRSiR. ab
Anwaltsakte 22 728 3I. Juü, 1972
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)
Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte
Die Erfindung betrifft einen Nagel für pulverkraftbetriebene Setzgeräte 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
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SL
anc3ererr.ci.ts geräbeseitige liegulierun^svorrichtungen. Die bekannten ^eräteceiti^en Vorrichtungen zur Regulierung der I intrtiibenergie bewirken nie-.ist eine; Volumensänderung des Anfßngsvc-rbrannvü:':j?:auD2S oder ein tcliweises Abblasen der Explosionsgase auu dem VerbrtsnnungsrGura ins Freie.
Insbesondere 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 übereinandergeschichtetan Bleche sowie in Anbetracht der verschiedenartigen Beschaffenheit der Aufnahrueniaterialien unterschiedliche Eintreibenergien erforderlich sind.
Würden beispielsv/eise die Nägel zum Befestigen der Bleche mit zu geringer Energie eingetrieben, hätte dies zur Folge, dass die Bleche nicht nähr fest auf dem Untergrund aufliegen und dadurch vibrationsar.fällig sind. Bei nicht satt auf dem Untergrund aufliegenden Blechen sind die Nägel auch wesentlich höheren Biegebcla.'jtiuigen unterworfen, da da3 nicht direkte Aufliegen der Eltiche eine Vergrösserung des Biegeabstandes zur Folge hat. Zudem bewirkt ein nicht vollends eingetriebener Hagel einen optisch unschönen Eindruck, was beispielsweise bei Abdeckungen oder Verkleidungen ganz besonders ins Gewicht fällt.
Falls die Nägel aber mit zu hoher Energie eingetrieben werden, hat dies bei den bisher zur Anwendung gelangenden Nägeln zur Folge, dass die Köpfe der Nä?el abgetrennt werden und durch Dahinfallen einas anforderungsgemässen Ueberzügswertes die Befestigung unbrauchbar v/ird. Selbst wenn die überschüssige Energie zum Abtrennen des Magelkopfes noch nicht ausreicht, bewirkt das Aufprellen dar; Nagelkopfes ein teilweises Lösen der Verankerung des Nagels, sodass die Auszugswerte erheblich abfallen.
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In Anbetracht der vorstehend angeführten Eigenschaften die bisher bekannten Befestigungsarten mit den üb zur Anwendung gelangenden Befestigungselemente?! ganz wesentliche Nachteile auf.
So ist es beispielsweise für die, das SetsgerSt bedienende Person jeweils praktisch unmöglich, hai eines Se-tEgerst *ait Reguliervorrichtung die anforderungsgemässe Tilostelltiinj: eu wählen, da sowohl die Blechstärke als auch Anzahl der üfcereinandargeschichteten Bleche nicht issaer mit Sicherheit vom Standort aus der Bedienungsperson bestiicint werden kann. €εηζ abgesehen davon stimmen die tatsächlich erzielten Resultate mit den eingestellten Werten nur selten überein oder verändern sich schon nach wenigen durchgeführten Befestigungen Euxolge Verschmutzung von Verbindungskanäien durch-im Gerät zurückbleibende Verbrennungsrückstäode.»
Es wurde daher vermehrt dazu übergegangen;, die Eintreibenergie mittels unterschiedlicher Treibladungsstärken %,n regulieren. Diese Methode ist an sich von weniger Unsicherheitsfaktoren abhängig,.· hat aber den Machteil, dass dar Uebergaog von einer Treibladungsstärke zur nächsten einen vielfach zu grossso Energiesprung bedeutet. Dadurch tritt oftmals die Gefalir auf, dass nach einen, mit 2U geringer Energie eingetriebenen Befestigungselement durch Wahl einer stärkeren Treibladung der Energiesprung so gross ist, dass das andere Estrein eintritt und durch ein Abtrennen des Nagelkopfes oder durch .auftreten des vorstehend erwähnten Prelleffektes die Befestigung unbrauchbar wird. Zudem behindert ein ständiges lieetiseln der Treibladungen sowie ein dadurch bedingtes Mitführen von be» trächtlichen Treibladungssortiinenten die 4as Setzgerät bedienende Person erheblich.
BADORiQiNAL
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Die Irfindrn^ .schafft insbesondere zum Befestigen oder Verbinden von olechen ein Befestigungselement, welches von auftretender Γiütivlbtaiergie wifgehand unabhängig, eine * funktionstüchtige und optisch gut aussehende Befestigung gewehr1ei stat.
Irfindung wird dies dadurch erreicht, dass zumindest eine der ivondellen haubünartir;, mit zur Nagelspitze gewandter Üeffnung, ausgebildet ist und sich an das hintere Ende das zylindrischen Schaftes ein nach hinten konisch fin/eiterndcr Bereich aruscliliesst.
Der sich konisch gegen das rückwärtige üagelemle erweiternde üereich verhindert in Verbindung mit der haubenartig geforaten Rondelle ein schlagartiges Abfangen des liagels beim Eintreibvorgang und vermindert dadurch die Gefahr einer Beschädigung des Hagels. Vieiraehr wird eine Strecke geschaffen, innerhalb derer sich beiia i^intreibvorgang eine inuner stärker zunehmende Reibung einstellt und das Abfangen des Hagels 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 Aussenicontur, sodass dadurch die Reibwirkun3 durch senkrecht aufeinanderstellende Flächen noch erhöht wird. Durch Zusammenwirken dieser Eigenschaften wird somit erreicht, dass über eine grosse Leistungsbreite immer eine brauchbare üefcstigung erzielt wird. Dies schafft sozusagen zwischen den einzelnen Treibladungsstärken einen kontinuierlichen üebcirgang, sodass bei einer nicht exakten Wahl der Stärke die Befestigung noch immer funktionstüchtig ist und der konische Bereich des Hagels lediglich mehr oder weniger tief in die Rondellen bzw. in das Aufnahmeraaterial eindringt.
BAD ORIGfWAl
409816/0022 NAL
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 geserate 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 Rondellen 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, sodass 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 Ueberzugswerte des oder der zu befestigenden Bleche erhöht.
Nebst dem bisher im wesentlichen angesprochenen kontinuierlichen Uebergang zwischen den einzelnen Treibladungsstärken und den sich auf das optische Aussehen positiv auswirkenden Eigenschaften kann das erfindungsgemässe Befestigungselement aber auch in überwiegendem Masse zur Aufnahme von überschüssiger Eintreibenergie dienen. Vorzugsweise schliesst sich bei einem vorwiegend der Aufnahme von Eintreibenergie dienenden Hagel an das rückwärtige Ende des sich konisch erweiternden Bereiches ein Kopf an, dessen Durchmesser zweckmässigerweise nur wenig grosser als der grösste Durchmesser des konischen Bereiches ist. Dieser, den grössten Durchmesser des konischen -Bereiches überragende Kopf trifft bei zu gross gewählter
BAD ORIGINAL
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Treiblariun^sstärko nach darn Durchdringen des konischen Bereiches durch die haubenartiri ffoforrct« Rondelle auf dieser auf, sodnss dar Na^eI weich abgefangen wird. Di« allfällig noch itn Nngel steekande kl γκ» ti scha ^ner^ie bewirkt nun nicht mehr wie bei den bislang bekannten Bfvfastigun^.selcmenten ein Abreissen das Narjolkopfes, spndern wandelt sich in Verfonaungsenergie un, wobei dio haubetiartig geformte Rondelle je nach vorhandener Fnergie mehr oder weniger stark, flachgepresst wird. Falls der Magelkopf in versenkbarer Ueiso im geräleseitigen Kolben geführt ist, trägt j.,ur Verformung dor Rondelle auch der mit seiner Stirnfläche auf dar Rondelle auftreffende Kolben bei. Je nach Anwendungsfall und dsiait allfällig umzuformender Ueberenergie kann entsprechend elastisches Material für die Rondelle gewählt v/erden. Eina weitere Regulienuöglichkeit ergibt sich durch die Stärke der Uölbung der Rondelle.
Weiterhin besteht zur Abstimmung der aufsunehmenden Ueberenergie durch die haubenartig geformte Rondelle auch die üöglichkelt, den auf der zweiten Rondelle oder auf dem zu befestigenden Blech aufliegenden Rand der gewölbten Rondelle scharfkantig auszubilden, sodnss sich dieser festhakt und soait der Verformung ein grösserer Widerstand entgegengesetzt wird.
Auf die Dimensionierung des Mageis und der haubenartig geformten Rondellen v/irkt sich ein Kegelwinkel des konischen Bereiches von etwa 15 bis 25° vorteilhaft aus. Dieser Kegelwinkel bildet auch den optimalen Kompromiss zwischen Reibung zum Erzeugen des kontinuierlichen Kartuschenüberganges und der erwünschten Umformung von überschüssiger Energie.
Die Auszugswerte des Nagels selbst können durch eine ara zylindrischen Schaft aufgebrachte Kandrierung erheblich verbessert werden. Um eventuellen Nagelbrüchen durch allfällig auftretende
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öberfläehenrisse vorzubeugen, ist die Randrierung vorzugsweise als Pfeilrandrierung ausgebildet.
Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen naher erläutert werden und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Nagel gc.na.ss Erfindung mit zwei haubenartig geformten Rondellen
Fig. 2 den iiagel der Fig. 1 in mit relativ geringer Energie eingetriebener Lage
Fig. 3 den iiagel geitäss Pig. 1 in mit relativ hoher Energie eingetriebener Lage
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Nagels mit einer ini wesentlichen der Energieumformung 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, die im wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen- und mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Aus Fig. 2 ist der Nagel 1 in eingatriebenem Zustand ersichtlich^ wobei auf einem Aufnahineinaterial 9 das Blech 11 befestigt wurde. Wie die Fig. 2 deutlich darstellt, ist dieser Nagel mit wenig Energie eingetrieben Worden, d.h. es ist nicht einmal der
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zylindrische Schaft 2 vollständig in das Aufnahsi&niateri&l 9 bzw. in da..· zu befestigenda blech 11 eingedrungen. Trotzdem ist die ßcicatigung, vie sie in Fig. 2 dargestellt 1st, voll funktionstüchtig und wirkt optisch äusserst günstig. Dies dank di'Ui, dass sich die Rondells 7 über den Hegelschaft 2 gecen die Fondelle 6 hingeschoben hat, wobei beida Rondellen in doni sich konisch erweiternden Bereich 4 ein Widerlager gefunden haben. Dadurch wird das Blech 11 mit einer gewissen Vorspannung gegen das Aufnalnnesraterial 9 hin gepresst. Dadurch dass der aussere DurchKesserbereich 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 Kinprägungen erhält.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Befestigung wie Fig. 2 mit dem einzigen Unterschied, dass in Fig. 3 der Nagel 1 tait wesentlich höherer Lnergie 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 Aufnahraeuiaterial 9 eingedrungen ist. Bei diesem Durchstossen bzw. Eindringen des konischen Bereiches 4 wurde ein erheblicher Teil der überschüssigen Eintreibenergie in Verforwungsenergie umgewandelt, wobei zusätzlich die beiden Rondellen 6, 7 durchstossen werden mussten, was ebenfalls ein beträchtliches Mass an Energie erfordert hat. Aus der Hg. 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 Durchstossen der Rondellen 6, 7 durch das rückwärtige Magelende und
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das damit eintretende Dahinfallen der Ueberzugswerte nicht raöglich ist, da der rückwärtige Bereich des Nagele 1 in «iner Ausnehmung 14 des Kolbens 12 geführt ist, welche so besessen ist, dass bei noch grösserer vorhandener überschüssiger Eintreibenergie 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 4 hinausgehend, die Rondellen 6,7 durchstossen kann. Zur Führung in der Ausnehmung 14 des Kolbens 12 weist der Nagel einen sich gegen das rückwärtige iiagelende hin an den konischen Bereich 4 anschlies3enden kurzen zylindrischen Bereich 10 auf, wie dieser aus den Fig.l, 2 und 3 ersichtlich ist.
Die Fig. 4 zeigt einen insgesamt mit la bezeichneten Nagel, welcher eine weitere möglicha Ausführungsform darstellt. Diese Ausführungsform ist insbesondere für jene Fälle geschaffen, wo besonders hohe Werte an überschüssiger Eintreibenergie in Verfonnungsenergie umgewandelt werden nuss.
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 4 auf, welcher in seinem Durchmesser von einem 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 Aufnahmeraaterial 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 so-
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mit für die Verformung dieser Rondelle erhebliche Energiewerte erforderlich sind. Diese lirhöhung der erforderlichen Energie zur Verformung der Rondelle beruht einerseits, auf der stärkeren Wölbung und andererseits auf dem scharfkantigen gegen das zu befestigende r.lach bzw. gegen die Rondelle 8 weisenden Auslaufes des Randes der Rondelle. Diese Ausgestaltung wirkt einem Gleiten des Randes der Rondelle 6a beim Verforrcungsvorgang entgegen.
Diese vorstehend beschriebenen und in den Fig. 1 und 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen sollen keineswegs eine verbindliche Ausgestaltung darstellen. Vielmehr lassen sich die Ausführungsformen des Nagels sov/ie die Ausgestaltung und Anordnung der Rondellen beliebig kombinieren. So kann, um nur ein Beispiel zu nennen ein Nagel gemäss Fig. 4 auch mit Rondellen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, versehen werden.
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Claims (7)

M 2~23V~528 Patent f nsnrüche
1. Nagel für pulverkrftftbetriebene Setsgerätt; mit aylirsdrischera Schaft und awei mit Abstand voneinander auf dem Schaft angeordneten Hmidellen, dadurch jcekennceichnet, dass zumindest eine der Rondellen haubanartig, mit Eur Kagelspitze (3) gewandter Oeffnung, ausgeb.ii.det ist und sich an das hintere Ende das zylindrischen Schaftes (2) ein nach hinten konisch erweiternder Bereich (4) anschliesst. .
2. Nagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Rondells (β,6a) haubsnartig ausgebildet ist.
3. Nagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Rondellen (6,7) haubenartig ausgebildet sind.
4. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Durchsiesserbareich 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 erv/eiternden Bereiches (4) ein Kopf (15) anschliesst, dessen Durchmesser vorzugsweise nur wenig grosser als dcer grösste Durchmesser des konischen Dereiches (4) ist. -
6. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel des sich konisch erweiternden Bereiches (4) etwa 15 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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Leerse ite
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