DE2450195A1

DE2450195A1 - Nagel, vorrichtung und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2450195A1
Application number: DE19742450195
Authority: DE
Inventors: B E Ingvar Sundberg
Original assignee: Nordisk Kartro AB
Current assignee: Nordisk Kartro AB
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-10-22
Publication date: 1975-04-30
Also published as: DK555274A; JPS50106063A; ES226927Y; FR2249259B1; CH584849A5; ES226927U; NO136004C; NO136004B; NL7413842A; FR2249259A1; US4037512A; CA1009070A; IT1025163B; NO743795L; GB1491682A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNI: Patentanwälte:

Dipl.-lng.Tiedtke
Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne

8 München 2

Bavariaring 4, Postfach 202403

Tel.: (089)539653-56 Telex: 524845 tipat cable address: Germaniapatent München

München, den H- Oktober 1974, B 6288

Nordisk Kartro Aktiebolag
Far'sta, Schweden

Nagel, Vorrichtung und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf Nägel mit einem geraden mit Kopf versehenen Schaft,die zwischen ihren Enden einen geschwächten Bereich mit verminderter Querschnittsfläche und schrägen Endflächen auf gegenüberliegenden Seiten des geschwächten Bereichs aufweisen.

Ein bekannter. Nagel/ der beispielsweise zum Annageln von Scheuerleisten an Betonwände verwendet wird, besitzt einen geraden mit Kopf versehenen Schaft, zwischen dessen Enden ein

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geschwächter Bereich vorgesehen ist, der durch zwei fluchtende schräge spaltförmige Kerben gebildet ist.und den Schaft in zwei Segmente unterteilt, die durch ein an den Innenenden der Kerben zwischenliegendes Band zusammengehalten werden. Bei der Verwendung wird der Nagel durch eine Bohrung in der zu nagelnden Scheuerleist oder dgl. geführt und in ein zuvor gebohrtes Blindloch in der Betonwand eingesetzt. Die Tiefe des Blindlochs ist derart gewählt, daß die Spitze des Schafts den Boden des Lochs berührt, bevor der Kopf des Nagels an der Scheuerleiste anliegt. Das den Kopf aufweisende Nagelschaftsegment, das von der Scheuerleiste vorragt, wird dann mittels eines Hammers oder eines anderen Schlagwerkzeuges weitergetrieben, so daß das Band verzogen und möglicherweise abgerissen wird und das den Kopf aufweisende Schaftsegment axial in das Loch hineinverschoben wird, während das Spitzensegment an einer Axialbewegung nach innen gehindert wird. Die benachbarten schrägen und annähernd parallelen Endflächen der Schaftsegmente gleiten aneinander vorbei und verschieben dadurch die benachbarten Enden der Segmente seitwärts und verkeilen diese fest gegen die Wände des Lochs.

Mit Hilfe der zuvor beschriebenen Nägel kann die Befestigung von Elementen verschiedener Art an Beton oder anderen harten Gegenständen oft in einer relativ einfachen Weise durchgeführt werden. Jedoch bilden die schrägen Schlitze nicht nur

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den gewünschten Schwächungsbereich oder die örtliche Bruchstelle, sondern sie verringern auch die Widerstandsfähigkeit der Nägel gegen Biegekräfte, so daß die Nägel oft bei der Handhabung unbeabsichtigt verbogen werden. Ferner machen die Schlitze die Nägel teuer; die Schlitze werden in einem getrennten Vorgang gebildet, und ein wesentlicher Anteil der Gesamtkosten ist daher auf die Schlitze zurückzuführen.

Mit der Erfindung wird ein Nagel der zuvor beschriebenen Art geschaffen, der eine wesentlich größere Biegefestigkeit in dem geschwächten Bereich aufweist, d.h. dem die beiden Schaftsegmente verbindenden Band , als die bekannten Nägel dieser Art. Bei dem erfindungsgemäßen Nagel erstreckt sich der Querschnitt des geschwächten Bereichs über dessen Abmessungen in Längsrichtung des Nagels bis zu einem Punkt, der im wesentliehen bündig mit der ümfangsoberflache der Schaftsegmente an zumindest drei und vorzugsweise vier Stellen ist, die zumindest annähernd i.m gleichen Umfangsabstand stehen. Diese .Konstruktion basiert auf dem Konzept eines Bandes oder eines geschwächten Bereichs mit einer kleinen Querschnittsfläche in einer Ebene parallel zu den schrägen Endflächen, damit leicht eine Verformung oder ein Abreißen unter dem Einfluß von Scherspannungen ermöglicht wird, die darauf während des Eintreibens des den Kopf aufweisenden Schaftsegments ausgeübt werden, wobei die Verteilung dieser Querschnittsfläche derart gestaltet ist, daß das Band (oder Steg) ein großes Trägheitsmoment um

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die Schaftachse aufweist. Dieses Konzept kann vorteilhafterweise in einem Band verwirklicht werden, das beispielsweise Kreuzform oder T-Form hat.

Mit der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Nägeln der zuvor beschriebenen Art geschaffen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden das Band und die schrägen Endflächen durch plastische Bearbeitung des Nagelschaftes gleichzeitig bei der Bildung einer Spitze an dem vom Kopf fernliegenden Schaftende gebildet. Durch Kombinierung der Formung des Bandes und der schrägen Endflächen mit der Formung der Spitze ist kein zusätzlicher Arbeitsschritt durch den geschwächten Bereich erforderlich, denn der Arbeitsschritt zur Formung der Spitze ist auf jeden Fall erforderlich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine Formgesenkanordnung mit einer Klemmvorrichtung zum Festhalten des Nagelschaftes gegen Querbewegung an einer Einklemmsteile und ein Formorgan, das in Richtung auf eine der Einklemmstelle benachbarte Formstelle hin·" und davon wegbewegbar ist und einen Endabschnitt besitzt, der während der Bewegung des Formorgans in Richtung der Formstelle in einen Nagelschaft eindringen kann, der durch die Klemmvorrichtung festgehalten wird, und dadurch den Schaft verformt und seinen Querschnitt vermindert.

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Die Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Nagels.

Fig. 2 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nagels;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach Linie III-III in Fig. 1 und 2;

Fig. 4 und 5 zeigen Querschnitte entsprechend Fig. von modifizierten Querschnittsformen;

Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt nach Linie VI-VI in Fig. 7 von einer Vorrichtung zur Herstellung eines Nagels nach Fig. 1;

Fig. 7 zeigt eine Ansicht nach Linie VII-VII in Fig. 6; und

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines

Endabschnitts eines Formstempels der Vorrichtung nach Fig. 6 und 7.

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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Nagel ist ein Drahtnagel 10 mit einem Kopf 11 und einem geraden Schaft 12 mit Kreisquerschnitt mit einer flachen Spitze 13. Der Spitze ist ein geschwächter Bereich 14 benachbart und neben diesem Bereich ist an der der. Spitze abgewandten Seite eine Anzahl von Ausladungen vorgesehen, die durch Querrippen oder -flansche 15 gebildet werden. Der geschwächte Bereich 14 besitzt vier gleiche schlitz- oder spaltartige Aussparungen 16, die symmetrisch um die Längsachse des Schafts 12 in der Querschnittsebene III-III angeordnet sind und die durch gegenüberliegende flache und parallele schräge Endflächen 16A definiert sind.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Nagel 10 sind die beiden sichtbaren Aussparungen 16 auf einer Seite des Schaftes 12 fluchtend, und die beiden Aussparungen auf der gegenüberliegenden Seite fluchten ebenfalls miteinander und mit den beiden zuerst genannten Aussparungen. So liegen bei dem Nagel in Fig. 1 alle Aussparungen 16 in einer gemeinsamen Ebene, die zur Längsachse des Schaftes einen Winkel von etwa 30° einschließt. Bei dem Nagel nach Fig. 2 sind die beiden sichtbaren Aussparungen 16 auf einer Seite des Schaftes parallel jedoch etwas in Längsrichtung des Schaftes gegeneinander versetzt. In gleicher Weise sind die beiden Aussparungen auf der gegenüberliegenden Seite parallel jedoch in Längsrichtung versetzt, und ferner sind beide sichtbaren Aussparungen 16 in

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Fig, 2 coplanar mit der benachbarten Aussparung auf der gegenüberliegenden Seite des Schaftes. So besteht die Querschnittsebene III-III aus zwei parallelen jedoch versetzten Segmenten, die einen.Winkel mit der Längsachse des .Schaftes bilden, und einem dazwischenliegenden Segment in Richtung der Schaftachse. Gemäß Darstellung in Fig. 2 überlappen sich die inneren Enden des Aussparungen 16 etwas, während die Aussparungen nach Fig. 1 kurz vor der Axialebene senkrecht zur Zeichnungsebene enden.

Die vier Aussparungen 16 unterteilen den Nagelschaft 12 in zwei Segmente, ein hinteres oder Kopfsegment 12A und vorderes oder Spitzensegment 12B, die durch den Steg oder das Band 17 zusammengehalten werden, das durch die inneren Enden der Aussparungen definiert wird. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat dieses Band 17 bei Betrachtung in der Ebene III-III eine Kreuzform, die zur Längsachse des Schaftes zentriert ist. Aus Fig. 3 ist ebenfalls ersichtlich, daß die Querschnittsfläche des Bandes 17 viel kleiner als die Gesamtquerschnittsfläche des Schaftes ist, die durch die elliptische Umfangslinie eingeschlossen ist. Demzufolge wird das Band 17 leicht durch Scherkräfte verzogen und eventuell abgerissen, wenn der Nagel in ein Blindloch getrieben wird, an dessen Boden die Spitze 13 des vorderen Schaftsegments 12b anliegt (solch ein Blindloch in einer Eetonwand und eine an der Wand zu befesti-

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gende Scheuerleiste sind durch gestrichelte Linien in Fig. 1 gezeigt). Nach dem Abreissen des Bandes 17 verschieben sich die beiden Schaftsegmente gegeneinander an den parallelen schrägen Endflächen,16a die die gegenüberliegenden Wände der Aussparungen 16 definieren. Wegen seiner kreuzförmigen Querschnittsform hat das Band 17 ein großes Trägheitsmoment und daher große Biegefestigkeit in allen Richtungen.

Wenn zwar die in Fig. 3 gzeigte Kreuzform die normalerweise bevorzugte Querschnittsform ist, können auch andere Querschnittsformen verwendet werden. Beispielsweise können die T- und I-Querschnittsformen nach Fig. 4 und 5 verwendet werden. Es ist zu bemerken, daß die in Fig. 3 bis 5 beispielsweise veranschaulichten Querschnittsformen und auch die Form und die Anordnung der Aussparungen 16, die den geschwächten Bereich nach Fig. 1 und 2 definieren, nur die wesentlichen Elemente des erfindungsgemäßen Nagels veranschaulichen sollen und nicht etwa alle Ausführungsformen wiedergeben sollen, die nach dem erfindungsgemäßen Konzept realisiert werden können. Natürlich muß der Querschnitt der Schaftsegmente kein Kreisquerschnittsein wie bei dem dargestellten Nagel, sondern der Schaft kann ebenfalls rechteckigen Querschnitt haben, und die Erfindung kann ebenfalls bei Nägeln mit einem gekerbten Schaft angewendet werden. Es ist jedoch wesentlich, daß sich das Band zu einem Punkt erstreckt, der im wesentlichen mit der Umfangsoberfläche des Nagels an zumindest drei Stellen fluchtet, die umfangsmäßig weit verteilt sind, so daß das Band eine große

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Biegefestigkeit in allen Ebenen über die Achse des Schaftes hat.

Die in den Fig. 6 bis 8 gezeigte Vorrichtung 20 zur Herstellung des Nagels 10 nach Fig. 1 ist Teil einer Nagelherstellungsmaschine die abgesehen von der erfindungsgemäßen Vorrichtung konventioneller Art sein kann und nicht Teil der Erfindung bildet und daher nicht im einzelnen beschrieben wird. Kurz gesagt, bei der Herstellung des Nagels 10 unter Verwendung der Vorrichtung 20 wird kontinuierlich Draht mit einem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser des Schaftes des fertigen Drahtes ist, in Längsrichtung zugeführt, bis sein freies Ende an einen Anschlag stößt.(I); dann wird der Draht am freien Ende eingeklemmt und das freie Ende zur Bildung des Kopfes 11 gestaucht (II); die vier Aussparungen 16 werden in dem Schaft zur Herstellung des geschwächten Bereichs 14 gebildet (III) und der Draht zur Bildung der Spitze 13 geschnitten (IV). Die Arbeitsschritte I und II werden in konventioneller Weise unter Verwendung konventioneller Mittel durchgeführt, während die Schritte III und IV nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung 20 durchgeführt werden.

Die den Schaft 12 zur Bildung der Aussparungen und der Spitze bearbeitenden Teile der Vorrichtung 20 umfassen zwei fluchtende Formstempel 21, die durch (nicht gezeigt) Antriebseinrichtungen in Gegenphase senkrecht zu'und symmetrisch zu einer Mittelebene, die die Längsachse des Schaftes 12 während

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der Bearbeitung enthält, verschiebbar sind, und zwei fluchtende Schneidstempel 22, die in der gleichen Weise und synchron zu den Formstempeln 21 bewegbar sind und vorzugsweise starr mit dem entsprechenden Formstempel zur einheitlichen Bewegung mit diesem verbunden sind. In Fig. 6 stellt die Schnittlinie VII-VII die Mittelebene dar, die senkrecht zur Zeichenebene und zur Längsachse des Schaftes liegt, und es ist ersichtlich, daß die Formstempel 21 und die Schneidstempel 22 auf gegenüberliegenden Seiten des Schaftes 12 arbeiten.

Der Mechanismus, der den Schaft 12 während der Bildung der Spitze 13 und des geschwächten Bereichs 14 hält, besitzt zwei Paare fluchtender Klemmbacken 23 und 24, die auf eine Zwischenklemmstelle zu und von dieser wegbewegbar sind, die den Nagelschaft aufnehmen kann. Dazu sind die Klemmbacken durch (nicht dargestellt) mit. Kraftantrieb betätigte Einrichtungen längs Wegen verschiebbar, die parallel zu einer Ebene liegen und in dieser enthalten sind, welche die Bewegungswege der Form- und Schneidstempel enthält. Die Klemmbacken werden jedoch unabhängig oder zumindest teilweise unabhängig von den Formund Schneidstempeln betrieben. Die Klemmbacken jeden Paares sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene VII-VII angeordnet und können den entsprechenden Abschnitt des Schafts 12 an der Klemmstelle zwischen sich gegen seitliche Verschiebung festhalten, d.h. quer zur Mittelebene oder in Längsrichtung. Die beiden Paare Klemmbacken sind auf beiden Seiten und unmittelbar benachtbart zu den Formstempeln 21 angeord-

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net. Die halbzylindrischen Greifflächen der beiden von den Schneidstempeln 22 fernliegenden Klemmbacken 24 besitzen Aussparungen oder Nuten, die die Querstege oder Flansche 15 auf dem hinteren Haftsegment 12A nach dem Einklemmen dieses Segments bilden.

Die beiden benachbarten Endabschnitte der Formstempel

21 sind spiegelsymmetrisch zur Mittelebene VII-VII, und der Endabschnitt des rechten FormstempeIs 21 ist in Fig. 8 gezeigt. Aus Pig. 8 ist ersichtlich, daß der Endabschnitt des Formstempels 21, der den Schaft zu seiner Verformung erfaßt, eine Meißelspitze 21A mit einer zentralen Kerbe 21B besitzt.

Das Formen der Spitze 13 und des geschwächten Bereichs 14 des Schaftes 12 wird folgendermaßen durchgeführt: Nachdem zwei Paare von Klemmbacken 15 vorgeschoben wurden, um den Schaft 12 in der Längsachse der Mittelebene zu halten, werden die beiden Formstempel 21 und die beiden Schneidstempel

22 gleichzeitig von einer zurückgezogenen Stellung in Richtung der Zwischenformsteile vorgeschoben, die den mit dem

, geschwächten Bereich zu versehenden Schaftabschnitt aufnimmt, bis sie die in Fig. 6 dargestellte Stellung einnehmen, so daß sie in den Schaft eindringen. Die Formstempel 21 werden angehalten, wenn ihre Kanten ein oder einige Zehntel Millimeter in Abstand stehen, während die Schneidstempel 22 vorwärts bewegt werden, bis der Schaft 12 von der Drahtzufuhr- abgetrennt ist. Zwischen den Formstempeln 21 wird somit ein di-

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ametrales dünnes Segment des Schafts belassen, und auf beiden Seiten diesen Segments bildet die Kerbe 21B ein dünnes ebenfals diametrales oder radiales Segment, so daß das Band, das die beiden Schaftsegmente 12A und 12B auf gegenüberliegenden Seiten des geschwächten Bereichs 14 verbindet, kreuzförmigen Querschnitt hat.

Es ist zu bemerken, daß es ebenfalls möglich;ist, den fadenförmigen Rohling mehr oder wenig vollständig quer zur Bildung einer stumpfen Spitze bei gleichzeitiger Formung des Bandabschnitts abzuschneiden.

Der erfindungsgemäße expandierende Drahtnagel zur Befestigung von Scheuerleisten und dgl. an Betonwänden besitzt zwei fluchtende Schaftsegmente, die einstückig durch ein Verbindungsstück (Band) mit kreuzförmigem Querschnitt verbunden sind, wobei ein geschwächter Bereich zwischen schrägen Keilflächen auf den benachbarten Enden der Schaftsegmente gebildet wird. Das Band und die Keilflächen werden durch plastische Verformung des Schafts von gegenüberliegenden Seiten in einer Formgesenkanordnung gebildet. Die Formgesenkanordnung besitzt gegenüberliegende Formstempel, die in Gegenphase angetrieben werden, wobei jeder Formstempel gemeinsam mit einem von zwei fluchtenden Spitzenschneidstempeln ange^tri^e^^en wird.

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Claims

Patentansprüche

1 J Drahtnagel mit einem einstückigen geraden Schaft mit einem vorderen Ende, das in ein Halteorgan getrieben werden kann, und mit einem hinteren Ende mit einem Kopf, einem vorderen Segment, das von der Spitze nach hinten geht, einem hinteren Segment, das von dem Kopf nach vorne geht, und einem geschwächten Bereich mit verringerter Querschnittsfläche, die sich zwischen dem hinteren und dem vorderen Segment erstreckt und diese einstückig miteinander verbindet, wobei der geschwächte Bereich in Längsrichtung des Schafts durch schräge Keilflächen auf dem vorderen und dem rückwärtigen Ende der Schaf t.segmen te definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des geschwächten Bereichs (14) über seine Axialabmessung sich zu einem Punkt erstreckt, der im wesentlichen mit der Umfangsoberfläche der Schaftsegmente (12A, 12B) an zumindest drei Stellen fluchtet, die gleichförmig oder zumindest umfangsmäßig.weit verteilt sind.
2. Nagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem geschwächten Bereich (14) verbliebene Steg (17) kreuzförmigen Querschnitt hat und daß die Keilflächen parallel liegen. -

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3. Verfahren zur Herstellung eines Drahtnagels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem geschwächten Bereich (14) verbliebene Steg (17) und die Keilflächen durch plastische Bearbeitung des Schaftes (12) gleichzeitig bei der Bildung der Spitze (13) gebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Bearbeitung auf gegenüberliegenden Seiten des Schaftes (12) und symmetrisch zu einer Ebene durchgeführt wird, die die Längsachse des Schaftes (12) enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Bearbeitung auf gegenüberliegenden Seiten des Schaftes (12) und symmetrisch um zwei senkrechte Ebenen durchgeführt wird, die die Längsachse des Schaftes (12) enthalten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Bearbeitung des Schaftes (12) zwischen zwei parallelen Ebenen durchgeführt wird, die einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Schaftes (12) einschließen und die Keilflächen bilden.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Bearbeitung durch gleichzeitiges Einpressen von zwei fluchtenden FormstempeIn (21) in den Schaft (12) von entgegengesetzten Richtungen durchgeführt wird. . .
8. Vorrichtung .zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine Formgesenkanordnung mit einer Klemmvorrichtung zum Halten des Nagelschafts (12) gegen Querbewegung an einer Klemmstelle und durch eine Formeinrichtung, die auf eine der Klemmstelle benachbarte Formstelle zu und von dieser wegbewegbar ist und eine Stempeleinrichtung aufweist, die während der Bewegung der Formeinrichtung in Richtung der Formstelle in einen Nagelschaft (12) eindringen kann, der durch die Klemmvorrichtung gehalten wird, wodurch der Schaft (12) verformt wird und sein Querschnitt vermindert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung Klemmbacken (23, 24) zum Halten des Schafts (12) gegen Querbewegung an einer zusätzlichen Klemmstelle aufweist, wobei die Klemmstellen auf beiden Seiten der Formstelle angeordnet sind. -

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung zwei fluchtende Formstempel (21) aufweist, die in Gegenphase und symmetrisch zu einer Mittelebene durch die Formstelle angetrieben werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Enden der Formstempel (21) spiegelsymmetrisch zur Mittelebene sind.
12..Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch zwei fluchtende Spitzenschneidstempel,. die gemeinsam mit dem entsprechenden Formstempel angetrieben werden.
13. Nagel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine stumpfe Spitze, die durch Abschneiden des fadenförmigen Rohlings in Querrichtung gleichzeitig bei Formung des Steges gebildet wird.

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