Technik im Blickfeld: Hart im Nehmen

Wenn Sie an Maschinen denken, die Sie jeden Tag um sich herum sehen, denken Sie wahrscheinlich an Ihr Auto, Ihren Computer oder Ihre Haushaltsgeräte. Allerdings ist die Welt voller einfacher Maschinen. Besonders eine einfache Maschine, die schiefe Ebene, taucht häufig auf. Denken Sie zum Beispiel an den bescheidenen Nagel. Wenn Sie Holzarbeiter oder sogar Hausbesitzer sind, haben Sie wahrscheinlich jede Menge davon. Sie sind sicherlich überall um Sie herum, wenn Sie drinnen sind, und vielleicht sogar, wenn Sie gerade draußen sind. Nägel sind seit langem das Befestigungsmittel der Wahl und haben die Form eines Keils, also einer Art schiefer Ebene.

Was können Sie sonst noch über Nägel sagen? Es stellt sich heraus, dass es viel zu wissen gibt. Wie andere Befestigungselemente gibt es auch Nägel für ganz bestimmte Zwecke. Es gibt sogar Nägel mit zwei Köpfen und – kein Scherz – Nägel mit zwei Spitzen. Welche Art von Nagel Sie genau benötigen, hängt davon ab, was Sie tun und was Ihnen wichtig ist.

Fast jeder Nagel hat einen Kopf, einen Schaft und eine Spitze. Sie können wahrscheinlich erraten, was jeder dieser Begriffe bedeutet. Es sind jedoch die Details, auf die es ankommt. Einige Nägel haben sehr spezielle Kopf- und Schaftformen, um für bestimmte Anwendungen geeignet zu sein.

Es gibt jedoch viele Variationen zu jedem dieser Teile. Köpfe können flach oder schalenförmig sein. Es gibt Senkköpfe und strukturierte Köpfe, die als karierte Flachköpfe bekannt sind. Was die Nägel betrifft, so sind die meisten Nägel glatt, einige sind jedoch gedreht, um ein Verbiegen zu verhindern, oder haben Ringe oder Widerhaken, um das Holz besser zu greifen. Auch die Punktgestaltung ist wichtig. Stumpfe Spitzen neigen weniger dazu, Holz zu spalten. Rautenförmige Spitzen kommen am häufigsten vor und bei manchen Anwendungen ist die Spitze länger als normal. Erfahrene Tischler können die Spitze eines Nagels etwas abstumpfen, indem sie mit einem Hammer darauf schlagen, um das Risiko zu verringern, dass das Holz splittert.

Größe ist ein Bereich, bei dem die Terminologie nicht so einfach herauszufinden ist. In den meisten Teilen der Welt gibt es für Nägel eine metrische Größe. Aber nicht in den Vereinigten Staaten. Hier verwenden wir ein System, das auf einem veralteten englischen Maß basiert. Nägel werden in „Penny“-Größen verkauft, die bis zu einem gewissen Grad je nach Nageltyp variieren. Ein 10-Penny-Nagel ist beispielsweise 3 Zoll lang, aber der Durchmesser von Schaft und Kopf hängt von der Art des Nagels ab. In den meisten anderen Teilen der Welt werden Länge und Durchmesser in Millimetern angegeben.

„10 Penny“ sieht man übrigens oft als 10d geschrieben, wobei das d für Denar steht, eine alte römische Münze wie ein Penny. Seltsam, ja, und vielleicht sind deshalb alle anderen metrisch gegangen.

Wie Sie vielleicht erwarten, handelt es sich bei Nägeln um eine uralte Technologie. Schon die alten Römer verwendeten Nägel und erfanden sogar den Klauenhammer. Zumindest von dieser Zeit an bis ins 19. Jahrhundert formten die Menschen von Hand Nägel aus Eisen oder Bronze – offenbar verwendeten die alten Ägypter stattdessen Holzstifte. Schmiede stellten Nägel her, ebenso wie Nagelleute. Sie beginnen mit einem erhitzten quadratischen Eisenstab und hämmern die Seiten, um eine Spitze zu bilden. Nach dem erneuten Erhitzen und Abschneiden steckt man den heißen Nagel in ein Loch in einem Amboss, um ihn festzuhalten, und hämmert den Kopf heraus. Der resultierende Nagel hat einen deutlich quadratischen Schaft, im Gegensatz zum typischen runden Schaft, den Sie heute finden.

Nägel waren schwer herzustellen und daher teuer. Dies galt insbesondere für weit entfernte Gebiete wie das koloniale Amerika. Dort brannten Menschen manchmal ein verlassenes Haus nieder – selbst wenn sie es selbst verlassen hatten –, um die Nägel aus der Asche zu bergen. Bei großen Bauwerken wurden oft keine Metallnägel, sondern sorgfältig eingepasste Holzteile verwendet, die mit Holzstiften befestigt waren.

Da Nägel wertvoll waren, verfügten Familien manchmal zu Hause oder auf dem Bauernhof über die erforderliche Ausrüstung. Wenn sie Zeit hatten – oft nachts oder bei schlechtem Wetter – stellten sie Nägel für den Eigenbedarf oder zum Handel mit anderen her. Anscheinend war sogar Thomas Jefferson dafür bekannt, Nägel herzustellen und zu verkaufen, leider mithilfe versklavter Landarbeiter.

Natürlich war die Herstellung eines Nagels im Jahr 1033 ganz anders als im Jahr 1733. Einige Geräte – insbesondere Schlitzmühlen – erleichterten die Herstellung von Nägeln, obwohl sie immer noch arbeitsintensiv war.

Im Laufe des 17. Jahrhunderts entwickelten jedoch mehrere Menschen Maschinen, um Nägel direkt aus Eisenblechen zu schneiden. Diese geschnittenen Nägel waren billiger, obwohl geschmiedete Nägel immer noch härter waren und lange Zeit beispielsweise für Hufeisen verwendet wurden. Allerdings verdrängten geschnittene Nägel Holzpflöcke im Rahmenbau und es gibt auch heute noch einige Nischenanwendungen für sie.

Im 19. Jahrhundert begann jedoch eine neue Art der Nagelherstellung populär zu werden, die heute für die meisten Nägel verwendet wird. Mit dem gleichen Verfahren wie bei der Drahtformung wurden Drahtlängen abgeschnitten und direkt zu Nägeln geformt. Eine Klinge schneidet die Spitze und ein Druckvorgang formt den Kopf. Im Jahr 1892 wurden in den USA mehr Stahldrahtnägel hergestellt als geschnittene Nägel. Bis 1913 waren 90 % aller Nägel Drahtnägel. Schließlich waren Nägel ein billiger Gebrauchsgegenstand, für dessen Wiedergewinnung man kein Haus niederbrennen würde.

Moderne Nagelmaschinen, wie die im Video unten, können in kurzer Zeit eine enorme Anzahl von Nägeln herstellen. Kein Wunder, dass Nägel billig sind.

Nebenbei bemerkt wurde bei der Holzbearbeitung im alten Asien eine faszinierende, aber nagelfreie Technik verwendet. In dieser Region gab es natürlich eine fortgeschrittene Metallurgie, aber Nägel brauchte man eigentlich nicht.

Tatsächlich gibt es eine bestimmte Art von Nägeln, die als gewöhnliche Nägel bekannt ist, und das ist natürlich das, was man häufig findet. Diese Nägel haben schwere, glatte Schenkel und einen breiten Kopf. Die Spitze hat die Form eines Diamanten. Diese eignen sich hervorragend für viele Zwecke. Rahmennägel sind ähnlich, haben aber einen dünneren Schaft. Balkennägel bestehen aus harten Materialien und haben Rillen entlang des Schafts, um ihre Haltekraft zu erhöhen. Fassadennägel sind ebenfalls weit verbreitet und haben normalerweise einen dickeren Schaft, um durch Hartholz zu hämmern.

Kleinere Nägel werden oft als Brads oder Finishing-Nägel bezeichnet. Beide sind in der Regel sehr dünn, um unauffällig zu sein und ein Spalten des empfindlichen Materials zu vermeiden. Brads haben normalerweise einen kleinen Kopf und Abschlussnägel sind kräftiger, haben aber unauffällige Köpfe. In manchen Fällen, etwa im Modellschiffbau, sind kleine Nägel kaum mehr als angespitzter Draht, den man mit einem Nageltreiber eintreibt.

Dachnägel haben in der Regel sehr große Köpfe, um ein Reißen der Dachbahnen zu verhindern. Sie verwenden auch Materialien, die witterungsbeständig sind. Einige Dachnägel enthalten auch eine Unterlegscheibe, um das Dach gegen ein Leck am Nagelloch abzudichten.

Nägel, die für weichere Materialien wie Trockenbau geeignet sind, haben meist ein Muster aus Rillen oder Widerhaken am Schaft oder eine andere Methode, damit der Schaft das Material besser greift. Dichtungsnägel haben die gleiche Anordnung, bestehen jedoch meist aus sehr witterungsbeständigem Material. Sie finden auch Rippen in Nägeln, die zum Halten von Platten und einigen anderen Nageltypen dienen.

Gelegentlich sieht man Nägel mit verdrehtem Schaft. Dies erschwert das Biegen des Nagels und führt dazu, dass der Nagel in Hartholz eindringt. Nägel mit Spiralschaft und Bodennägel haben, wie auch einige andere Spezialnägel, einen Schaft wie diesen.

Es gibt noch mehr Spezialnägel. Polsternägel mit großen Zierköpfen. Nägel für Schuhe. Reißzwecken, die auch große Köpfe haben, einige für Teppiche. Es gibt Nägel mit T-förmigem Kopf und für Beton optimierte Nägel.

Dann sind da noch die seltsamen Nägel. Es gibt immer noch Orte, an denen geschnittene Nägel zu dekorativen oder restaurativen Zwecken verwendet werden. Geschnittene Nägel finden auch im Mauerwerk Verwendung, wo sie aus sehr starken Materialien bestehen und einen konischen Schaft haben, um Abplatzungen, also Absplitterungen an der Betonoberfläche, zu reduzieren.

Einer meiner Lieblingsnägel ist der Duplexnagel, den man verwendet, wenn man etwas Temporäres wie ein Gerüst oder eine Betonform baut. Der Nagel hat einen normalen Kopf, aber auch einen weiteren Kopf etwas weiter unten am Nagel. Wenn Sie etwas bauen, von dem Sie wissen, dass Sie es später zerlegen werden, hämmern Sie bis zum unteren Kopf, der Rest des Schafts ragt heraus und wartet darauf, dass Sie ihn herausziehen, wenn die Zeit zum Zerlegen gekommen ist.

Zur Komplexität des einfachen Nagels kommt noch das Material hinzu, aus dem er besteht. Es gibt feuerverzinkte Nägel und Edelstahlnägel. Einige Nägel bestehen aus Materialien wie Messing oder Kupfer. Einige sind mit „Zement“ – also einem Kleber – beschichtet, um ihnen Halt zu geben. Einige Nägel haben sogar eine Beschichtung, die durch die Hämmerreibung schmilzt und sich im Holz festklebt.

Natürlich ist Stahl nicht nur ein Material. Einige Nägel bestehen aus relativ weichem Stahl, andere aus härterem Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt. Es hängt alles ab. Weicher Stahl eignet sich gut für Holz, für Nägel für Beton werden jedoch wahrscheinlich stärkere Materialien verwendet.

Anstelle von Nägeln können Sie natürlich auch Schrauben verwenden. Als ich ein Kind war, mochten die Leute keine Schrauben in Holz, weil es schneller ging, einen Nagel einzuschlagen, aber Schraubenzieher waren langsam. Bei Akkuschraubern ist das keine große Sache mehr, aber ich schätze, Nagelpistolen sind noch schneller. Das folgende Video enthält viele gute Informationen zum Thema Schrauben im Vergleich zu Nägeln.

Es gab eine Zeit, in der Nägel ein häufiger Bestandteil von Leiterplatten waren und man ein echtes Steckbrett benutzte. Jetzt ist es wahrscheinlicher, dass wir sie in einem ganz anderen Kontext sehen.