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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vernieten zweier
mit ihrer Innenseite einander zugewandt und ihrer Außenseite
voneinander abgewandt angeordneter Bauteile, insbesondere Deckscheibenelemente
einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
in gegenseitigem Abstand zueinander vermittels wenigstens eines
Distanz-Nietelements.
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In
der 1 ist in Längsschnittdarstellung eine
allgemein mit 10 bezeichnete Torsionsschwingungsdämpferanordnung
gezeigt, wie sie beispielsweise im Drehmomentübertragungsweg zwischen einer Überbrückungskupplung
in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer Abtriebswelle, wie
z. B. der Getriebeeingangswelle, oder allgemein in einer nasslaufenden
Lamellenkupplung oder dergleichen eingesetzt wird. Die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 ist
zweistufig ausgebildet mit zwei seriell wirksamen Torsionsschwingungsdämpferbereichen 12, 14.
Ein Eingangsbereich des radial äußeren, ersten
Torsionsschwingungsdämpferbereichs
umfasst ein Zentralscheibenelement 16, das durch eine Mehrzahl
von Nietbolzen 18 mit einem Innenlamellenträger 20 drehfest
verbunden ist. Ein Ausgangsbereich dieses ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 12 umfasst
zwei grundsätzlich
in Richtung einer Drehachse A in Abstand zueinander angeordnete
Deckscheibenelemente 22, 24. Diese bilden in ihrem
radial äußeren Bereich,
ebenso wie das Zentralscheibenelement 16, Umfangsabstützbereiche
für die
Dämpferfedern 26 des
ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 12.
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Die
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 bilden in ihrem
radial inneren Bereich den Eingangsbereich des zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 14 und
weisen dort jeweilige Umfangsabstützbereiche für die Dämpferfedern 28 des
zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 14 auf.
Den Ausgangsbereich dieses zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 14 bildet
ein radial innerhalb des Zentralscheibenelements 16 angeordnetes
weiteres Zentralscheibenelement 30, das in seinem radial äußeren Bereich
Umfangsabstützbereiche
für die Dämpferfedern 28 bereitstellt.
Das Zentralscheibenelement 30 ist radial innen durch eine
Mehrzahl von Nietbolzen 32 an einen Flansch 34 einer
als Abtriebselement wirksamen Nabe 36 fest angebunden.
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Um
eine definierte und stabile Positionierung der beiden Deckscheibenelemente 22, 24 unter
Aufnahme der beiden Zentralscheibenelemente 16, 30 dazwischen
zu erlangen, sind die beiden Deckscheibenelemente in ihrem radial
inneren Bereich, also auch radial innerhalb der Dämpferfedern 28 des zweiten
Torsionsschwingungsdämpferbereichs 14, durch
eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten
Nietbolzen 38 miteinander verbunden. Um eine definierte
Axialbeabstandung sicherzustellen, weisen diese einen zweifach gestuften
Längsschnitt
auf mit einem zwischen den beiden Deckscheibenelementen 22, 24 liegenden Abstandshaltebereich 40 und
durch die Deckscheibenelemente 22, 24 hindurch
greifenden Endbereichen 42, 44, die in der 1 nicht
verformt dargestellt sind, zum Herstellen eines festen Verbundes
jedoch durch Aufbringen einer entsprechenden Nietkraft zum Bilden
von an der Außenseite
der beiden Deckscheibenelemente 22, 24 dann liegenden
Nietköpfen
zu verformen sind.
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Insbesondere
unter Fliehkrafteinwirkung drängen
die sich an den Deckscheibenelementen 22, 24 auch
nach radial außen
abstützenden
Dämpferfedern 28 des
radial inneren, zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 14 nach
außen
und erzeugen eine die beiden Deckscheibenelemente 22, 24 in Richtung
voneinander weg belastende Kraft. Dies kann zu einer Aufspreizung
führen,
welche die an sich für
eine definierte Dämpfungscharakteristik
exakte Positionierung der beiden Deckscheibenelemente 22, 24 auch
im Bereich des ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 12 bezüglich einander aufhebt.
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Um
diesem Problem entgegenzutreten, werden die beiden Deckscheibenelemente 22, 24 in
ihrem zwischen den Dämpferfedern 26 bzw. 28 der
beiden Torsionsschwingungsdämpferbereiche 12, 14 liegenden
Bereich durch Distanz-Nietelemente 46 miteinander verbunden.
Diese Distanz-Nietelemente 46 haben lediglich die Funktion,
die beiden Deckscheibenelemente 22, 24 gegen übermäßige Aufspreizung
zu sichern. Sie dienen nicht dazu, einen definierten Mindestaxialabstand
sicherzustellen, und auch nicht dazu, zwischen den beiden Deckscheibenelementen 22, 24 ein
Drehmoment zu übertragen.
Dies bedeutet, dass die Distanz-Nietelemente 46 in den
zugeordneten Nietöffnungen 48, 50 der
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 mit ihren jeweiligen
Nietelementenendbereichen 52, 54 unter Beibehalt
eines Bewegungsspiels aufgenommen sein können, so dass ein Verkippen
der Distanz-Nietelemente 46 bezüglich der
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 grundsätzlich möglich ist.
Mit ihren Nietköpfen 56, 58 hintergreifen
die Distanz-Nietelemente 46 jedoch die
Deckscheibenelemente 22, 24 an ihren voneinander
abgewandt liegenden Außenseiten 60, 62 und verhindern
ein übermäßiges Aufspreizen
derselben.
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Um
im Bereich dieser Distanz-Nietelemente eine möglichst stabile Anordnung zu
schaffen, sind diese vorzugsweise so ausgebildet, dass sie keine stufenartige
Erweiterung aufweisen, beispielsweise um eine Abstützung der
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 aufeinander
zu zu realisieren. Da dies nicht die Funktion dieser Distanz-Nietelemente 46 ist, würde dadurch
lediglich ein nicht notwendiges Risiko dahingehend eingegangen,
dass bei Belastung der Distanz-Nietelemente im Bereich von stufenartigen Übergängen Spannungen
auftreten, die zum Bruch führen
könnten.
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Es
ist die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Vernieten zweier mit ihren Innenseiten einander zugewandt und mit
ihren Außenseiten
voneinander abgewandt angeordneter Bauteile, insbesondere Deckscheibenelemente
einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
in gegenseitigem Abstand zueinander vermittels wenigstens eines
Distanz-Nietelements vorzusehen, mit welchem unter Beibehalt einer
definierten Distanz zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen
ein Nietkopf an wenigstens einem Nietendbereich gebildet werden
kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
ein Verfahren zum Vernieten zweier mit ihren Innenseiten einander
zugewandt und mit ihren Außenseiten
voneinander abgewandt angeordneter Bauteile, insbesondere Deckscheibenelemente
einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
in gegenseitigem Abstand zueinander vermittels wenigstens eines
Distanz-Nietelements,
umfassend die Maßnahmen:
- a) Positionieren des wenigstens einen Distanz-Nietelements
an den beiden Bauteilen derart, dass Nietelementenendbereiche sich
durch in den Bauteilen in Zuordnung zu den Nietelementenendbereichen
vorgesehene Nietöffnungen
hindurch erstrecken,
- b) Unterstützen
eines Nietelementenendbereichs an der Außenseite von einem der Bauteile,
- c) Unterstützen
des anderen der Bauteile an seiner Innenseite,
- d) Beaufschlagen des anderen Nietelementenendbereichs mit einer
Nietkraft zum Verformen wenigstens eines Nietelementenendbereichs
und Bilden eines Nietkopfes.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Nietverfahren werden
die zum Verbinden eingesetzten Distanz-Nietelemente also nicht nur
in ihren beiden Nietelementenendbereichen belastet bzw. mit einer
Nietkraft beaufschlagt, um einen oder ggf. zwei Niteköpfe daran zu
bilden, sondern es wird dafür
gesorgt, dass zumindest eines der Bauteile an seiner Innenseite
unterstützt
wird und somit bei Einleitung einer zum Bilden eines Nietkopfes
aufgebrachte Nietkraft, die sich durch den entstehenden Nietkopf
auch auf das Bauteil übertragen
kann, definiert bezüglich
des anderen Bauteils positioniert bleibt und somit sichergestellt
ist, dass die zwischen den beiden Bauteilen vorzusehende Distanz
beibehalten bleibt.
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Dazu
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das andere Bauteil durch
eine durch das eine Bauteil hindurch oder an diesem vorbei greifende erste
Unterstützanordnung
unterstützt
wird, wobei vorzugsweise die erste Unterstützanordnung das andere Bauteil
vermittels wenigstens eines, vorzugsweise mehrerer erster Unterstützabschnitte,
unterstützt.
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Um
eine definierte Unterstützwechselwirkung
sicherzustellen, wird weiter vorgeschlagen, dass die erste Unterstützanordnung
an dem anderen Bauteil zum Unterstützen desselben direkt angreift. Alternativ
kann insbesondere dann, wenn zwischen den beiden zu verbindenden
Bauteilen eine weitere einen Durchgriff möglicherweise nicht erlaubende Baugruppe
angeordnet ist, vorgesehen sein, dass die Unterstützanordnung
an einer das andere Bauteil stützenden,
zwischen den beiden Bauteilen angeordneten Baugruppe angreift.
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Um
die zum Verformen eines Distanz-Nietelements erforderliche Reaktionskraft
bereitzustellen, kann weiter vorgesehen sein, dass die erste Unterstützanordnung
einen zweiten Unterstützabschnitt zum
Unterstützen
des dem einen Bauteil zugeordneten Nietelementenendbereichs umfasst.
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Dabei
kann zum Sicherstellen der erforderlichen Distanz zwischen den beiden
Bauteilen weiter vorgesehen sein, dass der wenigstens eine erste
Unterstützabschnitt
und der zweite Unterstützabschnitt wenigstens
bei Durchführung
eines Nietvorgangs zueinander im Wesentlichen unbeweglich angeordnet sind.
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Eine
definierte Positionierung der Bauteile zueinander bei Durchführung des
Nietvorgangs kann weiter dadurch unterstützt werden, dass der ersten Unterstützanordnung
eine das andere Bauteil in Unterstützanlage pressende Niederhalteanordnung
zugeordnet ist, wobei beispielsweise vorgesehen sein kann, dass
die Niederhalteanordnung eine an der Außenseite des anderen Bauteils
angreifende Vorspannbaugruppe umfasst.
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Die
Nietkraft kann beispielsweise vermittels eines den dem anderen Bauteil
zugeordneten Nietelementenendbereich beaufschlagenden Nietstempels
eingeleitet werden.
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Für eine einfache,
gleichwohl jedoch sehr präzise
Durchführung
eines Nietvorgangs kann dadurch gesorgt werden, dass die elastische
Vorspannanordnung zumindest bereichsweise mit dem Nietstempel auf
das andere Bauteil zu bewegbar ist.
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Die
zwischen den beiden Bauteilen zu erhaltende Distanz kann insbesondere
dann, wenn ein Distanz-Nietelement in beiden Endbereichen zum Bilden
eines Nietkopes zu verformen ist, dadurch weiter sichergestellt
werden, dass die Maßnahme
c) das Unterstützen
des einen Bauteils an seiner Innenseite umfasst. Dabei kann vorgesehen
sein, dass das eine Bauteil durch eine durch das andere Bauteil
hindurch oder an diesem vorbei greifende zweite Unterstützanordnung
unterstützt
wird.
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Um
auch bei dieser Unterstützung
dafür zu sorgen,
dass bei Durchführung
des Vernietvorgangs eine hohe Präzision
in der Positionierung der beiden Bauteile zueinander sichergestellt
werden kann, wird vorgeschlagen, dass die zweite Unterstützanordnung wenigstens
einen mit dem Nietstempel wenigstens bei Durchführung eines Nietvorgangs im
Wesentlichen unbeweglich verbundenen dritten Unterstützabschnitt
umfasst.
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Wie
bereits vorangehend dargelegt, ist es vorteilhaft, wenn wenigstens
ein zum Vernieten der beiden Bauteile verwendetes Distanz-Nietelement zwischen
seinen Nietelementenendbereichen keinen Abstützbereich zur Abstützung der
beiden Bauteile in Richtung aufeinander zu aufweist. Auf diese Art und Weise
wird sichergestellt, dass zwar die Nietköpfe eine Bewegung der beiden
Bauteile in Richtung voneinander weg unterbinden, und somit die
Distanz sicher beibehalten werden kann, während gleichzeitig bei auftretenden
Belastungen keine zu einer Beschädigung
der Distanz-Nietelemente führenden
Spannungen an Übergangs-
oder Eckbereichen erzeugt werden können.
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Wenn
weiter vorgesehen ist, dass wenigstens ein zum Vernieten der beiden
Bauteile verwendetes Distanz-Nietelement in einem seiner Nietelementenendbereiche
einen vorgeformten Nietkopf aufweist und bei Beaufschlagung mit
der Nietkraft in seinem anderen Nietelementenendbereich zum Bilden
eines Nietkopfes verformt wird, kann die Präzision, mit welcher der Nietvorgang
durchgeführt
wird und insofern auch die beiden Bauteile bezüglich einander positioniert
bzw. gehalten werden, noch weiter erhöht werden.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein zum Vernieten der beiden
Bauteile verwendetes Distanz-Nietelement in keinem seiner Nietelementenendbereiche
einen vorgeformten Nietkopf aufweist und bei Beaufschlagung mit
der Nietkraft in beiden Nietelementenendbereichen zum Bilden eines
Nietkopfes verformt wird.
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Um
sicherzustellen, dass die einzusetzenden Distanz-Nietelemente einfach
und ohne übermäßige Präzision zu
erfordern an den Bauteilen angebracht werden können, wird vorgeschlagen, dass
wenigstens eine der einem Distanz-Nietelement zugeordneten Nietöffnungen
in den beiden Bauteilen bezüglich
einer Außenabmessung
des Distanz-Nietelements im zugeordneten Nietelementenendbereich mit Übermaß ausgebildet
ist.
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Um
sicherzustellen, dass nach Durchführung des Vernietvorgangs lediglich
die Distanz der Bauteile in Richtung voneinander weg beibehalten
bleibt, ansonsten aber keine weiteren Kräfte zwischen diesen vermittels
der Distanz-Nietelemente übertragen werden
können,
wird weiter vorgeschlagen, dass bei Verformung des Distanz-Nietelements
in diesem Nietelementenendbereich das Übermaß wenigstens zum Teil erhalten
bleibt.
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Dies
kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Distanz-Nietelement
wenigstens in diesem Nietelementenendbereich mit gehärtetem Metallmaterial
aufgebaut ist. Durch den Einsatz eines Distanz-Nietelements mit
gehärtetem
Metallmaterial wird sichergestellt, dass dieses sich bei Aufbringen der
Nietkraft nicht nach radial außen
aufspreizt, sondern sich lediglich der Nietkopf an der Außenseite des
zugeordneten Bauteils bildet.
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Bei
einer alternativen Vorgehensweise, bei welcher eine stabilere Halterung
eines Distanz-Nietelements auch gegen Verkippen gewährleistet
werden kann, wird vorgeschlagen, dass bei Verformung des Distanz-Nietelements
in diesem Nietelementenendbereich das Übermaß im Wesentlichen vollständig beseitigt
wird. Dies kann beispielsweise dadurch erlangt werden, dass das
Distanz-Nietelement wenigstens in diesem Nietelementenendbereich
mit nicht gehärtetem
Metallmaterial aufgebaut ist. Ein Distanz-Nietelement aus nicht
gehärtetem
Metallmaterial ist vergleichsweise weich und wird sich bei Aufbringen
der Nietkraft radial aufspreizen, so dass es unter entsprechender
Kraft am Innenumfang der zugeordneten Nietöffnung anliegt und somit das
Distanz-Nietelement bezüglich
dieses Bauteils auch gegen Verkippen bzw. axiale Verschiebung sichert.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Nietvorrichtung, mit
welcher beispielsweise das vorangehend beschriebene Verfahren durchgeführt werden
kann. Diese Vorrichtung umfasst:
- – eine erste
Unterstützanordnung
mit einem Unterstützabschnitt
zum Unterstützen
eines in Zuordnung zu einem der miteinander zu verbindenden Bauteile
positionierten Nietelementenendbereiche und wenigstens einem weiteren
Unterstützabschnitt
zum Unterstützen
des anderen der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile an seiner
dem einen Bauteil zugewandten Innenseite,
- – einen
Nietstempel zum Aufbringen einer Nietkraft auf ein in Zuordnung
zu dem anderen Bauteil positionierten Nietelementenendbereich zum
Bilden eines Nietkopfes in wenigstens einem der Nietelementenendbereiche.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Längsschnittansicht
einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung
mit zwei in axialem Abstand zueinander positionieren Deckscheibenelementen.
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2 eine
Stufe im Herstellungsprozess einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
bei der die beiden Deckscheibenelemente durch Distanz-Nietelemente
gegen Bewegung axial voneinander weg verbunden werden.
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3 eine
Stufe des Herstellungsprozesses nach Bilden eines Nietkopfes;
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4 eine
vergrößerte Detailansicht
des in 3 erkennbaren Distanz-Nietelements;
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5 eine
der 2 entsprechende Darstellung bei einer alternativen
Vorgehensweise;
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6 eine
der 3 entsprechende Darstellung bei der alternativen
Vorgehensweise;
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7 eine
weitere der 2 entsprechende Darstellung
bei einer weiteren alternativen Vorgehensweise;
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8 eine
Teil-Axialansicht einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung, bei welcher
das erfindungsgemäße Verfahren
angewandt werden kann;
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9 eine
der 8 entsprechende Darstellung einer alternativen
Ausgestaltungsart der Torsionsschwingungsdämpferanordnung;
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10 eine
weitere der 8 entsprechende Darstellung
einer alternativen Ausgestaltungsart der Torsionsschwingungsdämpferanordnung;
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11 eine
Darstellung mit einem alternativ gestalteten Distanz-Nietelement;
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12 eine
der 11 entsprechende Darstellung eines weiteren alternativ
gestalteten Distanz-Nietelements.
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Nachfolgend
wird anhand verschiedener Beispiele beschrieben, wie zwei beispielsweise
aus Blechmaterial aufgebaute Bauteile vermittels eines, im Allgemeinen
aber mehrerer Distanz-Nietelemente miteinander derart verbunden
werden können,
dass durch derartige Nietelemente ein vorgegebener Maximalabstand
der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile sichergestellt wird.
Die beiden in dem Beispiel miteinander zu verbindenden Bauteile
sind die Deckscheibenelemente, auch Deckbleche genannt, einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
wie sie beispielsweise mit Bezug auf die 1 erläutert wurde.
Es ist selbstverständlich,
dass auch andere Bauteile in anderen Einsatzbereichen in der nachfolgend
beschriebenen Art und Weise miteinander verbunden werden können.
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Man
erkennt in der 2 die beiden einander gegenüber liegend
angeordneten Deckscheibenelemente 22, 24, die
beispielsweise in ihrem radial inneren Bereich in der vorangehend
beschriebenen Art und Weise auch fest miteinander verbunden sein oder
werden können.
Zusätzlich
werden in einem radial weiter außen liegenden Bereich diese
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 durch ein oder
vorzugsweise mehrere über
den Umfang verteilt angeordnete Distanz-Nietelemente 46 bezüglich einander in
Richtung voneinander weg arretiert. In Zuordnung zu jedem derartigen
Distanz-Nietelement 46 sind in den Deckscheibenelementen 22, 24 die
Nietöffnungen 48, 50 vorgesehen,
die jeweils zur Aufnahme eines Distanz-Nietelements 46 dienen.
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Beispielsweise
nachdem die beiden Deckscheibenelemente 22, 24 durch
die in 1 erkennbaren Nietbolzen 30 miteinander
verbunden wurden und grundsätzlich
bezüglich
einander bereits in definierter axialer Positionierung gehalten
sind, werden beispielsweise nacheinander im radial weiter außen liegenden
Bereich die Distanz-Nietelemente 46 eingebracht. Diese
können
beispielsweise so aufgebaut sein, dass in Zuordnung zu einem der
Deckscheibenelemente, hier dem Deckscheibenelement 24,
bereits ein Nietkopf 58 am Distanz-Nietelement 46 vorgeformt
ist. Ansonsten weist das Distanz-Nietelement 46 einen
im Wesentlichen ohne radiale Erweiterungen oder Verengungen sich
erstreckenden Körperbereich 64 zwischen
seinen beiden Nietelementenendbereichen 52, 54 auf.
Die Vernietung wird vermittels einer allgemein mit 66 bezeichneten
Nietvorrichtung durchgeführt,
welche an der in der 2 rechts liegenden Seite eine
grundsätzlich
als Widerlager dienende erste Unterstützanordnung 68 umfasst.
Diese beispielsweise aus einem Metallteil gebildete erste Unterstützanordnung 68 umfasst
im dargestellten Beispiel zwei erste Unterstützabschnitte 70, welche
durch zugeordnete Durchgriffsöffnungen 72 in
dem Deckscheibenelement 24 hindurch greifen. Bei der in 2 dargestellten
Anordnung liegen zwischen den beiden Deckscheibenelementen 22, 24 keine
weiteren Bauteile, so dass die ersten Unterstützabschnitte 70 sich
direkt gegen die Innenseite 74 des Deckscheibenelements 22 abstützen können.
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Ein
zweiter Unterstützabschnitt 76 ist
bezüglich
der ersten Unterstützabschnitte 70 so
positioniert, dass dann, wenn diese durch die Durchgriffsöffnungen 72 hindurch
greifend positioniert werden, der zweite Unterstützabschnitt 76 direkt
dem bereits vorgeformten Nietkopf 58 bzw. dem Nietelementenendbereich 54 gegenüber liegt.
Die ersten Unterstützabschnitte 70 und
der zweite Untertstützabschnitt 76 sind
in ihrer Länge
so aufeinander abgestimmt, dass unter Berücksichtigung der für die beiden
Deckscheibenelemente 22, 24 vorzugebenden Maximaldistanz dann,
wenn der zweite Unterstützabschnitt 76 am Nietelementenendbereich 54 bzw.
an dem dort gebildeten Nietkopf 58 anliegt, die ersten
Unterstützabschnitte 70 eine
Positionierung für
das Deckscheibenelement 22 mit dem gewünschten Abstand zum Deckscheibenelement 24 vorgeben.
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Die
erste Unterstützanordnung 68 kann
derart ausgebildet sein, dass die verschiedenen daran gebildeten
Unterstützabschnitte 70, 76 als
starre, zueinander im Wesentlichen auch unbewegliche Abschnitte
beispielsweise eines Metallbauteils vorgesehen sind. Um im Fertigungsprozess
bei verschiedenen zu verbindenden Paaren von Bauteilen auch verschiedene
Abstände
einstellen zu können,
ist es beispielsweise möglich,
den zweiten Unterstützabschnitt 76 oder/und
die ersten Unterstützabschnitte 70 längenvariabel
zu gestalten, jedoch so, dass bei Durchführung eines Vernietvorgangs
eine definierte Positionierung beibehalten bleibt.
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Die
Nietvorrichtung 66 umfasst ferner einen bezüglich der
zu vernietenden Bauteile, hier also der beiden Deckscheibenelemente 22, 24,
an der anderen Seite angeordneten Nietstempel 78. Dieser
ist, wie durch einen Pfeil P angedeutet, in Richtung auf das zu
bearbeitende Distanz-Nietelement 46 zu bzw. davon weg zu
bewegen und ist mit der zum Verformen des Nietelementenendbereichs 52 erforderlichen
Nietkraft gegen dieses pressbar. Man erkennt, dass in der dargestellten
Ausgestaltungsform das Distanz-Nietelement 46 in seinem
durch den Nietstempel 78 zu beaufschlagenden und dabei
zu verformenden Nietelementenendbereich 52 noch unverformt,
also ohne Nietkopf ausgebildet ist. Um hier eine leichtere Verformbarkeit
zu gewährleisten,
kann das Distanz-Nietelement in diesem Endbereich mit einer axial
offenen Aussparung versehen sein.
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Nachdem
das Distanz-Nietelement 46 in der dargestellten Positionierung
in die zugeordneten Nietöffnungen 48, 50 eingebracht
worden ist und die erste Unterstützanordnung 68 so
positioniert wurde, dass sie für
das Distanz-Nietelement 46 bezüglich der beiden Deckscheibenelemente 22, 24 eine
definierte Lage vorgibt, wird mit einer Niederhalteanordnung, hier
in Form eines blattfederartig ausgebildeten Federelements 80,
das Deckscheibenelement 24 mit einer definierten Kraft
gegen die ersten Unterstützabschnitte 70 gepresst.
Diese Kraft kann durch Kraft gesteuerte bzw. geregelte Aktivierung
der Niederhalteanordnung 79 sichergestellt werden, wozu beispielsweise
auch das Federelement 80 mit dem Nietstempel 78 bewegbar
sein kann, so dass bei dieser axialen Bewegung die durch zunehmende
Spannung des Federelements 80 generierte Niederhaltekraft
ansteigt, bis sie den gewünschten
Wert erreicht. Es ist somit sichergestellt, dass unabhängig von
irgendwelchen Bauteiletoleranzen eine definierte Anlage des Deckscheibenelements 22 an
den ersten Unterstützabschnitten 70 gewährleistet
ist.
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Es
wird dann der Nietstempel 78 axial auf das in seinem Nietelementenendbereich 52 zum
Bilden eines Nietkopfs zu verformende Distanz-Nietelement 46 zu
bewegt und mit der gewünschten
Nietkraft auf den Nietelementenendbereich 52 gepresst. Dabei
bildet sich, wie die 3 dies verdeutlicht, in diesem
Nietelementenendbereich 52 der Nietkopf 56, welcher
nunmehr das Deckscheibenelement 22 an seiner Außenseite 60 die
Nietöffnung 48 umgebend übergreift.
Somit ist sichergestellt, dass durch die beiden in definiertem Abstand
zueinander liegenden Nietköpfe 56, 58 die
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 sich nicht
weiter auseinander bewegen können,
als der lichte Abstand zwischen den beiden Nietköpfen 56, 58 dies
vorgibt.
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Nachdem
die gewünschte
Verformung des Distanz-Nietelements 46 erreicht worden
ist, kann der Nietstempel 78 wieder zurück bewegt werden, ggf. zusammen
mit dem Federelement 80. Auch die erste Unterstützanordnung 68 kann
von den beiden miteinander zu verbindenden Deckscheibenelementen 22, 24 weg
bewegt werden, um dann in einem weiteren Vernietvorgang das nächste Distanz-Nietelement 46 einzubringen.
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Die 4 zeigt
vergrößert den
Bereich mit dem Distanz-Nietelement 46 und seinen beiden
Nietköpfen 56, 58.
Man erkennt dabei, dass der bereits vorgeformte Nietkopf 58 in
dieser Positionierung einen geringfügigen Abstand 82 zur
Außenseite 62 des Deckscheibenelements 24 aufweist.
Dieser Abstand ist im Wesentlichen vorgegeben durch die Positionierung
der Unterstützabschnitte 70, 76 und
die Formgebung des Deckscheibenelements 24. Die Folge davon
ist, dass nach Durchführung
des Vernietvorgangs ein geringfügiges
axiales Bewegungsspiel des Deckscheibenelements 24 zum
Nietkopf 58 verbleibt, welches im Betrieb grundsätzlich zugelassen
sein kann. Auch hier ist jedoch sichergestellt, dass durch die Relativlage
der beiden Nietköpfe 56, 58 zueinander
ein gewisser Maximalabstand zwischen den beiden Deckscheibenelementen 22, 24 nicht überschritten
werden kann.
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Man
erkennt in der 4 weiter, dass im Nietelementenendbereich 52,
in welchem durch den Einsatz des Nietstempels 78 der Nietkopf 56 gebildet worden
ist, bei dem Umformungsvorgang ein grundsätzlich zwischen dem Distanz-Nietelement 46 und dem
die Nietöffnung 48 umgebenden
Bereich des Deckscheibenelements 22 vorhandener Zwischenraum 84 durch
die Verformung des Distanz-Nietelements 46 in seinem Nietelementenendbereich 52 ausgefüllt worden
ist. D. h., das Distanz-Nietelement 46 ist in diesem Zustand
in der Nietöffnung 48 im
Wesentlichen fest verspreizt und durch den Reibschluss auch axial
gesichert.
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Weiter
erkennt man, dass auch in Zuordnung zu dem anderen Nietelementenendbereich 54 ein derartiger
Zwischenraum 86 vorgesehen ist, welcher hier auf Grund
der Tatsache, dass eine Verformung im Nietelementenendbereich 54 nicht
aufgetreten ist, auch beibehalten bleibt. Dies bedeutet, dass die
beiden Deckscheibenelemente 22, 24 trotz der Tatsache,
dass das Distanz-Nietelement 46 in seinem Nietelementenendbereich 52 am
Deckscheibenelement 22 im Wesentlichen axial fest und gegen
Verkippung fest getragen ist, die beiden Deckscheibenelemente 22, 24 sich
in zulässigem
Ausmaß axial
und auch in Umfangsrichtung bezüglich
einander bewegen können.
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Diese
Konstellation kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass
für das
Distanz-Nietelement 46 ein Rohling eingesetzt wird, der
insbesondere in seinem Nietelementenendbereich 52 nicht
gehärtet,
also aus vergleichsweise weichem Metallmaterial aufgebaut ist. In
seinem weiter innen liegenden Bereich, in welchem in der 4 keine
entsprechende Verformung erkennbar ist, kann beispielsweise durch
Härten
dafür gesorgt
werden, dass bei Aufbringen der Nietkraft eine entsprechende Verformung des
Distanz-Nietelements 46 nicht entstehen kann. Je nachdem,
wie weit in Richtung auf den Nietelementenendbereich 52 zu
das Distanz-Nietelement 46 gehärtet ist, kann vorgegeben werden,
wie groß die Ausdehnung
des bei Aufbringen der Nietkraft sich verformenden Längenbereichs
ist. Wird das Distanz-Nietelement 46 im gesamten Nietelementenendbereich 52 oder
zumindest demjenigen Bereich, der in der Nietöffnung 48 positioniert
ist, gehärtet,
so kann eine Konstellation erreicht werden, bei welcher auch im
zu verformenden Nietelementenendbereich 52 das grundsätzlich mögliche oder erreichbare
Verkippspiel des Distanz-Nietelements 46 erhalten bleibt.
Das Ausmaß des
möglichen
Verkippspiels kann durch die Vorgabe des Zwischenraums 84 bzw. 86,
also durch Einstellen des Übermaßes der
jeweiligen Nietöffnung 48 oder 50 bezüglich der
Außenabmessung
des Distanz-Nietelements 46 eingestellt werden.
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Die 5 und 6 zeigen
eine alternative Vorgehensweise, bei welcher insbesondere die erste Unterstützanordnung 68 im
Bereich ihrer ersten Unterstützabschnitte 70 so
dimensioniert ist, dass sie sich nicht, wie dies bei dem vorangehenden
Beispiel der Fall war, direkt an dem gegenüber liegenden Deckscheibenelement 22 abstützt. Vielmehr
sind bei dieser Ausgestaltung zwischen den beiden miteinander in
der vorangehend beschrieben Art und Weise zu verbindenden Deckscheibenelementen 22, 24 weitere scheibenartige
Bauteile 88, 90 vorhanden, die einen direkten
Zugriff auf das Deckscheibenelement 22 nicht gestatten.
Hier sind die ersten Unterstützabschnitte 70 so
bemessen bzw. auch auf die Länge
des zweiten Unterstützabschnitts 76 abgestimmt,
dass sie sich dann, wenn der zweite Unterstützabschnitt 76 den
Nietkopf 58 berührt
bzw. stützt, gegen
die zwischen den beiden Deckscheibenelementen 22, 24 liegende
Baugruppe, hier das Bauteil 90, anlegen. Die Unterstützung des
Deckscheibenelements 22 ist dabei also mittelbar, was im
Vergleich zu der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsvariante
den Nachteil mit sich bringt, dass Fertigungs- bzw. Maßtoleranzen
bei den Bauteilen 88, 90 eine Lageungenauigkeit
des Deckscheibenelements 22 bewirken werden können.
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Der
dann durchzuführende
Vernietvorgang entspricht dem vorangehend beschriebenen. Der Nietstempel 78 wird,
wie dies die 6 veranschaulicht, auf das Distanz-Nietelement 46 zu
bewegt und bildet unter Aufbringung der entsprechenden Nietkraft
den Nietkopf 56 am Nietelementenendbereich 52.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass bei der vorangehend erläuterten
Vorgehensweise grundsätzlich das
bereits mit einem vorgeformten Nietkopf ausgebildete Distanz-Nietelement 46 auch
um 180° gedreht
eingebracht werden könnte,
also so positioniert werden könnte,
dass an dem durch den Nietstempel 78 zu beaufschlagenden
Nietelementenendbereich 52 der Nietkopf 56 gebildet
ist, während
der andere Nietelementenendbereich 54 noch ohne Verformung ausgebildet
ist. Dieser stützt
sich axial am zweiten Unterstützabschnitt 76 ab,
welcher wieder so positioniert ist, dass die gewünschte axiale Lage des dann zu
bildenden Nietkopfs 58 erreicht werden kann. Vor dem Entstehen
dieses Nietkopfs 58 liegt der dann bereits vorgeformte
Nietkopf 56 in axialem Abstand zum Deckscheibenelement 22.
Bei Aufbringung der Nietkraft und entsprechender Axialbewegung des
Nietstempels 78 wird das Distanz-Nietelement 46 axial
so weit verschoben, dass im Endzustand der vorgeformte Nietkopf 56 beispielsweise
an der Außenseite 60 des
Deckscheibenelements 22 anliegt und durch entsprechende
Widerlagerung am zweiten Unterstützabschnitt 76 dann
am anderen Nietelementenendbereich 54 der Nietkopf 58 gebildet
worden ist.
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In 7 ist
eine weitere Abwandlung gezeigt. Man erkennt hier wieder die erste
Unterstützanordnung 68 mit
ihren ersten Unterstützabschnitten 70 und
dem zweiten Unterstützabschnitt 76.
Das hier einzubringende Distanz-Nietelement 46 ist so geformt,
dass es zunächst
in keinem seiner Nietelementenendbereiche 52, 54 einen
Nietkopf aufweist. Dies bedeutet, dass sowohl durch die Abstützung am zweiten
Unterstützabschnitt 76 als
auch durch die Beaufschlagung vermittels des Nietstempels 78 jeweils
ein Nietkopf zu bilden ist. Um dabei sicherzustellen, dass nicht
nur durch Unterstützung
des Deckscheibenelements 22 dessen definierte Positionierung
insbesondere im Verhältnis
zu dem am Nietelementenendbereich 54 zu bildenden Nietkopf
erreicht wird, sondern auch das Deckscheibenelement 24 in definierter
Positionierung bezüglich
des am anderen Nietelementenendbereich 52 zu bildenden
Nietkopfs gehalten wird, kann eine zweite Unterstützanordnung 92 mit
einem oder mehreren dritten Unterstützabschnitten 94 vorgesehen
sein. Diese beispielsweise zusammen mit dem Nietstempel 78 bewegbare
zweite Unterstützanordnung 92 durchgreift
mit ihrem Unterstützabschnitt 94 eine
zugeordnete Durchgriffsöffnung 96 im
Deckscheibenelement 22 und kommt im Zuge der axialen Bewegung
des Nietstempels 78 dann in Anlage an der Innenseite 98 des
Deckscheibenelements 24. Somit ist in der Endpositionierung dann,
wenn beide Nietköpfe
gebildet sind, durch die ersten Unterstützabschnitte 70 einerseits
und den oder die dritten Unterstützabschnitte 94 andererseits für eine definierte
Relativaxialpositionierung der beiden Deckscheibenelemente 22, 24 gesorgt.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass bei der in 7 gezeigten
Ausgestaltungsart selbstverständlich
die zweite Unterstützanordnung 92 auch
unabhängig
vom Nietstempel 78 bewegt, also in ihre Unterstützpositionierung
gebracht werden kann, und erst dann, wenn sowohl die erste Unterstützanordnung 68,
als auch die zweite Unterstützanordnung 92 korrekt
positioniert sind, wird der Nietstempel 78 bewegt, um durch
Verformung des Distanz-Nietelements 46 die Nietköpfe zu bilden.
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Auch
dabei kann, wie vorangehend beschrieben, je nachdem, ob bzw. in
welchem Ausmaß das
Distanz-Nietelement 46 mit gehärtetem Metallmaterial ausgebaut
ist, dafür
gesorgt werden, dass in zumindest einem der Nietelementenendbereiche
ein Bewegungsspiel zwischen dem Distanz-Nietelement 46 und
dem zugehörigen
Deckscheibenelement 22, 24 in der jeweiligen Nietöffnung 48, 50 verbleibt.
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Die 8 zeigt
eine Axialansicht der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile
betrachtet von der axialen Seite des Deckscheibenelements 24 her. Man
erkennt an mehreren Umfangspositionierungen die Distanz-Nietelemente 46 bzw.
deren Nietköpfe 58,
welche die Außenseite 62 des
Deckscheibenelements 24 übergreifen. In Zuordnung zu
jedem Distanz-Nietelement 46 sind zwei Durchgriffsöffnungen 72 vorgesehen,
die in Umfangsrichtung beidseits des einzubringenden bzw. hier bereits
eingebrachten Distanz-Nietelements 46 liegen
und auch näherungsweise
auf dem gleichen radialen Niveau bezüglich der Zentralachse der
miteinander zu verbindenden Deckscheibenelemente 22, 24 angeordnet
sind. Somit kann beidseits eines jeweils einzubringenden Distanz-Nietelements 46 durch
die in die Durchgriffsöffnungen 72 einzuführenden
ersten Unterstützabschnitte 70 für eine gewünschte Unterstützwirkung gesorgt
werden.
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In
der 9 ist eine Variante gezeigt, bei welcher in Zuordnung
zu einem jeweiligen Distanz-Nietelement 46 eine beispielsweise
auch nach radial außen
offene Durchgriffsaussparung 72 vorgesehen ist, was dann
beispielsweise der Fall sein kann, wenn bei Betrachtung der 2 die
erste Untertstützanordnung 68 nicht
von der Seite des Deckscheibenelements 24 her genutzt wird,
sondern von der Seite des weniger weit nach radial außen greifenden
Deckscheibenelements 22.
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Die 10 zeigt
eine Anordnung, bei welcher eine langlochartige Durchgriffsaussparung 72 vorgesehen
ist, die in Verbindung mit der hier nicht erkennbaren Nietöffnung für ein jeweiliges
Distanz-Nietelement steht.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die Anzahl bzw. auch
die Größe bzw.
die Abstützfläche der
ersten Unterstützabschnitte 70 so gewählt werden
kann, dass die gewünschte
Unterstützwirkung
erzielt werden kann, gleichwohl jedoch an den verschiedenen Deckscheibenelementen möglichst
wenige bauliche Änderungen
dafür vorgesehen
sein müssen,
die möglicherweise
auch zu Schwächungen
dieser Bauteile führen
könnten. Grundsätzlich könnte also
daran gedacht werden, bei beispielsweise fünf vorzusehenden Distanz-Nietelementen 46 insgesamt
drei derartige Durchgriffsöffnungen
oder Aussparungen über
den Umfang verteilt vorzusehen, um eine gewünschte definierte Positionierung
der beiden Deckscheibenelemente 22, 24 bezüglich einander
sicherzustellen.
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In
den 11 und 12 sind
zwei Varianten von Distanz-Nietelementen 46 nach deren
Anbringung an zwei Bauteilen, also beispielsweise wieder den Deckscheibenelementen 22, 24 gezeigt. Während der
Aufbau gemäß 12 im
Wesentlichen dem vorangehenden entspricht, also das Distanz-Nietelement 46 nach
dem Bilden des Nietkopfs 56 in der zugehörigen Nietöffnung 48 beispielsweise so
aufgespreizt ist, dass es darin auch gegen Verkippen arretiert ist,
zeigt die 11 eine Variante, bei welcher
am Distanz-Nietelement 46 nahe dem Nietelementenendbereich 52 eine
stufenartige Erweiterung 100 gebildet ist. Diese kann sich
gegen die Innenseite 74 des Deckscheibenelements 22 legen, unterstützt durch
die Positionierung des zweiten Unterstützabschnitts 76. Der
Vernietvorgang wird dann so wie vorangehend beschrieben durchgeführt, so dass,
wenn beispielsweise der Nietkopf 58 bereits vorgeformt
war, durch die Einwirkung des Nietstempels 78 der Nietkopf 56 erzeugt
wird. Zwischen dem Nietkopf 56 und der stufenartigen Erweiterung 100 ist dann
das Deckscheibenelement 22 geklemmt, so dass eine gegen
Verkippen bzw. Bewegen gesicherte Halterung des Distanz-Nietelements 46 am
Deckscheibenelement 22 erreicht wird. Bezüglich des
anderen Deckscheibenelements verbleibt der Zwischenraum 86,
so dass grundsätzlich
die beiden Deckscheibenelemente 22, 24 in geringem
Ausmaß in
Umfangsrichtung bezüglich
einander bewegbar sind bzw. auch in geringem Ausmaß axial
bewegbar sind, insbesondere axial aufeinander zu bewegbar sind.
Auch bei der in 12 gezeigten Ausgestaltungsform
ist durch den Beibehalt des Zwischenraums 86 in Zuordnung
zum Deckscheibenelement 24 für derartige Relativbewegbarkeit
gesorgt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird
es auch unter Einsatz der dargestellten Nietvorrichtung möglich, zwei
beispielsweise scheibenartige miteinander zu verbindende Bauteile
so bezüglich einander
zu arretieren, dass ein gewisses Maximalmaß im gegenseitigen Abstand
nicht überschritten werden
kann, ohne dass es notwendig ist, hierfür Nietelemente einzusetzen,
die an einer oder ggf. mehreren Positionen mit entsprechenden Abstufungen
gebildet sind, die insbesondere bei Durchführung eines Vernietvorgangs
dann als Widerlager dienen. Dieses Widerlager für die zu verbindenden Bauteile
wird erfindungsgemäß durch
die Unterstützabschnitte
der Unterstützanordnung
bzw. Unterstützanordnungen
realisiert.
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Es
sei abschließend
darauf hingewiesen, dass selbstverständlich bei zwei miteinander
zu verbindenden Bauteilen die dafür eingesetzten Distanz-Nietelemente
nicht alle den gleichen Aufbau aufweisen müssen. So ist es erforderlichenfalls
möglich,
verschieden gestaltete Distanz-Nietelemente zu kombinieren, von
welchen einige in Verbindung mit keinem der zu verbindenden Bauteile
eine feste Arretierung aufweisen können, also jeweiliges Bewegungsspiel
haben, während
andere in Zuordnung zu einem oder ggf. auch beiden zu verbindenden
Bauteilen durch entsprechende Verformung bei Durchführung des
Vernietvorgangs fixiert werden.
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Weiter
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich der erfindungsgemäße Vernietvorgang so
durchgeführt
werden kann, dass die einzelnen einzubringenden Distanz-Nietelemente
nacheinander eingebracht werden. Bei entsprechender Ausgestaltung
der Nietvorrichtung mit in Zuordnung zu verschiedenen einzubringenden
Distanz-Nietelementen den jeweils erforderlichen Unterstützabschnitten, können selbstverständlich auch
mehrere oder alle Distanz-Nietelemente gleichzeitig eingebracht
werden.
