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Die Erfindung betrifft einen Nietstempel zum Vernieten eines Niets wenigstens im Umfeld einer Drehmomentübertragungsvorrichtung. Bei dieser Drehmomentübertragungsvorrichtung kann es sich insbesondere um eine Kupplung, eine Doppelkupplung oder eine Bremse handeln. Der Nietstempel umfasst dabei einen Körper, der sich entlang einer Längsachse des Nietstempels erstreckt, welcher wenigstens teilweise zum in Anlagebringen mit dem Niet ausgelegt ist und wenigstens zum Teil zum Leiten von Strom von dem Niet zu einer Sensiereinrichtung ausgelegt ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein System, bestehend aus einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, ein Niet zum Verbinden zweier Bauteile, wenigstens zwei Bauteile, die im Umfeld dieses Antriebsstrangs bereitgestellt sind und des weiteren ein Nietstempel, wie er oben beschrieben wurde. Außerdem wird ein entsprechendes Verfahren zum Vernieten eines Niets mit von der Erfindung umfasst.
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Üblicherweise werden solche Nietstempel auch beim Vernieten von Kupplungen, wie bspw. Reibungskupplungen, Doppelkupplungen und Hebelaktoren eingesetzt. So offenbart bspw. die
DE 32 24 404 C2 eine Reibungskupplung sowie ein Verfahren zu deren Montage. Diese Druckschrift offenbart eine Reibungskupplung mit einer durch mindestens einen Kraftspeicher in Richtung auf eine Mitnehmerscheibe beaufschlagbaren Druckplatte, welche mittels Blattfedern und einem Kupplungsbauteil, z.B. einem Kupplungsgehäuse drehfest, jedoch in achsrichtig verlagerbar angelenkt ist, wobei die Blattfedern über ein Befestigungsmittel an der Druckplatte angelenkt sind, in dem je ein Befestigungsmittel durch Öffnen der Blattfedern hindurch ragt, wobei das Befestigungsmittel auf der der Druckplatte abgekehrten Seite der Blattfedern eine vor dem Setzen eines Niets bereits angeformte radiale Erweiterung zur Halterung der Blattfedern besitzt und in einer innerhalb der radialen Erstreckung der Reibfläche der Druckplatte vorgesehenen Sacklochbohrung verankert ist, indem zumindest ein Teilbereich eines in der Sacklochbohrung befindlichen zapfenartigen Abschnittes radial verspreizt ist, wobei die den zapfenartigen Abschnitt des Befestigungsmittels aufnehmende Sacklochbohrung zumindest über Teilbereiche ihrer axialen Erstreckung Profilierungen aufweist, in welche das Befestigungsmittel durch das radiale Verspreizen plastisch verformt ist. Auch ist ein Verfahren zum Anlenken von Blattfedern auf einer Druckplatte einer Reibungskupplung offenbart.
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Üblicherweise werden Nietstempel auch aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. HSS-Material gefertigt. Unter HSS-Material wird ein legierter Werkzeugstahl mit bis zu 2,06 % Kohlenstoffgehalt und bis zu 30 % Anteil an Legierungselementen wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Kobalt, Nickel und Titan verstanden.
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Die hierbei bisher verwendeten Nietstempel sind so in einem Material gefertigt, dass zahlreiche Nachteile auftreten. So kommt es häufig zu Fehlmessungen durch das Berühren des Nietstempels mit elektrisch leitenden Bauteilen, beispielsweise dem Nietwerkzeug, was zu einer fehlerhaften Bestimmung des Zustands nach dem Nietvorgang führt. Solche Probleme verschärfen sich insbesondere, wenn wenig Bauraum zur Verfügung steht, da dann die Wahrscheinlichkeit steigt, dass der Nietstempel in Kontakt mit angrenzenden Bauteilen gerät. Der Nietstempel gelangt dann zu früh in Kontakt mit diesen Bauteilen, wie zum Beispiel eine Anpressplatte, was zu ungewollten Zuständen führt, so dass technisch einwandfreie Bauteile, wie Doppelkupplungen, die gerade vernietet worden sind, aufgrund solch einer Fehlermeldung wieder demontiert werden müssen, obwohl es sich statt der fehlerhaften Nietausbildung eigentlich um ein Bauteil handelt, welches in Ordnung ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und eine sichere und korrekte Nietbeurteilung zu ermöglichen bzw. zu verbessern.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Nietstempel gelöst, welcher einen Körper innerhalb des Nietstempels aufweist, welcher wenigstens zwei Zustände einnehmen kann. Bei dem ersten Zustand des Körpers ist dabei eine Stromleitung von dem Körper zu einer Sensiereinrichtung unterbrochen, während in einem zweiten Zustand der Körper so mit der Sensiereinrichtung direkt oder indirekt verbunden ist, dass ein elektrischer Kontakt entsteht, so dass ein Strom durch den Körper zur Sensiereinrichtung fließen kann.
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Der Körper kann dabei wenigstens teilweise mit dem Niet in Berührung kommen und über eine elektrische Leitfähigkeit einen ordnungsgemäßen Niet oder einen nicht ordnungsgemäßen Niet zu erkennen.
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Insbesondere kann der Nietstempel bzw. der Körper des Nietstempels dabei in einer Ausführungsform so ausgebildet sein, dass er einen Kern umfasst, der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, wobei bei einem Kontakt zwischen Körper und Niet ein elektrischer Strom durch diesen Kern zur Sensiereinrichtung fließen kann. Dieser Kern kann von einer insbesondere druckfesten, elektrisch isolierenden Deckschicht zumindest teilweise, bevorzugt wenigstens im nietnahen Ende des Körpers, umgeben sein. Der Kern kann dabei beispielsweise aus einem metallischen, elektrisch leitenden Werkstoff, oder einem elektrisch leitenden Keramikmaterial bestehen. Bei dem metallischen Werkstoff kann es sich beispielsweise um eine Stahllegierung, insbesondere ein HSS-Material, handeln. Die isolierende Deckschicht kann zur Erhöhung ihrer Druckfestigkeit Keramikpartikel aufweisen, oder auch vollständig aus einem Keramikmaterial, in diesem Fall einem isolierenden, ausgebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, beide Bereiche, das heißt Kern und isolierende Deckschicht, mit ähnlichen druckfesten Eigenschaften auszurüsten.
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Zur Bereitstellung der wenigstens zwei Zustände des Körpers innerhalb des Nietstempels ist es in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass ein überwindbares Abstandselement bereitgestellt ist, welches im ersten Zustand einen elektrischen Kontakt zwischen dem Körper und der Sensiereinrichtung bzw. gegebenenfalls zwischen dem Kern und der Sensiereinrichtung unterbindet, und in dem zweiten Zustand einen elektrischen Kontakt wenigstens nicht mehr verhindert, wobei diese Zustände reversibel ineinander übergeführt werden, das heißt geändert werden können. Die Überwindbarkeit des Abstandselements ist dabei also reversibel vielfach durchführbar.
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Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Abstandselement um ein Federelement, welches an einem nietfernen Ende des Körpers bereitgestellt ist. Eine Federkraft übt dabei auf den Körper in Richtung Gelenkachse des Nietstempels auf. Diese Federkraft ist aber so groß, dass sie im ersten Zustand den Körper elektrisch von der Sensiereinheit bzw. von entsprechend mit der Sensiereinrichtung verbundenen Elemente trennt. Dieses wird zum Beispiel dadurch ermöglicht, dass es zu einem Abstand, das heißt einer Trennung zweier beteiligter Elemente im Leitungsweg zwischen Körper und Sensiereinrichtung kommt.
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Die Federkraft des Federelements kann dabei insbesondere so eingestellt sein bzw. ein entsprechendes Federelement ausgewählt sein, dass eine Ausdehnung bzw. eine Zusammenpressung des Federelements, welche ausreicht, um einen elektrischen Kontakt zwischen Körper und Sensiereinrichtung herzustellen, erst oberhalb eines Krafteintrags in Form von einem Druck auf den Körper bzw. das Federelement ermöglicht wird. Auf diese Weise kann ein sicheres Erkennen eines ordnungsgemäßen oder gerade nicht ordnungsgemäßen Niets erreicht werden.
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In einer bevorzugten, einfachen Ausführungsform des Nietstempels ist es vorgesehen, dass der Körper eine nietferne Kontaktfläche aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Nietstempels ausgebildet sein kann und eine hiermit korrespondierende Kontaktfläche innerhalb des Nietstempels im nietfernen Bereich, wenigstens zur Verbindung mit einer Sensiereinrichtung vorgesehen ist. Diese korrespondierende Kontaktfläche kann dabei insbesondere Teil eines leitenden Anschlussteils sein, welcher den Kontakt mit der Sensiereinrichtung herstellen kann. Im ersten Zustand werden dabei die Kontaktflächen jeweils des Körpers und des Anschlussteils durch die Feder bzw. die Federkraft des Federelements räumlich voneinander getrennt, so dass sie voneinander beabstandet sind und nach einer Überwindung der Federkraft können die Kontaktflächen so aufeinander kontaktierend anliegen, dass es zu einem Stromfluss durch den Körper bzw. durch den Kern des Körpers und das Anschlussteil hin zu der Sensiereinrichtung kommen kann. Auf diese Weise kann eine elektrische Leitung vom Niet über den Körper des Nietstempels bzw. über den Kern des Nietstempels durch die beiden Kontaktflächen und das Anschlussteil hin zur Sensiereinrichtung erreicht werden.
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Erfindungsgemäß ist es weiter vorgesehen, dass aus einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs wenigstens zweier Bauteile innerhalb dieses Antriebsstrangs, zum Beispiel Bestandteile einer Doppelkupplung, einer Kupplung, eines Hebelaktors oder eines Zweimassenschwungrads und einem Niet, welcher diese beiden Bauteile verbinden soll und dem erfindungsgemäßen Nietstempel zum Vernieten des Niets ein entsprechendes System gebildet wird.
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Des weiteren wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei welchem ein erfindungsgemäßer Nietstempel verwendet wird, um eine Verbindung wenigstens zweier Bauteile wenigstens zu überprüfen. Hierfür wird entsprechend der erfindungsgemäße Nietstempel mit einem die Verbindung wenigstens unterstützenden Niet in Verbindung gebracht.
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Ein Beispiel der Erfindung, auf welches diese aber nicht beschränkt ist und aus dem sich weitere erfindungsgemäße Merkmale, sowohl alleine als auch in Kombination, ergeben können, ist in den folgenden Figuren gezeigt. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch einen Nietstempel in einer Kupplung,
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2 einen Längsschnitt des Nietstempels nach 1, wobei der Nietstempel in Anlage mit einem Niet befindlich ist, und
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3 ein Detail im Fußbereich des Nietstempels.
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Die Figuren sind schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nietstempels 1 zum Vernieten eines Niets 2 einer Kupplung, wie einer Doppelkupplung 3, dargestellt. Der Nietstempel 1 kann jedoch auch beim Vernieten eines Hebelaktors oder eines Zweimassenschwungrads eingesetzt werden.
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Der Nietstempel 1 ist länglich ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse 4. Seiner Körper 5 ist innerhalb des Nietstempels 1 wenigstens teilweise von Isolierabschnitten 8 umgeben. Der Körper 5 selber ist elektrisch leitfähig ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann der Körper 5 selber im Wesentlichen isolierend, gegebenenfalls mit einer elektrisch isolierenden Deckschicht, ausgebildet sein und einen elektrisch leitfähigen Kern, welcher sich komplett durch die Längsachse 4 erstreckt, aufweisen. Bei einer derartigen Ausführungsform kann zum einen der Kern aus einem metallischen leitfähigen Material und die isolierende Deckschicht aus einem isolierenden Keramikmaterial bestehen. Des weiteren wäre es auch möglich, als Kernmaterial ein elektrisch leitfähiges Keramikmaterial zu nehmen, dann wären die weiteren Eigenschaften zwischen Kern und isolierender Deckschicht, abgesehen von der Leitfähigkeit, wenigstens ähnlich.
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Insbesondere an einem nietnahen Ende 9 des Nietstempels 1 kann, wenn ein entsprechender leitender Kern im Bereich des Körpers 5 vorgesehen ist, ein hier nicht dargestelltes Isolationsendstück vorgesehen sein, welches den Kernbereich des Körpers 5 vor ungewollten Berührungen schützt. Hierbei sollte darauf geachtet werden, dass dieses Isolationsendstück und der Kern des Körpers 5 aus ähnlichen Materialien, vorzugsweise mit dem gleichen oder wenigstens ähnlichen E-Modul bestehen. Beispielsweise ist es möglich, als Isolationsendstück eine nicht leitende Keramik mit dem gleichen E-Modul zu verwenden, wie eine leitende Keramik, die man als Kern des Körpers 5 auswählt.
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In dem hier dargestellten Fall ist am nietnahen Ende 9 des Nietstempels 1 noch kein, wenigstens den Körper 5 mit Kraft beaufschlagender Kontakt zwischen dem Körper 5 und dem Niet 2 gegeben. Am nietfernen Ende 11 des Körpers 5 befindet sich am Körper 5 eine Kontaktfläche 6, welche einer korrespondierenden Kontaktfläche 7 eines Anschlussteils 12 gegenüberliegt. Das Anschlussteil 12 selber ist leitend mit einer Sensiereinrichtung 14, wie sie in 3 dargestellt ist, verbunden. Aufgrund eines Federelements 10 im Anschlussteil 12 sind die Kontaktflächen 6 des Körpers 5 und 7 des Anschlussteils 12 voneinander beabstandet und weisen einen Abstand 19 auf. Um ungewollte Ströme zwischen Anschlussteil 12 und Körper 5 zu vermeiden, ist zum einen der Körper 5 auch im nietfernen Bereich, das heißt am nietfernen Ende 11, von einem Isolierabschnitt 8 umschlossen, während das Anschlussteil 12 in einer topfartigen Isolationseinrichtung 13 vorgesehen ist. Die Federkraft des Federelements 10 wirkt in Richtung der Längsachse 4 auf den Niet 2 zu. Ist der Körper 5 noch nicht durch den Niet 2 kraftbeaufschlagt, so sind, wie hier dargestellt, die Kontaktflächen 6, 7 vom Körper 5 und Anschlussteil 12 voneinander beabstandet und ein elektrischer Kontakt zwischen Körper 5 und Anschlussteil 12 und darüber ein elektrischer Kontakt zwischen Körper 5 und Sensiereinrichtung 14 nicht gegeben.
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2 zeigt den Nietstempel 1 gemäß 1, wobei hier eine Kraftbeaufschlagung des Körpers 5 mittels einer Anpresskraft 18 über den Niet 2 erfolgt. Das Federelement 10 wird bei einer ausreichend großen Anpresskraft 18 in Richtung des Pfeils 20 entgegen der Federkraft zusammengepresst, wodurch es zu einem leitenden Kontakt der Kontaktflächen 6 und 7 von Körper 5 und Anschlussteil 12 kommt. Auf diese Weise kann ein Strom in Richtung des Pfeils 16 durch Niet 2, Körper 5 und Anschlussteil 12 in Richtung Sensiereinrichtung 14 fließen.
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In der 3 ist die Sensiereinrichtung 14 in Kontakt mit dem Anschlussteil 12. Hier ist die Situation dargestellt, dass der Körper 5 durch den Niet 2 kraftbeaufschlagt ist und das Federelement 10 so in das Anschlussteil 12 eingepresst wurde, dass die Kontaktflächen 6, 7 von Körper 5 und Anschlussteil 12 aufeinander liegen. Ein elektrischer Kontakt zwischen Körper 5 und Anschlussteil 12 und damit eine elektrische Leitung hin zur Sensiereinrichtung 14 ist hier gegeben und es kann ein Strom vom Niet 2 über den Körper 5 in Richtung des Pfeils 16 zum Anschlussteil 12 und hierüber in Richtung 17 zur Sensiereinrichtung 14 fließen. Zur Vermeidung von ungewollten elektrischen Strömen ist auch die Sensiereinrichtung 14 von einem entsprechenden Isolierring 15 umgeben.
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Auf diese Weise kann durch die Verwendung des beschriebenen Nietstempels mit dem Federelement 10 eine Überbrückung des Zustands des Niets 2 mittels der Sensiereinrichtung 14 über Ströme in Richtung der Pfeile 16, 17 nur dann erfolgen, wenn durch eine Kraftbeaufschlagung durch eine Anpresskraft 18 in Richtung der Längsachse 4 die Federkraft des Federelements 10 so überwunden wird, dass das Federelement 10 im Wesentlichen vollständig in das Anschlussteil 12 hineingepresst wird und ein elektrischer Kontakt über die Kontaktflächen 6, 7 zwischen dem Körper 5 und dem Anschlussteil 12 zustande kommt. Eine Fehlmessung durch die Sensiereinrichtung 14 zu einem Moment, wenn noch keine ausreichende Kontaktierung des Niets 2 erfolgt ist, kann somit ausgeschlossen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nietstempel
- 2
- Niet
- 3
- Doppelkupplung
- 4
- Längsachse
- 5
- Körper
- 6
- Kontaktfläche
- 7
- Kontaktfläche
- 8
- Isolierabschnitt
- 9
- nietnahes Ende
- 10
- Federelement
- 11
- nietfernes Ende
- 12
- Anschlussteil
- 13
- Isolationseinrichtung
- 14
- Sensiereinrichtung
- 15
- Isolierring
- 16
- Pfeil
- 17
- Pfeil
- 18
- Anpresskraft
- 19
- Abstand
- 20
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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