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Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen eines Verbindungselements an einem Bauteil nach dem Oberbegriff von Anspruch 3. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Bauteilverbund bestehend aus einem Bauteil und einem damit befestigten Verbindungselement nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 und eine Drehmomentübertragungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
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Eine Drehmomentübertragungsvorrichtung ist beispielsweise aus
DE 10 2014 209 973 A1 bekannt. Darin wird ein Lamellenträger an einem Dämpfereingangsteil angenietet. In
WO 2014 012 542 A1 wird eine Drehmomentübertragungsvorrichtung beschrieben, die als Doppelkupplung ausgebildet ist und einen ersten Träger und zweiten Träger aufweist, die getrennt voneinander herstellbar und kongruent geformt sind, so dass sie gegeneinander austauschbar sind. Die Träger sind drehfest über eine Nietverbindung miteinander verbunden. In
DE 10 2016 221 579 A1 ist ein Fliehkraftpendel beschrieben, das mehrteilig ausgebildet ist und Gehäuseteile aufweist, die miteinander vernietet sind.
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Derartige Nietverbindungen sind allgemein bekannt. Diese weisen üblicherweise einen Nietschaft und einen daran einstückig ausgebildeten Nietkopf auf. Der Niet wird in dem Bauteil befestigt, indem der Niet in dem Bauteil eingesteckt wird und durch den Nietkopf in dem Bauteil positioniert ist. Bei einem anschließenden Nietvorgang wird der Nietschaft durch Anwendung einer Vernietungskraft mit einem Nietstempel zu einem Schließkopf umgeformt und dadurch der Niet an dem Bauteil befestigt. Solche Nietelemente müssen für jede Anwendung geeignet ausgewählt und an die Anforderungen angepasst werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verbindungselement zu verbessern. Die Herstellungskosten für das Verbindungselement sollen gesenkt werden und die Herstellung des Verbindungselements soll vereinfacht werden und schneller erfolgen. Weiterhin soll ein Bauteilverbund bestehend aus wenigstens einem ersten und zweiten Bauteil kostengünstiger und einfacher aufgebaut werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zu verbessern.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das erste Bauteil einfacher und schneller mit dem zweiten Bauteil verbunden werden. Das Verbindungselement kann flexibler verwendet und an die jeweilige Anwendung sowie leichter und einfacher an die unterschiedlichen Materialstärken des ersten und zweiten Bauteils angepasst werden. Die Kosten für das Verbindungselement können verringert werden. Die Herstellung des Verbindungselements kann vereinfacht werden und schneller erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der erste und zweite Befestigungsabschnitt jeweils durch Vernietung bei in dem ersten Bauteil eingesetztem Halteabschnitt umformbar.
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Wenigstens eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch durch ein Verfahren zur Verbindung eines ersten und zweiten Bauteils durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen nach Anspruch 3 gelöst. Dadurch kann ein an dem Verbindungselement anzubringender Nietkopf entbehrlich sein. Die Herstellung wird vereinfacht und das Verbindungselement ist flexibler einsetzbar. Die Kosten für das Verbindungselement können verringert werden. Weiterhin kann das erste Bauteil einfacher und schneller mit dem zweiten Bauteil verbunden werden.
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Die nachfolgenden Merkmale beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, sowohl auf das vorgeschlagene Verbindungselement als auch auf das vorgeschlagene Verfahren zur Verbindung des ersten und zweiten Bauteils.
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Das erste und/oder zweite Bauteil kann aus einem Blech aufgebaut sein. Das Verbindungselement kann als Nietstift ausgeführt sein. Die erste Bauteilaussparung kann aus dem ersten Bauteil gestanzt sein. Die zweite Bauteilaussparung kann aus dem zweiten Bauteil gestanzt sein.
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In einer speziellen Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens ist der erste Befestigungsabschnitt im vernieteten Zustand an der ersten Seite des ersten Bauteils anliegend und/oder der zweite Befestigungsabschnitt im vernieteten Zustand an der zweiten Seite des zweiten Bauteils anliegend angeordnet. Der erste Befestigungsabschnitt kann im vernieteten Zustand unmittelbar an der ersten Seite des ersten Bauteils anliegen. Der zweite Befestigungsabschnitt kann im vernieteten Zustand unmittelbar an der zweiten Seite des zweiten Bauteils anliegen. Das zweite Bauteil kann eine der zweiten Seite in Bezug auf die Längsachse gegenüberliegende erste Seite aufweisen. Die zweite Seite des ersten Bauteils und die erste Seite des zweiten Bauteils können einander zugewandt sein und insbesondere unmittelbar aneinander anliegen. Der erste Befestigungsabschnitt kann an der ersten Seite des ersten Bauteils durch Umformung vernietet sein und/oder der zweite Befestigungsabschnitt kann an der zweiten Seite des zweiten Bauteils durch Umformung vernietet sein.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung bewirkt das Verbindungselement eine Verbindung zwischen dem ersten Bauteil, zweiten Bauteil und einem weiteren dritten Bauteil bewirken kann, wobei das Verbindungselement einen dritten Durchdringungsabschnitt aufweist, der zwischen dem ersten Durchdringungsabschnitt und dem ersten Befestigungsabschnitt angeordnet ist und der durch eine dritte Bauteilaussparung in dem dritten Bauteil durchgreifen kann und der einen vierten Durchmesser aufweist. Das erste Bauteil kann in Bezug auf die Längsachse zwischen dem zweiten und dritten Bauteil angeordnet sein. Der erste Befestigungsabschnitt kann an einer ersten Seite des dritten Bauteils durch Umformung vernietet sein. Der erste Befestigungsabschnitt kann im vernieteten Zustand an der ersten Seite des dritten Bauteils anliegen. Das dritte Bauteil kann aus Blech aufgebaut sein. Das erste Bauteil kann ein Zwischenblech sein. Das zweite und/oder dritte Bauteil kann ein Deckblech sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden, nachdem das Verbindungselement mit dem Halteabschnitt in der ersten Bauteilaussparung eingepresst ist und dadurch gegenüber dem ersten Bauteil festgelegt ist, anschließend der zweite Durchdringungsabschnitt durch die zweite Bauteilaussparung und der dritte Durchdringungsabschnitt durch die dritte Bauteilaussparung geführt und dadurch das zweite und dritte Bauteil jeweils über das Verbindungselement gegenüber dem ersten Bauteil positioniert und anschließend der erste und zweite Befestigungsabschnitt durch Vernietung bei in dem ersten, zweiten und dritten Bauteil eingesetztem Verbindungselement umgeformt. Das in dem ersten Bauteil eingepresste Verbindungselement kann als Zentrierhilfe zur Positionierung des zweiten und/oder dritten Bauteils dienen. Der erste Befestigungsabschnitt kann, insbesondere unmittelbar, an einer ersten Seite des dritten Bauteils anliegen. Im vernieteten Zustand kann der Durchmesser des ersten Befestigungsabschnitts grösser als der vierte Durchmesser sein und/oder der Durchmesser des zweiten Befestigungsabschnitts grösser als der zweite Durchmesser sein.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist der dritte Durchmesser grösser als der zweite Durchmesser und sämtliche zwischen dem dritten Durchmesser und dem zweiten Durchmesser möglicherweise vorliegenden und von dem zweiten und dritten Durchmesser abweichenden Durchmesser sind kleiner als der dritte Durchmesser.
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In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung sind der zweite Durchmesser und der vierte Durchmesser gleich. Der zweite Durchmesser kann auch kleiner oder grösser als der vierte Durchmesser sein.
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Wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben wird weiterhin durch einen Bauteilverbund nach den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
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Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung nach den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann als Kupplung, Doppelkupplung, Drehmomentwandler, Zweimassenschwungrad, Drehschwingungsdämpfer, Fliehkraftpendel und/oder Hybridmodul ausgebildet sein. Das erste, zweite und/oder dritte Bauteil kann eine Pendelmasse eines Fliehkraftpendels sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Querschnitt durch einen Bauteilverbund in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem unvernieteten und vernieteten Zustand.
- 2: Eine räumliche Ansicht eines Bauteilverbunds in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 3: Querschnitte von Verbindungselementen in weiteren speziellen Ausführungsformen der Erfindung.
- 4: Eine räumliche Ansicht eines Verbindungselements in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 5: Einen Teilschritt eines Verfahrens zur Verbindung eines ersten und zweiten Bauteils in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 6: Einen weiteren Teilschritt eines Verfahrens zur Verbindung eines ersten und zweiten Bauteils in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 7: Ein Verbindungselement in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen Bauteilverbund 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Bauteilverbund ist in 1 a) in einem unvernieteten und in 1 b) in einem vernieteten Zustand abgebildet. Der Bauteilverbund 10 umfasst ein erstes Bauteil 12, ein zweites Bauteil 14, ein drittes Bauteil 16 und ein Verbindungselement 18. Das Verbindungselement 18 bewirkt im vernieteten Zustand eine Vernietung des ersten, zweiten und dritten Bauteils 12, 14, 16. Das Verbindungselement 18 weist einen ersten Durchdringungsabschnitt 20 mit einen erstem Durchmesser 22 auf. Der erste Durchdringungsabschnitt 20 greift durch eine erste Bauteilaussparung 24 in dem ersten Bauteil 12 entlang einer Längsachse 26 durch. Weiterhin umfasst das Verbindungselement 18 einen ersten Befestigungsabschnitt 28, der einteilig aus dem Verbindungselement 18 ausgeführt ist und der einer ersten Seite 30 des ersten Bauteils 12 zugeordnet ist, einen zweiten Durchdringungsabschnitt 32, der einen zweiten Durchmesser 34 aufweist und der angrenzend an den und einteilig aus dem ersten Durchdringungsabschnitt 20 ausgeführt ist und der durch eine zweite Bauteilaussparung 36 in dem zweiten Bauteil 14 entlang der Längsachse 26 durchgreift und einen zweiten Befestigungsabschnitt 38, der einteilig aus dem Verbindungselement 18 ausgeführt ist und der einer zweiten Seite 40 des zweiten Bauteils 14 zugeordnet ist. Der erste und zweite Befestigungsabschnitt 28, 38 ist zur Vernietung umformbar und kann beispielsweise durch ein Nietwerkzeug, insbesondere einen Nietstempel, umgeformt werden.
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Der erste Durchdringungsabschnitt 20 weist einen Halteabschnitt 42 auf, der in der ersten Bauteilaussparung 24 eingepresst ist und der in Bezug auf die Längsachse 26 zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt 28 und dem zweiten Durchdringungsabschnitt 32 angeordnet ist und der einen dritten Durchmesser 44 aufweist, wobei im hier in 1 a) abgebildeten unvernieteten Zustand des Verbindungselements 18 der dritte Durchmesser 44 grösser als der zweite Durchmesser 34 ist und sämtliche zwischen dem dritten Durchmesser 44 und dem zweiten Durchmesser 34 möglicherweise vorliegenden, von dem zweiten und dritten Durchmesser 34, 44 abweichenden Durchmesser kleiner als der dritte Durchmesser 44 sind. Dadurch kann das Verbindungselement 18 zuverlässig in dem ersten Bauteil 12 positioniert werden und die Verbindung des ersten Bauteils, zweiten Bauteils und dritten Bauteils 12, 14, 16 kann einfacher und schneller erfolgen. Weiterhin kann das Verbindungselement 18 flexibler verwendet und an die jeweilige Anwendung und an die unterschiedlichen Materialstärken des ersten, zweiten und dritten Bauteils 12, 14, 16 leichter und einfacher angepasst werden. Außerdem kann die Herstellung des Verbindungselements 18 vereinfacht werden und schneller erfolgen.
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Weiterhin ist ein dritter Durchdringungsabschnitt 46 einteilig mit dem Verbindungselement 18 ausgebildet, der zwischen dem ersten Durchdringungsabschnitt 20 und dem ersten Befestigungsabschnitt 28 angeordnet ist und der eine dritte Bauteilaussparung 48 in dem dritten Bauteil 16 durchdringt und der einen vierten Durchmesser 50 aufweist. Der dritte Durchmesser 44 ist grösser als der vierte Durchmesser 50 und sämtliche zwischen dem dritten Durchmesser 44 und dem vierten Durchmesser 50 vorliegenden und von dem dritten und vierten Durchmesser 44, 50 abweichenden Durchmesser sind kleiner als der dritte Durchmesser 44. Der zweite Durchmesser 34 und der vierte Durchmesser 50 sind insbesondere gleich gross.
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In 1 b) ist das Verbindungselement 18 in einem vernieteten Zustand abgebildet. Der erste Befestigungsabschnitt 28 ist an einer ersten Seite 52 des dritten Bauteils 16 durch Umformung vernietet. Der erste Befestigungsabschnitt 28 ist dabei an der ersten Seite 52 des dritten Bauteils 16 anliegend angeordnet. Der zweite Befestigungsabschnitt 38 ist an der zweiten Seite 40 des zweiten Bauteils 14 durch Umformung vernietet. Der zweite Befestigungsabschnitt 38 ist dabei unmittelbar an der zweiten Seite 40 des zweiten Bauteils 14 anliegend angeordnet. Das zweite Bauteil 14 weist eine der zweiten Seite 40 in Bezug auf die Längsachse 26 gegenüberliegende erste Seite 56 auf. Das erste Bauteil 12 weist eine der ersten Seite 30 in Bezug auf die Längsachse 26 gegenüberliegende zweite Seite 54 auf. Die zweite Seite 54 und die erste Seite 56 sind einander zugewandt und auch unmittelbar aneinander anliegend angeordnet. Im vernieteten Zustand ist der Durchmesser des ersten Befestigungsabschnitts 28 grösser als der vierte Durchmesser und der Durchmesser des zweiten Befestigungsabschnitts 38 ist grösser als der zweite Durchmesser.
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In 2 ist eine räumliche Ansicht eines Bauteilverbunds 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das erste, zweite und dritte Bauteil 12, 14, 16 ist eine Pendelmasse eines Fliehkraftpendels. Das erste, zweite und dritte Bauteil 12, 14, 16 sind durch zwei Verbindungselemente 18 miteinander fest verbunden.
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3 zeigt mehrere Querschnitte von Verbindungselementen 18 in weiteren speziellen Ausführungsformen der Erfindung. Die Ausführungsformen in den 3 a) bis h) unterscheiden sich dabei in der Ausgestaltung und der Lage des Halteabschnitts 42. Der Halteabschnitt 42 ist in den 3 a) bis d) jeweils in einem mittleren Bereich des Verbindungselements 18 angeordnet und in den 3 e) bis h) außermittig an dem Verbindungselement 18 gelegen.
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In 4 ist eine räumliche Ansicht eines Verbindungselements 18 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei ist der Halteabschnitt 42 mittig angeordnet. Gut erkennbar ist der gegenüber dem zweiten Durchmesser des ersten Befestigungsabschnitts 28 und dem vierten Durchmesser des zweiten Befestigungsabschnitts 38 größere dritte Durchmesser des Halteabschnitts 42.
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5 zeigt einen Teilschritt eines Verfahrens zur Verbindung eines ersten und zweiten Bauteils in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Teilschritt besteht in einer Vormontage des Verbindungselements 18 in dem ersten Bauteil 12.
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In 5 a) ist abgebildet, wie das Verbindungselement 18 bis zu dem Halteabschnitt 42, dessen dritter Durchmesser größer als der zweite und vierte Durchmesser ist, auf dem ersten Bauteil 12 positioniert wird. Das erste Bauteil 12 ist auf einer Einpressmatrize 58 angeordnet.
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In 5 b) ist abgebildet, wie das Verbindungselement 18 durch einen Einpressstempel 60 durch Anwendung einer Einpresskraft 62 mit dem Halteabschnitt 42 in die erste Bauteilaussparung 24 eingepresst wird. In 5 c) ist das Verbindungselement 18 in dem ersten Bauteil 12 eingepresst abgebildet. Durch das Einpressen in der Vormontage kann das Verbindungselement 18 an dem ersten Bauteil 12 festgelegt werden und ist für die nachfolgende Vernietung und Positionierung der weiteren Bauteile, die mit dem ersten Bauteil 12 verbunden werden, passend ausgerichtet.
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In 6 ist ein weiterer Teilschritt eines Verfahrens zur Verbindung eines ersten und zweiten Bauteils in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Teilschritt besteht in der Befestigung des zweiten und dritten Bauteils mit dem ersten Bauteil und einer Vernietung des Verbindungselements. In 6 a) ist der Zusammenbau aus dem vorhergehenden Teilschritt, bei dem das Verbindungselement 18 in das erste Bauteil 12 eingepresst wurde, abgebildet. Das Verbindungselement 18 dient hierbei als Zentrierhilfe für die Positionierung des zweiten Bauteils 14 und dritten Bauteils 16 auf dem ersten Bauteil 12. Das zweite Bauteil 14 ist dabei auf einem Teileträger 64 angeordnet. Der zweite Durchdringungsabschnitt 32 wird durch die zweite Bauteilaussparung 36 geführt und dadurch das zweite Bauteil 14 über das Verbindungselement 18 gegenüber dem ersten Bauteil 12 positioniert. Anschließend oder gleichzeitig wird der dritte Durchdringungsabschnitt 46 durch die dritte Bauteilaussparung 48 geführt und dadurch auch das dritte Bauteil 16 über das Verbindungselement 18 gegenüber dem ersten Bauteil 12 positioniert.
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In 6 b) sind das zweite und dritte Bauteil 14, 16 auf dem ersten Bauteil 12 positioniert. Ein Nietstempel 66 wird von beiden Seiten auf das Verbindungselement 18 durch Anwendung einer Vernietungskraft 68 gedrückt und der erste Befestigungsabschnitt 28 und der zweite Befestigungsabschnitt 38 durch Vernietung bei in dem ersten und zweiten Bauteil 12, 14 eingesetztem Verbindungselement 18 umgeformt. Dadurch wird das Verbindungselement 18 mit dem ersten, zweiten und dritten Bauteil 12, 14, 16 und diese wiederum miteinander fest verbunden. In 5 c) ist der vernietete Bauteilverbund 10 abgebildet.
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7 zeigt ein Verbindungselement 18 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. In 7 a) ist eine räumliche Ansicht und in 7 b) eine Draufsicht auf das Verbindungselement 18 abgebildet. Das Verbindungselement 18 weist in einem mittleren Bereich an dem Halteabschnitt 42 einen gerändelten Bereich 70 auf, durch den das Verbindungselement 18 zuverlässig und leicht in dem ersten Bauteil eingepresst oder verstemmt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bauteilverbund
- 12
- erstes Bauteil
- 14
- zweites Bauteil
- 16
- drittes Bauteil
- 18
- Verbindungselement
- 20
- erster Durchdringungsabschnitt
- 22
- erster Durchmesser
- 24
- erste Bauteilaussparung
- 26
- Längsachse
- 28
- erster Befestigungsabschnitt
- 30
- erste Seite
- 32
- zweiter Durchdringungsabschnitt
- 34
- zweiter Durchmesser
- 36
- zweite Bauteilaussparung
- 38
- zweiter Befestigungsabschnitt
- 40
- zweite Seite
- 42
- Halteabschnitt
- 44
- dritter Durchmesser
- 46
- dritter Durchdringungsabschnitt
- 48
- dritte Bauteilaussparung
- 50
- vierter Durchmesser
- 52
- zweite Seite
- 54
- zweite Seite
- 56
- erste Seite
- 58
- Einpressmatrize
- 60
- Einpressstempel
- 62
- Einpresskraft
- 64
- Teileträger
- 66
- Nietstempel
- 68
- Vernietungskraft
- 70
- gerändelter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014209973 A1 [0002]
- WO 2014012542 A1 [0002]
- DE 102016221579 A1 [0002]
