WO2011047993A1 - Niet, nietvorrichtung und nietverfahren - Google Patents

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WO2011047993A1
WO2011047993A1 PCT/EP2010/065312 EP2010065312W WO2011047993A1 WO 2011047993 A1 WO2011047993 A1 WO 2011047993A1 EP 2010065312 W EP2010065312 W EP 2010065312W WO 2011047993 A1 WO2011047993 A1 WO 2011047993A1
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WO
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rivet
riveting
elements
setting head
indentation
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PCT/EP2010/065312
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Bayer
Winfried Bokisch
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/14—Riveting machines specially adapted for riveting specific articles, e.g. brake lining machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/36—Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06—Solid rivets made in one piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae

Definitions

  • the present invention relates to a rivet, a riveting device and a riveting method for riveting two elements in a drive train of a
  • the coupling elements are riveted together.
  • the coupling elements are riveted together.
  • a clutch disc drive plate and pad spring arranged on a riveting device such that their openings come to lie one above the other.
  • a rivet is inserted, which is then deformed by pressure such that its rivet shank fills the opening, whereby the two elements are positively connected with each other.
  • riveting devices Since usually not only a rivet, but a number of rivets are necessary to produce, for example, the clutch disc, riveting devices, so-called assembly tables, are used in which automated rivet holders are provided with substantially vertically aligned rivets on which then the to riveting elements are arranged, and in a single riveting step, all rivets are pressed together.
  • Object of the present invention is therefore a rivet, a
  • the present invention is based on the idea of speeding up the riveting process by combining the riveting and embossing steps into one step.
  • a riveting device is advantageously used, which has a receptacle for receiving a rivet, wherein the receptacle also has an embossing punch.
  • an impression on a setting head of the rivet can already be formed during the pressing, that is to say during the actual riveting step. It is particularly advantageous if the receptacle is formed integrally with the die.
  • the simultaneous has
  • the invention proposes to use a rivet, which has a shielding and / or an undercut on its setting head.
  • a rivet which has a shielding and / or an undercut on its setting head.
  • a Schirnnung of ca.0,05 to 0,1 mm or in other words a shielding at an angle of less than 10 ° has proven to be advantageous.
  • an undercut which is executed at an angle of more than 60 ° with respect to the rivet shank.
  • the embossing or the die is not round, as known from the prior art, but has at least one indentation or a meandering, triangular, quadrangular, polygonal, star-shaped or flower-shaped circulatory contour. Due to this non-round imprint of the bearing pressure, in particular in the
  • the indentation has a sloping edge region, so that the inner contour profile of the indentation merges into a slope in the plane of the setting head.
  • the outer dimensions of the impression are smaller than the internal dimensions of the opening in the elements to be riveted. This has the advantage that the imprint directly improves the bearing behavior of the rivet in the opening.
  • the die has the largest possible contact surface. By the largest possible designed support surface tilting of the rivet from the perpendicular during the setting step can be prevented.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first preferred embodiment of the rivet according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second preferred embodiment of the rivet according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third preferred embodiment of the rivet according to the invention.
  • Embodiment of erfindunmultien rivet with inventive imprinting shows a schematic cross-sectional view through a compressed rivet
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a riveting device in various stages of the riveting method according to the invention.
  • FIG. 8 shows an enlarged view of the riveting device from FIG. 7;
  • Fig. 1 shows schematically a side view of a rivet 1 with a
  • the rivet shank 4 can also have a conical end portion 6, to allow easy insertion of the rivet 1 in an opening or openings of elements to be riveted (not shown).
  • the rivet 1 according to the invention is advantageously used in the riveting method according to the invention described below.
  • the inventive rivet may be used in any other method.
  • the inner edge 8 of the setting head 2 has no substantially perpendicular angle to the outer surface 10 of the rivet shank 4, but that they are at an angle ⁇ relative to a substantially vertical
  • Alignment of the inner surface 8 of the setting head 2 is deflected.
  • the angle ⁇ is preferably less than about 10 °, so that, for example, in a Flachkopfniet the Abnniliae 5.0 x 11.3 a Vorleung of about 0.05 to 0.1 mm is formed.
  • the rivet 1 can also be formed with a free seat 12.
  • a free seat 12 Such an exemplary embodiment is shown in FIG. 2, in which the setting head 2 of the rivet 1 has a free seat 12 on its inner surface 8 facing the rivet shank 4 in the region of the rivet shank 4.
  • the free seat 12 is preferably designed such that it forms an angle ⁇ with the outer surface 10 of the rivet shank 4. This angle ⁇ is preferably greater than 60 °.
  • the patio 12 can be created for example by milling or turning.
  • FIG. 3 again shows a rivet 1 with a rivet shank 4 and a setting head 2, the inside 8 of the setting head 2 being pre-screened both against the rivet shank 4 and also having a free seat 12.
  • This embodiment is clearly shown in Figure 4, in which the inner edge 8 is again an angle ⁇ relative to a substantially vertical orientation of the inner edge inclined.
  • the substantially vertical orientation of the inner edge is shown in FIG. 4, and thus the course of the shielding is schematically indicated by the reference numeral 14 as a dashed line.
  • Inner edge 8 of the setting head 2 cause the setting head 2 is not flat against the element to be riveted. If appropriate, this can even lead to the rivet shank not being aligned substantially parallel to the opening in the element to be riveted before the actual riveting operation, but being tilted, so that the hole filling behavior is impaired. Free seat 12 and shield 14, however, allow a plan concerns the inner surface 8 of the setting head 2 to the
  • the free seat 12 and the shield 14 have the advantage that a parachute, i. Bending of an edge region 16 of the setting head 2 during the formation of the embossment or in a subsequent embossing step is prevented.
  • the screen is formed by the fact that the material of the setting head 2 deformed by the pressure of the stamping die and a bulge in the area between setting head 2 and rivet shank 4 forms, which lifts the edge region 16 of the material to be riveted.
  • the rivet 1 has a free seat 12 or a shielding 14, it can be filled with the material resulting from the embossing, so that an improved contact between the setting head 2 and the element to be riveted is achieved.
  • 5 shows a plan view of a setting head 2 of a rivet 1 with an indentation 20, wherein the indentation 20 has a star-shaped outer contour 22, which merges into the surface 24 of the setting head 2, and an embossed recessed surface 26, which of an inner contour 28 is limited.
  • the imprint 20 itself may have any shape. However, it should show the largest possible and shallow recessed area 26.
  • Circumferential contour 22, 28 of the indentation 20 may be triangular, quadrangular, star-shaped, flower-shaped or meander-shaped.
  • the star-shaped meandering shape which is shown schematically in FIG. 5, has proved to be particularly advantageous.
  • the edge region 30 between inner contour 28 and outer contour 22 is preferably chamfered, so that the surface 24 of the setting head 2 merges via the chamfered edge region 30 into the recess surface 26 of the embossment 20.
  • the maximum diameter D of the indentation 20 is smaller than the inner diameter of the openings in the elements to be riveted.
  • the dimensions are shown schematically in Fig.6 again.
  • Fig. 6 shows a cross-section through a rivet 1, which is guided through openings 32, 24, in two elements 36, 38 and pressed therein, so that the two elements 36, 38 are riveted together.
  • the rivet shank 4 is deformed in such a way that the openings 32, 34 in the elements 36 and 38 are filled up with material of the rivet shank 4, and the rivet shank 4 also has a deformed area 40 at its end area, which has the two riveted
  • FIG. 6 shows schematically the indentation 20 with the embossed recess surface 26 and the beveled edge region 30.
  • Figure 6 shows that the maximum diameter D that is the maximum dimensions of the indentation 20 are smaller than the inner diameter d of the openings 32nd , 34.
  • FIG. 7 shows a plan view of a riveting device for riveting
  • FIG. 7 shows the riveting device 46 at different stages during the process
  • the area marked I corresponds to the state of the riveting device 46 before the riveting process or after removal of the finished area
  • the riveting device 46 has receptacles 48 which also equipped with an embossing stamp 50.
  • the embossing punch 50 is, as shown here, preferably star-shaped or with a meandering
  • Circumferential contour formed and has a flat support surface 52. This can be seen in particular in the enlarged view of FIG.
  • the support surface 52 is formed as large as possible, so that a rivet 1 on her, im
  • FIG. 7 The vertical arrangement of a rivet 1 can also be clearly seen in the enlarged detail of FIG.
  • the arrangement of the rivets 1 takes place in a first method step, in which the receptacles 48 are equipped with rivets 1.
  • This process stage is shown in FIG. 7 in the image section area II.
  • the first element to be riveted 36 here a pad spring
  • the second element 38 to be riveted which in the case shown in FIG. 7 is a driver disk, is arranged above the lining springs 36, the rivets 1 again projecting through openings 34 provided in the driver disk. Placing the rivets and then placing them to
  • riveting elements above the rivets is also called setting step.
  • Riveting is simultaneously on the punch 50 in the face of the
  • the depression surface 26 merges via a bevelled edge region 30 into the setting head surface 24.
  • the meandering or star-shaped allows

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Abstract

Offenbart werden ein Niet (1), eine Nietvorrichtung sowie ein Nietverfahren zum Vernieten mindestens zweier Elemente (36, 38) eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug, wobei dem Niet (1) während des Nietverfahrens mit der Nietvorrichtung eine Einprägung (20) eingeprägt wird.

Description

Patentanmeldung
Niet, Nietvorrichtung und Nietverfahren
Beschreibung:
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Niet, eine Nietvorrichtung sowie ein Nietverfahren zum Vernieten zweier Elemente in einem Antriebsstrang eines
Fahrzeugs.
[0002] Im Automobilbau werden Elemente des Antriebstrangs, insbesondere die Kupplungselemente miteinander vernietet. Dazu werden beispielsweise bei der Herstellung einer Kupplungsscheibe Mitnehmerscheibe und Belagfeder auf einer Nietvorrichtung derart angeordnet, dass ihre Öffnungen übereinander zu liegen kommen. Durch diese übereinander angeordneten Öffnungen wird ein Niet gesteckt, der dann über Druck derart verformt wird, dass sein Nietschaft die Öffnung ausfüllt, wodurch die beiden Elemente formschlüssig miteinander verbunden sind.
[0003] Da meist nicht nur ein Niet, sondern eine Reihe von Nieten nötig sind, um beispielsweise die Kupplungsscheibe herzustellen, werden Nietvorrichtungen, so genannte Montagetische, eingesetzt, bei denen automatisiert Nietaufnahmen mit im wesentlichen lotrecht ausgerichteten Nieten versehen werden, auf denen dann die zu vernietenden Elemente angeordnet werden, und in einenn einzigen Nietschritt alle Nieten gemeinsam verpresst werden.
[0004] Problematisch an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass aufgrund von Unebenheiten an einem der zu vernietenden Elemente nicht alle Setzköpfe der Nieten plan an dem zu vernietende Element anliegen, so dass im nachfolgenden Nietschritt das Lochfüllverhalten und der damit entstehende Lochleibungsdruck nicht ausreicht, um einen ausreichenden Formschluss der zu vernietenden Elemente bereitzustellen.
[0005] Aufgrund der auf die vernietenden Elemente wirkenden Kräfte können sich dann die Nietverbindungen lösen, so dass zum einen Ausschuss produziert wird, oder aber sich im Laufe des Betriebs die Bestandteile der Kupplungsscheiben lösen.
[0006] Es ist deshalb in dem Stand der Technik vorgeschlagen worden, nach dem Nietschritt das bereits vernietete Element einem zusätzlichen Prägeschritt zu unterziehen, bei dem in der Stirnseite des Setzkopfs eine zusätzliche kugelförmig ausgebildete Einprägung ausgebildet wird, die das Lochfüllverhalten insbesondere im Bereich des Setzkopfes verbessern soll.
[0007] Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass der zusätzliche Prägeschritt sowohl zeitintensiv ist, als auch durch die nötige zusätzliche Maschine kostenintensiv ist. Zudem hat sich gezeigt, dass die kugelförmigen Einprägungen den
Lochleibungsdruck nicht wesentlich verbessern, sondern ganz im Gegenteil, aufgrund der Einprägung sich der äußere Randbereich des Setzkopfes leicht heben kann, so dass der Setzkopf nicht mehr an dem zu vernietenden Element anliegt.
[0008] Liegt der Setzkopf jedoch nicht an dem zu vernietenden Element an, besteht kein Kontakt mehr zwischen Setzkopf und den zu vernietenden Elementen, was wiederum den Formschluss der Nietverbindung beeinträchtigt. [0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Niet, ein
Nietverfahren und eine Nietvorrichtung bereitzustellen, so dass neben einenn schnellen Nietverfahren auch ein verbesserter Formschluss der Niet in den zu vernietenden Elementen bereitgestellt wird.
[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Niet gemäß Patentanspruch 1 , eine Nietvorrichtung gemäß Patentanspruch 5 sowie ein Nietverfahren gemäß
Patentanspruch 11.
[0011 ] Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, das Nietverfahren dadurch zu beschleunigen, dass der Niet- und Prägeschritt zu einem Schritt zusammengefasst werden. Dazu wird vorteilhafterweise eine Nietvorrichtung verwendet, die eine Aufnahme zum Aufnehmen eines Niets aufweist, wobei die Aufnahme zudem einen Prägestempel aufweist. Dadurch kann bereits während des Verpressens, also während des eigentlichen Nietschritts, bereits eine Einprägung an einem Setzkopf des Niets ausgebildet werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Aufnahme integral mit dem Prägestempel ausgebildet ist. Zudem hat das gleichzeitige
Verpressen mit Einprägen den Vorteil, dass ein Aufschirmen, also das Abheben des Rands des Setzkopfs, beim Einprägen verringert werden kann.
[0012] Um das Aufschirmen noch weiter zu verbessern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Niet zu verwenden, der an seinem Setzkopf eine Schirmung und/oder einen Freistich aufweist. Durch die Schirmung in Richtung Nietschaft kann dem Aufschirmen beim Prägen entgegen gewirkt werden. Ein alternativ oder zusätzlich ausgestalteter Freistich zwischen Setzkopf und Nietschaft kann
Unebenheiten in dem zu vernietenden Element ausgleichen, wodurch eine
verbesserte Auflage des Setzkopfs an dem zu vernietenden Element ermöglicht wird. [0013] Wie ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, hat sich eine Schirnnung von ca.0,05 bis 0,1 mm oder anders ausgedrückt eine Schirmung unter einem Winkel von weniger als 10° als vorteilhaft erwiesen. Ebenfalls vorteilhaft ist ein Freistich, der in einem Winkel von mehr als 60° bezüglich des Nietschafts ausgeführt ist.
[0014] In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einprägung bzw. der Prägestempel nicht rund, wie aus dem Stand der Technik bekannt, sondern weist mindestens eine Einbuchtung oder eine mäanderförmige, dreieckige, viereckige, mehreckige, sternförmige oder blütenförmige Umlaufkontur auf. Aufgrund dieser nicht runden Einprägung kann der Lochleibungsdruck, insbesondere in den
Außenbereichen der Einprägung derart verändert werden, dass der Formschluss zwischen Niet und den zu vernietenden Elementen verbessert wird.
[0015] Ebenfalls vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Einprägung einen schräg verlaufenden Randbereich aufweist, so dass der Innenkonturverlauf der Einprägung in einer Schräge in die Ebene des Setzkopfs übergeht.
[0016] Vorteilhafterweise sind die Außenmaße der Einprägung kleiner als die Innenmaße der Öffnung in den zu vernietenden Elementen. Dies hat den Vorteil, dass die Einprägung direkt das Lochleibungsverhalten des Niets in der Öffnung verbessert.
[0017] Insbesondere beim Herstellen von vernieteten Kupplungsscheiben mit Mitnehmerscheibe und Belagfeder hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als vorteilhaft erwiesen.
[0018] Bei der Verwendung eines Montagetisches, bei dem die Nieten in
Aufnahmen gesteckt werden, ist es vorteilhaft, wenn der Prägestempel eine möglichst große Auflagefläche aufweist. Durch die möglichst groß ausgestaltete Auflagefläche kann ein Kippen des Niets aus der Lotrechten während des Setzschritts verhindert werden.
[0019] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den
Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.
[0020] Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind dabei exennplarischer Natur und sollen nicht dazu dienen, den Schutzbereich der Erfindung festzulegen. Dieser wird ausschließlich durch die beiliegenden Ansprüche definiert.
[0021] Es zeigen:
Fig.1 : eine schematische Darstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Niets;
Fig.2: eine schematische Darstellung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Niets;
Fig.3: eine schematische Darstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Niets;
Fig.4: eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs des in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiels;
Fig.5: eine schematische Aufsicht auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiels des erfindungemäßen Niets mit erfindungsgemäßer Einprägung; Fig.6: eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen verpressten Niet;
Fig.7: eine schematische Darstellung einer Nietvorrichtung in verschiedenen Stadien des erfindungsgemäßen Nietverfahrens;
Fig.8: eine vergrößerte Darstellung der Nietvorrichtung aus Fig.7; und
Fig.9: eine Ausschnittsdarstellung eines fertig vernieteten Elements mit Niet und Einprägung.
[0022] Im den folgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente mit gleichlautenden Bezugszeichen gekennzeichnet.
[0023] Fig.1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Niets 1 mit einem
Setzkopf 2 und einem Nietschaft 4. Der Nietschaft 4 kann zudem einen konusförmigen Endbereich 6 aufweisen, um ein einfaches Einführen des Niets 1 in eine Öffnung bzw. Öffnungen von zu vernietenden Elementen (nicht dargestellt) zu ermöglichen.
[0024] Der erfindungsgemäße Niet 1 wird vorteilhafterweise in dem weiter unten beschriebenen erfindungsgemäßen Nietverfahren eingesetzt. Es ist jedoch für einen Fachmann klar, und auch von Schutzbereich der Erfindung umfasst, dass der erfindungsgemäße Niet in jedem anderen Verfahren verwendet werden kann.
[0025] Erfindungsgemäß ist der Setzkopf 2 gegen den Nietschaft 4 vorgeschirmt. Das bedeutet, dass die Innenkante 8 des Setzkopfs 2 keinen im Wesentlichen rechtwinkligen Winkel zu der Außenfläche 10 des Nietschafts 4 aufweist, sondern, dass sie um einen Winkel α gegenüber einer im Wesentlichen senkrechten
Ausrichtung der Innenfläche 8 des Setzkopfs 2 ausgelenkt ist. [0026] Der Winkel α ist vorzugsweise geringer als ca.10°, so dass beispielsweise bei einem Flachkopfniet der Abnnaße 5.0 x 11.3 eine Vorschirmung von etwa 0,05 bis 0,1 mm entsteht.
[0027] Neben bzw. statt der Schirmung kann der Niet 1 auch mit einem Freisitz 12 ausgebildet sein. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig.2 gezeigt, bei dem der Setzkopf 2 des Niets 1 an seiner zum Nietschaft 4 zeigenden Innenfläche 8 im Bereich des Nietschafts 4 einen Freisitz 12 aufweist. Dabei ist der Freisitz 12 vorzugsweise derart ausgebildet, dass er einen Winkel ß mit der Außenfläche 10 des Nietschafts 4 ausbildet. Dieser Winkel ß ist vorzugsweise größer als 60°. Der Freisitz 12 kann dabei beispielsweise mittels Fräsens oder Drehens geschaffen werden.
[0028] Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem sowohl Freisitz 12, als auch eine Schirmung vorhanden sind. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in den Fig.3 und 4 dargestellt, wobei Fig.4 eine vergrößerte Ansicht des Setzkopfs in dem durch A gekennzeichneten Bereich darstellt.
[0029] Fig.3 zeigt wiederum einen Niet 1 mit einem Nietschaft 4 und einem Setzkopf 2, wobei die Innenseite 8 des Setzkopfs 2 sowohl gegen den Nietschaft 4 vorgeschirmt ist, als auch einen Freisitz 12 aufweist. Diese Ausbildung ist deutlich in Fig.4 dargestellt, bei dem die Innenkante 8 wiederum einen Winkel α gegenüber einer im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung der Innenkante geneigt ist. Die im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung der Innenkante ist in Fig.4 und damit der Verlauf der Schirmung ist schematisch als gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet.
[0030] Ebenfalls deutlich in Fig.4 zu sehen ist die zusätzliche Ausbildung eines Freisitzes 12 im Bereich zwischen Setzkopf 2 und Nietschaft 4. [0031 ] Die Schirmung 14 bzw. der Freisitz 12 dienen dazu, dass unter anderem Unebenheiten in dem zu vernietenden Element ausgeglichen werden können. Diese Unebenheiten können bei einer im Wesentlichen senkrechten Ausführung der
Innenkante 8 des Setzkopfs 2 dazu führen, dass der Setzkopf 2 nicht plan an dem zu vernietenden Element anliegt. Gegebenfalls kann dies sogar dazu führen, dass der Nietschaft vor dem eigentlichen Nietvorgang nicht im Wesentlichen parallel zu der Öffnung in dem zu vernietenden Element ausgerichtet, sondern gekippt ist, so dass das Lochfüllverhalten verschlechtert ist. Freisitz 12 und Schirmung 14 ermöglichen dagegen ein planes Anliegen der Innenfläche 8 des Setzkopfs 2 an dem zu
vernietende Element, so dass sowohl das Lochfüllverhalten verbessert wird, als auch eine besonders gute Kontaktierung zwischen Setzkopf 2 und zu vernietendem Element erreicht wird.
[0032] Des Weiteren haben der Freisitz 12 und die Schirmung 14 den Vorteil, dass ein Aufschirmen, d.h. ein Aufbiegen eines Randbereichs 16 des Setzkopfs 2 beim Ausbilden der Einprägung bzw. bei einem darauf folgenden Prägeschritt verhindert wird.
[0033] Das Aufschirmen entsteht dadurch, dass sich das Material des Setzkopfs 2 durch den Druck des Prägestempels verformt und eine Ausbeulung im Bereich zwischen Setzkopf 2 und Nietschaft 4 ausbildet, die den Randbereich 16 von dem zu vernietenden Material abhebt. Eine derartige Materialanhäufung oder
Materialverformung entsteht zwar immer beim Prägen also auch beim
erfindungsgemäßen Verfahren, dadurch jedoch dass der Niet 1 einen Freisitz 12 oder eine Schirmung 14 aufweist, kann diese/r mit dem durch das Prägen anfallende Material aufgefüllt werden, so dass eine verbesserte Kontaktierung zwischen Setzkopf 2 und zu vernietendem Element erreicht wird. [0034] Fig.5 zeigt eine Aufsicht auf einen Setzkopf 2 eines Niets 1 mit einer Einprägung 20, wobei die Einprägung 20 eine sternförmige Außenkontur 22 aufweist, die in die Fläche 24 des Setzkopfs 2 übergeht, und eine eingeprägte Vertiefungsfläche 26 aufweist, die von einer Innenkontur 28 begrenzt wird.
[0035] Die Einprägung 20 selbst kann eine beliebige Form aufweisen. Sie sollte jedoch eine möglichst große und flache Vertiefungsfläche 26 zeigen. Die
Umlaufkontur 22, 28 der Einprägung 20 kann dreieckig, viereckig, sternförmig, blütenförmig oder mäanderförmig ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat sich die sternförmige Mäanderform erwiesen, die schematisch in Fig.5 gezeigt ist.
[0036] Der Randbereich 30 zwischen Innenkontur 28 und Außenkontur 22 ist vorzugsweise abgeschrägt, so dass die Fläche 24 des Setzkopfs 2 über den abgeschrägten Randbereich 30 in die Vertiefungsfläche 26 der Einprägung 20 übergeht.
[0037] Vorzugsweise ist der maximale Durchmesser D der Einprägung 20 kleiner als der Innendurchmesser der Öffnungen in den zu vernietenden Elementen. Die Abmaße sind schematisch in Fig.6 noch mal dargestellt.
[0038] Fig.6 zeigt einen Querschnitt durch einen Niet 1 , der durch Öffnungen 32, 24, in zwei Elementen 36, 38 geführt und darin verpresst ist, so dass die zwei Elemente 36, 38 miteinander vernietet sind. Dies bedeutet auch, dass der Nietschaft 4 derart verformt ist, dass die Öffnungen 32, 34 in den Elementen 36 bzw.38 mit Material des Nietschafts 4 aufgefüllt sind, und der Nietschaft 4 zudem auch an seinem Endbereich einen verformten Bereich 40 aufweist, der die beiden vernieteten
Elemente 36 und 38 an der„Unterseite" 42 kontaktiert. Die„Oberseite" 44 der vernieteten Elemente kontaktiert die Innenseite 8 des Setzkopfs 2. [0039] Zudem zeigt Fig.6 schematisch die Einpragung 20 mit der eingeprägten Vertiefungsfläche 26 und dem abgeschrägten Randbereich 30. Zudem zeigt Fig.6, dass der maximale Durchmesser D d.h. die maximalen Ausmaße der Einprägung 20 kleiner sind als der Innendurchmesser d der Öffnungen 32, 34. Dies hat den Vorteil, dass die Einprägung 20 und damit die Erhöhung des Lochleibungsdrucks im Bereich der Einprägung zu einem besserten Lochfüllverhalten des Niets 1 innerhalb der Öffnung 32, 34, und nicht zu einer lediglichen Verformung des Setzkopfs 2 führt.
[0040] In den Fig.7 bis 9 wird schematisch das erfindungsgemäße Nietverfahren sowie die erfindungsgemäße Nietvorrichtung beschrieben.
[0041 ] Zwar ist es vorteilhaft dafür auch die in den Fig.1 bis 6 beschriebenen Nieten zu verwenden, es ist jedoch auch möglich und vom Rahmen der Erfindung umfasst, dass herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Nieten verwendet werden.
[0042] Fig.7 zeigt in Aufsicht eine Nietvorrichtung zum Vernieten von
Mitnehmerscheibe und Belagfedern zum Herstellen einer Kupplungsscheibe. Dabei zeigt Fig.7 die Nietvorrichtung 46 in unterschiedlichen Stadien während des
Nietverfahrens.
[0043] Auch wenn im Folgenden das Verfahren anhand des Beispiels einer zu vernietenden Kupplungsscheibe mit Mitnehmerscheibe und Belagfedern erläutert wird, ist es für einen Fachmann selbstverständlich klar, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Vernieten von anderen Elementen eingesetzt werden kann.
[0044] In Fig.7 entspricht der mit I gekennzeichnete Bereich dem Zustand der Nietvorrichtung 46 vordem Nietverfahren bzw. nach Entfernen der fertigen
Kupplungsscheibe. Wie gezeigt, weist die Nietvorrichtung 46 Aufnahmen 48 auf, die zudem mit einem Prägestempel 50 ausgerüstet sind. Der Prägestempel 50 ist, wie hier dargestellt, vorzugsweise sternförmig bzw. mit einer mäanderförmigen
Umlaufkontur ausgebildet und weist eine flache Auflagefläche 52 auf. Dies ist insbesondere in der vergrößerten Darstellung aus Fig.8 zu sehen. Die Auflagefläche 52 ist dabei möglichst großflächig ausgebildet, so dass ein Niet 1 auf ihr, im
Wesentlichen lotrecht, angeordnet werden kann.
[0045] Die lotrechte Anordnung eines Niets 1 ist ebenfalls in dem vergrößerten Ausschnitt von Fig.8 gut zu sehen. Insgesamt erfolgt die Anordnung der Nieten 1 in einem ersten Verfahrensschritt, bei dem die Aufnahmen 48 mit Nieten 1 bestückt werden. Dieses Verfahrensstadium ist in Fig.7 in dem Bildausschnittsbereich II gezeigt. In Bildausschnitt III ist gezeigt, dass auf die gesetzten Nieten das erste zu vernietende Element 36, hier eine Belagfeder, derart gesetzt wird, dass die Nieten 1 durch Öffnungen 32 in der Belagfeder 36 ragen. In einem weiteren Schritt (siehe Bildausschnitt IV) wird das zweite zu vernietende Element 38, das in dem in Fig.7 dargestellten Fall eine Mitnehmerscheibe ist, über den Belagfedern 36 angeordnet, wobei wiederum die Nieten 1 durch in der Mitnehmerscheibe vorgesehene Öffnungen 34 ragen. Das Setzen der Nieten und das darauffolgende Anordnen der zu
vernietenden Elemente über den Nieten wird auch Setzschritt genannt.
[0046] Sind die zu vernietenden Elemente 36, 38 fertig angeordnet, werden alle Nieten gleichzeitig verpresst. Während dieses Verpressens, dem eigentlichen
Nietschritt, wird gleichzeitig über den Prägestempel 50 in der Stirnfläche des
Setzkopfs 2 die Einprägung 20 ausgebildet, so dass das Lochleibungsverhalten des Niets besonders gut ist. Ist die Kupplungsscheibe fertig verpresst, wird sie aus der Nietvorrichtung 46 entnommen, so dass die Nietvorrichtung 46 für ein erneutes Vernieten von zwei Elementen bereitsteht. [0047] Fig.9 zeigt einen Aufsichtsausschnitt einer fertig vernieteten Kupplungsscheibe bestehend aus Belagfeder 36 und Mitnehnnerscheibe 38, die mit einem Niet 1 vernietet ist. Vom Niet 1 ist jedoch nur der Setzkopf 2 mit Einprägung 20 zu sehen.
[0048] Wie der Fig.9 deutlich zu entnehmen ist, geht die Vertiefungsfläche 26 über einen abgeschrägten Randbereich 30 in die Setzkopffläche 24 über. Wie im Vorhergehenden beschrieben ermöglicht die mäander- bzw. sternförmige
Umlaufkontur der Einprägung 20, dass der Lochleibungsdruck insbesondere im Bereich des Setzkopfes verbessert wird. Dadurch kann der Formschluss der beiden vernieteten Elemente verbessert werden.
Bezugszeichenliste:
Niet
Setzkopf
Nietschaft
konischer Endbereich des Nietschafts
Innenfläche des Setzkopfs
Außenfläche des Nietschafts
Freisitz
Schirmung
Randbereich des Setzkopfs
Einprägung
Außenkontur
Setzkopffläche
Vertiefungsfläche
Innenkontur
Randbereich
Öffnung in erstem zu vernietenden Element, inbes. Belagfeder Öffnung in zweitem zu vernietenden Element, inbes. Mitnahmescheibe erstes zu vernietendes Element, inbes. Belagfeder
zweites zu vernietendes Element, inbes. Mitnahmescheibe
verformter Endbereich des Niets
Nietkontaktbereich an zweitem zu vernietenden Element
Nietkontaktbereich an erstem zu vernietenden Element
Nietvorrichtung
Aufnahme
Prägestempel 52 Auflagefläche des Prägestempels
D Außenmaß der Einprägung d Innenmaß der Öffnung

Claims

Ansprüche:
1. Niet, insbesondere Flachkopfniet, zum Vernieten zumindest zweier Elemente (36, 38) eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug mit einem Setzkopf (2) und einem Nietschaft (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Setzkopf (2) eine Schirmung (14) und/oder einen Freistich (12) aufweist.
2. Niet (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Schirmung (14) in Richtung des
Nietschafts ausgebildet ist und vorzugsweise einen Winkel von weniger als 10° aufweist.
3. Niet (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Freistich (12) zwischen Setzkopf (2) und Nietschaft (4) ausgebildet ist und vorzugsweise in einem Winkel von mehr als 60° bzgl. des Nietschafts (4) ausgeführt ist.
4. Niet (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Niet (1 ) dazu ausgelegt ist, im Wesentlichen senkrecht auf einer Nietvorrichtung (46) angeordnet zu werden.
5. Nietvorrichtung (46) zum Vernieten mindestens zweier Elemente (36, 38) eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug, mit einem Werkstückträger, der dazu ausgelegt ist, dass die mindestens zwei Elemente (36, 38) des Antriebsstrangs zum Vernieten darauf anordenbar sind, und der Werkstückträger eine mindestens Aufnahme (48) für einen Niet (1) aufweist, in die ein Setzkopf (2) des Niets (1) aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (48) einen Prägestempel (50) aufweist.
6. Nietvorrichtung (46) nach Anspruch 5, wobei der Prägestempel (50) integral mit der Aufnahme (48) ausgebildet ist.
7. Nietvorrichtung (46) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Prägestempel (50) eine flache Auflagefläche (52) aufweist, vorzugsweise eine Auflagefläche (52) deren Außennnaße (D) kleiner sind als die Innennnaße (d) von Öffnungen (32, 34) in den zu vernietenden Elementen (36, 38).
8. Nietvorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der
Prägestempel (50) einen abgeschrägten Randbereich (30) aufweist.
9. Nietvorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der
Prägestempel (50) dreieckig, viereckig, mehreckig, sternförmig oder blütenförmig ausgebildet ist oder zumindest eine Einbuchtung oder eine mäanderförmige
Umlaufkontur (22, 28) aufweist.
10. Nietvorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Aufnahme (48) dazu ausgelegt ist, einen Niet (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4
aufzunehmen.
11. Verfahren zum Vernieten zumindest zweier Elemente (36, 38) eines
Antriebsstrangs in einem Fahrzeug mit einem Niet (1), insbesondere einem
Flachkopfniet, mit einem Setzkopf (2) und einem Nietschaft (4), wobei in einem Setzschritt ein Niet (1 ) durch je eine an den zu vernietenden Elementen (36, 38) ausgebildet Öffnung (32, 34) geführt wird und in einem Nietschritt, der Nietschaft (4) derart verformt wird, dass die Elemente (36, 38) formschlüssig verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass während des Nietschritts in den Setzkopf (2) eine zusätzliche Einprägung (20) eingeprägt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Einprägung (20) eine flache Vertiefung (26) aufweist, wobei vorzugsweise die Außenmaße (D) der Einprägung (20) kleiner sind als die Innenmaße (d) der Öffnungen (32, 24) in den Elemente (36, 38).
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Einprägung (20) einen zur Fläche (24) des Setzkopfes (2) schräg ansteigenden Randbereich (30) aufweist
14. Verfahren nach einenn der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Einprägung (20) dreieckig, viereckig, mehreckig, sternförmig oder blütenförmig ausgebildet wird oder zumindest eine Einbuchtung oder eine mäanderförmige Umlaufkontur (22, 28) aufweist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei ein Niet (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei eine Nietvorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 5 bis 10 verwendet wird.
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