DE102019109716B3 - Method and device for the calibration of extendable cardan shafts - Google Patents

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Markus Bingel
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen (1) umfassend eine Keilwelle (11) und eine Nabe (12), wobei zwischen dem Außenprofil der Keilwelle (11) und dem Innenprofil der Nabe (12) ein reibungsminderndes Material eingebracht wird, und wobei eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) durchgeführt wird, und dabei die Gelenkwelle (1) mit einem Resonator (2) beschallt wird, dessen Sonotrodenkopf (21) auf den Außenmantel der Nabe (12) angesetzt wird, wobei auf der dem Sonotrodenkopf (21) gegenüberliegenden Seite des Mantels der Nabe (12) ein mit (21) baugleicher, nicht selbst durch Ultraschall erregter Hilfs-Sonotrodenkopf (22) angesetzt wird, wobei die oszillierende Bewegung und die Beschallung solange durchgeführt werden, bis die an dem Antrieb (3) durch eine Kraftmesseinrichtung gemessene Schubkraft einen vorgewählten Wert Ferreicht hat, und wobei der Ort des Ansetzens des Sonotrodenkopfes (21) und der Ort des Ansetzens des Hilfs-Sonotrodenkopfes (22) an einer Stelle des Mantels der Nabe (12) erfolgt, an der ein Schwingungsbauch bezüglich der Eigenresonanz der Gelenkwelle (1) bei der gewählten Frequenz des Ultraschalls liegt, und eine hierzu geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for calibrating extendable cardan shafts (1) comprising a spline shaft (11) and a hub (12), a friction-reducing material being introduced between the outer profile of the spline shaft (11) and the inner profile of the hub (12), and an oscillating movement of the spline shaft (11) parallel to the axis is carried out in the hub (12), and the articulated shaft (1) is irradiated with a resonator (2), the sonotrode head (21) of which is attached to the outer jacket of the hub (12) , on the side of the jacket of the hub (12) opposite the sonotrode head (21), an auxiliary sonotrode head (22) identical in construction with (21) and not even excited by ultrasound is attached, the oscillating movement and the sonication being carried out as long as until the thrust force measured on the drive (3) by a force measuring device has reached a preselected value, and the location of the attachment of the sonotrode head (21) and the location of the The auxiliary sonotrode head (22) is placed at a point on the jacket of the hub (12) at which there is an antinode with respect to the natural resonance of the cardan shaft (1) at the selected frequency of the ultrasound, and a device suitable for this.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen. Die Erfindung betrifft weiter eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The present invention relates to a method for calibrating extendable cardan shafts. The invention further relates to a device suitable for carrying out the method.

Gelenkwellen werden zur Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten eingesetzt. Sie bestehen üblicherweise aus zwei Anschlussflanschen, einem oder zwei Gelenken und einer starren oder in der Länge veränderlichen Längsstange. Eine ausziehbare Gelenkwelle weist eine in der Länge veränderliche Längsstange auf, die beispielsweise aus einer Hohlwelle und einer Innenwelle bestehen kann, wobei die Hohlwelle und die Innenwelle miteinander torsionssteif verbunden sind durch mindestens einen Keil, mindestens einen Kegel, oder mindestens eine Kugel. Eine bevorzugte Ausführungsform, die höhere Drehmomente übertragen kann, wird aus einer Keilwelle als Innenwelle und einer diese umschließenden Nabe gebildet, wobei die Nabe ein zu der Keilwelle im Sinne eines Formschlusses passendes Innenprofil aufweist. Häufig weisen auch die äußere Mantelfläche der Nabe und die innere Mantelfläche der Keilwelle, soweit diese ebenfalls als Hohlwelle ausgeführt ist, eine entsprechende Profilierung auf.PTO shafts are used to transmit rotary movements and torques. They usually consist of two connecting flanges, one or two joints and a rigid or length-adjustable longitudinal rod. An extendable cardan shaft has a length-adjustable longitudinal rod, which can consist, for example, of a hollow shaft and an inner shaft, the hollow shaft and the inner shaft being connected to one another in a torsionally rigid manner by at least one wedge, at least one cone, or at least one ball. A preferred embodiment, which can transmit higher torques, is formed from a spline shaft as the inner shaft and a hub enclosing the latter, the hub having an inner profile that fits the spline shaft in the sense of a positive fit. The outer lateral surface of the hub and the inner lateral surface of the spline shaft, insofar as this is also designed as a hollow shaft, often have a corresponding profile.

Gelenkwellen sind bekannt unter anderem aus DE 10 2016 014 930 A1 , zur Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aus DE 10 2016 221 583 A1 , wobei die Gelenkwelle ein Drehmoment auf ein Rad überträgt, und aus DE 10 2017 201 638 A1 , worin eine Verbesserung der Dichtigkeit eines homokinetischen Gelenks im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs beschrieben wird.Cardan shafts are known from, among others DE 10 2016 014 930 A1 , for use in the drive train of a motor vehicle DE 10 2016 221 583 A1 , wherein the propeller shaft transmits torque to a wheel, and off DE 10 2017 201 638 A1 , which describes an improvement in the tightness of a constant velocity joint in the drive train of a motor vehicle.

Bei ausziehbaren Gelenkwellen werden sowohl hohe Torsionssteifigkeit, geringes Winkelspiel, und niedrige Auszugskraft verlangt. Dies kann erreicht werden durch ein Vielkeilprofil mit geringer Toleranz bei Keilwelle und Nabe, und entsprechende Fettung. With extendable cardan shafts, both high torsional rigidity, low angular play and low pull-out force are required. This can be achieved by using a multi-spline profile with low tolerance for the spline shaft and hub, and appropriate greasing.

Ein Problem hat sich dadurch ergeben, dass die Ausziehkraft in einer solchen Gelenkwelle, bedingt durch die Reibung zwischen Keilwelle und Nabe, stark von den fertigungsbedingten Schwankungen der Geometrie der Keilwelle und der Nabe in den einzelnen Fertigungsschritten abhängt. Es werden daher mehrfache Nachbearbeitungen oder Kalibrierungen eines Paares Keilwelle/Nabe erforderlich, um die Einhaltung der erforderlichen Toleranzen bei den relevanten Größen Torsionssteifigkeit, Winkelspiel, und Auszugskraft bei den jeweiligen Arbeitsbedingungen, besonders der Arbeitstemperatur, sicherzustellen.A problem has arisen from the fact that the pull-out force in such a cardan shaft, due to the friction between the spline shaft and the hub, strongly depends on the production-related fluctuations in the geometry of the spline shaft and the hub in the individual production steps. Multiple reworks or calibrations of a pair of spline shaft / hub are therefore required to ensure compliance with the required tolerances for the relevant sizes of torsional rigidity, angular play and pull-out force under the respective working conditions, especially the working temperature.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem innerhalb kurzer Zeit die Kalibrierung eines Paares von Keilwelle und Nabe in einer Gelenkwelle durchgeführt werden kann, sowie eine angepasste Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention provides a method with which the calibration of a pair of spline shaft and hub can be carried out in a cardan shaft within a short time, and an adapted device for carrying out the method.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen 1, die eine Keilwelle 11 und eine Nabe 12 mit einem zu der Keilwelle 11 korrespondierenden Innenprofil umfassen, wobei zwischen dem Außenprofil der Keilwelle 11 und dem Innenprofil der Nabe 12 ein Material eingebracht wird, das im Vergleich mit der Reibung zwischen den Werkstoffen von Keilwelle 11 und Nabe 12 eine geringere Reibung gegenüber diesen Werkstoffen aufweist, mit den Schritten

  1. (a) Einführen der Keilwelle 11 in die Nabe 12,
  2. (b) Einspannen der Nabe 12 an dem einen Ende durch ein festes Lager 1212 für die mit der Nabe 12 verbundene Gelenkgabel 121, und an dem anderen Ende indirekt durch einen Antrieb 3, der auf die mit der Keilwelle 11 verbundene Gelenkgabel 111 einwirkt und im eingeschaltetem Zustand eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle 11 in der Nabe 12 bewirkt,
  3. (c) Ansetzen eines Sonotrodenkopfes 21 eines Resonators 2 auf den Außenmantel der Nabe 12 der Gelenkwelle 1,
  4. (d) Ansetzen eines mit 21 frequenzgleichen Hilfs-Sonotrodenkopfes 22, der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, auf den Außenmantel der Nabe 12 der Gelenkwelle 1,
  5. (e) Auslösen einer Ultraschallschwingung in dem Resonator 2 durch einen Frequenzgenerator 29 mit variabler Frequenz,
  6. (f) Auslösen einer oszillierenden achsenparallelen Bewegung der Keilwelle 11 in der Nabe 12 durch den eingeschalteten Antrieb 3 während der Beschallung der Gelenkwelle 1 durch den Frequenzgenerator 29 im Zusammenwirken mit dem Resonator 2,
  7. (g) Aufrechterhalten der oszillierenden achsenparallelen Bewegung der Keilwelle 11 in der Nabe 12 während der Beschallung der Gelenkwelle 1, bis die an dem Antrieb 3 durch eine Kraftmesseinrichtung 31 gemessene Schubkraft einen vorgewählten Wert Fw erreicht hat,
  8. (h) Ausschalten der Beschallung, und Abkühlung der Gelenkwelle 1 auf die vorgegebene Betriebstemperatur TB,
  9. (i) Messung der durch die oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle 11 in der Nabe 12 erzeugten Schubkraft FB mit Hilfe einer Kraftmesseinrichtung 31,
  10. (j) Wiederholung der Schritte (e) bis (i), bis die Schubkraft FB den vorgegebenen Maximalwert FSoll erreicht oder unterschritten hat.
The invention relates to a method for calibrating extendable cardan shafts 1 that have a spline shaft 11 and a hub 12 with one to the spline 11 Corresponding inner profile, wherein between the outer profile of the spline 11 and the inner profile of the hub 12 a material is introduced that is compared to the friction between the materials of spline 11 and hub 12 has less friction with these materials with the steps
  1. (a) Insert the spline 11 in the hub 12 ,
  2. (b) clamping the hub 12 at one end by a fixed bearing 1212 for those with the hub 12 connected joint fork 121 , and at the other end indirectly by a drive 3rd that on the splined shaft 11 connected joint fork 111 acts and in the switched-on state an oscillating axis-parallel movement of the spline 11 in the hub 12 causes
  3. (c) Attaching a sonotrode head 21st a resonator 2nd on the outer shell of the hub 12 the cardan shaft 1 ,
  4. (d) Apply one with 21st auxiliary sonotrode head of the same frequency 22 , which is not itself excited by ultrasound, on the outer jacket of the hub 12 the cardan shaft 1 ,
  5. (e) triggering an ultrasonic vibration in the resonator 2nd through a frequency generator 29 with variable frequency,
  6. (f) triggering an oscillating movement of the spline shaft parallel to the axis 11 in the hub 12 through the activated drive 3rd during the sonication of the cardan shaft 1 through the frequency generator 29 in cooperation with the resonator 2nd ,
  7. (g) Maintaining the oscillating spline shaft parallel motion 11 in the hub 12 during the sonication of the cardan shaft 1 until the on the drive 3rd by a force measuring device 31 measured thrust has reached a preselected value F w ,
  8. (h) Deactivating the sound system and cooling the cardan shaft 1 to the specified operating temperature T B ,
  9. (i) Measurement of the spline shaft movement due to the oscillating axis 11 in the hub 12 generated thrust F B using a force measuring device 31 ,
  10. (j) repetition of steps (e) to (i) until the thrust force F B has reached or fallen below the predetermined maximum value F target .

Als Resonator wird hier ein Apparat bezeichnet, der einen Konverter, in welchem elektrische Wechselspannungen, üblicherweise mit einer Frequenz über dem akustischen Bereich, also mehr als ca. 15 kHz, in mechanische Schwingungen umgewandelt werden, gegebenenfalls einen Booster, in dem die Amplitude der mechanischen Schwingungen geändert - meist vergrößert - wird, und eine Sonotrode mit Sonotrodenkopf umfasst, die die Verbindung vom Konverter oder vom Booster zum Werkstück herstellt und die Ultraschallschwingung an die Bearbeitungsaufgabe anpasst.An apparatus is referred to here as a resonator, which is a converter in which electrical alternating voltages, usually at a frequency above the acoustic range, that is to say more than approximately 15 kHz, are converted into mechanical vibrations, possibly a booster in which the amplitude of the mechanical Vibrations are changed - usually enlarged - and include a sonotrode with a sonotrode head, which creates the connection from the converter or from the booster to the workpiece and adapts the ultrasonic vibration to the machining task.

Als Frequenz für den Ultraschall wird dabei eine Frequenz gewählt, die einer Eigenresonanz der Gelenkwelle 1 entspricht, wobei die Frequenzen der Eigenresonanz wesentlich durch die Nabe 12 sowie deren direkten Anbauteilen, also hier die an die Nabe 12 angeflanschte Gelenkgabel 121, bestimmt wird.A frequency is selected as the frequency for the ultrasound that has a natural resonance of the propeller shaft 1 corresponds, the frequencies of the natural resonance essentially due to the hub 12 as well as their direct attachments, so here those to the hub 12 flanged joint fork 121 , is determined.

Wesentlich für das vorgeschlagene Verfahren ist, dass der Ort des Ansetzens des Sonotrodenkopfes 21 im Schritt (c) und der Ort des Ansetzens des Hilfs-Sonotrodenkopfes 22 im Schritt (d) an einer Stelle des Mantels der Nabe 12 erfolgt, an der ein Schwingungsbauch bezüglich der Eigenresonanz der Gelenkwelle 1 bei der gewählten Frequenz des Ultraschalls liegt. Diese Stellen lassen sich aus der Geometrie der Gelenkwelle 1 durch Berechnung nach der Methode der finiten Elemente (FEM) bestimmen.It is essential for the proposed method that the location of the attachment of the sonotrode head 21st in step (c) and the location of the attachment of the auxiliary sonotrode head 22 in step (d) at a location on the shell of the hub 12 takes place at which an antinode with respect to the natural resonance of the propeller shaft 1 is at the selected frequency of the ultrasound. These locations can be derived from the geometry of the cardan shaft 1 Determine by calculation using the finite element method (FEM).

Der Sonotrodenkopf 21 und der Hilfs-Sonotrodenkopf 22 sowie gegebenenfalls mindestens ein weiterer Sonotrodenkopf 211 sowie mindestens ein Hilfs-Sonotrodenkopf 221 werden derart bezüglich der Gelenkwelle angeordnet, dass ihr Kontaktpunkt mit dem Mantel der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 jeweils im Bereich eines Schwingungsbauches einer Frequenz der Eigenresonanz der Gelenkwelle 1 liegt, wobei ein Punkt als im Bereich des Schwingungsbauches liegend gilt, wenn die Entfernung des Kontaktpunktes in Achsenrichtung der Nabe 12 von dem Maximum des Schwingungsbauches weniger als ein Viertel der Wellenlänge der Eigenresonanz bei der betrachteten Frequenz beträgt, also der Kontaktpunkt insbesondere nicht an einem Knoten liegt. Bevorzugt ist eine solche Entfernung von dem Maximum des Schwingungsbauches, die maximal ein Achtel dieser Wellenlänge beträgt. Es hat sich in den Untersuchungen, die der Erfindung zugrundelagen, auch herausgestellt, dass dadurch die Energieaufnahme während des Kalibrierungsprozesses gegenüber einer Anordnung mit dem Kontaktpunkt außerhalb des bevorzugten Bereichs erheblich reduziert werden konnte. Es wird jedoch wird nicht nur Energie eingespart, sondern die für die Kalibrierung benötigte Zeit wird verkürzt, und es werden auch Schädigungen des Kunststoffs und Verziehen der Metallteile vermieden.The sonotrode head 21st and the auxiliary sonotrode head 22 and optionally at least one further sonotrode head 211 and at least one auxiliary sonotrode head 221 are arranged with respect to the propeller shaft so that their contact point with the shell of the hub 12 the cardan shaft 1 each in the region of an antinode of a frequency of the natural resonance of the propeller shaft 1 lies, with a point being considered to lie in the region of the antinode if the distance of the contact point in the axial direction of the hub 12 of the maximum of the antinode is less than a quarter of the wavelength of the natural resonance at the frequency under consideration, that is to say the contact point is in particular not at a node. Such a distance from the maximum of the antinode is preferably a maximum of one eighth of this wavelength. It has also been found in the studies on which the invention is based that the energy consumption during the calibration process could be considerably reduced compared to an arrangement with the contact point outside the preferred range. However, not only is energy saved, the time required for calibration is shortened, and damage to the plastic and warping of the metal parts are also avoided.

Dabei ist es bevorzugt, dass der Hilfs-Sonotrodenkopf 22 symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse der Gelenkwelle 1 zu dem Sonotrodenkopf 21 gegenüber diesem auf den Mantel der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angesetzt wird, also in einem Winkel von 18Cfzu dem Sonotrodenkopf 21.It is preferred that the auxiliary sonotrode head 22 symmetrical with respect to the axis of symmetry of the cardan shaft 1 to the sonotrode head 21st opposite this on the shell of the hub 12 the cardan shaft 1 is applied, i.e. at an angle of 18Cf to the sonotrode head 21st .

Die Bedingung, dass der Hilfs-Sonotrodenkopf 22 frequenzgleich mit dem Sonotrodenkopf 21 sein muss, bedeutet, dass der Hilfs-Sonotrodenkopf 22 bei der gewählten Eigenresonanzfrequenz mitschwingt, und schließt selbstverständlich auch eine baugleiche Ausführung mit ein.The condition that the auxiliary sonotrode head 22 same frequency as the sonotrode head 21st means that the auxiliary sonotrode head 22 resonates at the selected natural resonance frequency, and of course also includes an identical design.

Anstelle des Erreichens der Kraft Fw kann auch ein anderes Kriterium gewählt werden, bei dessen Erreichen der Antrieb und/oder die Beschallung ausgeschaltet werden zur Prüfung der Schubkraft FB, beispielsweise der Ablauf einer vorgegebenen Zeit, das Erreichen einer vorgegebenen kumulierten eingetragenen Energie, oder das Erreichen einer vorgewählten Temperaturschwelle, letztere angezeigt beispielsweise durch eine an der Nabe 12 angebrachte Messvorrichtung mit Anzeige.Instead of reaching the force F w , another criterion can also be selected, upon reaching which the drive and / or the sound system are switched off to check the thrust force F B , for example the expiration of a predetermined time, the achievement of a predetermined cumulative energy input, or reaching a preselected temperature threshold, the latter indicated for example by one on the hub 12 attached measuring device with display.

Es ist in einer bevorzugten Ausführungsform auch möglich, den Hilfs-Sonotrodenkopf 22 mit einem piezoelektrischen Wandler auszurüsten, der durch die Schwingung ein elektrisches Signal erzeugt, wobei sich so die Möglichkeit ergibt, Frequenz und Amplitude der Schwingung in einer Anzeige- oder Messvorrichtung wiederzugeben. Dadurch lassen sich die tatsächliche Resonanzfrequenz und mögliche Übertragungsverluste erkennen, sowie die Güte der Ankopplung der Schwingung an die Gelenkwelle 1 erfassen.In a preferred embodiment, it is also possible to use the auxiliary sonotrode head 22 to be equipped with a piezoelectric transducer which generates an electrical signal as a result of the oscillation, with the result that the frequency and amplitude of the oscillation can be reproduced in a display or measuring device. This allows the actual resonance frequency and possible transmission losses to be recognized, as well as the quality of the coupling of the vibration to the cardan shaft 1 to capture.

In einer weiteren Ausführungsform kann mindestens ein weiterer Sonotrodenkopf 211 für mindestens einen weiteren Resonator 20 sowie ein symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse der Gelenkwelle 1 gegenüber dem Sonotrodenkopf 211 angeordneter Hilfs-Sonotrodenkopf 221 auf den Mantel der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angesetzt werden. Wird in dieser Ausführungsform lediglich ein weiterer Sonotrodenkopf 211 sowie ein symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse der Gelenkwelle 1 gegenüber dem Sonotrodenkopf 211 angeordneter Hilfs-Sonotrodenkopf 221 auf den Mantel der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angesetzt, so wird bevorzugt ein Winkel von 90 bezüglich der Achse der Gelenkwelle zwischen den Sonotrodenköpfen 21 und 211 gewählt, und entsprechend derselbe Winkel zwischen Hilfs-Sonotrodenkopf 22 und Hilfs-Sonotrodenkopf 221. Aus baulichen Gründen ist es bevorzugt, für die mindestens zwei Resonatoren dann zur Erregung des verwendeten Ultraschalls eine jeweils solche Frequenz aus den Eigenresonanzfrequenzen der Gelenkwelle 1 auszuwählen, bei welcher mehrere Schwingungsbäuche in axialer Richtung voneinander versetzt vorliegen, da dann die Sonotrodenköpfe und Hilfs-Sonotrodenköpfe paarweise auch in Achsrichtung versetzt jeweils an einem anderen Schwingungsbauch angeordnet werden können.In a further embodiment, at least one further sonotrode head 211 for at least one further resonator 20th and a symmetrical with respect to the axis of symmetry of the propeller shaft 1 opposite the sonotrode head 211 arranged auxiliary sonotrode head 221 on the shell of the hub 12 the cardan shaft 1 be scheduled. In this embodiment, only another sonotrode head is used 211 and a symmetrical with respect to the axis of symmetry of the propeller shaft 1 opposite the sonotrode head 211 arranged auxiliary sonotrode head 221 on the shell of the hub 12 the cardan shaft 1 an angle of 90 with respect to the axis of the cardan shaft between the sonotrode heads is preferably used 21st and 211 selected, and correspondingly the same angle between the auxiliary sonotrode head 22 and auxiliary sonotrode head 221 . For structural reasons, it is preferred for the at least two resonators to excite the ultrasound used in such a frequency from the natural resonance frequencies of the propeller shaft 1 to select, in which a plurality of antinodes are offset from one another in the axial direction, since then the sonotrode heads and auxiliary sonotrode heads can also be arranged in pairs offset in the axial direction on a different antinode.

Die Auszugskraft wird verringert durch Einbringen zwischen dem Außenprofil der Keilwelle und dem Innenprofil der Nabe von einem Material, das im Vergleich mit der Reibung zwischen den Werkstoffen von Keilwelle 11 und Nabe 12 eine geringere Reibung gegenüber diesen Werkstoffen aufweist. Bevorzugt ist der Werkstoff mit geringerer Reibung gegenüber den Materialien der Nabe 12 und der Keilwelle 11 ein Kunststoff, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff. Kunststoffe können für diesen Zweck auch mit Füllstoffen modifiziert werden, die die Reibung vermindern oder die Härte, Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit erhöhen. Es lassen sich auch andere Metalle als das für die Keilwelle 11 oder die Nabe 12 verwendete Metall, oder Legierungen von zwei oder mehreren Metallen einsetzen, insbesondere Gusseisen und Bronzen wie Maschinenbronze (Rotguss), Phosphorbronze, Aluminiumbronze, und Magnoliametall.The pull-out force is reduced by introducing between the outer profile of the spline shaft and the inner profile of the hub of a material that is compared to the friction between the materials of the spline shaft 11 and hub 12 has less friction compared to these materials. The material with less friction than the materials of the hub is preferred 12 and the spline 11 a plastic, in particular a thermoplastic. For this purpose, plastics can also be modified with fillers that reduce friction or increase hardness, rigidity and temperature resistance. Metals other than that for the spline can also be used 11 or the hub 12 metal or alloys of two or more metals used, in particular cast iron and bronzes such as machine bronze (gunmetal), phosphor bronze, aluminum bronze, and magnolia metal.

Dieses Material mit geringerer Reibung kann in Form einer Beschichtung auf der Keilwelle 11 aufgebracht werden, oder in Form einer Hülse zwischen Keilwelle 11 und Nabe 12 eingeschoben werden. Dabei ist es möglich, dass dieses Material nur eine in axialer Richtung begrenzte Zone bedeckt, oder die gesamte profilierte Zone bedeckt.This lower friction material can take the form of a coating on the spline 11 be applied, or in the form of a sleeve between spline 11 and hub 12 be inserted. It is possible for this material to cover only a zone delimited in the axial direction, or to cover the entire profiled zone.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass während des Beschallungsvorgangs das Abnehmen der Schubkraft verfolgt werden kann, und ebenso deren Verlauf während des Abkühlens auf die gewünschte Arbeitstemperatur. Dies lässt sich durch die Anzeige der Kraftmesseinrichtung 31 und durch einen auf die Nabe 12 aufzusetzenden Temperaturfühler einfach bewerkstelligen. Die Prüfung erfolgt somit im Prozess selbst.Another advantage of the method according to the invention is that the decrease in the thrust force can be followed during the sonication process, and also its course during cooling to the desired working temperature. This can be done by displaying the force measuring device 31 and through one on the hub 12 Simply implement the temperature sensor to be attached. The check is therefore carried out in the process itself.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Ausführung des erläuterten Verfahrens. Diese Vorrichtung weist die folgenden Bestandteile auf:

  • - eine Arbeitsplatte 9 mit einem ortsfesten Lager 1212 für die mit der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 verbundene Gelenkgabel 121, und einem auf der Arbeitsplatte 9 montierten positionierbaren Antrieb 3, der auf die mit der Keilwelle 11 verbundene Gelenkgabel 111 einwirkt und eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle 11 in der Nabe 12 bewirkt, wobei zwischen Antrieb 3 und der Gelenkgabel 111 eine Kraftmesseinrichtung 31 vorgesehen ist,
  • - einen Frequenzgenerator 29 mit variabler Frequenz, in dem eine elektrische Wechselspannung erzeugt wird,
  • - einen Resonator 2, in dessen Konverter 28 die in dem Frequenzgenerator 29 erzeugte elektrische Wechselspannung, üblicherweise mit einer Frequenz über dem akustischen Bereich, also mehr als ca. 15 kHz, in mechanische Schwingungen umgewandelt werden, gegebenenfalls einen Booster 281, in dem die Amplitude der mechanischen Schwingungen geändert - meist vergrößert - wird,
  • - als weiteren Teil des Resonators 2 eine Sonotrode mit Sonotrodenkopf 21, dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angepasst ist,
  • - einen Hilfs-Sonotrodenkopf 22, der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angepasst ist,
  • - eine auf der Arbeitsplatte 9 positionierbare Halterung 921 für den Sonotrodenkopf 21 des Resonators 2 und eine positionierbare Halterung 922 für den Hilfs-Sonotrodenkopf 22, der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird,
  • - gegebenenfalls eine auf der Arbeitsplatte 9 positionierbare Halterung 9211 für den mindestens einen weiteren Sonotrodenkopf 211 mindestens eines weiteren Resonators 20, und eine positionierbare Halterung 9221 für einen Hilfs-Sonotrodenkopf 221, der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, wobei in diesem Fall ein weiterer Frequenzgenerator 290 und ein weiterer Resonator 20 mit dem in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angepassten weiteren Sonotrodenkopf 211 sowie der Hilfs-Sonotrodenkopf 221, der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und der ebenfalls in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe 12 der Gelenkwelle 1 angepasst ist, Bestandteile der Vorrichtung sind,
  • - eine Anzeige 32 für die in der Kraftmesseinrichtung 31 gemessene Schubkraft FB, und
  • - eine Steuerung 39 für den Antrieb 3.
The invention further relates to a device for performing the described method. This device has the following components:
  • - a worktop 9 with a fixed camp 1212 for those with the hub 12 the cardan shaft 1 connected joint fork 121 , and one on the worktop 9 assembled positionable drive 3rd that on the splined shaft 11 connected joint fork 111 acts and an oscillating axis-parallel movement of the spline 11 in the hub 12 causes, between drive 3rd and the joint fork 111 a force measuring device 31 is provided,
  • - a frequency generator 29 with variable frequency, in which an electrical alternating voltage is generated,
  • - a resonator 2nd , in its converter 28 those in the frequency generator 29 generated electrical AC voltage, usually with a frequency above the acoustic range, that is more than about 15 kHz, are converted into mechanical vibrations, possibly a booster 281 , in which the amplitude of the mechanical vibrations is changed - usually enlarged -
  • - as another part of the resonator 2nd a sonotrode with sonotrode head 21st whose geometry is preferably based on the geometry of the outer shell of the hub 12 the cardan shaft 1 is adapted
  • - an auxiliary sonotrode head 22 , which is not itself excited by ultrasound, and its geometry preferably to the geometry of the outer shell of the hub 12 the cardan shaft 1 is adapted
  • - one on the countertop 9 positionable bracket 921 for the sonotrode head 21st of the resonator 2nd and a positionable bracket 922 for the auxiliary sonotrode head 22 who is not himself excited by ultrasound,
  • - if applicable, one on the worktop 9 positionable bracket 9211 for the at least one further sonotrode head 211 at least one further resonator 20th , and a positionable bracket 9221 for an auxiliary sonotrode head 221 , which is not itself excited by ultrasound, in which case another frequency generator 290 and another resonator 20th with the in a preferred manner on the geometry of the outer shell of the hub 12 the cardan shaft 1 adapted further sonotrode head 211 as well as the auxiliary sonotrode head 221 , which is not itself excited by ultrasound, and which also preferably on the geometry of the outer shell of the hub 12 the cardan shaft 1 adapted, are components of the device,
  • - an ad 32 for those in the force measuring device 31 measured thrust F B , and
  • - a controller 39 for the drive 3rd .

Die Eigenfrequenz der Sonotrode mit Sonotrodenkopf 21 ist in bevorzugter Weise auf die Eigenfrequenz der Gelenkwelle 1 angepasst. Dies ist durch entsprechende Wahl des Werkstoffs und/oder der Geometrie der Sonotrode mit Sonotrodenkopf 21 sicherzustellen. Dasselbe gilt selbstverständlich auch für den Hilfs-Sonotrodenkopf 22, sowie gegebenenfalls für Sonotrode mit Sonotrodenkopf 211 des mindestens einen weiteren Resonators 20, und für den zugehörigen Hilfs-Sonotrodenkopf 221.The natural frequency of the sonotrode with sonotrode head 21st is preferably on the natural frequency of the propeller shaft 1 customized. This is due to an appropriate choice of the material and / or the geometry of the sonotrode with sonotrode head 21st ensure. The same naturally also applies to the auxiliary sonotrode head 22 , and optionally for sonotrode with sonotrode head 211 of the at least one further resonator 20th , and for the associated auxiliary sonotrode head 221 .

Es ist selbstverständlich ebenso möglich, das Lager 1212 positionierbar auszuführen, und dann den Antrieb 3 ortsfest auf der Arbeitsplatte zu fixieren. Gleichfalls ist möglich, die Gelenkwelle 1 einschließlich des Lagers 1212 und den Antrieb 3 positionierbar auszuführen, und den Sonotrodenkopf 21 und den Hilfs-Sonotrodenkopf 221 ortsfest zu montieren.It is of course also possible to use the warehouse 1212 positionable, and then the drive 3rd to be fixed in place on the worktop. It is also possible to use the cardan shaft 1 including the warehouse 1212 and the drive 3rd positionable, and the sonotrode head 21st and the auxiliary sonotrode head 221 to be installed stationary.

Eine bevorzugte Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der 1 dargestellt. Diese zeigt eine Positionierung von Keilwelle 11, Nabe 12, und den Sonotrodenköpfen 21 und 22.A preferred arrangement of a device according to the invention is in the 1 shown. This shows the positioning of the spline 11 , Hub 12 , and the sonotrode heads 21st and 22 .

Dabei sind auf einer Arbeitsplatte 9 die Lager 921 und 922 für den mit dem Resonator 2 verbundenen Sonotrodenkopf 21 und den Hilfs-Sonotrodenkopf 22 montiert, ebenso das ortsfeste Lager 1212 für die mit der Nabe 12 verbundene Gelenkgabel 121. Die Lager 921 und 922 sind in der mit „y“ gekennzeichneten Richtung verschiebbar zur gewünschten Positionierung von Sonotrodenkopf 21 und Hilfs-Sonotrodenkopf 22 entlang der Gelenkwelle 1. Weiter ist auf der Arbeitsplatte 9 eine Antriebsplatte 93 montiert, hier bevorzugt durch Schrauben oder Nieten, auf der der in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Antrieb 3 befestigt ist, nebst einer ebenfalls nicht dargestellten Kraftmesseinrichtung 31 nebst Anzeige 32, die in bevorzugter Weise zwischen dem Antrieb 3 und der Gelenkgabel 111, die zusammen mit der Gelenkgabel 112 das Gabelgelenk 119 bildet, angeordnet ist. Die Keilwelle 11 und die Nabe 12 bilden hier die ausziehbare Gelenkwelle 1.They are on a countertop 9 camps 921 and 922 for the one with the resonator 2nd connected sonotrode head 21st and the auxiliary sonotrode head 22 assembled, as well as the fixed bearing 1212 for those with the hub 12 connected joint fork 121 . Camps 921 and 922 can be moved in the direction marked "y" for the desired positioning of the sonotrode head 21st and auxiliary sonotrode head 22 along the PTO shaft 1 . Next is on the countertop 9 a drive plate 93 assembled, here preferably by screws or rivets, on which the in the 1 Drive not shown for reasons of clarity 3rd is attached, in addition to a force measuring device, also not shown 31 with display 32 which is preferably between the drive 3rd and the joint fork 111 that together with the joint fork 112 the fork joint 119 forms, is arranged. The spline 11 and the hub 12 form the extendable cardan shaft here 1 .

Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich und vorteilhaft, eine, mehrere, oder alle Sonotrodenköpfe mit einer auch als „Tip“ bezeichneten Spitze aus einem weicheren Metall wie zum Beispiel Aluminium oder Kupfer zu versehen, um Beschädigungen der bearbeiteten Gelenkwellen zu minimieren.It is also possible and advantageous within the scope of the invention to provide one, several or all of the sonotrode heads with a tip, also referred to as a “tip”, made of a softer metal, such as aluminum or copper, in order to minimize damage to the machined cardan shafts.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
GelenkwellePTO shaft
1111
KeilwelleSpline
111111
GelenkgabelJoint fork
112112
GelenkgabelJoint fork
119119
GabelgelenkFork joint
1212
Nabehub
121121
GelenkgabelJoint fork
12121212
Lager für Gelenkgabel 121 Bearings for joint fork 121
22nd
ResonatorResonator
2121st
SonotrodenkopfSonotrode head
211211
SonotrodenkopfSonotrode head
2222
Hilfs-SonotrodenkopfAuxiliary sonotrode head
221221
Hilfs-SonotrodenkopfAuxiliary sonotrode head
2828
Konverterconverter
281281
Boosterbooster
2929
FrequenzgeneratorFrequency generator
33rd
Antriebdrive
3131
KraftmesseinrichtungForce measuring device
3232
Anzeiger der in 31 gemessenen KraftScoreboard of the in 31 measured force
3939
Steuerung des Antriebs 3 Control of the drive 3rd
99
ArbeitsplatteCountertop
921921
Halterung für Sonotrodenkopf 21 Holder for sonotrode head 21st
922922
Halterung für Hilfs- Sonotrodenkopf 22 Holder for auxiliary sonotrode head 22
92119211
Halterung für Sonotrodenkopf 211 Holder for sonotrode head 211
92219221
Halterung für Hilfs-Sonotrodenkopf 221 Holder for auxiliary sonotrode head 221
9393
AntriebsplatteDrive plate

Claims (12)

Verfahren zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen (1), die eine Keilwelle (11) und eine Nabe (12) mit einem zu der Keilwelle (11) korrespondierenden Innenprofil umfassen, wobei zwischen dem Außenprofil der Keilwelle (11) und dem Innenprofil der Nabe (12) ein Material eingebracht wird, das im Vergleich mit der Reibung zwischen den Werkstoffen von Keilwelle (11) und Nabe (12) eine geringere Reibung gegenüber diesen Werkstoffen aufweist, mit den Schritten (a) Einführen der Keilwelle (11) in die Nabe (12), (b) Einspannen der Nabe (12) durch ein festes Lager (1212) für die mit der Nabe (12) verbundene Gelenkgabel (121), und durch einen Antrieb (3), der auf die mit der Keilwelle (11) verbundene Gelenkgabel (111) einwirkt und eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) bewirkt, (c) Ansetzen eines Sonotrodenkopfes (21) eines Resonators (2) auf den Außenmantel der Nabe (12) der Gelenkwelle (1), (d) Ansetzen eines mit (21) frequenzgleichen Hilfs-Sonotrodenkopfes (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, auf den Außenmantel der Nabe (12) der Gelenkwelle (1), (e) Auslösen einer Ultraschallschwingung in dem Resonator (2) durch einen Frequenzgenerator (29) mit variabler Frequenz (f) Auslösen einer oszillierenden achsenparallelen Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) während der Beschallung der Gelenkwelle (1) durch den Frequenzgenerator (29) im Zusammenwirken mit dem Resonator (2), (g) Aufrechterhalten der oszillierenden achsenparallelen Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) während der Beschallung der Gelenkwelle (1), bis die an dem Antrieb (3) durch eine Kraftmesseinrichtung gemessene Schubkraft einen vorgewählten Wert Fw erreicht hat, (h) Ausschalten der Beschallung, und Abkühlung der Gelenkwelle (1) auf die vorgegebene Betriebstemperatur TB, (i) Messung der durch den Antrieb (3) bewirkten oszillierenden achsenparallelen Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) erzeugten Schubkraft FB, (j) Wiederholung der Schritte (e) bis (h), bis die Schubkraft FB den vorgegebenen Maximalwert FSoll erreicht oder unterschritten hat, wobei als Frequenz für den Ultraschall eine Frequenz aus den Eigenresonanzfrequenzen der Gelenkwelle (1) ausgewählt wird, und der Ort des Ansetzens des Sonotrodenkopfes (21) im Schritt (c) und der Ort des Ansetzens des Hilfs-Sonotrodenkopfes (22) im Schritt (d) an einer Stelle des Mantels der Nabe (12) erfolgt, an der ein Schwingungsbauch bezüglich der Eigenresonanz der Gelenkwelle (1) bei der gewählten Frequenz des Ultraschalls liegt.Method for calibrating extendable cardan shafts (1), which comprise a spline shaft (11) and a hub (12) with an inner profile corresponding to the spline shaft (11), wherein between the outer profile of the spline shaft (11) and the inner profile of the hub (12 ) a material is introduced which, compared to the friction between the materials of the spline shaft (11) and the hub (12), has a lower friction compared to these materials, with the steps (a) inserting the spline shaft (11) into the hub (12 ), (b) clamping the hub (12) by means of a fixed bearing (1212) for the joint fork (121) connected to the hub (12), and by a drive (3) connected to the spline shaft (11) Articulated fork (111) acts and an oscillating axis-parallel movement of the spline shaft (11) in the hub (12), (c) attaching a sonotrode head (21) of a resonator (2) to the outer jacket of the hub (12) of the cardan shaft (1) , (d) preparation of an auxiliary sonotro with the same frequency (21) denkopfes (22), which is not itself excited by ultrasound, on the outer shell of the hub (12) of the propeller shaft (1), (e) triggering an ultrasonic oscillation in the resonator (2) by a frequency generator (29) with variable frequency (f ) Triggering an oscillating movement of the spline shaft (11) in the hub (12) parallel to the axis during the irradiation of the propeller shaft (1) the frequency generator (29) in cooperation with the resonator (2), (g) maintaining the oscillating axis-parallel movement of the spline shaft (11) in the hub (12) during the sonication of the propeller shaft (1) until the drive (3) thrust force measured by a force measuring device has reached a preselected value F w , (h) switching off the sound system, and cooling the drive shaft (1) to the predetermined operating temperature T B , (i) measuring the oscillating movement of the axis caused by the drive (3) Spline shaft (11) in the hub (12) generates thrust force F B , (j) repeating steps (e) to (h) until the thrust force F B has reached or fallen below the predetermined maximum value F target , the frequency being for the ultrasound a frequency is selected from the natural resonance frequencies of the cardan shaft (1), and the location of attachment of the sonotrode head (21) in step (c) and the location of attachment of the auxiliary sonotrode head (22) in step (d) a n occurs at a point on the shell of the hub (12) at which an antinode with respect to the natural resonance of the cardan shaft (1) lies at the selected frequency of the ultrasound. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfs-Sonotrodenkopf (22) symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse der Gelenkwelle (1) zu dem Sonotrodenkopf (21) gegenüber diesem auf die Gelenkwelle (1) angesetzt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the auxiliary sonotrode head (22) is placed symmetrically with respect to the axis of symmetry of the cardan shaft (1) relative to the sonotrode head (21) on the cardan shaft (1). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei mindestens ein weiterer Sonotrodenkopf (211) sowie ein symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse der Gelenkwelle (1) gegenüber dem Sonotrodenkopf (211) angeordneter Hilfs-Sonotrodenkopf (221) auf die Gelenkwelle (1) angesetzt wird.Method according to one of the Claims 1 or 2nd , At least one further sonotrode head (211) and an auxiliary sonotrode head (221) arranged symmetrically with respect to the axis of symmetry of the cardan shaft (1) relative to the sonotrode head (211) are placed on the cardan shaft (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das Material mit geringerer Reibung gegenüber den Werkstoffen der Nabe (12) und der Keilwelle (11) ein Kunststoff ist.Method according to one of the preceding Claims 1 to 3rd , The material with less friction compared to the materials of the hub (12) and the spline shaft (11) is a plastic. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff ist.Procedure according to Claim 4 , wherein the plastic is a thermoplastic. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sonotrodenkopf (21) und der Hilfs-Sonotrodenkopf (22) sowie gegebenenfalls mindestens ein weiterer Sonotrodenkopf (211) sowie mindestens ein symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse der Gelenkwelle (1) gegenüber dem Sonotrodenkopf (211) angeordneter Hilfs-Sonotrodenkopf (221) so bezüglich der Gelenkwelle (1) angeordnet werden, dass ihr Kontaktpunkt mit dem Mantel der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) im Bereich eines Schwingungsbauches der Eigenresonanz der Nabe (12) liegt, wobei ein Punkt als im Bereich des Schwingungsbauches liegend gilt, wenn die Entfernung des Punktes in Achsenrichtung der Gelenkwelle (1) von dem Maximum des Schwingungsbauches weniger als ein Viertel der Wellenlänge der Eigenresonanz der Gelenkwelle (1) bei der betrachteten Frequenz beträgt.Method according to one of the preceding Claims 1 to 5 , wherein the sonotrode head (21) and the auxiliary sonotrode head (22) and optionally at least one further sonotrode head (211) and at least one auxiliary sonotrode head (221) arranged symmetrically with respect to the axis of symmetry of the propeller shaft (1) relative to the sonotrode head (211) be arranged with respect to the propeller shaft (1) that their point of contact with the jacket of the hub (12) of the propeller shaft (1) lies in the region of an antinode of the natural resonance of the hub (12), a point being considered to be in the region of the antinode if the distance of the point in the axial direction of the cardan shaft (1) from the maximum of the antinode is less than a quarter of the wavelength of the natural resonance of the cardan shaft (1) at the frequency under consideration. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei im Schritt (g) anstelle des Erreichens einer vorgewählten Kraft Fw der Ablauf einer vorgegebenen Zeit, das Erreichen einer vorgegebenen kumulierten eingetragenen Energie, oder das Erreichen einer vorgewählten Temperaturschwelle als Kriterium gewählt wird.Method according to one of the preceding Claims 1 to 6 In step (g), instead of reaching a preselected force F w, the elapse of a predefined time, reaching a predefined accumulated energy input, or reaching a preselected temperature threshold is selected as a criterion. Vorrichtung zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen (1), die eine Keilwelle (11) und eine Nabe (12) mit einem zu der Keilwelle (11) korrespondierenden Innenprofil umfassen, wobei zwischen dem Außenprofil der Keilwelle (11) und dem Innenprofil der Nabe (12) ein Material eingebracht ist, das im Vergleich mit der Reibung zwischen den Werkstoffen von Keilwelle (11) und Nabe (12) eine geringere Reibung gegenüber diesen Werkstoffen aufweist, mit den folgenden Bestandteilen: - eine Arbeitsplatte (9) mit einem ortsfesten Lager (1212) für die mit der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) verbundene Gelenkgabel (121), und einem auf der Arbeitsplatte positionierbaren Antrieb (3), der auf die mit der Keilwelle (11) verbundene Gelenkgabel (111) einwirkt und eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) bewirkt, wobei zwischen Antrieb (3) und der Gelenkgabel (111) eine Kraftmesseinrichtung (31) vorgesehen ist, - einen Frequenzgenerator (29) mit variabler Frequenz, in dem eine elektrische Wechselspannung erzeugt wird, - einen Resonator (2), in dessen Konverter (28) die in dem Frequenzgenerator (29) erzeugte elektrische Wechselspannung, üblicherweise mit einer Frequenz über dem akustischen Bereich, also mehr als ca. 15 kHz, in mechanische Schwingungen umgewandelt werden, gegebenenfalls einen Booster (281), in dem die Amplitude der mechanischen Schwingungen geändert wird, - als weiteren Teil des Resonators (2) eine Sonotrode mit Sonotrodenkopf (21), dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, - einen Hilfs-Sonotrodenkopf (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, - eine auf der Arbeitsplatte (9) positionierbare Halterung (921) für den Sonotrodenkopf (21) des Resonators (2) und eine positionierbare Halterung (922) für den Hilfs-Sonotrodenkopf (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, - gegebenenfalls eine auf der Arbeitsplatte (9) positionierbare Halterung (9211) für den mindestens einen weiteren Sonotrodenkopf (211) mindestens eines weiteren Resonators (20), und eine positionierbare Halterung (9221) für einen Hilfs-Sonotrodenkopf (221), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, wobei in diesem Fall ein weiterer Frequenzgenerator (290) und ein weiterer Resonator (20) mit dem in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepassten weiteren Sonotrodenkopf (211) sowie der Hilfs-Sonotrodenkopf (221), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und der ebenfalls in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, ebenfalls Bestandteile der Vorrichtung sind, - eine Anzeige (32) für die in der Kraftmesseinrichtung (31) gemessene Schubkraft FB, und - eine Steuerung (39) für den Antrieb (3).Device for calibrating extendable cardan shafts (1), which comprise a spline shaft (11) and a hub (12) with an inner profile corresponding to the spline shaft (11), wherein between the outer profile of the spline shaft (11) and the inner profile of the hub (12 ) a material is introduced which, compared to the friction between the materials of the spline shaft (11) and the hub (12), has a lower friction compared to these materials, with the following components: - a worktop (9) with a fixed bearing (1212 ) for the articulated fork (121) connected to the hub (12) of the articulated shaft (1), and a drive (3) which can be positioned on the worktop and which acts on the articulated fork (111) connected to the splined shaft (11) and an oscillating axis parallel Movement of the spline shaft (11) in the hub (12) causes a force measuring device (31) to be provided between the drive (3) and the articulated fork (111), - a frequency generator (29) with a variable frequency, in to which an alternating electrical voltage is generated, - a resonator (2), in the converter (28) of which the alternating electrical voltage generated in the frequency generator (29), usually at a frequency above the acoustic range, that is to say more than approx. 15 kHz, into mechanical Vibrations are converted, optionally a booster (281) in which the amplitude of the mechanical vibrations is changed, - as a further part of the resonator (2), a sonotrode with sonotrode head (21), the geometry of which preferably corresponds to the geometry of the outer shell of the hub (12) is adapted to the cardan shaft (1), - an auxiliary sonotrode head (22), which is not itself excited by ultrasound, and whose geometry is preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft (1) - A holder (921) that can be positioned on the worktop (9) for the sonotrode head (21) of the resonator (2) and a positionable holder (922) for the auxiliary sonotrode holder pf (22), which is not itself excited by ultrasound, optionally, a holder (9211) that can be positioned on the worktop (9) for the at least one further sonotrode head (211) of at least one further resonator (20), and a positionable holder (9221) for an auxiliary sonotrode head (221) that does not pass through itself Ultrasound is excited, in which case a further frequency generator (290) and a further resonator (20) with the further sonotrode head (211) and the auxiliary, which are preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft (1) - Sonotrode head (221), which is not itself excited by ultrasound and which is also preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the propeller shaft (1), are also part of the device, - an indicator (32) for the thrust force F B measured in the force measuring device (31), and - a control (39) for the drive (3). Vorrichtung zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen (1), die eine Keilwelle (11) und eine Nabe (12) mit einem zu der Keilwelle (11) korrespondierenden Innenprofil umfassen, wobei zwischen dem Außenprofil der Keilwelle (11) und dem Innenprofil der Nabe (12) ein Material eingebracht ist, das im Vergleich mit der Reibung zwischen den Werkstoffen von Keilwelle (11) und Nabe (12) eine geringere Reibung gegenüber diesen Werkstoffen aufweist, mit den folgenden Bestandteilen: - eine Arbeitsplatte (9) mit einem positionierbaren Lager (1212) für die mit der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) verbundene Gelenkgabel (121), und einem auf der Arbeitsplatte ortsfesten Antrieb (3), der auf die mit der Keilwelle (11) verbundene Gelenkgabel (111) einwirkt und eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) bewirkt, wobei zwischen Antrieb (3) und der Gelenkgabel (111) eine Kraftmesseinrichtung (31) vorgesehen ist, - einen Frequenzgenerator (29) mit variabler Frequenz, in dem eine elektrische Wechselspannung erzeugt wird, - einen Resonator (2), in dessen Konverter (28) die in dem Frequenzgenerator (29) erzeugte elektrische Wechselspannung, üblicherweise mit einer Frequenz über dem akustischen Bereich, also mehr als ca. 15 kHz, in mechanische Schwingungen umgewandelt werden, gegebenenfalls einen Booster (281), in dem die Amplitude der mechanischen Schwingungen geändert wird, - als weiteren Teil des Resonators (2) eine Sonotrode mit Sonotrodenkopf (21), dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, - einen Hilfs-Sonotrodenkopf (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, - eine auf der Arbeitsplatte (9) positionierbare Halterung (921) für den Sonotrodenkopf (21) des Resonators (2) und eine positionierbare Halterung (922) für den Hilfs-Sonotrodenkopf (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, - gegebenenfalls eine auf der Arbeitsplatte (9) positionierbare Halterung (9211) für den mindestens einen weiteren Sonotrodenkopf (211) mindestens eines weiteren Resonators (20), und eine positionierbare Halterung (9221) für einen Hilfs-Sonotrodenkopf (221), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, wobei in diesem Fall ein weiterer Frequenzgenerator (290) und ein weiterer Resonator (20) mit dem in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepassten weiteren Sonotrodenkopf (211) sowie der Hilfs-Sonotrodenkopf (221), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und der ebenfalls in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, ebenfalls Bestandteile der Vorrichtung sind, - eine Anzeige (32) für die in der Kraftmesseinrichtung (31) gemessene Schubkraft FB, und - eine Steuerung (39) für den Antrieb (3).Device for calibrating extendable cardan shafts (1), which comprise a spline shaft (11) and a hub (12) with an inner profile corresponding to the spline shaft (11), wherein between the outer profile of the spline shaft (11) and the inner profile of the hub (12 ) a material is introduced which, compared to the friction between the materials of the spline shaft (11) and the hub (12), has a lower friction compared to these materials, with the following components: - a worktop (9) with a positionable bearing (1212 ) for the articulated fork (121) connected to the hub (12) of the articulated shaft (1), and a drive (3) which is stationary on the worktop and which acts on the articulated fork (111) connected to the splined shaft (11) and an oscillating parallel axis Movement of the spline shaft (11) in the hub (12) causes a force measuring device (31) to be provided between the drive (3) and the articulated fork (111), - a frequency generator (29) with a variable frequency, in to which an alternating electrical voltage is generated, - a resonator (2), in the converter (28) of which the alternating electrical voltage generated in the frequency generator (29), usually at a frequency above the acoustic range, that is to say more than approx. 15 kHz, into mechanical Vibrations are converted, optionally a booster (281) in which the amplitude of the mechanical vibrations is changed, - as a further part of the resonator (2), a sonotrode with sonotrode head (21), the geometry of which preferably corresponds to the geometry of the outer shell of the hub (12) the propeller shaft (1) is adapted, an auxiliary sonotrode head (22) which is not itself excited by ultrasound and whose geometry is preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft (1), - a holder which can be positioned on the worktop (9) (921) for the sonotrode head (21) of the resonator (2) and a positionable holder (922) for the auxiliary sonotrode head (22), which is not itself excited by ultrasound, - optionally a holder that can be positioned on the worktop (9) ( 9211) for the at least one further sonotrode head (211) of at least one further resonator (20), and a positionable holder (9221) for an auxiliary sonotrode head (221) which is not itself excited by ultrasound, in this case a further frequency generator (290) and a further resonator (20) with the further sonotrode head (211), which is preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft (1), and the auxiliary sono trode head (221), which is not itself excited by ultrasound, and which is also preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the drive shaft (1), are also part of the device, - an indicator (32) for the thrust force F B measured in the force measuring device (31), and - a control (39) for the drive (3). Vorrichtung zur Kalibrierung von ausziehbaren Gelenkwellen (1), die eine Keilwelle (11) und eine Nabe (12) mit einem zu der Keilwelle (11) korrespondierenden Innenprofil umfassen, wobei zwischen dem Außenprofil der Keilwelle (11) und dem Innenprofil der Nabe (12) ein Material eingebracht ist, das im Vergleich mit der Reibung zwischen den Werkstoffen von Keilwelle (11) und Nabe (12) eine geringere Reibung gegenüber diesen Werkstoffen aufweist, mit den folgenden Bestandteilen: - eine Arbeitsplatte (9) mit einem positionierbaren Lager (1212) für die mit der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) verbundene Gelenkgabel (121), und einem auf der Arbeitsplatte ortsfesten Antrieb (3), der auf die mit der Keilwelle (11) verbundene Gelenkgabel (111) einwirkt und eine oszillierende achsenparallele Bewegung der Keilwelle (11) in der Nabe (12) bewirkt, wobei zwischen Antrieb (3) und der Gelenkgabel (111) eine Kraftmesseinrichtung (31) vorgesehen ist, - einen Frequenzgenerator (29) mit variabler Frequenz, in dem eine elektrische Wechselspannung erzeugt wird, - einen Resonator (2), in dessen Konverter (28) die in dem Frequenzgenerator (29) erzeugte elektrische Wechselspannung, üblicherweise mit einer Frequenz über dem akustischen Bereich, also mehr als ca. 15 kHz, in mechanische Schwingungen umgewandelt werden, gegebenenfalls einen Booster (281), in dem die Amplitude der mechanischen Schwingungen geändert wird, - als weiteren Teil des Resonators (2) eine Sonotrode mit Sonotrodenkopf (21), dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, - einen Hilfs-Sonotrodenkopf (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und dessen Geometrie in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, - eine auf der Arbeitsplatte (9) ortfeste Halterung (921) für den Sonotrodenkopf (21) des Resonators (2) und eine positionierbare Halterung (922) für den Hilfs-Sonotrodenkopf (22), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, - gegebenenfalls eine auf der Arbeitsplatte (9) positionierbare oder ortsfeste Halterung (9211) für den mindestens einen weiteren Sonotrodenkopf (211) mindestens eines weiteren Resonators (20), und eine positionierbare Halterung (9221) für einen Hilfs-Sonotrodenkopf (221), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, wobei in diesem Fall ein weiterer Frequenzgenerator (290) und ein weiterer Resonator (20) mit dem in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepassten weiteren Sonotrodenkopf (211) sowie der Hilfs-Sonotrodenkopf (221), der nicht selbst durch Ultraschall erregt wird, und der ebenfalls in bevorzugter Weise auf die Geometrie des Außenmantels der Nabe (12) der Gelenkwelle (1) angepasst ist, ebenfalls Bestandteile der Vorrichtung sind, - eine Anzeige (32) für die in der Kraftmesseinrichtung (31) gemessene Schubkraft FB, und - eine Steuerung (39) für den Antrieb (3).Device for calibrating extendable cardan shafts (1), which comprise a spline shaft (11) and a hub (12) with an inner profile corresponding to the spline shaft (11), wherein between the outer profile of the spline shaft (11) and the inner profile of the hub (12 ) a material is introduced which, compared to the friction between the materials of the spline shaft (11) and the hub (12), has a lower friction compared to these materials, with the following components: - a worktop (9) with a positionable bearing (1212 ) for the articulated fork (121) connected to the hub (12) of the articulated shaft (1), and a drive (3) which is stationary on the worktop and which acts on the articulated fork (111) connected to the splined shaft (11) and an oscillating parallel axis Movement of the spline shaft (11) in the hub (12) causes a force measuring device (31) to be provided between the drive (3) and the articulated fork (111), - a frequency generator (29) with a variable frequency, in to which an alternating electrical voltage is generated, - a resonator (2), in the converter (28) of which the alternating electrical voltage generated in the frequency generator (29), usually at a frequency above the acoustic range, that is to say more than approx. 15 kHz, into mechanical Vibrations are converted, optionally a booster (281) in which the amplitude of the mechanical vibrations is changed, - as a further part of the resonator (2), a sonotrode with sonotrode head (21), the geometry of which preferably corresponds to the geometry of the outer shell of the hub (12) is adapted to the cardan shaft (1), - an auxiliary sonotrode head (22), which is not itself excited by ultrasound, and whose geometry is preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft (1) - A holder (921) for the sonotrode head (21) of the resonator (2) which is stationary on the worktop (9) and a positionable holder (922) for the auxiliary sonotrode head (22) , which is not itself excited by ultrasound, - if appropriate, a positionable or fixed holder (9211) on the worktop (9) for the at least one further sonotrode head (211) of at least one further resonator (20), and a positionable holder (9221) for an auxiliary sonotrode head (221) which is not itself excited by ultrasound, in which case a further frequency generator (290) and a further resonator (20) with which the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft is preferred (1) adapted further sonotrode head (211) and the auxiliary sonotrode head (221), which is not itself excited by ultrasound, and which is also preferably adapted to the geometry of the outer shell of the hub (12) of the cardan shaft (1), are also components of the device, - a display (32) for the thrust force F B measured in the force measuring device (31), and - a controller (39) for the drive (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9, oder 10, in der ein Konverter mit mindestens einem Hilfs-Sonotrodenkopf verbunden ist, der die mechanische Schwingung in dem Hilfs-Sonotrodenkopf (22) oder gegebenenfalls in dem mindestens einen Hilfs-Sonotrodenkopf (221) aufnimmt und in ein elektrisches Signal umwandelt, dessen Amplitude und Frequenz angezeigt und/oder in einem Speicher gespeichert werden kann.Device according to one of the Claims 8 , 9 , or 10, in which a converter is connected to at least one auxiliary sonotrode head, which receives the mechanical vibration in the auxiliary sonotrode head (22) or, if appropriate, in the at least one auxiliary sonotrode head (221) and converts it into an electrical signal, the Amplitude and frequency can be displayed and / or stored in a memory. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9, 10, oder 11, in der der Sonotrodenkopf (21), der Hilfs-Sonotrodenkopf (22), sowie der gegebenenfalls vorhandene mindestens eine weitere Sonotrodenkopf (211) sowie der gegebenenfalls vorhandene zugehörige weitere Hilfs-Sonotrodenkopf (221) jeweils an die Eigenfrequenz der Gelenkwelle (1) angepasst sind.Device according to one of the Claims 8 , 9 , 10th , or 11, in which the sonotrode head (21), the auxiliary sonotrode head (22), as well as the optionally present at least one further sonotrode head (211) and the possibly associated additional auxiliary sonotrode head (221) each match the natural frequency of the propeller shaft ( 1) are adjusted.
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