DE19927961B4

DE19927961B4 - Verfahren zum Bestimmen der Betriebsparameter Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel

Info

Publication number: DE19927961B4
Application number: DE19927961A
Authority: DE
Inventors: Andreas Storm
Original assignee: Sauer Sundstrand GmbH and Co
Current assignee: Sauer Sundstrand GmbH and Co
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2019-06-19
Also published as: DE19927961A1; US6324913B1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen der Systemparameter Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel einer Axialkolbenmaschine mit einer Anzahl von n Kolben, bei welchem die Systemparameter zur Feststellung von Betriebszuständen der Kolbenmaschine durch eine Frequenzanalyse (harmonische Analyse) eines mit Hilfe eines oder mehrerer einheitlicher Sensoren gemessenen Körperschallsignals, Flüssigkeitsschallsignals oder Luftschallsignals von der Axialkolbenmaschine ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Systemparameter wie Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel einer Axialkolbenmaschine.
Die steigende Komplexität und der seitens der Kunden und Anwender gewünschte Komfort sowie neue Einsatzgebiete führen bei hydrostatischen Antrieben mit Axialkolbenmaschinen zu vermehrtem Einsatz von Sensoren, um den Antrieb entsprechend optimal regeln zu können. Um den Betriebszustand als Ausgangspunkt für eine optimale Regelung zuverlässig einschätzen zu können, sind für den hydrostatischen Antrieb die Betriebsdrehzahl, der Arbeitsdruck bzw. Betriebsdruck und der Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine wichtige Kenngrößen. Bisher sind bei den Axialkolbenmaschinen diese Systemparameter bzw. Zustandsgrößen durch spezielle Drehzahl-, Arbeitsdruck- bzw. Schwenkwinkelsensoren ermittelt worden. Nachteilig dabei ist, dass eine bestimmte Anzahl von Sensoren unterschiedlicher Bauart und unterschiedlichen Wirkprinzips eingesetzt werden. Dies hat Nachteile hinsichtlich der Kosten, der Vereinfachung der hydrostatischen Antriebe sowie auch der Instandhaltung und Reparaturfreundlichkeit.

In der DE 196 25 947 C1 ist ein Verfahren zur Störungsfrüherkennung an Verdrängerpumpen beschrieben, bei dem ein für den störungsfreien Betrieb der Pumpe charakteristisches Frequenzspektrum der Pumpe gespeichert ist und dieses mit aktuellen Messwerten verglichen wird. Wenn für Betriebsstörungen charakteristische Abweichungen auftreten, wird ein Warnsignal erzeugt. Hierbei erfasst ein Messfühler die Pulsation der Pumpe. Der Messfühler kann mit Dehnungsmessstreifen oder piezoelektrischen Elementen arbeiten. Die so gewonnenen Pulsationsdaten werden nur insoweit ausgewertet, als sie im Frequenzspektrum des störungsfreien Betriebes zwischen den Pulsationsmaxima liegen. Alternativ wird in der DE 196 25 947 C1 auch angeregt, nicht die Druckpulsationen, sondern die Pulsationen des Förderstromes zur Signalgewinnung heranzuziehen, beispielsweise indem die Laufzeit von Ultraschallimpulsen ermittelt wird, die dazu in das Pumpmedium auf der Druckseite der Pumpe eingekoppelt werden.

Mit diesem bekannten Verfahren wird somit lediglich ein Störsignal beim Erreichen bzw. Überschreiten eines charakteristischen Frequenzspektrums erzeugt. Im Prinzip handelt es sich bei dem Verfahren gemäß der DE 196 25 947 C1 um einen „Schalter" oder „Wächter", der zwischen dem Vorliegen einer Störung und dem Nicht-Vorliegen einer Störung unterscheidet.

Auch bei einem in der DE 195 34 464 C1 beschriebenen Verfahren liegt im Prinzip ein sogenannter „Störungswächter" vor, der die beim Trockenlaufen einer elektromagnetischen Schwingkolbenpumpe entstehenden Oberschwingungen mittels Signalaufbereitung extrahiert und daraus ein Signal zum Abschalten der Pumpe oder ein Warnsignal für den Besucher ableitet. Hierbei werden Induktionseffekte messtechnisch ausgenutzt, die beim Trockenlaufen der elektromagnetischen Schwingkolbenpumpe und durch eine Steuer- und Auswerteelektronik ermittelt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Systemparameter Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel von Axialkolbenmaschinen mit einheitlichen Sensoren möglichst genau und kostengünstig ermittelbar sind; damit sollen Betriebszustand und Zustandsänderungen von Axialkolbenmaschinen exakt und schnell festgestellt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Gemäß der Erfindung wird mit dem Verfahren zum Bestimmen der Systemparameter Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel von Axialkolbenmaschinen, welche eine Anzahl von n Kolben aufweisen, zumindest ein Körperschallsignal, Flüssigkeitsschallsignal oder Luftschallsignal erfasst, mittels welchem über dessen Frequenzanalyse (harmonische Analyse) die Systemparameter ermittelt werden. Die Signale werden mittels eines oder mehrerer einheitlicher Sensoren gewonnen.

Im Unterschied zu den bekannten Verfahren gemäß der DE 196 25 947 C1 und der DE 195 34 464 C1 erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur die Funktion eines „Störungswächters". Vielmehr werden aus dem ermittelten Schallsignal die Systemparameter Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine quantitativ ermittelt. Damit können verschiedene Betriebszustände der Kolbenmaschine festgestellt werden. Man hat damit Ausgangswerte z. B. für eine optimale Regelung der Axialkolbenmaschine zur Verfügung. Der Betriebszustand der Axialkolbenmaschine ist insgesamt im Zeitablauf darstellbar, so dass auch Änderungen quantitativ mit hoher Genauigkeit ermittelbar sind. Zusammengefasst ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine dynamische Erfassung des Betriebszustandes bei geringen Kosten und einem wartungsarmen und sicheren Betrieb über einen langen Zeitraum.

Durch ihre diskontinuierliche Arbeitsweise erzeugen die Axialkolbenmaschinen – wie alle Kolbenmaschinen – Wechselkräfte, welche die gesamte Axialkolbenmaschine zu Schwingungen anregt. Derartige Strukturschwingungen werden als Körperschall bezeichnet. Wenn der Körperschall von der Axialkolbenmaschine an die Luft abgegeben wird, entsteht aus dem Körperschall Luftschall, welcher bei entsprechender Frequenzlage durch das menschliche Ohr wahrnehmbar ist. Wenn der Körperschall beispielsweise an ein Hydraulikfluid abgegeben wird, entsteht aus dem Körperschall Flüssigkeitsschall.

Da der Körperschall auf der Basis der Wechselkräfte der Axialkolbenmaschine entsteht und da die Wechselkräfte ihrerseits abhängig sind von der Betriebsdrehzahl, dem Arbeitsdruck und dem Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine, enthält der Körperschall Informationen über diese Systemparameter und ermöglicht daher deren entsprechende Auswertung. Der Körperschall steht mit den ihn verursachenden Wechselkräften in einem festen funktionalen Zusammenhang, solange sich die Schallübertragungsstrecke vom Entstehungsort der Wechselkraft bis zur Position an der Axialkolbenmaschine, an welcher der Körperschallsensor an gebracht ist, nicht ändert. Damit beinhaltet das Körperschallsignal sämtliche Informationen, welche auch in der Wechselkraft vorhanden sind.

Triebwerke von Axialkolbenmaschinen weisen in der Regel eine ungerade Anzahl von Zylindern bzw. Verdrängerkammern auf. Eine Anzahl von neun Kolben ist dabei typisch. Da Axialkolbenmaschinen sowohl als Pumpe als auch als Motor arbeiten können, bezieht sich die Erfindung allgemein auf das Bestimmen von Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel bei Axialkolbenmaschinen.

Erfindungsgemäß wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Betriebsdrehzahl aus der Grundfrequenz des Kolbenkraftverlaufs (Wechselkraft) durch Frequenzanalyse der Grundfrequenz ermittelt, wobei die aus der Frequenzanalyse ermittelte Grundfrequenz des Kolbenkraftverlaufs durch die Anzahl der Kolben der Axialkolbenmaschine dividiert wird.

Während einer vollständigen Umdrehung einer als Pumpe betriebenen Axialkolbenmaschine wird jede Verdrängerkammer während der Hälfte der Umdrehung mit der Hochdruckseite und während der anderen Hälfte der Umdrehung mit der Niederdruckseite verbunden. Wenn die entsprechende Verdrängerkammer mit der Hochdruckseite verbunden ist, führt der Kolben einen Förderhub aus. In den Totpunkten erfolgt die Umsteuerung von Hochdruck zu Niederdruck und umgekehrt. Durch Ausgleichsströmungen infolge hydraulischer Kapazitäten dauert der Umsteuervorgang eine gewisse Zeit, d.h. erfolgt nicht unendlich schnell, so daß der Druckaufbau und der Druckabbau in der jeweiligen Verdrängerkammer ebenfalls mit endlicher Geschwindigkeit abläuft. Dieser Druckverlauf wirkt auf den Verdrängerkolben und führt zu einer dynamischen Belastung der Struktur der Axialkolbenmaschine, wodurch sich ein definierter Verlauf der Kolbenkraft bzw. der Wechselkraft ergibt. Jeder einzelne Kolben führt zu einem derartigen Kolbenkraftverlauf bzw. Verlauf der Wechselkraft, wobei bei mehreren vorhandenen Kolben eine Überlagerung der einzelnen, durch die Kolben induzierten Kolbenkraftverläufe erfolgt. Da die Kolbenkraft bzw. deren Verlauf bei Kenntnis der Anzahl der Kolben einer Axialkolbenmaschine bei einer vollen Umdrehung eine der Anzahl der Kolben entsprechende Anzahl von Maxima im Kolbenkraftverlauf aufweist und diese Kolbenkraft zu einem definierten Körperschallverlauf führt, aus welchem diese Maxima ebenfalls ableitbar sind, ist es möglich, aus dem Körperschallverlauf beispielsweise die Betriebsdrehzahl der Axialkolbenmaschine zu bestimmen.

Wenn jedoch die Axialkolbenmaschine beispielsweise im drucklosen Zustand läuft, so wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Betriebsdrehzahl der Axialkolbenmaschine vorzugsweise aus Schwingungsanteilen bestimmt, welche aus den gemessenen Unwuchten des Triebwerks der Axialkolbenmaschine ermittelt werden. Somit ist es möglich, sowohl bei mit Arbeitsdruck belasteten Kolben der Axialkolbenmaschine als auch in deren drucklosem Laufzustand die Betriebsdrehzahl zu bestimmen.

Der Systemparameter Betriebsdrehzahl wird nun so bestimmt, daß zunächst ein Kolbenkraft-abhängiges Körperschallsignal erzeugt wird, indem der Körperschall mittels Weg-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsaufnehmern gemessen wird. Daran schließt sich die Durchführung einer harmonischen Analyse dieses Körperschallsignals an, aus welcher dessen Grundfrequenz ermittelt wird.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Systemparameter Arbeitsdruck aus der Amplitude der der Kolbenanzahl entsprechenden Harmonischen bestimmt, welche aus der Frequenzanalyse ermittelt werden. Diese Vorgehensweise ist möglich, da der Kolbenkraftverlauf wesentlich durch den Verlauf des Arbeitsdruckes innerhalb der Axialkolbenmaschine bestimmt wird.

Vorzugsweise wird eine Übertragungsfunktion aufgestellt, welche frequenzabhängig Verstärkungen und Abschwächungen des Körperschallsignals infolge von Strukturesonanzen des Körperschallsignals auf seinem Weg durch Bauteile/Baugruppen der Axialkolbenmaschine bis zu einem, den Körperschall aufnehmenden Sensor berücksichtigt. Diese Übertragungsfunktion gewährleistet also ebenfalls, und zwar frequenzabhängig, die Berücksichtigung von Einflüssen der Struktur der Bauteile bzw. der Baugruppen der Axialkolbenmaschine auf das Körperschallsignal, wodurch die Genauigkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung erhöht wird. Dieses Wichtungsergebnis unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion, welche auch als Korrekturwert-Funktion bezeichnet werden kann, ermöglicht die Bestimmung des Arbeitsdruckes der Axialkolbenmaschine. Vorzugsweise wird die Übertragungsfunktion empirisch bestimmt und berücksichtigt verschiedene, mathematisch nicht exakt erfaßbare Einflüsse in der Materialstruktur bzw. dem strukturellen Aufbau der Komponenten der Axialkolbenmaschine.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine aus dem Amplitudenverhältnis der geraden Harmonischen und der ungeraden Harmonischen der Grundfrequenz des Kolbenkraftverlaufs (Wechselkraft) der Axialkolbenmaschine bestimmt. Der Kolbenkraftverlauf ist direkt abhängig vom Körperschallsignal und wird daraus abgeleitet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine durch folgende Schritte bestimmt. Zunächst wird ein Kolbenkraftabhängiges Körperschallsignal erzeugt, und zwar durch Messen des Körperschalls mittels Weg,- Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsaufnehmern; anschließend wird die harmonische Analyse des Körperschallsignals durchgeführt und werden dessen Grundfrequenz und Harmonische einschließlich deren Amplituden ermittelt. Schließlich erfolgt mittels einer Übertragungsfunktion ein Wichten der mit tels der harmonischen Analyse gewonnenen Harmonischen, woran sich das Wichten der Amplitudenverhältnisse der geraden und der ungeraden Harmonischen anschließt. Anschließend wird der Schwenkwinkel bestimmt. Vorzugsweise werden die Übertragungsfunktion empirisch ermittelt und das Amplitudenverhältnis empirisch gewichtet.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird mittels eines Verfahrens zum Bestimmen der Betriebsdrehzahl, des Arbeitsdruckes und des Schwenkwinkels einer Axialkolbenmaschine dieser jeweilige Systemparameter durch eine Frequenzanalyse eines zuvor erfaßten Flüssigkeitsschallsignals oder Luftschallsignals der Axialkolbenmaschine ermittelt.

Weitere Vorteile, und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detailliert erläutert. Es zeigen:
1 den Kolbenkraftverlauf über dem Drehwinkel der Axialkolbenmaschine für einen einzelnen Zylinder;
2 den Gesamtkolbenkraftverlauf über dem Drehwinkel einer mehrzylindrigen Axialkolbenmaschine;
3 zeigt den Verlauf der Kolbenwechselkraft bei großem Schwenkwinkel; und
4 den Gesamtkolbenkraftverlauf über dem Drehwinkel einer mehrzylindrigen Axialkolbenmaschine bei großem Schwenkwinkel.
Nachfolgend wird das Verfahren beispielhaft anhand einer Axialkolbenmaschine mit neun Kolben erläutert, wobei diese neun Kolben die Grundlage für die Erläu terung zu den Figuren bilden. Das Prinzip gilt gleichermaßen für alle anderen Anzahlen von Kolben, ob gerade oder ungerade. Die Erläuterung zu den einzelnen Figuren erfolgt auf der Basis der Arbeit der Axialkolbenmaschine als Pumpe, d.h. Arbeit der Axialkolbenmaschine im Pumpenbetrieb.
In 1 ist der Kolbenkraftverlauf über dem Drehwinkel für einen Zylinder einer Axialkolbenmaschine dargestellt. Dieser Verlauf zeigt die dynamische Belastung der Maschinenstruktur infolge der vorhandenen Kolbenwechselkraft. Während einer Umdrehung von 360° ist jede Verdrängerkammer während 180° mit der Hochdruckseite und während 180° mit der Niederdruckseite verbunden. Wenn die Verdrängerkammer mit der Hochdruckseite verbunden ist, führt der Kolben einen Förderhub aus. Im Bereich der Totpunkte erfolgt die Umsteuerung von Hochdruck zu Niederdruck bzw. von Niederdruck zu Hochdruck. Die in 1 dargestellte Funktion ist keine reine Rechteckfunktion, da Ausgleichsströmungen infolge hydraulischer Kapazitäten einen eine endliche Zeit dauernden Umsteuervorgang bedingen. Dadurch erfolgt auch der Druckaufbau bzw. der Druckabbau in der jeweiligen Verdrängerkammer nicht unendlich schnell.
Bei einer Axialkolbenmaschine mit neun Kolben, d.h. mit neun Verdrängerkammern ergibt sich ein Gesamtkolbenkraftverlauf bzw. ein Verlauf der Gesamtwechselkraft über dem Drehwinkel wie in 2. Bei dem Neun-Kolben-Triebwerk der beschriebenen Axialkolbenmaschine ergibt sich somit ein Verlauf der Gesamtkolbenkraft, welcher ein jedem Kolben zugeordnetes Maximum im Gesamtkolbenkraftverlauf zeigt.
Sowohl der für einen Kolben dargestellte Verlauf gemäß 1 als auch der für neun Kolben dargestellte Verlauf der Gesamtkolbenkraft gemäß 2 zeigen, daß die Umsteuerzeiten für Kompression und Dekompression etwa gleich lang sind. Dies trifft jedoch nur zu, wenn die hydraulischen Kapazitäten, welche die Ölvo lumina in den Verdrängerkammern sind, während Kompression und Dekompression gleich groß sind. Dies trifft nur dann zu, wenn der Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine Null ist. Mit zunehmendem Schwenkwinkel weichen die Verdrängerkammervolumina in den beiden Totpunkten immer stärker voneinander ab. Während das Kammervolumen bei Kompression stetig größer wird, wird das Kammervolumen bei Dekompression in gleichem Maße kleiner. Das führt dazu, daß bei großem Schwenkwinkel der Druckaufbau wesentlich länger dauert und der Druckabbau wesentlich schneller erfolgt. Die Berücksichtigung dieser Unterschiede im Umsteuerbereich bzw. die Auswirkungen auf die Wechselkraft sind in den 3 und 4 dargestellt.
Aus 3 ist die Unsymmetrie im Verlauf der Kolbenkraft (Wechselkraft) bei großem Schwenkwinkel, d.h. auch bei unterschiedlichen hydraulischen Kapazitäten, dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß der Druckaufbau wesentlich langsamer als der Druckabbau erfolgt.
Liegen mehrere Kolben vor, wie im Beispiel von 4, bei welcher der Gesamtkolbenkraftverlauf für ein Neun-Kolben-Triebwerk dargestellt ist, so läßt sich ebenfalls ein asymmetrischer Verlauf der Gesamtkolbenkraft im Bereich des durch einen einzelnen Zylinder ausgegebenen Signals erkennen.
Wie zuvor beschrieben, wird der Verlauf der Kolbenkraft, d.h. der Wechselkraft nicht nur durch konstante geometrische Größen wie Kolbendurchmesser, Kolbenanzahl, Umsteuerkerben etc., sondern entscheidend auch durch die Betriebsdrehzahl, den Arbeitsdruck und den Schwenkwinkel geprägt. Dadurch, daß der Verlauf der Wechselkraft auch Informationen über die Betriebsdrehzahl, den Arbeitsdruck und den Schwenkwinkel enthält, ist der Informationsgehalt über die genannten drei Systemparameter sehr hoch, weil aus dem Körperschall die Informationen ermittelbar sind, mittels welcher die genannten Systemparameter ermittelt werden. Diese Informationen werden dadurch deutlich bzw. können dadurch aus dem Körperschallsignal abgeleitet werden, daß das Körperschallsignal einer Frequenzanalyse unterzogen wird.
Die Betriebsdrehzahl errechnet sich dabei direkt aus der Grundfrequenz der Wechselkraft geteilt durch die Anzahl der Kolben. Im drucklosen Zustand wird die Betriebsdrehzahl unter Zuhilfenahme von Schwingungsanteilen ermittelt, welche aus der Unwucht des Triebwerkes resultieren.
Informationen über den Arbeitsdruck bzw: Systemdruck sind in der Amplitude der Grundfrequenz der Wechselkraft enthalten. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zwischen der Amplitude der Wechselkraft und des Körperschalls ein frequenzabhängiger Zusammenhang besteht, welcher die Grundlage für die Bestimmung der Übertragungsfunktion bildet. Diese Übertragungsfunktion berücksichtigt frequenzabhängig Verstärkungen und Abweichungen des Körperschallsignals durch Strukturresonanzen auf dem Weg bis zu einem Körperschallsensor.
Schließlich können Informationen über den Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine aus dem Amplitudenverhältnis der geraden Harmonischen zu den ungeraden Harmonischen der Grundfrequenz abgeleitet werden. Mathematisch gesehen besitzen punktsymmetrische Funktionen wie die Wechselkraft bei einem Schwenkwinkel Null nur spektrale Komponenten bei einfacher, dreifacher, fünffacher, siebenfacher usw. Grundfrequenz. Diese Spektralbestandteile nennt man ungerade Harmonische der Grundfrequenz. Die geraden Harmonschen (zweifache, vierfache, sechsfache usw. Grundfrequenz) sind theoretisch nicht vorhanden. Bei großem Schwenkwinkel ist diese Symmetrie jedoch nicht mehr vorhanden. Bei großen Schwenkwinkeln besitzen diese Funktionen dann sowohl gerade als auch ungerade Harmonische. Bei der Bestimmung des Schwenkwinkels aus dem Amplitudenverhältnis muß beachtet werden, daß zwischen den Amplituden der Wechselkraft und denen des Körperschalls ein frequenzabhängiger Zusammenhang besteht, welcher berücksichtigt werden muß, was über entsprechende empirisch gewonnene oder abgeleitete Übertragungsfunktionen erfolgt.
Gleiche Effekte und Ergebnisse werden erhalten durch Verwenden eines Luftschallsignals anstelle des Körperschallsignals. Daneben ist es grundsätzlich auch möglich, nur eine gemessene Dehnung einer kraftdurchflossenen Struktur als ein Signal analog zum Körperschall zu verwenden.

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Systemparameter Betriebsdrehzahl, Arbeitsdruck und Schwenkwinkel einer Axialkolbenmaschine mit einer Anzahl von n Kolben, bei welchem die Systemparameter zur Feststellung von Betriebszuständen der Kolbenmaschine durch eine Frequenzanalyse (harmonische Analyse) eines mit Hilfe eines oder mehrerer einheitlicher Sensoren gemessenen Körperschallsignals, Flüssigkeitsschallsignals oder Luftschallsignals von der Axialkolbenmaschine ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Betriebsdrehzahl aus der mittels der Frequenzanalyse ermittelten Grundfrequenz des Kolbenkraftverlaufes (Wechselkraft) geteilt durch die Anzahl der Kolben bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Betriebsdrehzahl im drucklosen Zustand der Axialkolbenmaschine mittels aus gemessenen Unwuchten (Drehfrequenz) des Triebwerks der Axialkolbenmaschine ermittelten Schwingungsanteilen bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Arbeitsdruck aus der Amplitude der der Kolbenanzahl entsprechenden Harmonischen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem eine Übertragungsfunktion aufgestellt wird, welche frequenzabhängig Verstärkungen und Abschwächungen des Körperschallsignals infolge von Strukturresonanzen des Körperschallsignals auf seinem Weg durch Bauteile/Baugruppen der Axialkolbenmaschine bis zu einem, den Körperschall aufnehmenden Sensor berücksichtigt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Übertragungsfunktion empirisch bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Schwenkwinkel aus dem Amplitudenverhältnis der geraden Harmonischen und der ungeraden Harmonischen der aus der Frequenzanalyse ermittelten Grundfrequenz des Kolbenkraftverlaufs (Wechselkraft) der Axialkolbenmaschine bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem der Schwenkwinkel durch folgende Schritte bestimmt wird: – Erzeugen eines Kolbenkraft-abhängigen Körperschallsignals durch Messen des Körperschalls mittels Weg-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsaufnehmern; – Durchführen der harmonischen Analyse des Körperschallsignals; – Ermitteln von dessen Grundfrequenz und Harmonischen einschließlich deren Amplituden; – Wichten der Harmonischen mit einer Übertragungsfunktion; und – Wichten der Amplitudenverhältnisse der geraden und der ungeraden Harmonischen; und – Bestimmung des Schwenkwinkels.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Übertragungsfunktion empirisch ermittelt wird und die Amplitudenverhältnisse empirisch gewichtet werden.