GfM Gesellschaft für Maschinendiagnose mbH
Kompendium - Stoßimpuls

Besondere Bedeutung hat im Zusammenhang mit Maschinensignalen der Stoßimpuls. Impulse oder Stoßimpulse, beide Formulierungen findet man in der Diagnosepraxis, entstehen

  • infolge von Wälzlagerschäden,
  • infolge anschlagender loser Teile und
  • unter Umständen infolge bestimmter Verzahnungsfehler.

Der Impuls ist im weitesten Sinne ein Vorgang, dessen Amplitudenwerte nur innerhalb einer beschränkten Zeitspanne merklich von Null abweichen. Innerhalb dieser Zeitspanne kann das Signal einen bestimmten Verlauf annehmen (Rechteck, Dreieck usw.). Ein Impuls kann unipolar oder bipolar (mit Vorzeichenwechsel) sein. Ein bipolarer Impuls ist der Knall in der Akustik.

Eine Sonderform des Impuls ist der Dirac-Stoß. Der Dirac-Stoß ist ein Rechteckimpuls mit der zeitlichen Ausdehnung, die gegen Null geht. Seine Amplitude geht gegen unendlich. Somit ergibt sich für das Betragsspektrum des Dirac-Stoßes der konstante Wert Eins. Das heißt, er enthält alle Frequenzen mit gleicher Energie.

Der reale, an Maschinen auftretende Stoßimpuls besitzt sowohl eine endliche Amplitude als auch eine zeitliche Ausdehnung. Dazu kommt, dass die Auslenkung des realen Stoßimpulses in der Regel nicht auf den Wert Null zurückfällt. Infolgedessen enthält der reale Stoßimpuls nur bestimmte Frequenzanteile.

Fast ausschließlich durch Faltung werden Stoßimpulse von Anregungsort fortgeleitet. Die Faltung geht vom linearen zeitinvarianten System aus. Lineare Systeme besitzen die Eigenschaft der Superposition. Besteht ein Eingangssignal aus der gewichteten Summe mehrerer Signale, so besteht das Ausgangssignal aus der Superposition, das heißt der gewichteten Summe der Ausgangssignale des Systems für jedes dieser Signale. Zeitinvarianz bedeutet, dass eine Zeitverschiebung des Eingangssignals zu einer Zeitverschiebung des Ausgangssignals führt, ohne dass sich die Signalform verändert. Ein lineares zeitinvariantes System besitzt ein Einheitsimpulsübertragungsverhalten .

Wirkt an einem schwingfähigen System ein Eingangssignal , so berechnet sich das Ausgangssignal zu:

.

Diese Gleichung bezeichnet man als Faltungsintegral oder auch Superpositionsintegral. Für die Faltung zweier Signale hat sich folgende Schreibweise durchgesetzt:

.

Stoßimpulse sind mittels Hüllkurvenanalyse zuverlässig nachweisbar.

© GfM Gesellschaft für Maschinendiagnose mbH