Was ist die Schaufelpassierfrequenz?

Die Schaufelpassierfrequenz (BPF) gibt an, wie oft Schaufeln einen festen Punkt passieren. BPF = Schaufelanzahl × Wellendrehzahl. Sie ist die dominierende Schwingungsfrequenz in Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren und Turbinen.

Worin besteht der Unterschied zwischen BPF und GMF?

Die Schaufelpassierfrequenz (BPF) beschreibt die Frequenz rotierender Schaufeln/Leitschaufeln, die einen feststehenden Punkt passieren. Die Zahneingrifffrequenz (GMF) beschreibt die Frequenz ineinandergreifender Zahnräder. Beide Werte entsprechen der Anzahl der Elemente multipliziert mit der Wellenfrequenz, wobei die BPF die Interaktion mit dem Fluid und die GMF den mechanischen Zahnkontakt berücksichtigt.

Was verursacht eine erhöhte Schaufelpassierfrequenz?

Ein erhöhter BPF kann verursacht werden durch: ungleichmäßigen Schaufelabstand, Probleme mit dem Spalt zwischen Schaufel und Gehäuse, Strömungsstörungen am Ein- oder Auslass, beschädigte oder verschmutzte Schaufeln, Resonanz mit strukturellen Eigenfrequenzen oder Kavitation in Pumpen.

Wie beeinflusst die Schaufelanzahl die Schwingungen?

Mehr Schaufeln erzeugen im Allgemeinen eine höhere Schaufelpassierfrequenz bei geringerer Amplitude pro Impuls. Weniger Schaufeln erzeugen eine niedrigere Schaufelpassierfrequenz mit stärkeren Einzelimpulsen. Eine ungerade Schaufelanzahl verteilt die Kräfte gleichmäßiger als eine gerade Anzahl, wodurch Schwingungen potenziell reduziert werden.

Worin unterscheidet sich der BPF-Wert bei Pumpen im Vergleich zu Ventilatoren?

Bei Pumpen wechselwirkt die Schaufelpassierfrequenz (BPF, bei Pumpen oft auch als Leitschaufelpassierfrequenz bezeichnet) mit der Spiralgehäusezunge oder den Diffusorschaufeln. Eine erhöhte BPF kann auf Kavitation oder Rezirkulation hinweisen. Bei Ventilatoren wechselwirkt die BPF mit den Einlassleitschaufeln oder der Spiralabsperrung. Eine erhöhte BPF deutet häufig auf Spalt- oder Strömungsprobleme hin.

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Schaufelpassierfrequenz-Rechner

Berechnung der Schaufelpassierfrequenz (BPF) für Ventilatoren, Pumpen und Laufräder. Berücksichtigt die Harmonischen 1. bis 5. Ordnung sowie die Wellenfrequenz.

BPF Fans Pumpen Laufräder

Ergebnisse

Blattdurchgangsfrequenz (BPF)

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BPF als Ordnung der Wellendrehzahl

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Wellenfrequenz

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BPF-Periode

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BPF-Harmonischen

Harmonisch	Frequenz (Hz)	Ordnung (× Welle)	Zeitraum (ms)

Blattdurchgangsfrequenz (BPF)

Die Schaufelpassierfrequenz gibt an, wie oft Schaufeln oder Leitschaufeln einen festgelegten Bezugspunkt passieren. Sie gilt für Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren, Turbinen und alle rotierenden Maschinen mit Schaufeln oder Leitschaufeln.

Z — Anzahl der Schaufeln oder Leitschaufeln
Drehzahl — Wellendrehzahl
f_s — Wellenfrequenz = Drehzahl / 60 (Hz)

Wellenfrequenz

Warum Harmonische wichtig sind

BPF-Harmonische (2×BPF, 3×BPF usw.) liefern Diagnoseinformationen:

1×BPF-dominant: Normalbetrieb – Druckpulsationen durch das Passieren der Schaufel
Erhöhter 1×BPF: Spaltprobleme, Strömungsstörungen oder Resonanz
Mehrere BPF-Harmonische: Nicht-sinusförmige Druckimpulse – Schaufelschäden, ungleichmäßiger Abstand oder Kavitation
BPF mit Wellendrehzahl-Seitenbändern: Beschädigung oder Ablagerungen an einzelnen Schaufeln

Praktisches Beispiel

Beispiel – Kreiselpumpe, 6 Schaufeln, 2950 U/min

Gegeben: Z = 6, Drehzahl = 2950

f_s = 2950/60 = 49,17 Hz

BPF = 6 × 49,17 = 295 Hz

2 × BPF = 590 Hz, 3×BPF = 885 Hz

Periode = 1/295 = 3,39 ms

Tipp: Bei Kreiselpumpen ist die Wechselwirkung zwischen Laufradschaufeln und der Spiralgehäusezunge die Hauptursache für BPF-Schwingungen. Durch Optimierung des Abstands zwischen Laufradaußendurchmesser und Spiralgehäusezunge (typischerweise 5–10 % des Laufraddurchmessers) lässt sich die BPF-Amplitude deutlich reduzieren.