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Schwingungstechnik

Im Folgenden möchten wir einige Begriffe der Schwingungstechnik erklären.

Begriffe
Anregung
Schwingungsanregung:
Drehende Unwuchten führen zu periodischen mechanischen Schwingungen, die als Vibration wahrgenommen werden. Gekennzeichnet werden sie durch Schwingebene (im Raum), Frequenz (Drehzahl) und Stärke (Unwucht).
Beispiel: Lagerung eines Lüfters
Stoßanregung:
Die Einwirkung von Kraftimpulsen führt zu Stößen, die als Schockbelastung wahrgenommen werden. Sie sind u.a. gekennzeichnet durch kinetische Energie und Stoßzeit.
Beispiel: Lagerung einer Presse mit niedriger Hubzahl
Lärm / Schall Mechanische Schwingungen und Stöße verursachen Körperschall, der durch Anregung empfindlicher Bauteile ("Membran") zur Emission von Luftschall führen kann.
Beide erzeugen Schäden durch unzulässige mechanische Beanspruchung und Lärm.
Schwingungsisolation (Entkopplung) Das Ziel der Schwingungs- und Stoßisolation ist die Reduzierung der Übertragung von Körperschall zwischen angrenzenden Bauteilen.
Es ist empfehlenswert, die Isolation immer möglichst direkt an der Anregung durchzuführen.
Isolationsgrad Der Isolationsgrad stellt die Qualität der Entkopplung dar.
Beispiel: Isolationsgrad 95%
Die aus der Anregung resultierende dynamische Beanspruchung wird durch die Lagerung um 95% reduziert.
aktive / passive Isolation aktive Isolation:
Die Umgebung wird vor dynamischen Beanspruchungen aus der Maschine geschützt.
Beispiel: Lagerung eines Kompressors
passive Isolation:
Die Maschine wird vor dynamischen Beanspruchungen aus der Umgebung geschützt.
Beispiel: Lagerung eines Messinstruments
Eigenfrequenz Die Eigenfrequenz ist die Frequenz, mit der ein schwingfähiges System nach einmaliger Anregung schwingt.
Sie ist die wichtigste Steuergröße in der Gestaltung einer elastischen Lagerung.
Abstimmung / Auslegung Die Abstimmung oder Auslegung beschreibt die Gestaltung der Lagerung entsprechend der spezifischen Anforderungen.
Bei Aufgaben im Rahmen der Schwingungsisolierung unterscheiden wir zwischen hoher und tiefer Abstimmung.
hohe Abstimmung:
Eigenfrequenz Lagerung > Anregungsfrequenz
tiefe Abstimmung:
Eigenfrequenz Lagerung < Anregungsfrequenz
In der Praxis ist eine tiefe Abstimmung anzustreben, da nur hier Schwingungsisolation erzielt werden kann.
Schwingungsdämpfung Die dämpfenden Eigenschaften vieler Elastomere beruhen auf der Umwandlung von Bewegungs- in Wärmeenergie.
Der positive Effekt in der Schwingungstechnik ist z.B. eine Begrenzung der Amplituden im Bereich der Resonanz.
Schwingungstilgung Die Schwingungstilgung ist ein Sonderfall in der Schwingungstechnik.
Auf dem zu schützenden Objekt wird eine zusätzliche Masse (Tilger) installiert. Deren Lagerung wird (im Gegensatz zur Schwingungsisolation) direkt auf die zu eliminierende Resonanzfrequenz des Objektes abgestimmt. Da die Genauigkeit der Abstimmung sehr hoch sein muss, kommen hier eher z.B. Stahlfederdämpfer zum Einsatz.