Grundlagen zu Schwingungen

Die mechanischen Schwingungen sind im Maschinenbau meist ungewollte und störende Begleiterscheinungen. Oft führen Schwingungen zu Schwierigkeiten bei der Befestigung von Baugruppen, oder sie bereiten Probleme bei einer hoch präzisen Bearbeitung. In der Fördertechnik wurden hingegen Möglichkeiten geschaffen die mechanischen Schwingungen zu nutzen, dass heißt sie für den Guttransport einzusetzen.

Wenn ein Körper im mechanischen Sinne schwingt, so vollzieht er eine periodische Bewegung um seine Gleichgewichtslage. Diese Form der Bewegung stellt sich durch die Trägheit des schwingenden Systems und durch eine zur Gleichgewichtslage gerichtete Kraft ein.

Schwingungsablauf
Ausgehend von einem angeregtem System läuft eine Schwingung derart ab, dass durch die zur Gleichgewichtslage gerichtete Kraft das schwingende System beschleunigt. Die Beschleunigung wirkt in Richtung der Gleichgewichtslage bis sich das Schwingsystem ebenfalls in dieser Lage befindet. In der Gleichgewichtslage stoppt das schwingende System jedoch nicht. Auf Grund der Trägheit wird sich der Schwinger weiterbewegen und sich somit wieder von der Gleichgewichtslage entfernen. Durch die erneute Entfernung des Schwingers von der Gleichgewichtslage greift am Schwingsystem erneut eine rücktreibende Kraft an. Die rücktreibende Kraft bremst das schwingende System ab, bis es den sogenannten Umkehrpunkt erreicht. Der Umkehrpunkt ist der Punkt, welcher den maximalen Abstand auf der Schwingungsbahn zur Gleichgewichtslage hat. Vom Umkehrpunkt aus wird der Schwinger durch die rücktreibende Kraft erneut in Richtung Gleichgewichtslage beschleunigt und der beschriebene Ablauf beginnt von vorne.

Einteilung von Schwingungen
Schwingungen lassen sich anhand des zeitlichen Verlaufs einteilen. Dabei unterscheidet man gedämpfte und kontinuierliche Schwingungen.
Unter einer gedämpften Schwingung versetzt man ein schwingendes System, welchen während der Schwingung keine weitere Energie zugeführt wird. Bedingt durch Reibungsverluste wird die Amplitude dieser Schwingungsform im zeitlichen Verlauf der Schwingung immer geringer bis die Schwingung zum stillstand kommt. Im Gegensatz dazu wird die kontinuierliche Schwingung ihre Amplitude beibehalten. Um das möglich zu machen wird das kontinuierlich schwingende System ständig neu zur Schwingung angeregt, dass heißt auf das System wird immer wieder neu Energie übertragen.