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Eigenfrequenz

Eigenfrequenz ist die Anzahl der Schwingungen pro Zeit, die ein schwingfähiges System ausführt, wenn es nach einer Anregung sich selbst überlassen bleibt. Die Frequenz allgemein wird gemessen in Hertz (1 Hz =1s-1). Neben der Eigenfrequenz wird zur Beschreibung von Schwingungsvorgängen auch die Eigenkreisfrequenz benutzt. Es besteht der Zusammenhang:

w =2p · f

w= Eigenkreisfrequenz

f = Eigenfrequenz

Für einen einfachen Feder-Masse-Schwinger

mit Dämpfung gilt:

w= w0 mit w0 = ; d =;

w0 = Eigenkreisfrequenz der ungedämpften Schwingung

c = Federkonstante

m = schwingende Masse

s = Dämpfungsgrad

d = Abklingkonstante

b = Dämpfungskonstante

Bei aperiodischer Dämpfung (u >1) tritt keine Schwingung auf. Schwinger mit kontinuierlich verteiltem Energiespeicher (z.B. Stab, Platte) haben theoretisch unendlich viele Eigenfrequenzen. Als derartiger Schwinger muß auch ein Metallfaltenbalg (Balg-GLRD) gesehen werden. Bei Betrachtung als beidseitig eingespannte Feder läßt sich die erste Eigenfrequenz der Axialschwingungen berechnen:

f = 0,5 ·

c = Federsteifigkeit des Balges

m = Masse des Balges

Bei erzwungenen Schwingungen ist die Lage der Resonanzfrequenz sowie die zu ihr gehörende Amplitude abhängig von der Dämpfung. Je kleiner der Dämpfungsgrad, desto größer wird die Amplitude und um so näher liegt die Resonanzfrequenz an der Eigenfrequenz der ungedämpften Schwingung. Resonanzerscheinungen sind auf alle Fälle zu vermeiden. Sie führen bei GLRD zu Schädigungen und somit zum Ausfall (Schwingungen).