Kriechfall

Bedeutung des Kriechfalls

Der Kriechfall beschreibt das Verhalten eines grundsätzlich schwingfähigen physikalischen Systems bei starker Dämpfung. Dämpfung bedeutet, dass die Bewegung gebremst wird. Das System nähert sich seiner Gleichgewichtslage monoton, also ohne Richtungswechsel und ohne Überschwingen.

Die Alternative ist der Schwingfall: Das System schwingt über die Gleichgewichtslage hinaus und kehrt mehrfach um. Zwischen beiden liegt bei genau einem Wert der Dämpfung der aperiodische Grenzfall als mathematischer Sonderfall.

Beispiel eines Federschwingers

Wird das Massestück eines Federschwingers aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt, bewegt es sich normalerweise zurück und schwingt dabei über die Ausgangslage hinaus. In Wasser statt in Luft wird es deutlich stärker gebremst. Ist die Bewegung so langsam, dass das Massestück die Gleichgewichtslage ohne Richtungswechsel erreicht, spricht man von Kriechen.

Praktische Anwendungen

Eine durch Federkraft schließende Pendeltür ist grundsätzlich schwingfähig. Sie wird häufig so gedämpft, dass sie sich ohne Überschwingen und damit kriechend schließt.

In der Regelungstechnik folgt die Regelgröße auf eine sprunghafte Änderung der Führungsgröße im Allgemeinen mit Überschwingungen. Bei der Temperaturregelung einer chemischen Reaktion kann ein Überschwingen der Temperatur jedoch das Produkt zerstören. Deshalb muss die Regeleinrichtung in solchen Fällen auf kriechende Einstellung ausgelegt werden.

Geschwindigkeit und Nachteile

Eine möglichst schnelle Einstellung in eine neue Ruhelage nach einer sprunghaften Änderung wird vielfach nahe dem aperiodischen Grenzfall erreicht. Anwendungen, bei denen eine Einstellung ohne Überschwingen zwingend nötig ist, müssen dagegen auf eine langsamere Veränderung ausgelegt sein.

Bei elektromechanischen Messgeräten empfiehlt DIN EN 60051-1 eine geringere Dämpfung. Ein Überschwinger macht das Ende des Bewegungsvorgangs leichter erkennbar als Kriechen. Außerdem kann im Kriechfall durch Haftreibung leichter eine Messabweichung entstehen.