Torsionsschwinger und Längsschwinger

Zusammenfassung

Torsionsschwingungen in Kolbenmaschinen gehörten historisch gesehen zu den ersten Problemen der Maschinendynamik. Sie traten zunächst in Schiffsanlagen auf und wurden bereits 1902 von O. Frahm berechnet und gemessen. Eine wesentliche Entwicklung erlebte die Forschung auf diesem Gebiet durch die Forderung nach Leichtbau für die Luftschiffe und Flugzeuge. Auch die Klärung der Ursachen von Motorschäden, die zu enormen Folgeschäden beim Unglück mit dem Zeppelin LZ4 (05.08.1908 bei Echterdingen) führten, hat die Entwicklung vorangetrieben. Auf dem Gebiet der parametererregten Schwingungen von Maschinen kann die Behandlung der Triebwerksschwingungen an einer Elektrolokomotive durch E.Meissner (1918) als eine der ersten Arbeiten angesehen werden. Eine zusammenfassende Darstellung der Kolbenmaschinendynamik vor dem „Computerzeitalter“ enthält die „Technische Dynamik“ von Biezeno und Grammel [1]. Auch heute steht die Kolbenmaschine noch im Vordergrund, wobei es jedoch darauf ankommt, nicht nur den Motor, sondern die ganze Antriebsanlage zu untersuchen. Dadurch entstehen Berechnungsmodelle mit einer großen Anzahl von Freiheitsgraden. In zunehmendem Maße werden aber Torsionsschwingungen auch in Antriebsanlagen anderer Maschinenarten interessant. So ist beispielsweise durch die steigenden Ansprüche an die Druckqualität die dynamische Berechnung einer Druckmaschine heute unumgänglich. Die steigenden Forderungen an die Produktivität zwingen zu einer möglichst genauen Erfassung der Dynamik von Antriebssystemen an vielen Verarbeitungsmaschinen. Man kann allgemein feststellen, dass Torsionsschwingungen in fast allen Maschinengruppen, bei denen eine rotierende Bewegung auftritt, beachtet werdenmüssen. Ihremathematische Behandlung ist unabhängig davon, ob es sich z. B. um Werkzeugmaschinen, Zementmühlen, Schiffsantriebe oder Motorradmotoren handelt.