Torsionsschwingung

Die Drehschwingung oder Torsionsschwingung ist eine Form der mechanischen Schwingungen. Im Gegensatz zur translatorischen Schwingung erfolgt bei der Drehschwingung eine Schwingung um den rotatorischen Freiheitsgrad eines Systems.

Beim Einmassen-Schwinger hängt die sich ergebende Schwingungsdauer (Periode) von der Steifigkeit der Drehfeder und dem Rotations-Trägheitsmoment der angekoppelten Drehmasse ab (siehe Schwingung). Beim Mehrmassen-Schwinger sind die Drehfedern in der Regel drehmomentübertragende Bauteile wie Wellen oder Kupplungen, zwischen denen sich die Drehträgheiten (z. B. Zahnräder oder Schwungmassen) befinden.

In der Technik haben Drehschwingungen eine wichtige Bedeutung. Erwünscht sind sie in Bereichen, wo sie als Zeitnormal benötigt werden, z. B. in mechanischen Uhren. Häufig sind sie aber unerwünscht (z. B. in mechanischen Antriebssystemen) wo sie die Ursache von Bauteilversagen oder störendem Schall sind. Die Berechnung auf die Drehschwingungseigenschaften hin (Eigenfrequenzen, Eigenformen) ist daher eine grundlegende Aufgabe bei der Auslegung eines Antriebssystems.

In Fahrzeugen oder Schiffsantrieben mit Verbrennungsmotor werden Drehschwingungen häufig durch die Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle angeregt und müssen daher entsprechend bedämpft werden. Häufig werden dazu Dämpferelemente wie spezielle elastische Kupplungen (z. B. Zweimassenschwungrad) oder zusätzliche Schwungmassen (Tilger) in den Antriebsstrang eingebunden.

Bei Schienenfahrzeugen wird auch der Begriff Rollieren verwendet. Rollieren bezeichnet Drehschwingungen der beiden Räder eines Radsatzes gegeneinander, was eine Torsionsschwingung in der Radsatzwelle zur Folge hat. Durch die Drehschwingungen entsteht ein Verschleiss der durch einen Rollierschutz verhindert werden kann.