Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem (resamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XVm. Jahrg. 



3. Dezember 1903. 



Nr. 49. 



Die naturwissenschaftlichen Ergebnisse und 

 die Ziele der modernen technischen Mechanik. 



Von Prof. Dr. A. Sommerfeld (Aachen). 



(Vortrag , gehalten auf der 75. Versammlung deutscher Natur- 

 forscher und Ärzte zu Kassel am 24. September 1903.) 



(Schluß.) 



Lassen Sie uns, hochgeehrte Anwesende, nach 

 dieser flüchtigen Durchmusterung statischer Pro- 

 bleme noch einen Blick auf einige in der Technik 

 auftretende Fragen der Dynamik werfen. 



Wie ich schon eingangs bemerkte, wurde in frü- 

 herer Zeit die technische Dynamik von den statischen 

 Betrachtungen überwuchert. Radinger gebührt das 

 große Verdient, das dynamische Gewissen des Tech- 

 nikers geweckt zu haben. Er entdeckte im Maschinen- 

 bau den Newton sehen Grundsatz von neuem, wonach 

 Masse X Beschleunigung = Kraft ist. In der Tat 

 bedarf es eigentlich nur dieses Grundsatzes, um ein- 

 zusehen, daß die Masse der hin und her gehenden 

 Teile einer Kolbenmaschine die Wirkung des Damp- 

 fes in der einen Phase des Kolbenhubes herabmildert, 

 in der anderen Phase unterstützt, und daß man somit 

 in der sog. Massenwirkung der Maschinenteile ein 

 Mittel besitzt, um die Kraftübertragung in günstiger 

 Weise zu beeinflussen. Daß Radinger in der Be- 

 tonung dieser neuen Erkenntnis sich nicht überall 

 vor Übertreibungen gehütet hat und daß er die Zu- 

 kunft der schnell laufenden Maschinen, bei welchen 

 die Massenwirkung vornehmlich in Frage kommt, 

 vielleicht überschätzt hat, wird ihm billigerweise nie- 

 mand verdenken wollen. 



An den BegriiF der Massenwirkung knüpft eine 

 der schönsten Bereicherungen der technischen Mecha- 

 nik an, welche die letzten Jahrzehnte hervorgebracht 

 haben, die Theorie des Massenausgleichs bei 

 Mehrzylindermaschinen nach Otto Schlick. Es 

 handelt sich hierbei nicht um eine technische Spezia- 

 lität, sondern um eine Frage ganz allgemeiner Natur, 

 die sich jeder stellen und beantworten müßte, der 

 über Mechanik nachdenkt. In Wirklichkeit war es 

 aber, wie so oft, die harte Notwendigkeit der techni- 

 schen Anforderungen, welche die Lösung des Pro- 

 blems gezeitigt hat. 



Sowohl im Lokomotiv-, wie namentlich im Schiffs- 

 bau ist die Frage des Massenausgleichs aufgetreten. 

 Man kann sie so stellen: Gegeben ein System von 

 Massen (nämlich die Massen der Betriebsmaschinen), 



welche gesetzmäßig bewegt werden. Diese übertragen 

 auf den Rahmen , in dem sie arbeiten (nämlich den 

 Körper der Lokomotive oder den Schiffskörper), die 

 Trägheitskräfte ihrer Bewegung, wodurch teils der 

 Rahmen als Ganzes in Bewegung gesetzt, teils ela- 

 stisch deformiert wird. Bei der Lokomotive kommt 

 allein die Bewegung im ganzen in Betracht; die bei- 

 den Teile der Bewegung, die sich ergeben, wenn wir 

 die resultierende Einzelkraft und die resultierende 

 Drehkraft der Trägheitswirkungen für sich betrach- 

 ten, heißen im Eisenbahnbetriebe Zucken und Schlin- 

 gern. Beim Schiffskörper dagegen sind es die elasti- 

 schen Deformationen desselben , welche namentlich 

 dann wesentlich und gefährlich werden , wenn die 

 Periode einer Eigenschwingung des Schiffes der 

 Periode der Maschinenumdrehung nahe kommt, wenn 

 also, wie man sagen kann, die Konstruktion des 

 Schiffes auf das Zeitmaß der Schiffsmaschinen abge- 

 stimmt ist. Indem Schlick von allem Nebensäch- 

 lichen absah, verglich er die Schwingungen des 

 Schiffskörpers mit den Schwingungen eines frei schwe- 

 benden Balkens , auf welchen periodisch wechselnde, 

 verbiegende Kräfte einwirken, und studierte den Re- 

 sonanzeffekt zwischen der Eigenschwingung des Bal- 

 kens und der übertragenen Wechselkraft an seinen 

 schöuen Modellen. 



Da nun die Grundschwingungszahl eines Balkens 

 oder eines Schiffes mit wachsender Länge desselben 

 abnimmt, so mußte bei fortgesetzter Vergrößerung 

 der Schiffsabmessungen , auf welche die moderne 

 Entwickelung hindrängt, notwendig diejenige Grenze 

 erreicht werden , bei welcher der gefährliche Reso- 

 nanzeffekt zwischen Maschinenumlauf und Schiffs- 

 schwingung eintrat. 



Entweder mußte nun der Schiffbau auf dem ein- 

 geschlagenen Wege umkehren oder es mußten die 

 Trägheitswirkungen der Maschinenteile, diese Feinde 

 des Schiffskörpers, unschädlich gemacht werden. Da 

 lag es nach einem alten, politischen Grundsatze nahe, 

 die Feinde unter sich zu entzweien und gegen einan- 

 der aufzuhetzen. Das wesentliche Mittel hierzu lie- 

 fert eine geeignete Disposition über die Schränkungs- 

 winkel zwischen den verschiedenen Kurbeln, sowie 

 eine geeignete Wahl der Massen- und Abstandsver- 

 hältnisse der einzelnen Getriebeebenen. In solcher 

 Weise gelingt es, die Trägheitskräfte der Schiffs- 

 maschinen sich gegenseitig zerstören zu lassen und 

 den Schiffskörper von seinen Peinigern zu befreien. 



