Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in ...
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5 <strong>Die</strong> Entwicklung <strong>der</strong> Auslegungsrechnungen<br />
von Fe<strong>der</strong>n<br />
5.1 <strong>Die</strong> Elastizität <strong>der</strong> festen Stoffe<br />
5.1.1 Werkstoffelastizität <strong>und</strong> Fe<strong>der</strong>funktion<br />
Als Fe<strong>der</strong>n werden Masch<strong>in</strong>enelemente bezeichnet, <strong>der</strong>en Hauptfunktion<br />
dar<strong>in</strong> besteht, bei geeigneter Form auf das E<strong>in</strong>wirken äußerer Kräfte sich zu<br />
verformen <strong>und</strong> damit potentielle Energie zu speichern, die zu gegebener<br />
Zeit dann wie<strong>der</strong> abgegeben werden kann. Das reversible Energiespeichervermögen<br />
hat auch den Begriff "Elastische Fe<strong>der</strong>n" geprägt, <strong>der</strong> zur Unterscheidung<br />
<strong>und</strong> Abgrenzung dieser Fe<strong>der</strong>n zu an<strong>der</strong>en Masch<strong>in</strong>en- <strong>und</strong> Konstruktionselementen<br />
mit gleichem Namen (Passfe<strong>der</strong>, Holzfe<strong>der</strong>leiste ... )<br />
vielfach benutzt wird. Obwohl <strong>der</strong> Begriff "Fe<strong>der</strong>" für e<strong>in</strong> "fe<strong>der</strong>ndes" Masch<strong>in</strong>enelement<br />
alle<strong>in</strong> schon aussagekräftig <strong>und</strong> ausreichend e<strong>in</strong>gebürgert<br />
ist, wird <strong>der</strong> Zusatz "elastisch" noch <strong>in</strong> e<strong>in</strong>igen Fällen zur e<strong>in</strong>deutigen Abgrenzung<br />
herangezogen.<br />
In <strong>der</strong> historischen Entwicklung dieses Masch<strong>in</strong>enelements spielten die<br />
elastischen Eigenschaften <strong>der</strong> Werkstoffe, die für Fe<strong>der</strong>n e<strong>in</strong>gesetzt werden<br />
konnten, e<strong>in</strong>e beson<strong>der</strong>e Rolle.<br />
<strong>Die</strong> Elastizität ist, wie diese Darlegungen zeigen, wichtigste Stoffeigenschaft,<br />
durch die das Masch<strong>in</strong>enelement "Fe<strong>der</strong>" geprägt wird. Dabei<br />
kommt es beson<strong>der</strong>s darauf an, dass die vom Bauelement zu ertragenden<br />
Verformungen <strong>in</strong> ihrer Größe so bemessen werden, dass sie sich nach Wegnahme<br />
<strong>der</strong> Last wie<strong>der</strong> vollständig "zurückstellen" können.<br />
Für die Berechnung <strong>der</strong> Fe<strong>der</strong>n zum Zwecke e<strong>in</strong>er funktionsgerechten Auslegung<br />
bildet die Elastizitätstheorie e<strong>in</strong>e wesentliche Gr<strong>und</strong>lage. Auf die<br />
Entwicklung dieser Gr<strong>und</strong>lage soll im folgenden e<strong>in</strong>gegangen werden. Zunächst<br />
jedoch e<strong>in</strong>ige Ausführungen zum Begriff "Elastizität".<br />
5.1.2 Zum Begriff <strong>der</strong> Elastizität fester Stoffe<br />
Aus heutiger Sicht wird als Elastizität e<strong>in</strong>es Werkstoffs se<strong>in</strong>e Eigenschaft<br />
bezeichnet, bei Belastung se<strong>in</strong>e Gestalt (Form, Größe) zu än<strong>der</strong>n <strong>und</strong> nach<br />
Wegnahme <strong>der</strong> Last die ursprüngliche Gestalt wie<strong>der</strong> anzunehmen. Beim<br />
E<strong>in</strong>wirken äußerer Lasten werden im Werkstoff <strong>in</strong>nere Spannungen hervorgerufen.<br />
<strong>Die</strong>se s<strong>in</strong>d bestrebt, die von dieser Belastung hervorgerufenen
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