Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in ...

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Belastungen ermittelt und diskutiert. Beispielsweise wird ein Vergleich
zwischen Schraubendruckfedern und Blattfederwerken (geschichtete Blattfedern)
durchgeführt und festgestellt, dass der Materialeinsatz bei Schraubendruckfedern
nur 27% des für Blattfederwerke zutreffenden Wertes beträgt.
Für die Berechnung von Spiralfedern werden keine Quellen angegeben. Es
ist aber anzunehmen, dass in Abhandlungen zur Uhrentechnik schon Ansätze
vorliegen könnten, die aber nicht herangezogen wurden. In diesem Abschnitt
behandelt Reuleaux alle Federn, deren Aufgabe darin besteht, eine
Achsdrehung zu bewerkstelligen. Neben Spiralfedern (ebene Spirale), die in
Uhren als Antriebsfedern (Aufzugfedern) oder Unruhfedern eingesetzt werden,
sind es auch Schraubenfedern aus Draht, die von Reuleaux als Drehschraubenfedern
(s. Bild 5.13, Fig. 33) bezeichnet werden (heutiger Begriff:
Drehfeder, Schenkelfeder).
Von F. Reuleaux werden erstmals im deutschsprachigen Raum Berechnungsbeziehungen
und Konstruktionshinweise für die damals wichtigsten
Federn in einem Buch zusammengestellt. Zu dieser Aussage gelangt man,
weil sowohl von Reuleaux als auch von Redtenbacher auf französische
Quellen verwiesen wird. Das Entstehen dieser Berechnungsbeziehungen
wird ausführlich erläutert. Neben zahlreichen Berechnungsbeispielen werden
immer wieder Vergleiche zwischen den einzelnen Federarten angestellt,
wobei der Materialaufwand im Mittelpunkt steht. Es wird allerdings auch
vermerkt, dass einige ebenfalls verbreitete Federn, wie die Kreis- oder
Ringfeder (Kolbenringe an Dampfmaschinen) oder die Adam’sche Bogenfeder
nicht behandelt werden. Auch auf Federschwingungen konnte nicht
eingegangen werden.
5.5.3 Die Arbeiten von Grashof und Bach
Von Franz Grashof werden in seinem 1866 in der 1. Auflage erschienenen
Buch „Die Festigkeitslehre ...“ [5.39] und den weiteren Auflagen Ableitungen
für die Berechnung der Verformungen aus den jeweiligen Beanspruchungen
von Blattfedern sowie von Spiralfedern (von Grashof verwendete
Bezeichnung der Schraubenfedern) vorgenommen, wobei exakt auf die
Voraussetzungen eingegangen wird, unter denen die gewonnenen Beziehungen
gelten. So setzt Grashof beispielsweise für die Berechnung der
Verformung einer Schraubenfeder in Achsrichtung alle Spannungsanteile
(Verformungsanteile), also Verdrehung, Biegung, Schub und Zug/Druck, an
und weist dann nach, welche Anteile vernachlässigbar sind. Auch wird von
ihm das Ausweichen des Kraftangriffspunktes infolge der Seitenkräfte bei