Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in ...

149
Raumrichtungen ermöglicht [5.193]. Unter anderem ist es geeignet, die von
K. W. Maier in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts durchgeführten
Stoßuntersuchungen an Schraubendruckfedern [5.112] nachzubilden.
Bild 5.22 zeigt einen Vergleich der Ergebnisse. Maier verwendete für seine
Versuche eine selbst entwickelte Hochgeschwindigkeitskamera, mit der er
den Stoßwellenverlauf innerhalb einer Schraubendruckfeder aufzeichnen
konnte. Mit dem von Wittkopp entwickelten Modell und der Verwendung
entsprechender Software lassen sich die Stoßwellenverläufe innerhalb einer
Schraubendruckfeder simulieren und die Ergebnisse von Maier bestätigen.
Damit ist Ende des 20. Jahrhunderts ein Stand der Grundlagen für die Berechnung
und Auswahl von Federn erreicht, der es gestattet, immer feiner
strukturierte Federmodelle zu behandeln.
5.7 Zusammenfassung
Die mathematische Elastizitätstheorie, deren man sich bis heute zur Berechnung
der Spannungen und Verformungen in belasteten Körpern, unter anderem
der Federn, bedient, wurden im 18. und 19. Jahrhundert weitgehend
entwickelt. Als die eigentlichen Begründer der Technischen Mechanik, die
sich in dieser Zeit von der abstrakt-mathematischen Mechanik schied, sind
Navier, Saint-Venant, Coriolis und Poncelet anzusehen. Während Navier
vorwiegend die Elastizitätstheorie entwickelte, trat bei Coriolis und ganz
besonders bei Poncelet schon die dynamische Auffassung bestimmter Aufgaben
in den Vordergrund. Besonders die schnell laufenden Dampfmaschinen
der Lokomotiven [5.149] stellten der technischen Dynamik, die (wie
viele andere Theorien) zuerst vornehmlich in Frankreich und auch in England
entwickelt und weiterentwickelt wurden, dringliche Aufgaben. Sie
riefen dann auch in Deutschland Mitte des 19. Jahrhunderts drei große Ingenieure
Julius Weisbach, Ferdinand Redtenbacher und seinen Schüler
Gustav Zeuner auf den Plan, die vor allem bei der ingenieurtechnischen
Umsetzung der mechanischen Grundlagen maßgeblich mitwirkten.
In der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts widmete man sich unter Abkehr von
analytischen Methoden, die von den Ingenieuren oft als zu schwierig und zu
aufwändig empfunden wurden, vornehmlich der systematischen Ausbildung
der grafischen Statik zu. Mit Culmann, Ritter, Mohr und A. Föppl gingen
zahlreiche grafische Verfahren in die Geschichte der Mechanik ein.
Unter den ständig wachsenden Anforderungen an Werkstoff und Festigkeit
drang auch die Erkenntnis immer weiter vor, dass die Anwendung der Elastizitätstheorie
auf die Berechnung der Maschinenteile (darunter auch der