Historie
Zum 125. Todestag von Emil Winkler
Heute (27. August 2013) jährt sich zum 125. Mal der Todestag von Emil Winkler, der 1835 als Sohn des Revierförsters Johann Leberecht Winkler in Falkenberg bei Torgau geboren wurde. Emil Winkler besuchte ab 1841 die Volksschule in Falkenberg und ab 1847 das Gymnasium in Torgau. Den Besuch des Gymnasiums in Torgau brach er 1850 ab (ähnlich wie Wöhler und Zimmermann), wahrscheinlich kam er mit Latein und Griechisch nicht zurecht. Es ist anzunehmen, dass sein Mathematiklehrer, Johann Albert Arndt ihn auf die Möglichkeit hingewiesen hat, auf dem „Zweiten Bildungsweg“ (so würde man heute sagen) sein Ziel doch noch zu erreichen. Winkler absolvierte eine Maurerlehre in Torgau und besuchte dann die Baugewerkeschule, eine Art Technikerschule, in Holzminden. Danach studierte Winkler vier Jahre lang am Polytechnikum in Dresden Bauwesen, promovierte anschließend bei dem Physiker Hankel an der Universität in Leipzig zu einem Thema aus der Bodenmechanik, arbeitete in Dresden und heiratete Clara Helene Crentz, die Tochter eines Dresdner Bürgers, Kaufmanns und Handelsherrn.
Nach seinem Besuch des Gymnasiums in Torgau hat Emil Winkler seinen Geburtsort Falkenberg vermutlich nie mehr aufgesucht: Sein Vater hatte am 12. Geburtstag des Sohnes Selbstmord begangen. „Er entleibte sich durch einen Schuß in den Mund“, heißt es im Kirchenbuch. Für den Sohn muss das ein traumatisches Ereignis gewesen sein.
Die Lehrer von Emil Winkler in Dresden waren der Bauingenieur Johann Andreas Schubert, der Motor der industriellen Revolution in Sachsen, und der Mathematiker Oskar Schlömilch, der mathematische Lehr- und Übungsbücher verfasst hat und Herausgeber zweier mathematischer Zeitschriften war. Schlömilch dürfte Winkler, dessen Mathematikkenntnisse nach dem kurzen Gymnasiumsbesuch sicher unzureichend waren, mathematisch geprägt haben. Er hat sich für seine Dissertation an der Universität Leipzig eingesetzt.
Abb. 1: Emil Winkler (1835-1888) (Winkler)
Als Dreißigjähriger wurde Winkler an das Polytechnikum nach Prag berufen. Aus dieser Zeit ist ein Porträt von ihm erhalten (Abbildung 1). In Prag vertrat er praktisch das gesamte Bauingenieurwesen, veröffentlichte dabei sein Hauptwerk, die „Lehre von der Elastizität und Festigkeit“ und begann mit der Publikation der Reihe „Vorträge [d. h. Vorlesungen] über Eisenbahnbau“. 1870 nahm er einen Ruf nach Wien auf einen Lehrstuhl für Eisenbahn- und Brückenbau an und begann dort mit der Publikation einer Reihe „Vorträge über Brückenbau“.
Keine seiner Buchreihen wurde abgeschlossen.
1877 schließlich wurde Winkler im Hinblick auf den geplanten Aufbau einer Technischen Universität an die Berliner Bauakademie berufen. 1881, nach der Gründung der Technischen Hochschule in Berlin wurde er zum zweiten Rektor der TH Berlin gewählt. Seine immer mehr schwindenden Kräfte widmete er ganz dem Aufbau der Lehre im Fach Statik der Baukonstruktionen. Seine Lehre war, selbst nach heutigen Gesichtspunkten, didaktisch modern. Aus den Semesterarbeiten seiner Studenten wählte er in den ersten zwei Jahren 50 Blätter aus, die er in verkleinerter Form als „Studienblätter“ veröffentlichte (siehe die Abbildung 2).
Abb. 2: Titelseite der „Studienblätter“ (1880)
Am Ende seiner Tätigkeit versuchte Emil Winkler noch, sich über das Deformationsverhalten von zweidimensionalen Strukturen Klarheit zu verschaffen (1878). Mit Kautschukmodellen (Abbildung 3) bestimmte er zunächst das Deformationsverhalten und daraus den Verlauf der Spannungen für eine Reihe von zweidimensionalen Modellen. Heute sind solche Untersuchungen, etwa mit Einsatz der Methode der Finiten Elemente, selbstverständlich; damals waren die Versuche ein erster Schritt, auch bei zweidimensionalen Problemen Klarheit zu gewinnen.
In der internationalen Fachwelt ist der Name von Emil Winkler noch heute durch die „Winklerschen Bettung“ bekannt. Darunter versteht man das von Emil Winkler entwickelte Verfahren, mit dem sich Eisenbahngleise auf Schotter berechnen lassen. Während heute kaum mehr jemand von Winklers Büchern spricht, wird das Verfahren zur Berechnung von Schienen auf Schottergleisen nach fast 150 Jahren noch immer eingesetzt und auf eine Reihe von anderen technischen Problemen angewendet.
Abb. 3: Deformationsverrsuche mit Kautschukmodellen (1878)
Winklers Stärke war zweifelsohne die Modellbildung. Dies wird bereits in seiner ersten Veröffentlichung aus dem Jahr 1858 („Formänderung und Festigkeit gekrümmter Körper, insbsondere der Ringe“) deutlich, in der er gekrümmte Balken durch Übertragung der Bernoulli-Hypothese (Eben- und Senkrechtbleiben der Querschnitte) behandelt. Die Stärke in der Modellbildung wird auch deutlich in den knappen Ausführungen zur „Winklerschen Bettung“ im Verfahren der Einflusslinien (Entwicklung parallel zu Fraenkel und Mohr in Dresden) zur Ermittlung der ungünstigsten Laststellung und in den Überlegungen zu einer nichtlinearen Bodenmechanik in seiner Leipziger Dissertation „Über den Druck im Inneren von Erdmassen“ (1861).
Nach einem zweiten Schlaganfall starb Emil Winkler am 27.8.1888 auf der Baustelle seines Hauses in Berlin-Friedenau, vor 125 Jahren. Emil Winkler war ohne Zweifel einer der wissenschaftlich bedeutendsten (vielleicht der bedeutendste) deutsche Baumechaniker des 19. Jahrhunderts.
Einen Überblick über Veröffentlichungen von und zu Winkler findet man in [1]. Die Veröffentlichung [2] enthält eine ausführlichere Darstellung zum Leben Emil Winklers.
Literatur:
[1] Klaus Knothe. Fiedlerbriefe und Bibliographie Emil Winklers, München, Institut für Geschichte der Naturwissenschaften, 2004. (Reihe Algorismus. Studien zur Geschichte der Mathematik und der Naturwissenschaften, herausgegeben von Menso Folkerts. Heft 48 Münchner Universitätsschriften.)
[2] Klaus Knothe und Doris Tausendfreund. Emil Oskar Winkler (1835 – 1888) – Begründer der Statik der Baukonstruktionen an der TH Berlin – Leben und Werk. In: Karl Schwarz (Hrsg.). 1799 – 1999. Von der Bauakademie zur Technischen Universität Berlin. Geschichte und Zukunft. Aufsätze, S. 164 – 178, Ernst & Sohn, Berlin, 2000.
