TEIL C

MUSKELKRAFT

Federbetriebene GerÄte

Da das Aufziehen eines Federwerks eine muskuläre Tätigkeit ist, gehören auch die damit betriebenen Geräte in die vorliegende Präsentation – wie sie uns aus der Kindheit (Aufzieh-Spielzeug), als Wecker oder Retro-Uhr gut bekannt sind. Doch es gab und gibt weitere Umsetzungen, die sich nicht so weit verbreitet haben.

Als das älteste bekannte Gerät mit Federwerk gilt der im Jahr 1900 in einem Schiffswrack gefundene Mechanismus von Antikythera, eine überaus erstaunliche Astronomische Uhr, die auf das Jahr 205 v. Chr. im Hellenismus datiert wird.

Schon aus dem 5. Jahrhundert v. Chr. gibt es chinesische Berichte über künstliche hölzerne Vögel, welche von dem Philosophen Mozi und seinem Zeitgenossen Lu Ban gebaut und mit Federwerken betrieben tatsächlich auch geflogen sein sollen.

Nachdem die Uhrwerk-Technologie in Europa verloren gegangen oder vergessen worden ist, kehrt sie in Folge der Kreuzzüge aus der islamischen Welt zurück. Bereits im 11. Jahrhundert werden Uhrwerke für Zeitmesser und astronomische Geräte verwendet.

Im Jahr 1430 wird Philipp dem Guten, Herzog von Burgund, eine Uhr vorgestellt, die durch eine Feder angetrieben wird, und in Zeichnungen aus dem Codex Atlanticus von Leonardo Da Vinci, die auf das Jahr 1478 datiert werden, sind die Konstruktionselemente einer Apparatur zu sehen, die inzwischen als das erste aufziehbare, selbstfahrende und sogar programmierbare Automobil der Geschichte gilt, und die fünf Jahrhunderte später vom Museo Galileo - Institute and Museum of History of Science in Florenz 2004 erfolgreich nachgebaut wird.

Das mit einer Länge von 1,68 m und einer Breite von 1,49 m auf ein Drittel der geplanten Größe verkleinerte Modell des dreirädrigen, selbstfahrenden und von zwei symmetrischen Federn angetriebenen Wagens (um eine gleichmäßige und stabile Bewegung zu gewährleisten) wird seitdem dort ausgestellt. Eine weitere Replica befindet sich im Museum Clos Lucé, in der Nähe von Château d’Amboise in Frankreich.

Aus dem Jahr 1510 ist der deutsche Erfinder Peter Henlein aus Nürnberg bekannt, der eine aufziehbare Taschenuhr mit Stahlfeder baut, die beachtliche 40 Sekunden lang tickt.

Im Jahre 1653 konstruiert der Franzose De Son in Rotterdam, Holland, das erste für den militärischen Einsatz konzipierte Tauchboot der Geschichte. Das so gut wie unbekannte Rotterdammer Schiff (kurz für ‚Rotterdammer Schiff, das die Engländer unter Wasser vernichten wird‘), hat einen grob rautenförmigen Querschnitt, wobei die Mitte eine kubische Kiste bildet, an deren beiden Seiten jeweils ein Schaufelrad montiert ist. Es hat vier Mann Besatzung.

Seine Erwähnung an dieser Stelle verdankt das 22 m lange, 3,6 m hohe und 2,4 m breite U-Boot der Tatsache, daß sich in der Kiste eine (durch Muskelkraft) vorgespanntes Federwerk befindet, ähnlich dem  einer Uhr, um die Schaufelräder zu drehen. Obwohl die Tests im Trockendock positiv verlaufen, erweist sich der Antriebsmechanismus im praktischen Einsatz als wirkungslos, da De Son offensichtlich den Strömungswiderstand nicht berücksichtigt hatte.

Die Idee fasziniert aber auch andere, so z.B. den österreichischen Erfinder, Ingenieur und Marinekapitän Giovanni Luppis (o. Giovanni Biagio Lupis von Rammer), der zusammen mit dem britischen Ingenieur und Konstrukteur Robert Whitehead die ersten Torpedos mit eigenem Antrieb und Selbststeuerung entwickelt. Die beiden arbeiten ab 1864 gemeinsam an einem unbemannten Boot mit Eigenantrieb namens Kustenbrander (‚Küstenfeuerschiff‘), mit dem blockierende Kriegsschiffe gesprengt werden sollen.

Lupis hatte bereits 1860 ein 1 m langes und oben geschlossenes Metallboot namens Salvacoste (‚Retter der Küste‘) gebaut, dessen Propeller von einer Uhrwerkfeder angetrieben wird. Gesteuert wird es vom Ufer aus mit zwei langen Seilen, von denen eines mit dem Motor und das andere mit dem Ruder verbunden ist. Der Plan sah vor, im Bug eine Ladung Pyroxylen zu plazieren, deren Explosion den Feind in die Flucht schlagen sollte.

Doch auch in diesem Fall verhindern Probleme mit dem Uhrwerkmotor und der Pinnensteuerung die Entwicklung einer praktikablen Waffe. Vermutlich mangelte es dem Motor sowohl an Leistung als auch an Ausdauer, und daß sich die langen Seile verheddern, macht die Sache auch nicht besser.

Für den Antrieb der Torpedos wird deshalb später Druckluft verwendet, da diese sich gegenüber Federn als viel effektivere Methode der Energiespeicherung erweist, trotz der Verluste, die mit der Komprimierung von Luft und der Ableitung der dabei entstehenden Wärme verbunden sind. Im Jahr 1866 landet der neue, gut 3,50 m lange Torpedo, der von einem Motor mit bis zu 25 atm angetrieben wird, übrigens seinen ersten Treffer.

Nach dem Entwurf des Belgiers Eward H. Leveaux wird von der Firma Thomas Middleton and Co. in Southwark bei London eine Uhrwerkstraßenbahn gebaut, die ab Mai 1875 zum Ziehen eines Straßenbahnwagens im Lillie Bridge Depot der Metropolitan District Railway eingesetzt wird. Sie erreicht auf einer Strecke von rund 600 m eine Höchstgeschwindigkeit von 11,3 km/h. Leider sind bislang keine weiteren technischen Details aufgetaucht. Vermutlich gibt es so etwas wie eine riesige Uhrfeder, aber wie diese aufgezogen wird, ist nicht bekannt - vielleicht durch eine stationäre Dampfmaschine.

Die Versuche werden bis 1876 fortgesetzt, dann aber aufgegeben. Und auch in diesem Fall wird das Uhrwerk durch Druckluft ersetzt, was einigermaßen erfolgreich ist und der Straßenbahn zu einer viel größeren Reichweite verhilft.

Das gleiche ist der Fall bei Kraftfahrzeugen, die durch die Verwendung von Uhrwerken angetrieben werden, und bei denen die zu speichernde Energie nicht durch das Füllen eines Tanks, sondern in mechanischer Form zugeführt wird. In den späten 1880er und den 1890er Jahren werden eine Reihe von US-Patenten für federgetriebene Fahrzeuge angemeldet bzw. erteilt, so z.B. 1891 von einem Daniel I. Lybe.

Die einzelne Feder des Lybe-Fahrzeugs wird mit Hilfe von Fuß- und Armkraft aufgezogen. Sie verbraucht auf ebenem Gelände und bergauf Kraft, wird bei Bergabfahrten aber wieder aufgezogen. Der Erfinder gibt eine erreichte Geschwindigkeit von 48 km/h an. Das Fahrzeug wird offenbar 1895 beim ersten Autorennen in den USA eingesetzt, es ist aber nicht bekannt, ob es auch ins Ziel kam.

Wie viele der in den USA und anderswo patentierten Uhrwerkautos mit Federantrieb damals tatsächlich gebaut und getestet wurden, ist ebenfalls nicht bekannt.

Nachweisen läßt sich hingegen ein dreisitziges Uhrwerkauto, das im Jahr 1890 von Ingersoll Moore aus Bloomimgton, Illinois, gebaut und gefahren wird. Das Fahrzeug wird von vier Uhrwerkmotoren angetrieben, die jeweils drei flache Spiralfedern besitzen. Diese sind durch ein Getriebe miteinander verbunden und können alle mit einem Hebel auf der rechten Seite des Fahrers aufgezogen werden. Doppelt wirkende Ratschen ermöglichen es dem Hebel, die Federn aufzuwickeln, wenn er in beide Richtungen bewegt wird.

Ebenfalls in den 1890er Jahren wird von einem gewissen A. Burdick aus Hubbell, Nebraska, ein federgetriebenes Fahrzeug entwickelt, das von einer einzigen Antriebsfeder angetrieben wird. Der Burdick Springwound Car kann von Hand aufgezogen werden (obwohl es offenbar auch die Möglichkeit gab, die Feder mit Hilfe eines kleinen Elektromotors aufzuziehen), oder alternativ kann die Feder aufgezogen werden, indem der Wagen einen Hügel hinunterrollt, wobei die auf dem Weg nach unten in der Feder gespeicherte Energie genutzt werden kann, um den nächsten Hügel zu erklimmen.

Darüber hinaus existiert das Foto eines nicht identifizierter Mannes auf einem Fahrzeug aus der Zeit vor 1895. Dieses Fahrzeug wird von vier großen Federn angetrieben, die in einem zylindrischen Gehäuse an der Rückseite angebracht sind. Es kann mit einer einzigen ‚Wicklung‘ knapp 5 km weit fahren, aber wie viel Kraftaufwand für diese Wicklung erforderlich ist, ist unbekannt.

 

Die während des 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts sehr beliebten Spieluhren werden ebenso mit Federwerken angetrieben wie fast alle Phonographen vor den 1930er Jahren, die zum aufziehen eine Kurbel besitzen.

Daneben werden im Bergbau aufziehbare Leuchten genutzt, deren Patente auf Harry Randolph Van Deventer (US-Nr. 1.189.755, erteilt 1916) und Antoine Luzy aus Paris (US-Nr. 1.472.335, erteilt 1923) zurückgehen, wobei letzterer sein System Magneto Flash Light nennt - weshalb anzunehmen ist, daß die zu Beginn dieses Kapitels erwähnte Magneto-Taschenlampe auf eben dieses Patent zurückzuführen ist.

Über die Erfindung eines Automobils in Japan, das mittels eines Uhrwerks läuft, wird in der Dezember-Ausgabe 1933 des US-Magazins Modern Mechanix berichtet.

Es gibt leider keine technische Daten über dieses Fahrzeug, doch die britischen Kfz-Händler, die damals ihren Geschäften in Japan nachgingen, scheinen sich ernsthafte Sorgen um ihren Absatz gemacht zu haben. Das Uhrwerk-Auto soll nämlich in der Lage gewesen sein, durch einmaliges Aufziehen eine Strecke von über 60 km zurückzulegen.

In der Februar-Ausgabe desselben Magazins wird dafür in aller Genauigkeit der Selbstbau eines Autos namens Rubber Band Car für Kinder beschrieben, das bis zu 5 km weit fahren kann – durch eine Batterie verdrillbarer Gummibänder aus alten Schläuchen, welche eine teure und komplizierter aufgebaute Stahlfeder vom Prinzip her gut ersetzen können. Und die genauso durch manuelles kurbeln ,aufgeladen’ werden.

Daß Federantriebe besonders für Fahrräder immer wieder angedacht werden, belegen einige Patente aus den Folgejahren, wie der ,Spring-motor for bicycles’ von Daniel Zaborsky (US-Nr. 1.374.797, angemeldet 1918); das ,Spring-power bicycle’ von Lukasz Kolaczkowski (US-Nr. 1.409.454, angemeldet 1921); das ,Manually energized and spring operated bicycle’ von James H. Crumble (US-Nr. 2.638.359, angemeldet 1950); oder das Patent ,Energy storing means for bicycles’ von Philippe Cauchon (US-Nr. 2.965.393, angemeldet 1960).

Wie unglaublich effektiv diese weitgehend unterschätzte Energiespeichermethode zumindest im Kleinen ist, belegt das Hobby des Innenraum-Gummimotor-Modellflugs – extrem leichte und filigrane Flieger, die eher schönen Libellen mit transparenten Flügeln ähneln, nur daß sie Flugschrauben besitzen, mit denen sie sich vorwärts bewegen.

Die Freiflug-Apparate, die ausschließlich von einem aufgewundenem Gummiband angetrieben werden und in großen, geschlossenen Sportarenen fliegen, bleiben mit einem einzigen Aufziehen oft über 30 Minuten in der Luft – der aktuelle Weltrekord liegt sogar bei mehr als eine Stunde.

Das kleinste Gummimotor-Flugmodell der Welt soll 1931 von einem Gymnasiast in Philadelphia gebaut worden sein. Der sogenannte Flying Flea war 6,35 mm lang und konnte etwa eine Minute lang in der Luft bleiben.

Der im Netz anschaubare Dokumentarfilm FLOAT von Phil Kibbe und Ben Saks aus Ohio aus dem Jahr 2011 bietet einen guten Einblick in die faszinierende Welt dieses noch wenig bekannte Hobbys, das in den vergangenen Jahren aber zunehmend an Zulauf gewonnen hat.

Unter dem Stichwort Rubber-powered models lassen sich im Netz auch viele Angebote von Fertigmodellen oder Bausätzen mit Gummimotor finden. Als Beispiel sei das Modell Carbon Butterfly der tschechischen Firma Ikara erwähnt, das aus Kohlenstoffholmen besteht und mit Mylar-Folie abgedeckt ist (12,50 €).

Ein weiteres Beispiel für die Umsetzung der Aufzieh-Technik ist der rein mechanische Rasierer mit Stahlfederwerk, der von dem Schweizer Unternehmen Thorens entwickelt, patentiert und zwischen 1954 und 1960 unter dem Markennamen ,Thorens Riviera’ hergestellt wird.

Auch eine Firma aus Monaco produziert – vermutlich in Lizenz – ein solches Gerät in den Maßen 12,0 x 8,5 cm, und sogar als Version mit transparenter Hülle, wie ich sie hier abgebildet habe.

Der Motor des Rasierers funktioniert mit einer Feder ähnlich wie bei einem Uhrwerk, wobei die innen liegende Schwungscheibe durch das manuelle Aufziehen eines Schlüssels angetrieben wird. Berühmt wird das Gerät, als es 1971 mit zum Mond fliegt – denn die NASA-Astronauten Stuart Roosa, Alan Shepard und Edgar Mitchell nehmen es auf ihrer Apollo 14 Mission mit – und kommen ordentlich glattrasiert wieder zurück, wie die Presse betont. In den USA wird das Standard Monaco-Modell zu dieser Zeit für 21 $ verkauft.

Und auch im März 1982 haben die Astronauten Gordon Fullerton und Jack Lousma auf der Raumfähre Columbia einen Monaco Wind Up Shaver dabei. Interessanterweise existieren auf dem Gebrauchtwarenmarkt zudem sowjetische Modelle unter dem Namen Space Razor SPUTNIK – und ein von der deutschen Firma M-W-Elite hergestelltes Modell schafft es sogar zum Exponat im Deutschen Museum in München.

Eine weitere Version, über die ich bislang noch nicht viel herausfinden konnte, ist ein in Westdeutschland patentierter und hergestellter Trockenrasierer namens Turbozet Ohnestrom, der auch als Gyroskop-Rasierer bezeichnet wird und dessen Federwerk durch das mehrmalige Ziehen an einen Seilzug aufgezogen wird, was natürlich leichter ist als ein Aufziehen per Schlüssel. Auch diese Version stammt aus den 1950er Jahren. Auf die Seilzug-Technik im Allgemeinen komme ich weiter unten noch zu sprechen.

Ein interessantes Patent, das im Jahr 2002 angemeldet wird, stammt von Nick Charles Benton und Michael Lee Gray und betrifft eine federbetriebene Schubkarre mit manuell angetriebener Antriebseinheit (US-Nr. 6.820.880, erteilt 2004). Über eine Umsetzung der Idee ist nichts bekannt.

Doch auch in neuerer Zeit wird mit der Aufziehtechnik gearbeitet und herumgespielt. Jedenfalls gibt es hier eine ganze Reihe interessanter Designs zu zeigen.

Menschen, die ohne Licht nicht einschlafen können - oder Personen, die im Bett lesen und dann einschlafen ohne das Licht auszuschalten, sollten die Wind-up-Lamp der Designerin Yuko Taguchi in Betracht ziehen, deren Schalter an einen Timer angeschlossen ist. Im Laufe der Abende lernt man, um wie viele Windungen man den großen Schlüssel drehen muß, bevor man zu Bett geht, damit das Licht erst dann ausgeht, wenn man schon selig schlummert.

Energiequelle des Lichtes ist ein kleiner, Stahlfeder-angetriebener elektrischer Generator, der nach dem Aufziehen den benötigten Strom erzeugt. Entwickelt wurde die Muskelkraft-Lampe anscheinend 2006 – sie erscheint im September 2007 in den Blogs –, doch produziert wird sie bislang leider nicht.

Der Designer Christoph Thetard aus Wittlich wiederum, von dem auch der oben vorgestellte Entwurf R2B2 stammt, bei dem verschiedene Küchengeräte zentral von einem per Pedal beschleunigten Schwungrad angetrieben werden, gestaltet 2009 einen benutzerfreundlichen mechanischen Wecker, der sogar mit der elektrischen Konkurrenz mithalten soll.

Beim seinem cleveren Porzellanwecker zieht man mit dem Einstellen der Weckzeit automatisch auch das Uhrwerk auf. Wobei statt eines Schlüssels ein bequemer zu bedienendes Zugseil zum Einsatz kommt. Die Porzellanuhr selbst ist zudem die Glocke.

Im Dezember 2009 zeigen die Blogs das Konzept einer Aufziehmaus des in Zevenaar, Niederlande, lebenden Designers Ahmet Bektes, bei der es nicht um die Neuauflage des bekannten Kinderspielszeugs geht, sondern um eine, die mit einem Computer und einer Tastatur zusammenarbeitet.

Der treffend Sustail getaufte Entwurf versteckt in seinem Unterleib einen Schlüssel, mit dem die Maus solange aufgezogen wird, bis eine deutlich hörbare Rückmeldung bestätigt, daß ihre Batterie voll aufgeladen ist. Bektes zufolge erlaubt dies eine Nutzung der Maus für 45 Minuten. Auch dieses Konzept ist bislang nicht kommerziell umgesetzt worden.

Im Juli 2010 folgt mit dem Spiral Spring Chair des koreanischen Designers Yu Kwang Soo eine spielerische Variante, die in den Kommentaren zwar als Grundlage zukünftiger Stuhl-Rennen gefeiert wird, was aber eher ironisch gemeint ist.

Der aufziehbare Spiralfeder-Stuhl scheint bislang ein Einzelstück geblieben zu sein.

Etwas sinnvoller wäre die Verwirklichung eines Konzepts des japanischen Designers Satoshi Yanagisawa, das im Februar 2011 in den Blogs erscheint.

Sein portabler Stromgenerator namens Cyclus wurde entwickelt, um Energie zu jeder Zeit und überall zu generieren.

Die Hauptenergiequelle ist ein Federwerk nebst Getriebe und ein 12 V Generator. Der Benutzer hat nur die untere Komponente des Produkts ein paar mal zu verdrehen, um die Feder aufzuziehen. Für die nächsten 30 Minuten erzeugt Cyclus dann genügend Strom, um die üblichen portablen Elektronikgeräte aufzuladen.

Ebenfalls interessant wäre die Verwirklichung des Konzepts einer vermutlich koreanischen Designergruppe um Hwang Yeon Gyeong, deren Uhrwerk-Batterie mit einem Generator ausgestattet ist, der den integrierten Ni-Mh Akku auch ohne externe Stromversorgung auflädt.

Der im Februar 2012 veröffentlichte Entwurf Charge Battery bietet eine alternative Lösung für jene Momente, in denen unsere Akkus leer sind – und wir das Ladegerät vergessen haben.

Das Batteriegehäuse besteht aus zwei Teilen, von denen ein Teil eine Spiralfeder nebst Generator enthält, welcher die mechanische Energie des Aufziehens in elektrische Energie wandelt, während im anderen Teil die wiederaufladbare Batterie selbst sitzt, mit der dann wiederum die Akkus der Kommunikationsgeräte versorgt werden können.

Technisch ganz ähnlich aufgebaut ist das Konzept einer Uhrwerk-Zahnbürste, die im Januar 2014 von den Designstudenten Ge Yanming und Fan Xi vorgestellt wird, die an der Tongji-Universität in der VR China zugange sind.

Ist diese voll aufgezogen, soll man sich damit etwa drei Minuten lang putzen können, völlig ohne Strom. Die Hauptfeder wird durch einen Mechanismus am Boden der Zahnbürste gespannt und gibt die gespeicherte Energie per Knopfdruck wieder frei um den Bürstenkopf in Vibration zu versetzen.

Im Jahr 2013 gehört das Design zu den Finalisten des Lite Innovation Award in Taiwan.

Daß die Idee eines Fahrzeugs mit Gummimotor-Antrieb noch immer fasziniert, belegt ein Modell, das im Februar 2015 in den Blogs erscheint und mit Geschwindigkeiten von bis zu 48 km/h über 150 m weit fährt.

Der fernsteuerbare Spielzeug-Rennwagen Cirin, der von einem insgesamt 5 m langen, aufgewickelten Gummiband angetrieben wird, das in 203 mm langen Schleifen angeordnet ist, ist von den Studenten Max Greenberg, Sameer Yeleswarapu und Ian Cullimore am Art Center College of Design in Pasadena, Kalifornien, entwickelt worden.

Sie wollen damit beim Formel E Rennen der Schulen antreten, einer jährlichen Veranstaltung, bei der Teams aus der ganzen Welt ihre maßgeschneiderten Gummiband-betriebenen Miniautos miteinander konkurrieren lassen.

Der Bau des einteiligen Hauptkörpers der endgültigen Fassung nach mehreren Prototypen wird von dem 3D-Druck-Unternehmen SolidConcepts gesponsert, wobei die Bio-Fachwerkstruktur durch die interne Struktur von Vogelflügelknochen inspiriert ist, weshalb das Auto fast ohne Verbindungselemente montiert werden kann. Ohne den 3D-Druck selbst kostet der kleine Renner gut 500 $.

Ganz witzig wirkt ein – wohl eher als Kunstobjekt gedachter – Stuhl mit Aufzugmechanismus, der auf der Milan Design Week im April 2015 zu sehen ist.

Das Objekt Windup Chair von PEGA D&E aus Taipei, Taiwan, besitzt an seiner Holzrückenlehne ein überdimensionales Uhrwerk, das sich aufziehen läßt und dann Strom an einen im Stuhl integrierten Stecker liefert, mittels dessen man das Smartphone aufladen kann, solange sich das federbetriebene Schwungrad dreht und den Generator antreibt.

Im November 2017 wird auf dem youtube-Kanal TheBackyardScientist das Video eines vierrädrigen Gefährts veröffentlicht, das von der Feder einer gigantischen Mausefalle angetrieben wird. Die Feder des Spaß-Vehikels wird allerdings durch einen Elektromotor und nicht durch Muskelkraft gespannt.

Wie man sehen kann, bewegt sich der von Kevin Kohler gebaute Wagen tatsächlich mit einer moderaten Geschwindigkeit vorwärts, allerdings nur über einige Dutzend Meter.

Alles in allem also jede Menge Ideen, aber bisher kaum praktische Umsetzungen. Bedauerlicherweise muß konstatiert werden, daß in den Jahren danach keine weiteren Innovationen dieser Art mehr auftauchen. Entweder ist das Interesse an der Technologie – oder an der Berichterstattung darüber – zwischenzeitlich völlig erloschen.

Eine ganze Zivilisation, deren Technologie in erster Linie auf der Energiespeicherung in Federwerken basiert, wird übrigens in ausgesprochen packender Form in dem sehr empfehlenswerten SF-Roman Biokrieg (orig.: The Windup Girl) von Paolo Bacigalupi aus dem Jahr 2010 beschrieben.

Seilzugbetriebene GerÄte

Eine weitere Methode, manuelle Energie anderweitig umzusetzen, bildet der Seilzug. Dabei geht es hier aber nicht um Seilzüge mit Umlenkrollen u.ä., sondern um mechanische Systeme, bei denen das Zugseil genutzt wird, um schnell eine hohe Drehzahl zu erreichen – ähnlich wie es bei den Startern von Brennstoff-Generatoren oder Bootsmotoren der Fall ist.

In Verbindung mit einem Freilauf, einer Schwungscheibe und einem daran angeschlossenen Generator läßt sich so auf sehr ergonomische Art und Weise Strom erzeugen. Eine Abwandlung bilden Geräte, die nach dem Jojo-Prinzip arbeiten und damit ihr gesamtes Gewicht als Schwungmasse einsetzen. Ihre Bedienung ist noch leichter, erfordert allerdings ein wenig Geschick.

Ein früher Seilzug-Generator wird bereits im Ersten Weltkrieg genutzt, wie einem entsprechenden Bericht im US-Magazin Popular Mechanics vom Dezember 1919 zu entnehmen ist. Hier wird gemeldet, daß die handbetriebene Taschenlampe bei einem im Jahre 1918 gefangenen deutschen Soldaten gefunden worden sei.

Das kleine, bequem zu bedienende Gerät wird an einer Schnur um den Hals getragen. Durch Herausziehen eines Fadens wird das interne Schwungrad in Drehung versetzt und bringt dadurch einen Dynamo zur Stromerzeugung in Bewegung. Pro Zug wird genug Elektrizität erzeugt, um die Birne auf der Vorderseite etwa fünf Sekunden lang leuchten zu lassen.

Ein Roger C. Gilmore aus Belchertown, Massachusetts, entwickelt einen per Zugseilantrieb betriebenen Eis-Gleiter, über den – außer dem Patent – aber keine weiteren Details bekannt sind (US-Nr. 5.833.256, angemeldet 1996, erteilt 1998).

Technisch hat der Entwurf Ähnlichkeit mit den Seilzug-Antrieben für Fahrzeuge oder mit Trainigsgeräten für Ruderer. Gilmore veröffentlicht später zudem eine riesige Link-, Bilder- und Patentsammlung zu allen Bereichen der muskelbetriebenen Fahrzeuge, die inzwischen unter rowingbike.com zu finden ist.

Mehr über die mit Seilzügen funtionierenden Ruderfahrräder (Rowbikes) findet sich im Kapitelteil Reifen und Räder.

Das selbe Prinzip wie die obige Dynamolampe nutzt der Potenco Pull-Cord Generator (PCG), der ab 2006 als die robustere und auch ergonomisch günstigere Alternative zu der Handkurbel des OLPC-Laptops zum Einsatz kommt (s.o.).

Potenco verkauft sein Produkt auch außerhalb des OLCP-Projekts: Der besonders ergonomisch gestaltete PCG für Erwachsene muß etwa eine Minute betätigt werden, um genug Strom für ein 20-minütiges Handy-Telefonat, den einstündigen Betrieb einer ultrahellen LED-Lampe oder den dreistündigen Betrieb eines iPod bereitstellen zu können.

Ein weiteres gutaussehendes Design ist der Pullight Dynamo von Sebastien Sauvage, bei dem man zum aufladen ebenfalls an einer Leine zu ziehen hat.

Der Dynamo, der im Juni 2008 in den Blogs erscheint, ist spritzwasserdicht und kann daher auch bei Outdoor-Aktivitäten verwendet werden, bei denen Energienotfälle ja auch am häufigsten eintreten.

Schon mit relativ wenig Aufziehen läßt sich hinreichend Energie gewinnen, um Handys oder iPods zu betreiben. Nähere Detais darüber sind allerdings nicht zu erfahren, ebenso wenig scheint es bislang zu einer Umsetzung gekommen zu sein.

Im Oktober 2009 folgt mit dem Modell Yogen der zwei Jahre zuvor gegründeten (und inzwischen wieder verschwundenen) Kleinfirma Easy Energy Inc. aus Las Vegas, Nevada, ein Seilzug-Gerät, bei dem nur eine Minute Arbeit fünf Minuten Gesprächszeit ergeben – während das wiederholte Ziehen der Reißleine auch noch die Unterarme stärkt.

Der handbetriebene Minigenerator mit internem Akku mißt nur 55 x 90 x 23 mm und läßt sich über Mini-USB Anschluß bzw. Adapter an das iPhone und andere Mobilgeräte anschließen, wobei 5 W Leistung geliefert werden. Der Preis des online bestellbaren Geräts beträgt 40 $ (2011: 37 €).

Von dem gleichen Unternehmen stammt auch ein Tret-Generator namens YoGen Max, der weiter unten vorgestellt wird.

Das nächste Gerät dieser Klasse stammt vom Februar 2010 und nennt sich ECOPower Solar Pull Light, da es eine Kombination aus Solarzellen und Seilzug-Generator nutzt, um für eine Taschenlampe mit drei hellen LEDs die Energie bereitzustellen, die in einer austauschbaren Lithium-Batterie gespeichert wird.

Den Spezifikationen des 20 $ teuren Geräts zufolge sollen fünf Stunden direkter Sonneneinstrahlung für 30 Minuten Licht ausreichen, während fünf Stunden Tageslicht im Inneren Energie für 15 Minuten erbringen.

Die gleiche Zeit erfordert es bei künstlicher Innenbeleuchtung, um wenigstens Licht für fünf Minuten zu erhalten. Hier zeigt sich die Effektivität des Dynamo-Generators, denn schon für eine Minute kontinuierlichen Ziehens an der Zugschnur bekommt man 18 Minuten lang Licht.

Es scheint allerdings, daß diese als Notfall-Lösung oder Outdoor-Leselicht ideale Hybrid-Taschenlampe inzwischen nicht mehr im Angebot ist (Stand 2015).

Nur einen Monat später stellt der japanische Hersteller Thanko ein ganz ähnliches Hybrid-Gerät vor, das auch dann funktioniert, wenn die Sonne nicht scheint.

Das nicht benannte neue Ladegerät verfügt neben seinen Solarzellen über eine 18 cm lange Zugschnur, die den Dynamo dreht, um mit menschlicher Energie Elektrizität zu erzeugen. Die technischen Angaben beschränken sich auf die Größe von nur 70 × 70 × 29 mm und die Existenz von drei LEDs an der Seite nebst einem Ladekabel mit Anschlüssen für die drei in Japan gängigsten Handymarken. Nähere Details werden nicht genannt.

Auch dieses Produkt, das für einen Preis von 1.980 Yen auf den Markt kommen soll, ist nach seiner Erstpräsentation nicht mehr aufzufinden.

Die Idee ist aber trotzdem nicht totzukriegen, wie das Crank Case des Designerteams der indischen Firma Lucid Design India Pvt Ltd. beweist, das im November 2014 in den Blogs vorgestellt wird.

Der Name impliziert zwar eine Kurbel-Gehäuse, wie es weiter oben bereits beschrieben wurde. Tatsächlich handelt es sich jedoch um einen Seilzug-Dynamo, der in die Smartphone-Hülle eingelassen ist, damit man „mit den Händen die Energie schaffen kann, um das tote Handy aufzuladen“, wie es in der Beschreibung heißt.

Und dies natürlich völlig ohne Kabel, Steckdosen, Ladedocks oder Batteriesicherungen, was besonders angenehm ist, wenn man unterwegs ist.

Auch die bereits angesprochene Jojo-Technologie gibt es in vielerlei Ausgestaltung.

Bereits 2003 gewinnen die Designer Chris Aimone und Tomek Bartczak aus Kanada den ersten Preis für muskelbetriebene Anwendungen des Pop Sci and Core77 Wettbewerbs des US-Magazins Popular Science für ihren Entwurf eines drahtlosen MP3-Players, der als Jojo gestaltet ist und auch mittels dessen auf und ab schwingen mit Strom aufgeladen wird.

Für einen einstündigen Betrieb des ReGEN sollen schon 10 – 12 Schwünge ausreichen, die noch nicht einmal den Hörgenuß unterbrechen, denn für diesen sollen drahtlose Kopfhörer mitgeliefert werden - falls das Design jemals in Serie gehen sollte.

Im September 2008 melden die Blogs, daß der schwedische Designer Peter Thuvander speziell für iPods und iPhones ein Ladegerät mit dem Namen iYo entwickelt habe, das ebenfalls wie ein Jojo funktioniert.

Beim Jojo-spielen lädt sich eine integrierte kleine Lithium-Ionen-Batterie auf, deren Strom danach per USB Stecker angezapft und genutzt werden kann.

Im Oktober 2009 stellt Joanna Berzowska, Gründerin des Design-Forschungsstudios XS Labs und Professorin für Design und Computerkunst an der Concordia University, die bisherigen Entwicklungen ihres Teams an elektronischen Textilien und reaktionsfähigen Kleidungsstücken vor.

Neben diversen Anwendungen, bei denen Solarzellen zur Stromgewinnung integriert sind, umfaßt die einzigartige Bekleidungskollektion Captain Electric and Battery Boy die drei Kleider Sticky, Stiff und Itchy, die sowohl passiv die Energie des Körpers als auch aktiv die Bewegungen der Trägerin nutzen, um Strom zu erzeugen, der LEDs zum Leuchten bringt oder sogar einen in die Kleider integrierten MP3-Player aktiviert.

Das dem Katalog entnommene und hier abgebildete Modell Sticky wandelt die kinetische Energie des menschlichen Körpers mittels induktiver Seilzug-Generatoren in elektrische Energie um und speichern diese in einer integrierten Energiezelle. Anstatt jedoch zu versuchen, die Generatoren und ihre Funktionsweise zu verbergen, entscheidet sich das Team, sie ganz offen in das Konzept und das Design der Kleidungsstücke zu integrieren.

Die an der Taille befestigten und mit den Ärmeln verbundenen Seilzuggeneratoren behindern zwar die Bewegungen ein wenig - liefern dafür aber genügend Strom für Licht und Ton.

Im März 2010 folgt ein Entwurf eines weiteren Jojo-Handy-Ladegeräts des Industriedesigners Emmanuel Hanson, das durch seine Schwingungen am Faden nicht nur das Telefon auflädt – sondern auch selbst  das Telefon ist.

Leider gibt es auch in diesem Fall keinerlei weiteren technischen Detais über das Design.

Das bislang jüngste Konzepts eines Jojo-Laders stammt vom Dezember 2011 und geht auf den  Designer Chiu Shih-Chan zurück.

Auch bei diesem Entwurf fehlt es an ausführlichen Informationen – wobei der Entwickler in seiner Beschreibung andererseits sehr ausführlich auf den positiven gesundheitlichen Aspekt seiner Erfindung hinweist.

Die batteriebetriebene Maus mit ihrem innovativen Ladesystem soll den Schmerzen in Schulter und Handgelenk entgegenwirken, die oftmals mit stundenlangem spielen vor dem Computer einhergehen, indem das intelligente Design eine andere körperliche Aktivität zum Aufladen erfordert, nämlich das Jojo-spielen, das den Körper lockern und entspannen soll.

Der schlicht und funktional wirkende Prototyp einer Leuchte namens Jojo (o. Slowlight) – die allerdings nichts mit dem vorstehenden Spielzeug gemein hat – gewinnt bei dem im Januar 2020 ausgelobten Pure Talents Contest 2020 in Köln den 3. Preis und wird anschließend auf der Möbelmesse imm cologne präsentiert.

Die Leuchte wird mit einer Seilzug-Schnur aufgezogen und verströmt zunächst ein helles, warmes Licht. Nach einiger Zeit wird das Licht langsam dunkler und geht ganz aus.

Die in Berlin lebende deutsch-algerische Produkt- und Materialdesignerin Sofia Souidi sieht die Einsatzmöglichkeit vor allem im Schlaf- und Kinderzimmer: „Wenn ich meinem Sohn eine Geschichte vorlese, erscheint es ihm oft willkürlich, daß die Zeit des Vorlesens schon um ist. Da hatte ich die Idee für eine Leuchte, die durch die Veränderung der Lichtintensität verständlich machen kann, daß eine Zeitspanne langsam zu Ende geht.“

Und auch im Fall der Seilzug-Technologie gibt es danach – zumindest bis Mitte 2023, dem Datum des aktuellen Updates – keinerlei weiteren Innovationen oder Umsetzungen mehr.

Hinweis: Geräte, bei denen das Zugseil dazu genutzt wird um Gewichte hochzuziehen, die dann aufgrund der Schwerkraft bei ihrem Zug nach unten verschiedene Mechanismen betreiben, behandle ich im Kapitel Energiespeicherung (s.u. Lageenergiespeicher).

 

Weiter mit Rucksack und Laufschuh...