Federwerk
Ein Federwerk ist ein mechanischer Antrieb, bestehend aus einer Feder und einem Getriebe mit Regler bzw. Hemmung. Die Feder ist meist spiralförmig gewunden und speichert Energie, die dann gegebenenfalls über ein Getriebe in eine anhaltende Drehbewegung umgesetzt wird.
In Federwerken strebt man oft einen besonders flachen Verlauf der Drehmomentkennlinie an, das wird bei Spiralfedern manchmal z. B. durch einen von innen nach außen abnehmenden Querschnitt des Bandes oder durch einen sich beim Aufzug umkehrenden Wickelsinn erreicht.
Abgrenzung
Auch Federspeicher-Bremsen speichern mechanische Energie, deren Feder wird jedoch linear bewegt und wird nicht als Federwerk bezeichnet.
Gummimotoren werden ebenfalls nicht als Federwerk bezeichnet, dienen aber gleichfalls der Speicherung mechanischer Energie.
Anwendung
Federwerke wurden und werden zum Antrieb von mechanischen Uhren, Kurzzeitweckern und Zeitschaltern (z. B. Belichtungsuhr, Mikrowelle) eingesetzt. Sie sind hier mit einer Hemmung versehen.
Weitere Anwendungsbeispiele:
- Grammofone, Spieldosen, erste Tonbandgeräte und Wählscheiben (Telefon)
- meteorologische Messinstrumente, Schreiber
- Spielzeug, in den Antrieben von Aufziehspielzeug, z. B. in Spielzeugautos mit Darda-System, welches ein Aufziehen des Federwerkes durch Zurückbewegen des Fahrzeugs bewirkt
- mechanische Kameras und Filmkameras
- Kabel-Aufrollvorrichtung, u. a. an Staubsaugern (hier ohne Getriebe und Hemmung)
Federwerke werden oft dann verwendet, wenn elektrische Antriebe wegen Explosionsgefahr, hoher Luftfeuchtigkeit oder niedrigen Temperaturen nicht einsetzbar sind. Gekoppelt mit einem Generator können sie auch zur Erzeugung elektrischer Energie dienen, wenn Batterien nicht einsetzbar oder verfügbar sind.
Geschichte
Federwerke waren der erste gut regelbare, leicht transportable und universell einsetzbare Antrieb. Sie waren bzw. sind oft mit Vorrichtungen zur Drehzahlstabilisierung ausgerüstet (z. B. Steigrad, Fliehkraftregler oder aerodynamische Bremse).
Vor der Verfügbarkeit von Batterien und Elektromotoren war das Federwerk die einzige Möglichkeit, einen lageunabhängigen, mobilen Antrieb zu realisieren.
Federwerke sind als feinmechanisches Erzeugnis aufwändig und damit teuer herzustellen.