Das Funkenrad lässt ein zauberhaftes Feuerwerk aus kleinen Funken entstehen, wenn man es in Rotation versetzt. In aller Regel besitzt ein Funkenrad bunte Sichtfenster, durch die die Funken in allerlei Farben aufleuchten. Besonders im Dunkeln ist das ein herrliches Schauspiel.
Wie funktioniert ein Funkenrad für Kinder?
Das Funkenrad besteht normalerweise aus einer mit Schmirgelpapier belegten Grundplatte, über man einen Zündstift zieht. Angetrieben wird es über einen Gewindestab, den man wiederholt in das Gewinde drückt. Das sorgt für hohe Drehgeschwindigkeiten. In dieser Form wird das Funkenrad als Spielzeug für Kinder bereits seit den 1930er-Jahren vertrieben. Patentiert wurde das Produkt im Jahr zuvor in den USA. Spielzeug, das Funken entstehen lässt, gibt es heutzutage jedoch nicht nur in Form von Kreiseln, sondern auch als Aufziehspielzeug.
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Ein Beispiel dafür ist der Leuchtkäfer Eva, der auf dem Foto links zu sehen ist. Das kleine Tierchen mit etwa 8 Zentimeter Durchmesser leuchtet dank eines kräftigen Friktionsmotors, wenn man es anschiebt. Das Produkt wurde von 1959 bis 1978 in Deutschland verkauft und stammt von der berühmten Blechspielwarenfabrik Lehmann. 
Heute gibt es sogar Funken werfende Designartikel wie Awika von Kikkerland. Die Firma Kikkerland lässt in ihrer Critterserie mechanisches Spielzeug in modernem Design wieder aufleben. Zieht man Awika mit dem Schlüssel auf, so speichert die spiralförmig gewundene Feder Energie, die dann über das Getriebe in eine Laufbewegung umgesetzt wird. Dabei entsteht ein Feuerwerk aus Funken.
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Das Funkenrad: Pyrophores Metall sorgt für ein Feuerwerk
Damit Funken entstehen, benötigt man einen pyrophoren Stoff als Funkengeber, im Falle des Funkenrades ist dies ein Zündstift. Pyrophor ist ein Begriff, der aus dem Griechischen stammt und so viel wie feuertragend bedeutet. Die besondere Eigenschaft solcher Stoffe besteht darin, dass sie sich bereits 
bei relativ niedrigen Temperaturen spontan entzünden können. Dreht man den Kreisel an, dann wird der Zündstift über das Schmirgelpapier als Funkennehmer gezogen und es lösen sich kleinste Teilchen. Durch die Reibung erhitzen sich diese Splitter, reagieren mit der Umgebungsluft und es werden Funken erkennbar, die ein kleines und ungefährliches Feuerwerk entstehen lassen.
Etwas Vorsicht ist dennoch geboten. Ein solches pyrophores Metall wie bei diesem Blechspielzeug kommt zum Beispiel auch als Zündstein in Feuerzeugen zum Einsatz. Folglich können sie leicht ein Feuer entfachen, wenn ein entsprechender Brennstoff verfügbar ist. Auch andere Metalle wie Aluminium und Magnesium sind insbesondere in Pulverform stark pyrophor.
Der Zündstein aus Cereisen: per Zufall erfunden
In aller Regel finden in handelsüblichen Feuerzeugen aus Plastik wie auch bei Funkenrädern für Kinder Auermetall als Zündstein Verwendung. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus den beiden Elementen Cer und Eisen. Cer ist ein Metall der Seltenen Erden.
Daher ist Auermetall auch bekannt unter der Bezeichnung Ferrocerium, Cereisen oder Cer-Eisen-Legierung. Diese gibt es in unterschiedlichen Zusammensetzungen, wobei alle Auermetall pyrophor sind. Entdeckt hat diese erstaunliche Legierung der österreichische Chemiker Carl Auer von Welsbach, nachdem sie auch benannt ist. In seiner Biografie wird die Entdeckung des Auermetalls wie folgt beschrieben:
Carl Auer von Welsbachs Ziel war zunächst keineswegs die Erfindung eines Zündsteins. Vielmehr suchte er nach einem einfachen Verfahren, um per Elektrolyse reines Cer herzustellen. Dazu verwendete er eine Kathode aus Eisen, auf der sich jedoch Rückstände aus Cer bildeten. Beim Versuch diese mit einer Feile zu entfernen, kam es zu heftigen Funkenschlägen. Auer, als der geniale Wissenschaftler, der er war, kam zu dem Schluss, dass Cer eine spröde Legierung bildet, wenn es mit Eisen bei Temperaturen über 1000 °C geschmolzen wird. Diese Legierung leistet nun beim Feilen so viel Widerstand, dass Funken entstehen, die brennbare Gase und Flüssigkeiten entzünden können. Auer legierte noch eine Reihe anderer Metalle mit Cerium, aber keines war so gut geeignet wie Eisen.
Carl Auer von Welsbach prägte den Begriff „Pyrophorismus“, um die Funkenbildung zu beschreiben, und ließ sich sein Herstellungsverfahren für „pyrophore Legierungen“ 1903 patentieren. In der Anmeldung beschrieb er die optimale Mischung von Metallen als 30 Prozent Eisen, 60 Prozent Cerium und 10 Prozent andere Erdmetalle. Diese Mischung wurde später auf 30 Prozent Eisen und 70 Prozent Cerium-Mischmetall geändert.
Feuerstein aus Cereisen rettet Bäume
Auermetall wurde recht schnell zu einem durchschlagenden Erfolg, auch kommerziell, denn es dauerte nicht lange, da kam Ferrocerium überall dort zum Einsatz, wo es etwas zu entzünden gab. Das heißt, es fand nicht nur in Feuerzeugen und Gasbrennern Verwendung. Zu finden war es auch als Zündmittel in Automobilen, in Feuerwaffen, Signalgeräten und sogar in Grubenlampen im Bergbau. Es war ein enormer Vorteil, dass mit der Erfindung des Ferroceriums unter Tage Lampen entzündet werden konnten bei Temperaturen unterhalb des Zündpunktes des gefährlichen Methangases, das in Bergwerken entsteht. Außerdem wurden durch die Erfindung des Feuersteins bis zum heutigen Tag Unmengen von Streichhölzern eingespart. Auch in ökologischer Hinsicht war die Erfindung des Feuersteins daher von Bedeutung.
Quellen:
R. Adunka, M. V. Orna: Carl Auer von Welsbach: Chemist, Inventor, Entrepreneur. Springer Verlag, 2018, S. 92 ff.
Patent US837017 Pyrophore Legierung von Carl Auer von Welsbach von 1903 (Download als pdf)
Patent US1781516 Funkenrad – Spielzeug für Kinder von 1929 (Download als pdf) .
