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Elektrische Fahrradbeleuchtung.
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von Reibrädern oder Reibrollen. Es ist bereits bekannt, die Kraftübertragung unter Zwischenschaltung von Zahnrädern in ähnlicher Weise anzuordnen. Die Reibräder oder Rollen haben demgegenüber den Vorteil, dass sie kontinuierlich in Eingriff sind und sowohl gegen den treibenden als auch den getriebenen Teil unter Druck anliegen. Hiedurch werden ihre Wellen belastet, und es werden alle Neigungen zur Schwingung gedämpft. Auch läuft ein Reibradgetriebe ganz geräuschlos.
Durch die Zwischenräder wird ein Wechsel der Drehrichtung im Getriebe herbeigeführt. Dieser Umstand wird in bekannter Weise zur weiteren Steigerung der Relativgeschwindigkeit zwischen Magnet und Anker des Generators benutzt, indem das Magnetgestell und der Anker des Generators in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden.
Weiters können die Zwischenräder so angeordnet werden, dass sie gleichzeitig die Lagerung der rotierenden Wellen bilden.
Zwischen dem Generator und der Nabe ist zweckmässig eine leicht lösbare Kupplung vorgesehen, deren Betätigungsglied ausserhalb der Speichen des Rades angeordnet ist, damit man die Kupplung auch während der Fahrt bedienen kann.
Der Strom wird vom Generator gemäss einer Ausführungsform der Erfindung über einen in der Mitte der Nabenachse angeordneten Leiter entnommen.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1 und 2 die Anordnung des Getriebes nach der Erfindung in Vorder-und Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, und die Fig. 3,4 und 5 Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes. Fig. 6 zeigt den in die Radnabe eingebauten Generator im axialen Schnitt und Fig. 7 die zur Stromabnahme dienenden Teile des Generators.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Achse und 2 eine Anzahl, hier drei, die Achse umgebender Rollen.
3 ist ein die Rollen umgebender Ring, der zweckmässig aus federndem Material ausgeführt ist und dessen Durchmesser so bemessen ist, dass er auf die Rollen einen elastischen Druck ausübt.
Vorausgesetzt, dass der Ring 3 gegen den Uhrzeigersinn in der Richtung des Pfeiles rotiert, drehen sich offenbar auch die Rollen 2 entgegen dem Uhrzeigersinn, während die Achse 1 im Uhrzeigersinn rotiert. Die Drehzahl der Achse ist natürlich bedeutend grösser als diejenige des Ringes, u. zw. entsprechend dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Ringes und dem der Achse.
Die Rollen 2 sind zweckmässig mit Achsen 4 versehen, die die Lage der Rollen sichern. Mindestens eine der Rollen soll dabei eine so weite Bohrung für die Achse besitzen, dass sie sich senkrecht zur Achsrichtung bewegen lässt, damit sich die federnde Kraft des Ringes 3 auf diese Rolle und durch ihre Vermittlung auch auf die übrigen Rollen und auf die Achse auswirken kann.
Fig. 2 zeigt zwei in Reihe geschaltete Getriebe. Wenn der Ring 3 rotiert, drehen sich die Rollen 2 und die Achse 1. An der Achse 1 ist eine zylindrische Hülse 5 od. dgl. befestigt, in welche ein dem Ring J ähnlicher Ring 3'eingepasst ist. Der Ring 3'treibt eine Anzahl Rollen 2', die ihrerseits wieder eine Achse l' treiben. Der Ring 3, die Rollen 2 und die Achse 1 bilden eine Getriebestufe und der Ring 3', die Rollen 2' und die Achse T eine mit der ersten in Reihe geschaltete zweite Getriebestufe.
Die Achsen 4 bzw. 4' der Rollen 2 und 2'sind in zwei beiderseits des Getriebes gelegenen Platten 6 und 7 befestigt, wodurch die Lage der Rollen gesichert ist. Zweckmässig sind die Rollen jeder Getriebestufe für sich zwischen zwei Scheiben 9 und 10 (Fig. 4 und 5) gelagert.
Damit die Ringe 3 bzw. 3'während der Drehung sich in axialer Richtung verschieben können, sind sie auf ihrer Innenseite zweckmässig mit Rillen 8 versehen, in welchen die Rollen laufen. Es hat sich gezeigt, dass das beste Ergebnis erhalten wird, wenn die erwähnten Rillen der Ringe verhältnismässig scharfkantige Ränder besitzen (vgl. Fig. 3), so dass die mit abgerundeten Laufflächen versehenen Rollen den Ring nur an den beiden scharfkantigen Rillenrändern berühren.
In der Zusammenstellungszeichnung nach Fig. 6 bezeichnet 11 die Radnabe, an welcher die Speichen 12 des Rades befestigt sind. Die Nabe ist mit Kugellagern 13 bzw. 13'und Achszapfen 14 bzw. 14'versehen, welch letztere zur Befestigung der Nabe in der Gabel des Fahrrades bestimmt sind.
Der Ring 3 dreht sich mit der Nabe 11 mit und versetzt die Rollen 2, die Achse 1 und die an der Achse befestigte Hülse 5 in Drehung. In der Hülse 5 ist der Anker des Generators angeordnet, der aus einer Anzahl in Reihe geschalteter Spulen 15 besteht. Der an der Hülse 5 befestigte Ring 3'treibt die Rollen 2' und die Achse 1'. Auf dieser letzteren Achse ist das Magnetgestell des Generators montiert, welches aus einer der Zahl der Spulen 15 gleichen Anzahl permanenter Magnete 16 besteht. Die Magnete bewegen sich gegenüber den Ankerspulen, wobei in den Spulen Strom erzeugt wird.
Da das Magnetgestell und der Anker des Generators bei der dargestellten Ausführungsform mittels zweier Getriebestufen 1-3 bzw. 1'-3'in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden, ergibt sich eine sehr hohe Relativgeschwindigkeit dieser Teile unter Verwendung der kleinsten Anzahl von
Getriebestufen. Wünscht man die Relativgeschwindigkeit noch weiter zu steigern, so können zwischen der Nabe und dem Anker bzw. zwischen dem Anker und dem Magnetgestell zusätzliche Getriebestufen vorgesehen werden.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung sind die Achsen 4 der Rollen 2 der ersten Getriebestufe an zu beiden Seiten dieser Rollen befindlichen Scheiben 9, 10 befestigt. Diese Scheiben sind mittels
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Bolzen od. dgl. an einer auf der Achse 14 angebrachten Scheibe 17 befestigt. Die Achsen 4'der Rollen 2' der zweiten Getriebestufe sind mit einemihrer Enden an einer auf dem Achszapfen-M'sitzenden Scheibe j ! ?" befestigt, welche eine den Generator umgebende Schutzkappe 18 trägt.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, bildet der Generator mit dem Getriebe und den Aehszapfen eine konstruktive Einheit, die leicht in die Nabe eingesetzt werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, weil der Generator dadurch für sich hergestellt und geprüft werden kann, ehe er in die Nabe eingesetzt wird.
Die Kupplung zwischen dem Generator und der Nabe ist vorteilhaft so ausgebildet, dass der
Generator leicht abgekuppelt werden kann. Bei der Vorrichtung gemäss Fig. 6 ist zu diesem Zwecke ein Sperrhaken 19 vorgesehen, welcher um einen an der Nabe befestigten Zapfen 20 verschwenkbar ist und mittels des Handgriffes 21 in oder ausser Eingriff mit dem Ring 3 gebracht werden kann.
An Stelle des Sperrhakens 19 können beliebige andere Kupplungsorgane zur leicht lösbaren Ver- bindung des Ringes 3 mit der Nabe 11 vorgesehen werden. So kann z. B. der Sperrhaken durch ein
Bremsband ersetzt werden, das an der Nabe befestigt ist und den Ring 3 umschliesst, wobei das Band mittels einer lösbaren Spannvorrichtung an den Ring angepresst werden kann. Ebenso kann die Kupplung auch mittels einer Innenverzahnung der Nabe erfolgen, in welche an dem dann seitlich verschiebbar gelagerten Ring 3 angebrachte Zähne eingreifen.
Die Bremsbandkupplung hat vor den andern Kupplungen den Vorzug, dass sie eine Reibungskupplung darstellt, die die leichte Ein-und Auskupplung des Generators während der Fahrt ermöglicht.
Die Betätigungsvorrichtung der Kupplung kann natürlich sehr verschieden ausgeführt werden ; zweckmässig wird sie so gestaltet, dass sie von einer beliebigen Stelle des Fahrrades aus mittels eines Drahtzuges oder eines Gestänges bedient werden kann.
Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Anordnung zur Entnahme des Generatorstromes. Der in der Achse 1 isoliert angeordnete Kontaktstift 23 ist mit dem einen freien Ende 24 der in Reihe geschalteten Generatorspulen verbunden. Im Achszapfen 14 ist ein weiterer isolierter Kontaktstift 25 angeordnet, welcher in axialer Richtung versel iebbar ist und mittels einer Spiralfeder 26 gegen den Stift 23 gedrückt wird, so dass zwischen diesen Stiften guter Kontakt besteht. Die Spiralfeder 26 bildet eine leitende Verbindung zwischen dem Kontaktstift 25 und einem Kontaktstab 27, von welchem der Strom mittels einer zweckmässig in die hohle Fahrradgabel verlegten Leitung zum Scheinwerfer geleitet werden kann. Die Rückleitung zum andern Ende der Generatorspulen erfolgt durch die Masse des Fahrrades.
Die Teile der elektrischen Beleuchtungsvorrichtung, die vorstehend nicht beschrieben worden sind und die keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, können von irgendwelcher bekannter Art sein, sie können z. B. Gleichrichtervorrichtungen mit Batterien usw. enthalten.
Obgleich der Generator gemäss der Erfindung zunächst zur Erzeugung der für die Beleuchtung erforderlichen Energie vorgesehen ist, kann er auch für andere Zwecke verwendet werden, z. B. zur Speisung eines elektrischen Signalhornes od. dgl.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Fahrradbeleuchtung mit in der Radnabe angeordnetem, über ein ein-oder mehrstufiges Getriebe angetriebenem Generator, dadurch gekennzeiohnet, dass die Kraftübertragung in einer oder mehreren der Getriebestufen von der Innenseite (3) der Nabe oder von einer inneren Umfangsfläche (3') von angenähert ebenso grossem Durchmesser an die Umfangsfläche einer zur Nabe konzentrisch angeordneten Welle (1, 1') unter Zwischenschaltung von von der Umfangsgeschwindigkeit nicht beein- flussten, die Richtung aber verändernden Reibungsrollen oder Reibungsrädern (2, 2') erfolgt.