AT402281B - Solarantriebsrad - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betnfft ein Solarantriebsrad, das zwischen Radfelge und Radnabe Fotoelementflachen trägt und zum Einbau in Fahrzeugrahmen, insbesondere Fahrradrahmen, geeignet ist. Es dient als Antnebsrad für leichte Fahrzeuge, wobei diesem vorwiegend die Hauptantriebswirkung bel ausreichender Sonnenbestrahlung sowie eine unterstützende Antriebswirkung bei unzureichender Sonnenbestrahlung zukommt und letzterenfalls die Hauptantriebswirkung durch Menschenkraft erfolgt. 



   Solarantriebsräder In der Art der vorliegenden Erfindung, bei welchen ein Nabenmotor verwendet werden kann, wobei dieser mit aussen am Fahrzeugrahmen befestigten Stromquellen und/oder elektr Schaltern ohne Zuhilfenahme von Schleifringen oder einer drahtlosen Signalübertragung in Verbindung steht, sind nicht bekannt. Durch die US 4, 516, 647 A und die DE 4011565   A 1 sind solarbetriebene   Fahrzeuge bekannt, bei welchen der   elektrische   Strom über Schleifringe zu einem am Fahrradrahmen aussen befestigten Elektromotor geleitet wird, welcher wiederum über ein Reibrad ein Fahrradrad am Reifen aussen antreibt. Bel den Gegenständen dieser Druckschriften ist es von Nachteil, dass durch die elektrischen Schleifringe und das Reibrad erheblich Reibung verursacht wird.

   Desweiteren besteht eine Kurzschlussgefahr bel Nässe, eine Verkehrsgefährdung durch teilweise freiliegende Teile, sowie die Verschmutzungsgefahr der Schleifringe und des Reibrades. 



   Ziel der Erfindung ist ein Solarantriebsrad, welches ohne äusseren Schleifring und damit mit weniger mechanischer Reibung auskommt, wenig vorstehende Teile hat und betriebssicher ist. Erreicht wird dieses Ziel dadurch, dass das Solarantriebsrad durch einen Naben-Gleichstrommotor antreibbar ist, dessen Motoranker fix Im Fahrzeugrahmen eingespannt ist und einen Kommutator mit Lamellen aufweist, wobei an der Mehrzahl der Lamellen zwei Ankerwicklungsdrähte zusammenführen und - In Übereinstimmung mit der Anzahl der vorhandenen Magnetpole - einzelne Lamellen in in Umfangsrichtung voneinander beabstandete   Halblamellen   unterteilt sind, an weichen jeweils ein einziger Ankerwicklungsdraht angeschlossen ist, und dass die Ankerwicklungsdrähte zweier benachbarter Halblamellen zu einer elektnschen oder elektronischen Stromrichtungsumschaltung,

   insbesondere einem Umschaltrelais, und in Serie dazu einem Ein-, AusSchalter und einer Stromspeicheranlage führen, wobei in diesen Stromkreis zusätzliche   Fotoelementflächen   und ein regelbarer Widerstand in Serie schaltbar sind. Der Nabenmotor wird erfindungsgemäss vorzugsweise als Scheibenläufermotor ausgeführt Das Solarantriebsrad kann unmittelbar in eine Fahrzeuggabel montiert werden. 



   Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erklärt ; Fig. 1 das Solarantriebsrad mit E-Motor, Fig. 2 einen Kollektor für einen zweipoligen E-Motor, Fig. 3 das zugehörige Schaltbild und die Fig. 



    5a - 5c   verschiedene Varianten für die Anordnung des Solarantriebsrades in einem Fahrrad. 



   Nach Fig. 1, in welcher das Solarantriebsrad mit einem Scheibenläufermotor als Nabenmotor (1) dargestellt ist, sind   Fotoelementflächen   (2) an   Felgenscheiben   (3) befestigt, wobei an den Anschlussklemmen (4,5) über elektrische Leiterdrähte (6) auch die innenliegenden Motorbürsten (7,8) angeschlossen sind. 



   Es ist auch   möglich,   dass die bezüglich der Radebene spiegelbildlich gegenüberliegenden Fotoelementflächen (2) mit oder ohne Felgenscheiben (3) miteinander verbunden sind, wobei die   Fotoelementflächen   (2) zwischen Radfelge und Radnabe montiert sind. Die Nabe (9) wird durch das Motorgehäuse (10) gebildet, welches Magnetpole (11) trägt. Der eingespannte Motoranker (13), welcher auch als Drehachse (14) dient. ist mit dem Fahrzeugrahmen (12)   kraftschlüssig   verbunden und elektrisch über die Motorbürsten (7,8) mit dem Kommutator (15) zusammengeschlossen. Die beiden gegenüberliegenden   Fotoelementflächen   (2) sind vorzugsweise elektrisch in Serie geschaltet, wobei der Strom durch Leiterbahnen fliessen kann, welche zu den gemeinsamen Anschlussklemmen (4,5) zusammengeführt sind.

   Von dort gelangen elektrische Leiterdrähte (6) durch den Luftspalt (16) zum Habenmotor (1). Die Ankerwicklungsdrähte (25) haben am äusseren Rand des Motorankers (13) eine Umkehrschleife (45). Zwischen dem Motoranker (13) und der Tragscheibe (13a) befindet sich eine Isolierplatte (46), gegen elektrische Leitung. Erfindungsgemäss können an der Nabe (9) ein bekannter Freilauf (17) mit einem Kettenantriebsritzel (18) befestigt sein, wodurch das Einleiten eines zusätzlichen Drehmomentes über einen Fusspedalkurbelantrieb ermöglicht wird. Es ist erfindungsgemäss möglich, dass innerhalb des Luftspaltes (16) ein im Radius zur Drehachse (14) einstellbarer Fliehkraftschalter (19) befestigt und mit den elektrischen Leiterdrähten (6) an den Anschlussklemmen (20,21) angeschlossen ist. Dieser unterbricht den zum Nabenmotor (1) führenden Stromfluss bei zu hoher Drehzahl. 



   Der Nabenmotor (1) ist mehrpolig ausgestattet, wobei nach Fig. 2, in welcher beispielsweise ein zweipoliger Motor dargestellt ist, pro Magnetpol (11) zwei Halblamellenpaare in Form von je zwei Halblamellen (23a, 23b) mit je einer dazwischenliegenden elektrischen Leitungsunterbrechung (24) vorhanden sind, wobei alle damit entstehenden Sektoren (26) zwischen den Halblamellenpaaren die gleichen geometrischen Winkel haben.

   An den Kommutatorlamellen (22) sind die Ankerwicklungsdrähte (25) und an den Halblamel- 
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 elektrische Anschlussklemmen (27,28) oder Lötfahnen, wobei an diese über elektrische   L6Iterdrähte   (6) nach Fig. 3 eine elektnsche oder elektronische   Stromnchtungsumschaltung   (30), Insbesondere ein Umschaltrelais und in weiterer Folge ein Ein-, Aus-Schalter (37) und/oder wahlweise Fotoelementflächen (36), ein regelbarer Widerstand (38) und eine Stromspeicheranlage (39) angeschlossen sind. Diese Geräte (29) sind am Fahrzeugrahmen (12) befestigt. Die Stromrichtungsumschaltung (30), insbesondere das Umschaltrelais, weiches bei seinen Eingangsklemmen (31) angeschlossen ist, hat die gleiche Anzahl Wechslerkontakte (33), wie der Nabenmotor (1) Magnetpole (11).

   Die zusätzlichen   Fotoelementflächen   (36) dienen vorzugsweise als Radschutzabdeckung. Die Stromspeicheranlage (39) besteht aus dem Akkumulator (35), einem Laderegler (40) und wahlweise aus einem mehrpoligen elektrischen Umschalter (41) mit den   Einstellmöglichkeiten :   Ein/Aus/Laden und einer   Ladekontrollanzeige   (42). Die Funktion der Stromrichtungsumschaltung (30) kann nach Fig. 4 auch mit elektronischen Bauteilen realisiert werden, wobei Dioden (44) Anwendung finden. 



  

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Solarantriebsrad, das zwischen Radfelge und Radnabe Fotoelementflächen trägt und zum Einbau in Fahrzeugrahmen, insbesondere Fahrradrahmen, geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarantriebsrad durch einen Naben-Gleichstrommotor antreibbar 1St, dessen Motoranker (13) fix Im Fahrzeugrahmen (12) eingespannt ist und einen Kommutator (15) mit Lamellen (22,23a, 23b) aufweist, wobei an der Mehrzahl der Lamellen (22) in an sich bekannter Welse zwei Ankerwicklungsdrähte (25) zusammenführen und-in Übereinstimmung mit der Anzahl der vorhandenen Magnetpole (11)- einzelne Lamellen in in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Halblamellen (23a, 23b) unterteilt sind, an welchen jeweils ein einziger Ankerwicklungsdraht (25a, 25b) angeschlossen ist, und dass die Ankerwicklungsdrähte (25a, 25b) zweier benachbarter Halblamellen (23a, 23b) zu einer elektrischen oder elektronischen Stromrichtungsumschaltung (30), insbesondere einem Umschaltrelais, und In Serie dazu zu einem Ein-, Aus-Schalter (37) und einer Stromspeicheranlage (39) führen, wobei In diesen Stromkreis zusätzliche Fotoelementflächen (36) und ein regelbarer Widerstand (38) in Sene schaltbar sind.
2. 2. Solarantriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenmotor (1) als zwei- oder mehrpoliger Scheibenläufermotor und die Magnete (11) als Dauermagnete ausgeführt sind.
3. 3. Solarantriebsrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoranker (13), die Kommutatorlamellen (22), die Halblamellen (23a, 23b) und die Ankerwicklungsdrähte (25, 25a, 25b) aus einer bzw. zwei Leiterplatinen mit beidseitig oder einseitig gedruckter Schaltung bestehen.
4. 4. Solarantriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete Elektromagnete mit einer Feldwicklung (43) pro Pol sind.
5. 5. Solarantriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nabe (9) ein Freilauf (17) mit einem Kettenantriebsritzel (18) montiert ist.
6. 6. Solarantriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fotoelementflächen (2) ein Fliehkraftschalter (19) eingebaut ist.
7. 7. Solarantriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromspeicheranlage (39) aus einem Laderegler (40), einem elektrischen Umschalter (41) und wahlweise einer Ladekontrollanzeige (42) besteht.
8. 8. Solarantriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichtungsumschaltung (30) elektronisch geschieht und Dioden (44) enthält.
9. 9. Solarantriebsrad nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich der Radebene spiegelbildlich gegenüberliegenden Fotoelementflächen (2) mit oder ohne Felgenscheiben (3) miteinan- der mechanisch verbunden sind, wobei die Fotoelementflächen (2) annähernd parallel zueinander stehen und zwischen Radfelge und Radnabe montiert sind. <Desc/Clms Page number 3>