Dynamo, insbesondere zur Speisung von Fahrradlampen. Gegenstand der Erfindung ist eine Dy namo, die mit einer stark wechselnden Um laufzahl angetrieben werden kann, insbeson dere zur Speisung von Fahrradlampen dient und einen magnetischen Kreis besitzt, des sen feststehender Teil massiv ausgebildet ist und eine Wicklung trägt.
Diese Dynamo ist dadurch gekennzeich net, dass der Läufer als massiver, in radialer Richtung permanent magnetisierter Zylinder ausgebildet ist, dessen Länge mindestens so gross als dessen Durchmesser ist und welcher an seinem Umfang eine Mehrzahl Pole auf weist, die mit einer entsprechenden Zahl von Polschuhen des feststehenden Teils zu sammenarbeiten.
In der Zeichnung stellen die Fig. 1 bis 7 Einzelteile eines Ausführungsbeispiels einer Dynamo gemäss ,der Erfindung .dar, während Fig. 8 eine Dynamo im Schnitt darstellt. Die Fig. 1 und 2 stellen in Seitenansicht bezw. in Draufsicht den dauernd magneti sierten Läufer dar, der aus einem zylindri- sehen Teil 1 und einer Welle 2 besteht. Der Zylinder 1 ist am Umfang mit einer geraden Anzahl von vorspringenden Polen 8 versehen, die abwechselnd entgegengesetzte Polarität besitzen. Die Pole können jedoch auch im glatten Zylinderumfang erzeugt werden.
Falls die Dynamo zur Fahrradbeleuchtung dient, kann der Läufer auf bekannte Weise von einem zum Beispiel durch Schrauben gewinde auf der Welle 2 befestigten Rad 22 (Fig. 8) angetrieben werden, dessen Umfang auf dem Reifen des Fahrrades aufruht.
In den Fig. 3, 4 und 7 sind die ortsfesten Teile des magnetischen Kreises dargestellt, die auf die in F'ig. 5 angegebene Weise ver einigt werden. Die aus den Polen des Kernes heraustretenden Kraftlinien durchlaufen einen gewissen Luftweg und gehen dann auf die Teile 5 und 5' über. Diese Teile, deren Anzahl derjenigen der Pole entspricht, sind symmetrisch in bezug auf den Kern ange ordnet, so dass sie unter dem Einfluss der Pole des Kernes abwechselnd eine entgegen- gesetzte Polarität erhalten. Beim Drehen des Kernes wechselt die Polarität dauernd.
Die an der Scheibe 3 befestigten Teile 5 greifen zwischen die an der .Scheibe 4 befestigten Teile 5', so dass, von denjenigen Augen blicken abgesehen, in denen sich die Pole gerade zwischen den Teilen befinden, die Teile 5 stets eine andere Polarität als die Teile 5' besitzen. In einer mittleren Öffnung der obern Scheibe 3 ist eine Hülse 6 befestigt, die eine mittlere Bohrung 7 aufweist, in der die Welle 2 drehbar ist. Der Kraftfluss schliesst sich durch den Zylinder 10 aus ferro- magnetischem Material, der gleichzeitig das Innere vor .dem Eindringen von Feuchtigkeit und Staub schützt.
Der Zylinder 10 hat an den Enden 11 einen etwas grösseren Innen durchmesser als in der Mitte. Die Innen durchmesser sind derart gewählt, dass die scheibenförmigen Teile 3 und 4 gerade in die Enden passen und am dickeren Mittelteil an liegen. Sie können mit Hilfe von Schrauben oder durch Umbördelung des Randes fest gestellt werden. Die Teile 3, 5, 6 und 10 können auch aus einem einzigen Stück her gestellt, zweckmässig gegossen werden. Man erhält in .diesem Fall ausser einer einfachen Bauart den weiteren Vorteil, dass bei den Übergängen der verschiedenen Teile keine Stossfugen entstehen.
Diese Ausführungs form ist in Fig. 8 dargestellt, in der 12 und 13 die Anschlussklemmen bezeichnen, die in der Scheibe 4 isoliert befestigt und mit einer Kappe 17 bedeckt sind, die mittels einer Schraube 16 befestigt ist. Der Zylinder 10 weist ferner Bohrungen 14 und 15 auf, in denen Stifte angeordnet werden können, mit tels deren die Dynamo an dem Fahrrad be festigt wird. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform wird die Scheibe 4 mittels der Schrauben 18, 19 am Teil 10 befestigt. Weitere Bohrungen 20 und 21 dienen zur Be festigung von Anschlagstiften und derglei chen.
In dem Raum zwischen den lang gestreckten Teilen 5 bezw. den (in Fig. 8 nicht gezeichneten) Teilen 5' der ,Scheibe 4 und dem Zylinder 10 ist die Spule 9 ange ordnet, die von dem sich durch den Zylinder 10 schliessenden Teil des Kraftflusses um spannt wird. Fig. 5 stellt einen Schnitt senk recht zur Achse dar. Die Teile 5, 5' können an den freien Enden, an denen der Kraft fluss nur eine geringe Dichte hat, ab geschrägt sein. Dies bietet den Vorteil einer Beschränkung der Streuung zwischen den freien Enden der Teile 5 bezw. 5' und den Scheiben 4 bezw. 3, die den wirksamen Teil des Kraftflusses verkleinert. Sämtliche er wähnten Eisenteile werden aus massivem ferromagnetischem Material hergestellt.
Die fest angeordnete Spule 9, die in Fig. 6 beson ders dargestellt ist, hat sehr einfache zylin drische Gestalt.
Es ist einleuchtend, dass bei der beschrie benen Bauart infolge der besonderen Ausge staltung und Anordnung der Teile 5 und 5' die Länge des Kraftlinienweges in den Tei len, in denen der Kraftfluss wechselt, gross ist, und dass der magnetische Widerstand dieser Teile einen verhältnismässig hohen Wert hat. So kann an denjenigen Stellen, an denen der Kraftfluss eine grosse Dichte hat, das heisst dort, wo die Teile 5, 5' an der Scheibe 3 bezw. 4 befestigt sind, eine hohe Induktion des Eisens auftreten.
Dagegen hat infolge des Umstandes, ,dass .die genannten Teile eine grosse Länge haben, der Luftspalt einen ziemlich grossen Querschnitt und ist dessen magnetischer Widerstand verhältnis mässig gering. Dies ist bei geringen Ge schwindigkeiten, bei denen der magnetische Widerstand der Weicheisenteile des Kreises noch verhältnismässig gering ist, von Wich tigkeit, da in diesem Fall das von den Wir belströmen im Eisen erzeugte Gegenfeld noch gering ist. Da sich ferner die Teile 5 und 5' über einen grossen Teil ihrer Länge neben einander erstrecken, ist zwischen ihnen eine grosse Streuung vorhanden.
Infolge der hohen Streuung der von dem Beleuchtungsstrom erzeugten Gegenfelder, der Wirbelströme und der verhältnismässig hohen Eisen verluste, welche Faktoren alle mit der Fre quenz zunehmen, wird eine bei sich ändern der Fahrgeschwindigkeit nahezu konstante Spannung erhalten. Mit einer Dynamo gemäss der Erfindung kann eine Spannungsänderung von weniger als 5 % erhalten werden, wenn die Geschwin digkeit des Fahrrades zwischen 10 und 20 km in der Stunde schwankt, und von we niger als 25%, wenn die Geschwindigkeit zwischen 5 und 30 km in der Stunde schwankt. Bei den bisher gebräuchlichen Bauarten ist diese Änderung viel grösser.
Ausser einer sehr einfachen Bauart der Dynamo und einer über einen grossen Be reich nahezu konstanten Spannung bietet die beschriebene Dynamo ..den weiteren Vorteil, dass nur eine sehr geringe Menge magneti schen Materials benötigt ist. Ausserdem ist nur eine einzige, überdies noch stillstehende Spule 9 vorhanden, so dass Bürsten und Schleifkontakte nicht erforderlich sind. Der Zylinder 10, der einen Teil des magnetischen Irreises bildet, dient gleichzeitig dazu, das Innere der Dynamo vor Feuchtigkeit und Staub zu schützen, so dass sich eine besondere Hülle erübrigt.
Dynamo, in particular for supplying bicycle lamps. The invention is a Dy namo that can be driven with a rapidly changing order number, in particular used to power bicycle lamps and has a magnetic circuit, the sen fixed part is solid and carries a winding.
This dynamo is characterized in that the rotor is designed as a solid, permanently magnetized cylinder in the radial direction, the length of which is at least as large as its diameter and which has a plurality of poles on its circumference, which are connected to a corresponding number of pole pieces the established part.
In the drawing, FIGS. 1 to 7 show individual parts of an embodiment of a dynamo according to the invention, while FIG. 8 shows a dynamo in section. Figs. 1 and 2 represent respectively in side view. in plan view the permanently magnetized rotor, which consists of a cylindrical part 1 and a shaft 2. The cylinder 1 is provided on the circumference with an even number of protruding poles 8 which have alternately opposite polarity. However, the poles can also be created in the smooth cylinder circumference.
If the dynamo is used for bicycle lighting, the runner can be driven in a known manner by a wheel 22 (FIG. 8) fastened for example by screw thread on the shaft 2, the circumference of which rests on the tire of the bicycle.
In FIGS. 3, 4 and 7, the stationary parts of the magnetic circuit are shown which relate to the parts shown in FIG. 5 can be combined. The lines of force emerging from the poles of the nucleus pass through a certain air path and then go over to parts 5 and 5 '. These parts, the number of which corresponds to that of the poles, are arranged symmetrically with respect to the core, so that they alternately receive an opposite polarity under the influence of the poles of the core. The polarity changes continuously when the core is turned.
The parts 5 attached to the disk 3 engage between the parts 5 'attached to the disk 4, so that, apart from those eyes in which the poles are located between the parts, the parts 5 always have a different polarity than that Own parts 5 '. In a central opening of the upper disk 3, a sleeve 6 is attached, which has a central bore 7 in which the shaft 2 is rotatable. The power flow closes through the cylinder 10 made of ferromagnetic material, which at the same time protects the interior from the ingress of moisture and dust.
The cylinder 10 has a slightly larger inner diameter at the ends 11 than in the middle. The inner diameter are chosen so that the disc-shaped parts 3 and 4 just fit into the ends and lie on the thicker middle part. They can be fixed with the help of screws or by flanging the edge. The parts 3, 5, 6 and 10 can also be made from a single piece ago, appropriately cast. In this case, apart from a simple design, the additional advantage is that there are no butt joints at the transitions between the various parts.
This embodiment is shown in FIG. 8, in which 12 and 13 designate the connection terminals which are fastened in an insulated manner in the disk 4 and covered with a cap 17 which is fastened by means of a screw 16. The cylinder 10 also has bores 14 and 15 in which pins can be arranged, with means of which the dynamo is fastened to the bicycle be. In the embodiment shown in FIG. 8, the disk 4 is fastened to the part 10 by means of the screws 18, 19. More holes 20 and 21 are used to fasten stop pins and the like.
In the space between the elongated parts 5 respectively. the (not shown in Fig. 8) parts 5 'of the disc 4 and the cylinder 10, the coil 9 is arranged, which is spanned by the part of the power flow closing through the cylinder 10. Fig. 5 shows a section perpendicular to the axis. The parts 5, 5 'can be beveled at the free ends at which the power flow has only a low density. This offers the advantage of limiting the scatter between the free ends of the parts 5 respectively. 5 'and the disks 4 respectively. 3, which reduces the effective part of the power flow. All iron parts mentioned are made of solid ferromagnetic material.
The fixed coil 9, which is shown FITS in Fig. 6, has a very simple cylin drical shape.
It is evident that in the described design due to the special design and arrangement of parts 5 and 5 ', the length of the path of the force lines in the parts in which the power flow changes, is large, and that the magnetic resistance of these parts is relatively has great value. Thus, at those points where the flow of force has a high density, that is, where the parts 5, 5 'on the disk 3 or. 4 are attached, a high induction of iron will occur.
On the other hand, due to the fact that the parts mentioned have a great length, the air gap has a fairly large cross-section and its magnetic resistance is relatively low. This is important at low speeds at which the magnetic resistance of the soft iron parts of the circle is still relatively low, since in this case the opposing field generated by the currents in the iron is still low. Furthermore, since the parts 5 and 5 'extend next to one another over a large part of their length, there is a large spread between them.
As a result of the high scatter of the opposing fields generated by the lighting current, the eddy currents and the relatively high iron losses, which factors all increase with the frequency, an almost constant voltage is obtained when the driving speed changes. With a dynamo according to the invention, a voltage change of less than 5% can be obtained when the speed of the bicycle fluctuates between 10 and 20 km per hour, and of less than 25% when the speed is between 5 and 30 km in the hour fluctuates. This change is much greater for the designs that have been used up to now.
In addition to a very simple design of the dynamo and a voltage that is almost constant over a large area, the dynamo described offers the further advantage that only a very small amount of magnetic material is required. In addition, there is only a single, still stationary coil 9, so that brushes and sliding contacts are not required. The cylinder 10, which forms part of the magnetic loop, also serves to protect the inside of the dynamo from moisture and dust, so that a special cover is not necessary.