CH228802A - Fahrradnabe mit eingebauter Lichtmaschine. - Google Patents

Description

  Fahrradnabe mit eingebauter Lichtmaschine.    Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist eine Fahrradnabe mit einer darin einge  bauten Lichtmaschine, die einen mehrpoligen,  am umlaufenden     Nabengehäuse    befestigten  Ringmagneten und einen durch Vermittlung  eines Zwischengetriebes in gegenüber dem  jenigen des     Nabengehäuses    gegenläufigen  Drehsinne     antreibbaren,    lose auf     einer    fest  stehenden     Nabenachse    gelagerten Anker auf  weist.

   Diese Fahrradnabe kennzeichnet sich  erfindungsgemäss dadurch, dass die Licht  maschine mit einem zur     Begrenzung    der an  den Verbrauchern wirksamen Spannung be  stimmten     Fliehkraft-Spannungsregler    mit  mindestens einem in den     Lichtmaschinen-          Verbraucherstromkreis    einschaltbaren Wider  stand und einer die Ein- und die Ausschal  tung dieses letzteren beherrschenden Schalt  vorrichtung versehen ist, welche mindestens  einen schwenkbar angeordneten     Fliehkraft-          arm    aufweist, der unter dem     Einfluss        einer          Rückziehkraft    in einer innern,

   der Ausschal  tung des genannten Widerstandes zugeord-         neten    Schwenklage festgehalten wird, jedoch  bei     Überschreitung    eines Grenzwertes der Um  laufgeschwindigkeit des Ankers infolge des  Überwiegens der Zentrifugalkraft über die       Rückziehkraft    in seine äussere Schwenklage       iibergeführt    wird, in welcher er das Einschal  ten des genannten Widerstandes     in    den Licht  maschinen-Verbraucherstromkreis bewirkt.,       Auf    der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes veranschaulicht.  



       Fig.    1 ist ein     achsialer    Längsschnitt durch  die     Fahrraduabe;          Fig.    2, 3 und 4 sind Querschnitte nach  den Linien     II-II,        III-III        und        IV-IV    in       Fig.    1,     und          Fig.    5 zeigt das     elektrische    Schema der  Lichtmaschine     und    der daran angeschlossenen  Beleuchtungsanlage.  



  Auf der festen     Nabenachse    1 ist in üb  licher Weise mittels Kugellagern 2 und 3  das     Radnabengehäuse    4 drehbar gelagert, an  welchem die Radspeichen 5 befestigt     sind,         von denen in     Fig.    1 zwei angedeutet sind.  Auf der Achse 1 ist ein mit einer Wicklung  6 versehener Anker 7 lose gelagert, der auf  der dem Kugellager 2 zugekehrten Seite mit  einem verlängerten     Nabenteil    versehen ist,  auf dem ein das zentrale Rad eines Planeten  getriebes bildendes Zahnrad 8 sitzt. Mit die  sem Zahnrad 8 kämmt ein Zwischenrad 9,  das seinerseits mit einem am     Nabengehäuse    4  befestigten     Innenzahnkranz    10 in Eingriff  steht.

   Das Zwischenrad 9 ist lose auf dem  Zapfen 11 eines Zapfenträgers gelagert. Die  ser Zapfenträger besteht aus zwei Laschen  12 und 13     und        aus        einer    einen zwischen die  sen beiden Laschen eingeklemmten Flansch  14a     und    einen     Nabenteil    14 besitzenden  Hülse, die lose auf der Achse 1 gelagert ist.  Die Laschen 12, 13 sind, bezogen auf die  Achse der Nabe, nach der dem Lagerzapfen  11 entgegengesetzten Seite     hin    verlängert und  sind dort mit einer Regulierschraube 15 ver  sehen, mittels welcher der Klemmdruck auf  den Flansch     14a    kleiner oder grösser gemacht  werden kann.

   Zum Antrieb der Lichtmaschine  zwecks Lichterzeugung muss der oben be  schriebene Zapfenträger gegen eine Dreh  bewegung relativ zur Achse 1 gesichert wer  den. Zu diesem Zwecke ist in dem von dem  Lager 2 getragenen     Endteil    der Achse 1 ein  unter dem Einfluss einer Druckfeder 16     ste-          liender    Sicherungsstift 17 vorgesehen, mittels  welchem zwei quer zu ihm angeordnete Kupp  lungsstifte 18 in Eingriff mit zwei entspre  chenden Längsnuten in der Bohrung des Na  1)enteils der Hülse 14 gebracht werden kön  nen.

   Beim Einrücken der Kupplungsstifte  18 in die Eingriffsstellung während der  Fahrt tritt in den damit in Triebverbin  dung stehenden Antriebsteilen ein Schlag  auf, der aber vom Zapfenträger aufgenommen  wird, indem     zwischen    den Laschen 12, 13  desselben einerseits und dem Flansch 14a des  selben anderseits eine     relative    Drehbewegung  stattfinden kann. Der Zapfenträger bildet  somit ein Rutschkupplung, dank welcher die  Beschädigung der Antriebsteile im Gehäuse  4 anlässlich der oben erwähnten     Einrückope-          ration    vermieden wird.

      Um den Anker 7 herum ist ein perma  nenter Ringmagnet angeordnet, der einen  innen am     Na.bengehäuse    4 befestigten Ring  19 aus     magnetisierbarem    Material aufweist,  an dessen Stirnflächen zwei gleiche, ringför  mige Polträger 20 und 21 festgemacht sind.  Beide Polträger weisen sechs nach innen     ab-          :,eeboggene,    in Richtung der Ringachse verlau  fende, Pole bildende Fahnen auf, deren Innen  flächen auf einer     ZS-linderfl'äehe    liegen, deren  Länge im     wesentlichen    derjenigen des Anker  eisens gleich ist.

   Die beiden Polträger 20 und  21 sind so am     11agnetring    19 befestigt, dass  die Pole des einen Polträgers zu den Polen  des andern Polträgers versetzt sind, d. h. dass  sieh die Pole des einen Polträgers in die Pol  lücke.n des andern Polträgers hinein er  strecken.  



  Auf dem im Kugellager 3 gelagerten Teil  der Achse 1 ist eine Stromabnahmevorrich  tung mit auf der     Achse    feststellend angeord  netem, in elektrischer Verbindung mit der  Ankerwicklung 6 stehendem Schleifring     ??,          einem    darauf gleitenden, am Anker sitzen  den     Sehleiflz-ontalLt    23 und einem isolierten       Anschlussstift    24 vorgesehen.

       L    m zu verhin  dern,     da,ss    bei grösseren     Fahrgeschwindigkei-          ten    die Spannung der Lichtmaschine eine ge  wisse, der normalen Betriebsspannung für die  von der     Liehtmasehine        gespiesene    Lampe ent  sprechende Grenze übersteigt, ist auf dem  dem Stromabnehmer zugekehrten Stirnende  des Ankers 7 ein     Fliehkraft-Spannungsreg-          ler        vorgesehen.    Dieser letztere weist     zwei    in  Serie geschaltete Widerstände 25 und 26 auf,  die mittels einer     zwei        seli -enkbar    angeord  nete,

   aus     magnetisierbarem        -Material    beste  hende     Fliehkraftarine    2 7 und 28 aufweisen  den     Schaltvorrichtung    in Serie mit dem     Licht-          inasehinen-Verbraucherstromkreis    schaltbar  sind. Diese beiden F     lielikraftarme    17, 28 sind  dem Einfluss von zwei ungleich starken Zug  federn     \?9    und 30 ausgesetzt.

   Die Wirkungs  weise dieses     Fliehkraft    - Spannungsregler  geht am besten aus dem in     Fig.    5 gezeigten  Schema. hervor, in welchem die elektrische  Anordnung der oben erwähnten Teile der       Lielitmaschine    und die     Verbindung    der letz-           teren    mit einer von ihr zu speisenden, elek  trischen Lampe 31 veranschaulicht     ist.     



  Angenommen, dass bis zu einer Fahrge  schwindigkeit von zum Beispiel 15 km/Std.  des Fahrrades, in dessen eine Nabe die Licht  maschine eingebaut ist, beide     Fliehkraftarme     27, 28 noch an der Achse 1 anliegen. Der  Stromkreis verläuft     in    diesem Falle vom An  ker 7 aus über x, 31, x', 1, 27 und     x2    zurück  zum Anker 7. Beim Überschreiten dieser  Fahrgeschwindigkeit wird der unter dem  Einfluss der schwächeren Feder 29 stehende       Fliehkraftarm    27 weggeschleudert (siehe  strichpunktierte Stellung des Armes 27 in       Fig.    4). Der Stromkreis verläuft alsdann von  7 über x, 31, x', 1, 28,     x3,    25 zurück zu 7.

    Der Widerstand 25 ist somit in den Licht  maschinen-Verbraucherstromkreis eingeschal  tet, wodurch die Spannung an der Lampe 31  reduziert wird. Bei einer Fahrgeschwindig  keit von 25 km/Std. wird nun auch der dem  Einfluss der stärkeren Feder 30 ausgesetzte       Fliehkraftarm    28 weggeschleudert, so dass  jetzt auch noch der Widerstand 26 in den       Lichtmaschinen-Verbraucherstromkreis    ein  geschaltet wird, indem der Stromkreis nun  von 7 aus über x, 31, x', 1, 26, 25 zurück zu  7 verläuft.  



  Gegebenenfalls könnte nur ein Wider  stand und nur ein     Fliehkraftarm    vorgesehen  sein. In diesem Falle könnte dieser einzige  Arm nur der erwähnten magnetischen Kraft  ausgesetzt sein und die Feder könnte in Weg  fall kommen.  



  Um beim Umlaufen der beschriebenen  Fahrradnabe die     Erzeugung    von Licht zu  veranlassen, muss dafür gesorgt werden, dass  der Zapfenträger 14, 15 mit Hilfe der oben  beschriebenen Sperrmittel 17, 18 gegen eine  Drehbewegung gesichert ist. Dies hat zur  Folge, dass, wenn das     Nabengehäuse    4 in  einem Drehsinne gedreht wird, diese Dreh  bewegung durch     Vermittlung    des Zahnrad  getriebes 8, 9, 10 auf den Anker 7, jedoch  im     entgegengesetzten    Drehsinne, übertragen  wird,

   wodurch auch bei kleiner Tourenzahl  des     Nabengehäuses    4 eine immer noch     verhält-          nismüssig    grosse Relativgeschwindigkeit zwi-    sehen den     Ringmagnetpolen    und dem Anker  erzielt wird. Durch diesen Umstand und auch  durch die Vielpoligkeit des Ringmagneten ist  auch bei langsamer Fahrt eines Fahrrades.  dessen eine Nabe gemäss obigen Erläuterungen  ausgebildet     ist,    die Möglichkeit     gegeben,    ein  gutes Licht zu erzeugen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCI4 Fahrradnabe mit einer darin eingebauten Lichtmaschine, die einen mehrpoligen, am umlaufenden Nabengehäuse befestigten Ring magneten und einen durch Vermittlung eines Zwischengetriebes in gegenüber demjenigen des Nabengehäuses gegenläufigem Drehsinne antreibbaren, lose auf einer feststehenden Nabenachse gelagerten Anker aufweist, da durch gekennzeichnet,

   dass die Lichtmaschine mit einem zur Begrenzung der an den Ver brauchern wirksamen Spannung bestimmten Fliehkraft-Spannungsregler mit mindestens einem in den Lichtmaschinen-Verbraucher- stromkreis einschaltbaren Widerstand und einer die Ein- und die Ausschaltung dieses letz teren beherrschenden Schaltvorrichtung ver sehen ist, welche mindestens einen schwenk bar angeordneten Fliehkraftarm aufweist, der unter dem Einfluss einer Rückziehkraft in einer innern,

   der Ausschaltung des genann ten Widerstandes zugeordneten Schwenklage festgehalten wird, jedoch bei Überschreitung eines Grenzwertes der Umlaufgeschwindig keit des Ankers infolge des Überwiegens der Zentrifugalkraft über die Rückziehkraft in seine äussere Schwenklage übergeführt wird, ivi welcher er das Einschalten des genannten Widerstandes in den Lichtmaschinen-Ver- braucherstromkreis bewirkt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Fahrradnabe nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Fliehkraft Spannungsregler mindestens zwei in den Ver braucherstromkreis einschaltbare Widerstände und eine Schaltvorrichtung mit mindestens zwei Fliehkraftarmen aufweist, die der Ein wirkung von zwei ungleich starken Federn ausgesetzt sind. 2.

   Fahrradnabe nach Patentanspruch, bei welchem das genannte Zwischengetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist, dessen Zwi schenrad lose auf dem Zapfen eines Zapfen trägers gelagert ist, der seinerseits lose auf der feststehenden Radnabenachse angeordnet, aber mittels einer federbeeinflussten, mit einem Nabenteil des Zapfenträgers zusam menwirkenden Sperrvorrichtung gegen Dre hung auf dieser Achse gesperrt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfenträ ger zwei Laschen und eine einen zwischen diesen beiden Laschen eingeklemmten Flansch und den erwähnten Nabenteil besitzende Hülse aufweist, wobei die Laschen und der Flansch eine Rutschkupplung bilden,

   die die beim Einschalten der genannten Sperrvor- richtung während des Drehens der Nabe ent stehende Schlagwirkung aufnimmt. 3. Fahrradnabe nach Patentanspruch und Unteranspruch ?, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen, bezogen auf die Achse der Nabe, nach der dem Lagerzapfen für das Zwischenrad entgegengesetzten Seite hin ver längert sind und dort eine Regulierschraube tragen, mittels welcher der Klemmdruck auf den zwischen den Laschen angeordneten Flansch reguliert werden kann.