CN1011010B - 自行车用发电机 - Google Patents

Abstract

自行车发电机有一个在车上固定并容纳定子及转子的壳体，转子可用车轮驱动的传动件转动。传动件可旋转地安装在轮轴周围，和轮作动态连接，形成可离合的发电机齿轮组的一部分，齿轮组不受车轮转动的影响旋转转子。发电机的传动件和轮轴同心，在轮轴上作不扭动的安装，定子和转子对轮轴为偏心关系。传动件作旋转壳的盖。有带驱动器的离合器，可将驱动器推到轮辐之间作传动。

Description

本发明与自行车用发电机有关，发电机有一个容纳一个定子和一个转子并可在自行车上固定的壳体，有一个推动转子旋转并由自行车车轮驱动的传动件。

已知的这类发电机在自行车车叉上安装并有一个小轮作传动件，靠在轮胎上滚动。该类发电机的缺点是因为有泥土，或因有冰雪，小轮常不旋转，而在轮胎上滑动，从而没有电流产生。这种可能性还产生于发电机在轮叉上的紧固松时，于是发电机卡在轮辐之间，引起事故。

并且，有一个压在轮胎上的宽压力滚的、也靠在轮胎上滚动的发电机也属已知。该类发电机同样也有滑动而不产生电流的缺点。

此外，靠着轮胎滚动的传动件长期使用时会损坏轮胎。

本发明的课题的基础，是提出一种结构简单而经济的发电机，它一方面可在自行车上牢固安装，而另一方面是可从自行车车轮，而非轮胎，取得始终一的和最佳的运动传动，产生电流。

这课题可以将传动件以可旋转地方式安装在轮轴上，从而可与轮子作动态连接并形成将发电机离合的齿轮组的一部分，从而不受车轮旋转的影响而带动转子来产生电流而得到解决，而且不难理解，本发明的实质特点由后附的全部权利要求所覆盖。

本发明的发电机的构造简单而经济，在自行车上安装简便而牢固。发电机按一个理想的方式安装在轮轴上，最好在自行车的前轮轴上，有效成为轴式（俗称花鼓筒）发电机。

为将旋转运动从车轮向转子传递，有一个传动件最好是一个齿轮或 旋转壳盖传动件，在轮轴中心上安装并和轮作固定连接，或利用一个离合机构，和轮辐作动态连接，这传动件取决于轮的动作，通过齿轮装置，向转子传递旋转运动，转子和轮轴有同心关系或偏心关系，从而旋转运动的传递，发生于轮胎以外，因而不会受诸如泥土，冰雪等外界影响的损害，因为传动件和车轮的无扭动的连接，不会产生滑动。

传动件，齿轮组，定子和转子放在一个外部密封的壳内并和壳体形成一个紧凑的结构。

发电机可通过在与车叉相连的轮轴上安装而在自行车上作无扭动的固定。并且，还可以将发电机和轮轴分开，而安装在轮叉上，然后将其齿轮组，和安装在轮轴上的传动件连接。

可以将该发电机无困难地在任何自行车上简便安装。

本发明的举例实施方案，下文参照附图作详细叙述，附图中：

图1为将发电机装在前轮轴上的自行车的斜视图。

图2为通过装在轮轴上的发电机的垂直剖视图。

图3为通过同一发电机的水平剖视图。

图4为安装在前轮轴上的发电机另一实施方案的侧视图。

图5为图4中发电机的前视图。

图6为通过同一发电机的垂直半剖视图。

图7为一补充实施方案中发电机的侧视图。

图8为图7发电机沿Ⅰ-Ⅰ线的剖视图。

对自行车车轮上安装的发电机壳体，用标图号1表示，壳体内装最好在前轮轴上与轮轴6同心或偏心一个定子2和一个转子3，转子3由传动件4转动，这传动件4从自行车车轮5上获得旋转运动。

传动件4可旋转地安装在轮轴6的周围，和车轮5作固定连接或者不可移动连接，形成发电机的离合齿轮组7的一部分，齿轮组7可不受车辆旋转影响转动转子3。

下文中参照的是图2及3中的实施方案，方案中将发电机与其定子2，转子3及传动件4，与轮轴6同心设置，整个发电机安装在轮轴6上。

齿轮组7可以是设在壳体1内的正齿轮轮组，伞齿轮组或行程齿轮组，传动件4必定形成这齿轮组的一部分并在轴6的范围内，和轮5作不能扭动的连接。

在这实施方案中，传动件4形成一个齿轮，同心安装在轮轴6上，通过传动器8和轮5连接;传动器作为举例，可以是螺钉，拧在轴毂边缘9上，或在传动件4上设置钩爪和轴毂边缘啮合，或插在轮辐10之间。

在图2及3的实施方案中，在壳体1中设有正齿轮7，还有一个U形的轴承架11围绕轮轴6安装，U形的两腿11a，11c长度不同，至少一条腿，最好是长腿11a和壳体1作不能扭动的固定，作为举例，将U形轴承架11的腹板11b放在壳体1上形成的两个横条12之间。

有一个从动齿轮13可旋转地安装在轴承架11的短腿11c上并和传动件4啮合。从动齿轮13的轴14一直伸到长腿11a上，在腿11a附近，轴14上设置一个传动齿轮15，和转子3上或周围的齿轮16啮合，于是齿轮16和转子3，由传动件4通过从动齿轮13和传动齿轮15带动，按特定的传速比旋转。

从动齿轮13通过轴14作可旋转的安装，同时可在轴14上平移，因而在一个平移位置上时它和传动件4啮合，而在另一平移位置上时与之分离，从动齿轮13的平移使齿轮组7可以离合，从而将轮5的旋转运动向转子3传递，或停止传递。从动齿轮13的平移，由从壳体1顶部伸出的旋转杆或摆动杆17执行，例如在图2及3中示出摆动杆17，摆动杆17用一个偏突舌板17a和从动齿轮13连接。舌板17a旋转时实现齿轮13的平移。

一个启动钮17b设在旋转杆17上，位于壳体1的外侧。

一个套在轴14外的压缩弹簧18支撑在两齿轮13及15之间，使齿轮13 在传动位置上啮合，或保持啮合。

壳体1最好用塑料材料制成两部分并有流线形状。塑料壳体顶部有孔19，轮叉20的支杆通过该孔伸进发电机内并和轮轴固定。支杆位于传动件4和转子3之间。

电缆用标图号21表示，从发电机定子2中引出发电机，最好通过孔19，和自行车灯连接，给车灯供电。

由于轮叉20伸入壳1内，因而可使整个发电机在轮轴上作不能扭动的固定。

将发电机离开轮轴6安装，例如安装在轮叉20上，也是本发明的范围，于是传动件4安装在轮轴6上，从动齿轮13仍和传动件4连接。在这实施方案中，定子2、转子3和齿轮16，不和轮轴6同心，而与之偏心。

在图4至6的另一典型的实施方案中，基本原理和运转和第一实施方案相符，齿轮组7的壳体1在轮轴6上作相似的固定安装，定子2和转子3，在壳体内和轮轴6有偏心关系，传动件4由旋转壳盖形成，可通过离合件22和轮5作动态连接或分离。

壳体1形成定子2和转子3的容放壳，同时又作齿轮装置7的壳体。此外，这壳体1有一个轴承衬23，用以安装在设在轮轴6上的接受套管24上，最好用压紧配合安装，用轮轴螺母25作不能扭动的固定。

有一个和轮轴6有同心关系的基本圆形碟形壳部26，围绕轴承衬23伸展，并有一个与之连接的杯形壳部27，杯形部有一个盖28并和轮轴6有偏心关系。

在杯形壳部27内，容放带绕组2a的定子2和转子3，转子3一方面以可旋转的方式安装，其旋转轴29一方面在壳部的将壳部关闭的盖28中，另一方面在壳部27内。

传动件4有椭圆的基本形状，以可旋转的方式套在接受套管24上， 其间有减摩和/或滑动的轴承30，用诸如橡胶密封件或迷宫式密封件之类的旋转密封件31，将壳部26作紧密封。

有一个内齿圈32安装在传动件4上并最好是直齿的。

有一根轴34安装在壳部26内，中间插减摩和/或滑动的轴承33，该轴34上可旋转地支持最好为直齿的齿轮35，齿轮35和齿圈32啮合，有一个第二齿轮36，按与齿轮35同心关系放置，这第二个较大的齿轮36和安装在转子3的轴29上的齿轮37啮合。这两齿轮36，37最好是螺旋齿。

离合件22安排在传动件4的椭圆形的纵向端部区域的上面或里面，有一个螺栓形驱动器38和轮轴6大致平行，固定在安装在传动件4上一个转换摆动杆39上，并有离合按钮E，A，最好将连接按钮E放在远离转换摆动杆摆动轴的地方。

驱动器38执行传动件4和辐条10的动态连接，从而用旋转传动件4启动齿轮组7的旋转运动。用手指在轮轴6的轴向上按压连接按钮E，便把驱动器38推到轮辐10之间，车轮5旋转时便带动驱动器38，于是传动件4旋转。

随传动件4旋转的齿圈32驱动固定齿轮35，从而通过共同的轴34，驱动齿轮36，齿轮36转动安装在转子轴29上的齿轮37，于是转动转子3。

齿轮组7按两级工作，传速比举例为R（总）＝31。

用手指按分离按钮A时，驱动器38从轮辐10之间后退，于是发电机和前轮5（的轮辐10）完全分离。

“连”和“分”两变换位置，由一个弹簧加载的跳针40之类，在锁孔中锁定。

有一个反光镜41，设置在传动件4的和离合器22相对的椭圆纵向端部。这反光镜和最好也能反光的转换摆动杆39，形成两个旋转光点，这对骑车人的安全有利。

发电机的导线以两个插头42的形式，插在静止壳1（壳部27）内的， 和输出线21连接，输出线连接车前灯和尾灯。

接受套管24的作用是将发电机在前轮5的轴上定位，在中心上作不能扭动的固定。

组装时，可用少数动作，将发电机或插入的接受套管24在轮轴6上安装，可在车叉20和挡泥板下支撑杆43之间调节，然后将前轴6上的专用螺母25拧紧。于是便将发电机安装在车叉20和轮辐10之间的有保护的区域中，而不与车叉及轮辐接触（见图4）。

静止壳体1的突出部分，也就是定子2和转子3的壳部27，保持在前车轴上的制造时预留的长度中。

壳体1和传动件4，以及齿轮32，35，36，37用塑料材料制造。

在图6中，显示的传动件4，其驱动器38在旋转位置上，驱动器38在定子2和转子3的范围内，即相对于图4旋转270°。

图7及8所示发电机的补充第三实施方案，与图4及6的发电机的基本原理和构造相同，因此相同部件用相同标图号表示。

这里所作修改，主要在于使用皮带轮传动（44至47）代替齿轮传动。

壳体1最好形式为钢体的基本托架（basicconsole），同样用轴承衬23固定在轮轴6上。在壳体1中围绕这轴承衬23有一个大的有齿皮带轮45，在转子轴29上有一个小的有齿皮带轮46。有一个有齿皮带44，围绕这两有齿皮带轮45、46，有一个张紧轮47保持皮带张紧。

传动件4有椭圆的基本形状，在较小的椭圆部分上放置有盖28的壳部27，其中放置定子2，转子3和有齿皮带轮46及张紧辊47，安装有用于输出线21的铜接线柱49的输出接线活片48。

离合件22放在与壳部27固定的一个托盘上，其上设驱动杆52，可在一根轴51上转动，驱动杆52上有弹簧连接装置53。

大的有齿皮带轮45，跨在塑料制壳圈54中的轴承衬21上，继续前移，从而壳圈54进入壳部27中，与壳部27形成一个单位。

通过离合件22，将驱动器52推到轮辐10之间，使自行车发电机启动。发电机关闭时，轮5按常态自由旋转而没有任何附加的负担。

离合件22压在压缩弹簧53上，通过两个标明的位置，仅能进入“连”或“分”的状态。驱动器托盘50先和离合件连接，然后连接有齿皮带轮，驱动器托盘50由离合件和有齿皮带轮决定旋转。

有齿皮带44驱动有齿皮带轮46，从而推动转子3。结果传速比变为i＝10。

通到车前灯和尾灯的输出线21，通过有铰链的电源接线活片48，和发电机线路连接。

先将埋头螺母和垫圈从车轴6上拆下，从而可将发电机安装到自行车上。于是可将整个的自行车发电机推到轮轴6上。用原已拆卸的埋头螺钉将发电机和轮轴6固定。自行车发电机安装完毕时，通过拧紧螺母，将车轮5在轮叉20上正常安装。

Claims (2)

1、一种自行车用的发电机，具有一个可在自行车上固定并容纳一个定子和转子的壳体，转子由自行车轮驱动的传动件带动旋转，其特征在于：

包住的传动机构容纳在壳体(1)中，该机构具有一个伸入到壳圈(54)的大的有齿皮带轮(45)和一个安装在壳部(27)内转子轴(29)上的小的有齿皮带轮(46)，壳圈和壳部形成一个单位，一个有齿传动带(44)围绕两个有齿皮带轮并由一张紧轮(47)张紧或放松。

2、按照权利要求1所述的一种发电机，其特征在于：

固定到上述大的有齿皮带轮（45）上的托盘（50）连接在壳部（27）上并支撑一个由绕轴（51）转动并由压缩弹簧系统（53）带动的驱动杆（52）构成的离合器（22）。

Images