-
Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit Standlichtfunktion
für ein
Fahrrad gemäß der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
-
Gattungsgemäße Standlichter
für Fahrräder sind
oft so ausgeführt,
dass sie nur von Hand an- und abgeschaltet werden können. Es
sind zwar auch automatisch ein- und ausschaltbare Standlichter denkbar.
Solche Standlichter haben jedoch generell den Nachteil, dass sie
oft nicht zuverlässig
arbeiten und ihre Energiespeicher nur für eine begrenzte Zeit ausreichen
sowie oft aufgeladen oder ausgewechselt werden müssen. Darüber hinaus sind Leuchten mit Standlichtfunktion
bekannt, deren Energiespeicher in die Leuchte integriert ist. Diese
haben den Nachteil, dass die Ausgestaltung der Leuchten entsprechend Raum
für den
Energiespeicher zur Verfügung
stellen muss.
-
Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrrad anzugeben, die
eine zuverlässige,
energieeffiziente und dauerhafte Standlichtfunktion gewährleistet
flexibel einsetzbar ist und eine kompakte Ausgestaltung erlaubt.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung der oben genannten
Art gelöst,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Steuerungseinrichtung
vorgesehen ist, die mindestens einen Energiespeicher, um einen energieeffizienten
Betrieb der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
zu ermöglichen,
und ein Ausgabeeinheit umfasst, und die Steuerungseinrichtung als
eine, von der Leuchte räumlich
getrennte Baueinheit ausgebildet ist.
-
Die
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
-
Die
Unteransprüche
bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Indem
die Steuerungseinrichtung als eine von der Leuchte unabhängige Baueinheit
vorgesehen ist, wird eine zentrale Lage der Steuerungseinrichtung
ermöglicht.
Sind mehrere Leuchten vorhanden kann durch die Einsparung weiterer
Steuerungseinrichtungen in gleicher Weise auch elektrische Energiespeicher
eingespart werden. Durch die Flexibilität bei der Anbringung werden
Kabellängen
reduziert, was Kosten und elektrische Verluste reduziert. Darüber hinaus
beeinflusst die Steuerungseinrichtung nicht die Form der Leuchten,
welche damit leichter und deutlich kleiner gestaltet werden können. Dieser
Vorteil wirkt sich vor allem bei abnehmbaren Leuchten aus.
-
In
einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung, ist ein Sensor in der
Steuerungseinrichtung integriert, der die Umgebungshelligkeit detektiert.
Die Steuereinrichtung ist dahingehend ausgelegt, dass eine Spannungsversorgung
im Stand abhängig
von den Ausgangssignalen des Sensors erfolgt. Eine automatische
Ein- bzw. Abschaltung der Standlichtfunktion einer Leuchte erfolgt
somit in Abhängigkeit
des Ausgangssignals des Sensors. Dies kann beispielsweise bedeuten,
dass die Spannungsversorgung der Leuchte im Stand nur erfolgt, wenn
keine Bewegung des Fahrrads detektiert wird und die detektierte
Helligkeit unter einem bestimmten Grenzwert liegt.
-
Eine
Leuchte ist vorzugsweise als Rückleuchte,
Frontleuchte ausgebildet. Laut StVO sind für ein Fahrrad Frontleuchte
und Rückleuchte
vorgeschrieben. Insbesondere können
die Rückleuchten und
Frontleuchten mit Standlichtfunktion ausgestattet werden. Die elektrische
Verbindung kann dabei beispielsweise mittels Verlegung eines Verbindungskabels
erfolgen, wobei ein einziges Verbindungskabel bereits ausreicht,
um sowohl die An- bzw. Abschaltung durch die gemeinsame Steuerungseinrichtung
als auch die Energieversorgung aus dem gemeinsamen elektrischen
Energiespeicher zu realisieren.
-
Die
Steuerungseinrichtung wird zwischen Dynamo und Leuchten geschalten.
-
Insbesondere
umfasst eine Leuchte ein Fahrtleuchtmittel und ein Standleuchtmittel.
Abhängig
vom Fahrzustand wird die elektrische Energie einem der beiden Leuchtmitteln
der Leuchten zugeführt.
Dies bietet den Vorteil, dass die Leuchtmittel für den jeweiligen Verwendungszweck
optimiert werden können.
Dies bedeutet, dass beispielsweise das Fahrtleuchtmittel möglichst
helligkeitsoptimiert ist, wohingegen das Standleuchtmittel vorrangig
energieoptimiert ist. Alle vorhandenen Standleuchtmittel können von
einer zentralen Steuerungseinrichtung mit Energie versorgt werden.
-
Vorteilhaft
erweist es sich, dass für
den Fall, in welchem eine Leuchte sowohl ein Standleuchtmittel als
auch ein Fahrtleuchtmittel aufweist das Fahrtleuchtmittel durch
den Generator betrieben wird und das Standleuchtmittel von dem elektrischen
Energiespeicher gespeist wird. Dies hat zur Folge, dass der Energiespeicher
in seiner Leistung besonders gering ausgelegt werden kann, was eine
kleinere Bauform zur Folge hat.
-
In
besonderer Weise ist der Generator in Form eines Dynamos, insbesondere
eines Nabendynamos oder Seitenläuferdynamos
oder Felgendynamos ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass dieser während des
gesamten Betriebs elektrische Energie kontinuierlich erzeugen kann.
Dadurch können
die Leuchten zum Einen während
des Generatorbetriebs durch diesen mit Energie versorgt werden,
zum Anderen kann der elektrische Energiespeicher durch den am Fahrrad
angebrachten Generator immer wieder aufgeladen werden.
-
Der
Energiespeicher kann insbesondere in der Art eines Kondensators
oder chemischen Akkumulators ausgebildet sein. Vor allem eine Ausgestaltung
des Energiespeichers als Kondensator ist besonders platzsparend.
-
In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Energiespeicher
wiederaufladbar ausgestaltet. Um eine höhere Verfügbarkeit über sehr lange Betriebszeiten
zu gewährleisten
ist es besonders vorteilhaft, wenn der Energiespeicher zur Spannungsversorgung
der Standlichter wiederaufladbar ist.
-
Um
den Benutzer rechtzeitig vor einem kritischen Entladungszustand
dieser nicht wiederaufladbaren Batterien zu informieren, kann die
Betriebsspannung des Energiespeichers mit einem Überwachungsglied überwacht
und bei Unterschreiten einer Grenzspannung ein Warnsignal angezeigt
werden. Dazu kann beispielsweise eine Hinweisleuchte vorgesehen
sein, die bei Unterschreitung einer kritischen Grenzspannung aufleuchtet.
-
Besonders
hat sich bewährt,
dass das Standleuchtmittel in Form einer LED ausgebildet, da diese
einen sehr geringen Energieverbrauch haben. Die LED-Leuchten sollten
dabei vorzugsweise rotes oder weißes Licht abstrahlen.
-
Weiter
kann die Beleuchtungseinrichtung auch derart ausgebildet sein, dass
für eine
Leuchte lediglich eine Leuchtmittel vorgesehen ist, das durch die
Steuerungseinrichtung während
der Fahrt direkt vom Generator gespeist wird, und während des Stands
vom Energiespeicher mit Spannung versorgt wird.
-
In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung
dadurch gekennzeichnet, dass eine Frontleuchte mit Standlichtfunktion
und eine Rückleuchte
mit Standlichtfunktion vorgesehen sind, die über ein Kabel mit der Steuerungseinrichtung
und dem Generator verbunden sind. Damit können sowohl die Frontleuchte
als auch die Rückleuchte
durch einen Generator und eine Steuereinrichtung versorgt werden.
-
In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist Steuerungseinrichtung
bereits in ein Gehäuse
des Generators integriert. Daraus ergibt sich eine besonders kompakten
Bauform. Der Benutzer wird bei dieser Ausgestaltung nicht durch
die Steuerungseinrichtung beeinträchtigt. Trotzdem kann der volle
Nutzen aus dem integrierten Energiespeicher gezogen werden.
-
Darüber hinaus
umfasst die Steuerungseinrichtung einen Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler, der
Wechselstrom in Gleichstrom umformt. Auf diese Weise kann ein vom
Generator, insbesondere Dynamo, erzeugter Wechselstrom in Gleichstrom
gewandelt werden. Dies ist vor allem sinnvoll da die meisten gängigen Energiespeicher
vorzugsweise mit Gleichstrom aufgeladen werden.
-
Weisen
die Leuchten der Beleuchtungseinrichtung zwei für Stand- und Fahrtleuchten
auf, die mit unterschiedlichen Spannungsarten betrieben werden auf,
sind Wechselstromschalter in den Leuchten vorgesehen. Liegt Wechselspannung
am Eingang an, verbindet der Wechselstromschalter den Eingang mit
der Wechselspannungsleuchte, liegt hingegen Gleichspannung an so
wird der Eingang mit dem Gleichspannungsleuchtmittel verbunden.
-
Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher beschrieben.
-
In
der Beschreibung, in den Patentansprüchen, in der Zusammenfassung
und den Zeichnungen werden die in der unten aufgeführten Liste
der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen
verwendet. In der Zeichnung bedeuten:
-
1 eine
Beleuchtungseinrichtung mit einer externen Steuerungseinrichtung,
einer Frontleuchte und einer Rückleuchte
mit je einem Leuchtmittel;
-
2 eine
Beleuchtungseinrichtung mit einem in ein Dynamogehäuse integrierten
Steuerungseinrichtung, einer Frontleuchte, einer Rückleuchte mit
je einem Leuchtmittel;
-
3 eine
Beleuchtungseinrichtung mit einem in ein Dynamogehäuse integrierten
Steuerungseinrichtung, einer Frontleuchte, einer Rückleuchte mit
je zwei Leuchtmitteln und je einem AC/DC Schalter, und
-
4 eine
Beleuchtungseinrichtung mit einem in ein Dynamogehäuse integrierten
Steuerungseinrichtung, einer Frontleuchte, einer Rückleuchte mit
je zwei Leuchtmitteln.
-
1 zeigt
eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Steuerungseinrichtung 10,
einem Dynamo 12, einer Frontleuchte 14 und einer
Rückleuchte 16. Die
Steuerungseinrichtung 10 umfasst einen Energiespeicher 18,
einen Wandler 20 und eine Verteilereinheit 22,
sowie einen Sensor 24. Die Frontleuchte 14 weist
als Leuchtmittel eine Front-LED 26, die Rückleuchte 16 eine
Rück-LED 28 auf.
Die Front-LED 26 und die Rück-LED 28 dienen sowohl als
Standleuchtmittel als auch als Fahrtleuchtmittel und werden mit
Gleichspannung betrieben.
-
Die
Frontleuchte 14 und Rückleuchte 16 sind über ein
Kabel mit dem Ausgang der Steuerungseinheit 10 verbunden.
Am Eingang der Steuerungseinrichtung 10 liegt die vom Dynamo 12 erzeugte
Wechselspannung an. Die Steuerungseinrichtung 10 stellt an
ihrem Ausgang Energie zum betreiben der angeschlossenen Leuchten 14, 16 zur
Verfügung.
-
In
der Steuerungseinrichtung 10 ist ein Wandler 20 integriert,
der die Wechselspannung in Gleichspannung umrichtet. Mit dem vom
Wandler 20 angepassten Gleichstrom wird zum einen der Sensor 24 betrieben,
und zum anderen der elektrische Energiespeicher 18 geladen.
Sowohl der Ausgang des Sensors 24 als auch der des Energiespeichers 18 sind
mit einer Verteilereinheit 22 verbunden. Weiterhin wird
der übrige
Teil der über
den Wandler 20 fliessenden Energie direkt an der Verteilereinheit 22 zur Verfügung gestellt.
-
Die
Verteilereinheit 22 stellt abhängig vom Ausgangssignal des
Sensors 24 und der Ausgangsspannung des Dynamos 12 wahlweise
die Energie des Energiespeichers 18 oder die direkt vom
Dynamo 12 erzeugte Energie am Ausgang der Steuerungseinrichtung 10 zur
Verfügung.
-
Der
Sensor 24 detektiert in diesem Ausführungsbeispiel die Umgebungshelligkeit.
Ist die Helligkeit unter einem festgelegten Grenzwert, so wird von der
Verteilereinheit 22 die Energie des elektrischen Energiespeichers 18 an
die Front-LED 26 und Rück-LED 28 weitergeleitet.
Ist die Helligkeit über
einer bestimmten Schwelle detektiert wird die Standlichtfunktion
aus geschalten. Die Verteilereinheit 22 unterbricht die
Energieversorgung der die angeschlossenen Leuchten durch den elektrischen
Energiespeicher 18.
-
Auf
diese Weise werden sowohl die Front-LED 26 der Frontleuchte 14 als
auch die Rück-LED 28 der
Rückleuchte 16 je
nach Fahrzustand und Helligkeit der Umgebung im einen Fall als Fahrtleuchtmittel,
im anderen Fall als Standleuchtmittel belieben. Dies hat den Vorteil,
dass nur ein Leuchtmittel für
beide Betriebsarten notwendig ist.
-
In 2 ist
eine Beleuchtungseinrichtung beschrieben, die im Wesentlichen der
in 1 beschriebenen entspricht. Im Unterschied zu
der in 1 beschriebenen Beleuchtungseinrichtung sind der
Dynamo 12 und die Steuerungseinrichtung 10 zusammen
in ein Dynamogehäuse 29 integriert.
Dies hat den Vorteil das eine deutlich kompaktere Ausführung möglich ist.
-
In 3 ist
schematisch eine Beleuchtungseinrichtung beschrieben. Die Beleuchtungseinrichtung
weist eine Steuerungseinrichtung 30, einen Dynamo 32,
eine Frontleuchte 34 und eine Rückleuchte 36 auf.
Die Steuerungseinrichtung 30 umfasst einen Energiespeicher 38,
einen Wandler 40 und eine Verteilereinheit 42.
Steuereinrichtung 30 und Dynamo 32 sind gemeinsam
in ein Dynamogehäuse 49 integriert. Die
Frontleuchte 34 weist als Fahrtleuchtmittel eine Frontlampe 46,
die Rückleuchte 36 eine
Rücklampe 48 auf.
Als Standleuchtmittel ist die Frontleuchte 34 mit einer
Stand-LED 50 und die Rückleuchte 44 mit einer
Stand-LED 52 versehen. Die Frontlampe 34 und Rücklampe 36 werden
mit Wechselspannung, die Stand-LEDs 52, 54 mit
Gleichspannung betrieben. Darüber
hinaus ist die Frontleuchte 34 mit einem Schalter 54 und
die Rückleuchte 36 mit
einem Schalter 56 vershen, der abhängig vom der anliegenden Spannungsart
einen entsprechenden Ausgang schaltet.
-
Die
Frontleuchte 34 und Rückleuchte 36 sind über zwei
Kabel mit dem Ausgang der Steuerungseinheit 30 verbunden.
Am Eingang der Steuerungseinrichtung 30 liegt die vom Dynamo 32 erzeugte Wechselspannung
an. Die Steuerungseinrichtung 30 stellt an ihrem Ausgang
Energie zum betreiben der angeschlossenen Leuchten 34, 36 zur
Verfügung.
-
Die
Steuereinrichtung 30 ist mit einem Wandler 40 versehen,
der die vom Dynamo 32 erzeugte Wechselspannung gleichrichtet.
Mit dieser Gleichspannung wird der elektrische Energiespeicher 38 geladen.
Ferner ist in die Steuerungseinrichtung 30 auch eine Ausgabeeinheit 42 integriert,
an deren Eingängen
zum einen die vom Dynamo 32 erzeugte Wechselspannung, zum
anderen die von dem elektrischen Energiespeicher 38 zur
Verfügung
gestellte Gleichspannung anliegt. Die Ausgabeeinheit 42 leitet
für den
Fall, dass eine ausreichend hohe Spannung am Dynamoeingang anliegt,
die Energie an die angeschlossenen Leuchten 34, 36 weiter.
Dies ist während
der Fahrt gegeben. Ist im Stand die am Dynamoeingang anliegende
Spannung zu niedrig, führt
die Ausgabeeinheit 42 den Leuchten 34, 36 die Energie
des elektrischen Energiespeichers 38 zu.
-
Liegt
während
der Fahrt eine Wechselspannung an den Leuchten 34, 36 an,
leitet der integrierte Schalter 54, 56 die Energie
jeweils an die Frontlampe 46 und die Rücklampe 48 weiter.
Werden die Leuchten 34, 36 im anderen Fall mit
Gleichstrom versorgt, leitet der Schalter 54, 56 jeweils
die Energie an die zugeordneten Stand-LEDs 50, 52 weiter.
-
Diese
Ausführungsform
ist vorteilhaft, da die Steuerungseinrichtung 30 und die
beiden Leuchten 34, 36 mit nur zwei Kabeln verbunden
sind, obwohl zwei verschiedene Spannungsarten transportiert werden.
Bei der Verkabelung der Leuchten 34, 36 mit Steuerungseinrichtung
wird die Leuchte, die der Steuerungseinrichtung 30 am nächsten liegt
mit dieser verbunden. Im weiteren wird daraufhin die entfernter
liegende Leuchte mit der näher
liegenden verbunden. Im Fall eines Hinterrad Nabendynamos, wird die
Steuerungseinrichtung 30, die in den Nabendynamo integriert
ist mit der Rückleuchte 36 verbunden. Im
weiteren wird die Frontleuchte 34 von der Rückleuchte 36 ausgehend,
angeschlossen. Dadurch wird die benötigte Kabellänge minimiert.
-
In 4 ist
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung dargestellt
eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Steuerungseinrichtung 60,
einem Dynamo 62, einer Frontleuchte 64 und einer
Rückleuchte 66.
Die Steuerungseinrichtung 60 umfasst einen Energiespeicher 68,
einen Wandler 70 und eine Verteilereinheit 72,
sowie einen Sensor 74.
-
Die
Frontleuchte 64 weist als Fahrtleuchtmittel eine Frontlampe 76,
die Rückleuchte 66 eine Rücklampe 78 auf.
Als Standleuchtmittel ist die Frontleuchte 64 mit einer
Stand-LED 80 und die Rückleuchte 66 mit einer
Stand-LED 82 versehen. Die Front-Lampe 76 und
Rück-Lampe 78 werden
mit Wechselspannung, die Stand-LEDs 80, 82 mit Gleichspannung
betrieben.
-
Die
Frontleuchte 64 und Rückleuchte 66 sind über drei
Leitungen, einer Wechselspannungsleitung einer Masseleitung und
einer Gleichspannungsleitung, mit dem Ausgang der Steuerungseinheit 60 verbunden.
Am Eingang der Steuerungseinrichtung 60 liegt die vom Dynamo 62 erzeugte
Wechselspannung an. Die Steuerungseinrichtung 60 stellt
an ihrem Ausgang Energie zum betreiben der angeschlossenen Leuchten 64, 66 zur
Verfügung.
-
Die
Steuereinrichtung 60 ist mit einem Wandler 70 versehen,
der die vom Dynamo 62 erzeugte Wechselspannung gleichrichtet.
Mit dieser Gleichspannung wird der elektrische Energiespeicher 68 geladen.
Ferner ist in die Steuerungseinrichtung 60 auch eine Ausgabeeinheit 42 integriert,
an deren Eingängen
zum einen die vom Dynamo 62 erzeugte Wechselspannung, zum
Anderen die von dem elektrischen Energiespeicher 68 zur
Verfügung gestellte
Gleichspannung anliegt. An der Ausgabeeinheit 42 liegt
darüber
hinaus das Ausgangssignal des Sensors 74 an, der direkt
mit der, vom Dynamo 62 erzeugten Wechselspannung versorgt
wird. Abhängig
vom Ausgangssignal es Sensors 74, der die Umgebungshelligkeit
detektiert, wird die Standlichtfunktion an- oder abgeschaltet.
-
Abhängig von
der vom Dynamo 62 gelieferten Energie, wird entweder die
vom Dynamo 62, oder die vom elektrischen Energiespeicher 68 anliegende Energie
von der Ausgabeeinheit 72 auf der zugeordneten Leitung
durchgeschaltet. Die durch Wechselspannung übertragene Energie des Dynamos 62, wird über die
Masseleitung und die Wechselspannungsleitung, der angeschlossenen
Front-Lampe 76 und der Rück-Lampe 78 zugeführt. Die
vom elektrischen Energiespeicher 68 zur Verfügung gestellte Energie
wird über
die Masseleitung und die Gleichspannungsleitung an die angeschlossenen Stand-LEDs 80, 82 übertragen.
Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass keine Schalter in den Leuchten notwendig sind.
-
- 10
- Steuerungseinrichtung
- 12
- Dynamo
- 14
- Frontleuchte
- 16
- Rückleuchte
- 18
- Energiespeicher
- 20
- Wandler
- 22
- Verteilereinheit
- 24
- Sensor
- 26
- Front-LED
- 28
- Rück-LED
- 29
- Dynamogehäuse
- 30
- Steuerungseinrichtung
- 32
- Dynamo
- 34
- Frontleuchte
- 36
- Rückleuchte
- 38
- Energiespeicher
- 40
- Wandler
- 42
- Verteilereinheit
- 44
- Sensor
- 46
- Front-Lampe
- 48
- Rück-Lampe
- 49
- Dynamogehäuse
- 50
- Standlicht-LED
- 52
- Standlicht-LED
- 54
- Schalter
- 56
- Schalter
- 60
- Steuerungseinrichtung
- 62
- Dynamo
- 64
- Frontleuchte
- 66
- Rückleuchte
- 68
- Energiespeicher
- 70
- Wandler
- 72
- Verteilereinheit
- 74
- Sensor
- 76
- Frontlampe
- 78
- Rücklampe
- 79
- Dynamogehäuse
- 80
- Stand-LED
- 82
- Stand-LED