DE19601542A1 - Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo und Beleuchtungsvorrichtung unter Verwendung dieser Fahrradnabe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradnabe mit darin eingebautem Dyna­ mo gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrräder unter Verwendung dieser Fahrradnabe.

Stand der Technik

Bei einer Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo des Typs, von dem die Erfin­ dung ausgeht, bei welchem die Dynamospuleneinheiten in Abständen entlang der Achs­ richtung der Nabenachse angeordnet sind, wird der Dynamo durch die Abstände auf der axialen Erstreckung der Nabenachse verlängert. Zur Vermeidung dieser größeren Länge beschreibt die DE-OS 40 33 890 eine Anordnung, bei welcher das zweite Kern­ element einer der benachbarten Dynamospuleneinheiten sich in Kontakt mit dem ersten Kernelement der anderen Einheit befindet. Bei dieser Anordnung weist der Dynamo in der axialen Erstreckung der Nabenachse eine verkürzte Länge auf, so daß die gesamte Nabe kompakt aufgebaut ist.

Diese bekannte Bauform soll anhand der Fig. 12A und 12B ausführlicher erläu­ tert werden. Bei der Anordnung einer ersten Dynamospuleneinheit 111a, einer zweiten Dynamospuleneinheit 111b und einer dritten Dynamospuleneinheit 111c wird das zwei­ te Kernelement 160a der ersten Dynamospuleneinheit 111a mit dem ersten Kernelement 150b der zweiten Dynamospuleneinheit 111b kontaktiert und das zweite Kernelement 160b der zweiten Dynamospuleneinheit 111b in Kontakt mit dem ersten Kernelement 150c der dritten Dynamospuleneinheit 111c gebracht. Die Magnetpole jedes Kernele­ ments erstrecken sich in Freiräume zwischen den Magnetpolen des gegenüberliegenden Kernelements hinein. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die erste, zweite und dritte Dynamospuleneinheit in der Weise zusammengebaut, daß die Magnetpole 151a des ersten Kernelements 150a der ersten Dynamospuleneinheit 111a, die Magnetpole 151b des ersten Kernelements 150b der zweiten Dynamospuleneinheit 111b und die Magnetpole 151c des ersten Kernelements 150c der dritten Dynamospuleneinheit 111c sich jeweils an entsprechenden Positionen auf dem Umfang befinden. Infolgedessen be­ finden sich die Magnetpole 161a des zweiten Kernelements 150a der ersten Dynamo­ spuleneinheit 111a, die Magnetpole 161b des zweiten Kernelements 160b der zweiten Dynamospuleneinheit 111b und die Magnetpole 161c des zweiten Kernelements 160c der dritten Dynamospuleneinheit 111c auch jeweils an entsprechenden Positionen auf dem Umfang.

Wenn sich bei dem in vorstehend beschriebener Weise aufgebauten Dynamo der Nabenkörper dreht, um die Magnetenbaugruppe in Drehung um die Dynamospulenein­ heiten zu versetzen, wechselnd sich die beiden in Fig. 12A und 12B dargestellten Zu­ stände wiederholt ab. Mit anderen Worten sind bei dem in Fig. 12A abgebildeten Zu­ stand die Magnetpole 151a bis 151c der ersten Kernelemente aller ersten, zweiten und dritten Dynamospuleneinheiten 111a bis 111c Nordpole, wohingegen die Magnetpole 161a bis 161c der zweiten Kernelemente Südpole sind. Bei dem in Fig. 12b dargestell­ ten Zustand sind die Magnetpole 151a bis 151c der ersten Kernelemente aller ersten, zweiten und dritten Dynamospuleneinheiten 111a bis 111c Südpole und die Magnetpole 161a bis 161c der zweiten Kernelemente Nordpole. Zwischen einem Paar benachbarter Dynamospuleneinheiten stehen Nord- und Südpole miteinander in Kontakt. Zwischen den kontaktierten Kernelemente liegt eine Beeinflussung vor, so daß der von der Ma­ gnetenbaugruppe abgegebene magnetische Induktionsstrom von den Stromerzeugungs­ spulen austritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun vornehmlich die Aufgabe zugrunde, eine Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo zu schaffen, die eine kompakte Bauweise auf­ weist und dennoch in der Lage ist, eine hohe Ausgangsleistung zu erzeugen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Beleuch­ tungsvorrichtung für ein Fahrrad, bei welcher diese Fahrradnabe mit eingebautem Dy­ namo Verwendung findet und die eine ausgezeichnete Haltbarkeit im Beleuchtungsbe­ trieb besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Magnetpole des ersten Kernelements der einen Dynamospuleneinheit und die Magnetpole des zweiten Kernele­ ments der anderen Dynamospuleneinheit sich an entsprechenden Positionen auf dem Umfang der Nabenachse befinden, und daß die Magnetpole des zweiten Kernelements der einen Dynamospuleneinheit und die Magnetpole des ersten Kernelements der ande­ ren Dynamospuleneinheit sich an entsprechenden Positionen auf dem Umfang der Na­ benachse befinden.

Damit ist bei einem Paar benachbarter Dynamospuleneinheiten das zweite Kern­ element einer Dynamospuleneinheit mit dem ersten Kernelement der anderen Dynamo­ spuleneinheit so in Kontakt gebracht, daß die Magnetpole der Kernelemente in der vor­ genannten Weise angeordnet sind.

Bei Drehung der Magnetenbaugruppe des Dynamos bilden sich abwechselnd ein erster Zustand und ein zweiter Zustand auf. Mit anderen Worten werden im ersten Zu­ stand die Magnetpole des ersten Kernelements einer Dynamospuleneinheit und die Ma­ gnetpole des zweiten Kernelements der anderen danebenliegenden Dynamospuleneinheit zu Nordpolen, wohingegen die Magnetpole des zweiten Kernelements der einen Dyna­ mospuleneinheit und die Magnetpole des ersten Kernelements der anderen Dynamospu­ leneinheit Südpole werden. Im zweiten Zustand werden die Magnetpole des ersten Kernelements der einen Dynamospuleneinheit und die Magnetpole des zweiten Kernele­ ments der anderen benachbarten Dynamospuleneinheit zu Südpolen, wohingegen die Magnetpole des zweiten Kernelements der einen Dynamospuleneinheit und die Magnet­ pole des ersten Kernelements der anderen Dynamospuleneinheit zu Nordpolen werden.

Bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung der Magnetpo­ le wird das zweite Kernelement einer ersten Dynamospuleneinheit in Kontakt mit dem ersten Kernelement einer zur ersten Dynamospuleneinheit benachbarten zweiten Dyna­ mospuleneinheit gebracht. Deshalb werden Magnetfelder gleicher Polarität aufgebaut, wobei die Magnetpole der Kernelemente miteinander in Kontakt stehen, gleich ob im ersten oder in zweiten Zustand. Der magnetische Induktionsfluß durchströmt die Dyna­ mospulen zur Erzeugung vorn elektrischem Strom, ohne zwischen Magnetpolen auszu­ treten, die sich, wie beim Stand der Technik, gegenseitig beeinflussen. Da zwischen den Magnetpolen der miteinander in Kontakt stehenden Kernelemente kein magneti­ scher Induktionsstrom austritt, trägt der den Magnetpolen jeder der vielen Dynamospu­ leneinheiten zugeführte magnetische Induktionsstrom ohne Verlust zur Stromerzeugung bei. Infolgedessen erzeugen alle Dynamospuleneinheiten Strom in wirtschaftlicher Wei­ se.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist die Richtung der magneti­ schen Induktion in einer aus dem Paar benachbarter Dynamospuleneinheiten entgegen­ gesetzt zur Richtung der magnetischen Induktion in der anderen Dynamospuleneinheit des Paares. Wenn somit die Dynamospuleneinheiten eines Paares gleichsinnig gewickelt sind, fließt der Strom in entgegengesetzter Richtung durch die Stromerzeugungsspulen der beiden Dynamospuleneinheiten. Wenn die Stromerzeugungsspulen in dem Paar Dy­ namospuleneinheiten in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind, fließt der Strom in derselben Richtung durch die Stromerzeugungsspulen der beiden Dynamospulenein­ heiten.

Dabei werden allerdings die Anschlußart und die Stromflußrichtung durch die Stromerzeugungsspule jeder Dynamospuleneinheit berücksichtigt, und zwar unabhängig davon, ob die Vielzahl von Dynamospuleneinheiten seriell an einen Stromausgang an­ geschlossen sind, d. h. ob es sich um Reihenspulenschaltung handelt, oder ob die Viel­ zahl von Stromerzeugungsspulen parallel an einen Stromausgang angeschlossen ist, d. h. ob es sich um eine Parallelspulenschaltung handelt. Enden der Stromerzeugungsspulen der Dynamospuleneinheiten sind so angeschlossen, daß der Strom in gleicher Richtung durch die Schaltungsanordnung fließt, die durch die Verbindung der Vielzahl von Stromerzeugungsspulen gebildet wurde. Auf diese Weise kann wegen der entgegenge­ setzten Richtungen der magnetischen Induktion in den beiden benachbarten Dynamo­ spuleneinheiten problemlos Strom abgegeben werden. Infolgedessen wird die magneti­ sche Induktion verlustfrei auch dann genutzt, wenn das Fahrrad mit geringer Geschwin­ digkeit fährt, um so eine hohe Ausgangsleistung für die Drehgeschwindigkeit der Nabe zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird für eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrräder mit einer Fahrradleuchte, der Strom von der vorstehend beschriebenen Fahrradnabe mit einge­ bautem Dynamo zugeführt wird, die Anordnung eines Spannungsreglers vorgeschlagen, um eine an die Fahrradleuchte angelegte Spannung unter einem vorgegebenen Span­ nungspegel zu halten. Diese vorgegebene Spannung entspricht einem höchstzulässigen Pegelwert, bei dem die Lampe nicht durchbrennt. Beispielsweise ist es bei Bergabfahrt, bei der sich der Nabenkörper mit hoher Geschwindigkeit dreht, möglich, daß die Nabe mit eingebautem Dynamo gegebenenfalls Strom mit einer Spannung abgibt, die über dem vorgegebenen Spannungspegel liegt. Der Spannungsregler beaufschlagt jedoch die Leuchte höchstens mit der höchstzulässigen Spannung und verringert so die Gefahr, daß die Lampe durchbrennt. Da der Strom von der erfindungsgemäßen Nabe mit eingebau­ tem Hochleistungsdynamo zugeführt wird, wird Strom während der Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise bergab, mit deutlich erhöhter Leistung zugeführt. Auch in diesem Fall kann der Spannungsregler in der Weise betrieben werden, daß er die Gefahr des Durchbrennens mindert.

Nachfolgend werden nun Merkmale und Vorzüge verschiedener Ausführungs­ beispiele der vorliegenden Erfindung erläutert.

Der in Anspruch 2 beschriebene Aufbau erbringt bei der Verdrahtung einen Vorteil, unabhängig davon, ob die Stromerzeugungsspulen in Reihe oder parallel ge­ schaltet sind. Dies bedeutet, daß auch dann, wenn ein Paar nebeneinanderliegender Dy­ namospuleneinheiten eine magnetische Induktion in entgegengesetzten Richtungen auf­ weisen, ein Ende einer Stromerzeugungsspule und dasselbe Ende der anderen Stromer­ zeugungsspule entgegengesetzte Polarität aufweisen, wenn die Stromerzeugungsspulen gleiche Wickelrichtung haben. Wenn beispielsweise das in Achsrichtung der Nabenach­ se liegende linke Ende der Stromerzeugungsspule einer Dynamospuleneinheit positiv ist, ist das linke Ende der Stromerzeugungsspule der anderen Dynamospuleneinheit ne­ gativ. Somit befinden sich Drähte, die von den Spulen wegführen, leicht unter einer komplizierten Bedingung, gleich ob die Spulen in Reihe oder parallel liegen. In den Fällen dagegen, in denen die Stromerzeugungsspulen eines Paares benachbarter Dyna­ mospuleneinheiten entgegengesetzt gewickelt sind, weisen dieselben seitlichen Enden aller Stromerzeugungsspulen gleiche Polarität auf. Wenn beispielsweise das in Achs­ richtung der Nabenachse liegende linke Ende der Stromerzeugungsspule einer Dyna­ mospuleneinheit positiv ist, ist das linke Ende der Stromerzeugungsspule der anderen Dynamospuleneinheit ebenfalls positiv. Dann ist durch Verbindung benachbarter seitli­ cher Enden nebeneinanderliegender Stromerzeugungsspulen untereinander eine Reihen­ schaltung gegeben.

Parallelschaltung wird dadurch erreicht, daß die gleichen seitlichen Enden aller Stromerzeugungsspulen miteinander verbunden werden. Damit können die Spulen seri­ ell oder parallel geschaltet werden, während die Situation der von den Spulen wegfüh­ renden Drähte weniger kompliziert ist. Bei der Ausführung benachbarter Stromerzeu­ gungsspulen mit gleicher Wickelrichtung werden die Dynamospuleneinheiten so gefer­ tigt, daß alle Stromerzeugungsspulen dabei in gleicher Richtung gewickelt sind. Wer­ den die Dynamospuleneinheiten zur Fertigstellung des Dynamos zusammengebaut, wird eine aus einem Paar nebeneinanderliegender Dynamospuleneinheiten umgedreht, d. h. aus der Richtung gedreht, in der diese eine Dynamospuleneinheit zum Zeitpunkt der Herstellung gerichtet ist. Nun steht das bei der Herstellung links liegende Ende einer Dynamospuleneinheit mit dem bei der Herstellung rechts liegenden Ende der anderen Dynamospuleneinheit in Kontakt, was zu entgegengesetzten Wickelrichtungen führt. Mit anderen Worten kann zum Zeitpunkt der Herstellung der Dynamospuleneinheiten nur ein Typ hergestellt werden, bei dem die Stromerzeugungsspulen alle in gleiche Richtung gewickelt werden, statt zwei unterschiedliche Typen mit entgegengesetzt ge­ wickelten Stromerzeugungsspulen. Und dennoch weist der fertige Dynamo Stromerzeu­ gungsspulen mit entgegengesetzten Wickelrichtungen auf. Dies trägt zu einer Senkung der Herstellungskosten bei.

Bei dem in Anspruch 3 definierten Aufbau kann in den Fällen, in denen das Verbindungsteil aus Kunststoff zwischen den Dynamospuleneinheiten und der Naben­ achse eingebracht und ausgebildet ist, infolge eines Herstellungsfehlers oder derglei­ chen ein Teil der Dynamospuleneinheiten in größerem oder kleinerem Abstand als die andere Einheit von der Nabenachse liegen, da die Dynamospuleneinheiten genau koaxi­ al angeordnet sind. Alle Dynamospuleneinheiten in genau koaxialer Anordnung sind mit der Nabenachse verbunden, wodurch der Abstandsfehler ausgeglichen wird. Damit verbessert sich die gleichbleibende Qualität des Dynamos.

Die in Anspruch 4 definierte Ausführungsform macht es möglich, daß alle Dy­ namospuleneinheiten nach Bedarf Strom erzeugen können, während die Anzahl der Ma­ gnete für die Anzahl der Dynamospuleneinheiten verringert wird. Durch diese Kon­ struktionsform vereinfacht sich nicht nur der Zusammenbau der Magnete, sondern wird auch ein kompakter Aufbau erreicht.

Bei der Konstruktion nach Anspruch 5 ist es möglich, daß sich im Vergleich zur Reihenschaltung der Stromerzeugungsspulen diese Spulen mit dünnen Wicklungen aus­ gebildet werden. Auch dabei wird Strom mit einer jeweils gewünschten Spannung er­ zeugt, während der in den Stromerzeugungsspulen erzeugte Widerstand vermindert wird oder gleich bleibt.

Bei der in Anspruch 6 definierten Bauform sind drei Stromerzeugungsspulen parallel geschaltet. Mit diesem Aufbau wird Strom mit jeweils gewünschter Spannung zugeführt, während sich der Widerstand der Spulen, bezogen auf den Wicklungsdurch­ messer, verringert.

Durch die in Anspruch 7 beschriebene Bauweise verkürzt sich die Länge der die Dynamospulen enthaltenden Baugruppe entlang der axialen Erstreckung der Nabenach­ se, was zum kompakten Aufbau des Dynamos führt.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 9 wird die Lichtstärke, bei der Be­ leuchtung erforderlich ist, als erste vorgegebene Luxzahl ermittelt, und als zweite vor­ gegebene Luxzahl wird eine Lichtstärke ermittelt, die beispielsweise um 10 Lux über der ersten vorgegebenen Luxzahl liegt. Unter diesen Bedingungen wird die Fahrrad­ leuchte mit einem Lichtregelsystem mit Beleuchtungsstärkesensor und Lichtregler auto­ matisch angesteuert, wobei die Leuchte bei Helligkeit, z. B. während des Tages, auto­ matisch abgeschaltet und bei Dunkelheit, z. B. in der Nacht, automatisch angeschaltet wird. Der Beleuchtungsstärkesensor kann den Lichtpegel oberhalb der ersten vorgege­ benen Luxzahl erfassen, wenn das Fahrrad mit eingeschalteter Leuchte nahe an einer Straßenlampe oder anderen Lichtquelle vorbeifährt. Der Lichtregler läßt die Lampe ein­ geschaltet, sofern die erfaßte Lichtstärke unter der zweiten vorgegebenen Luxzahl liegt. Dieses Merkmal erbringt insofern einen Vorteil, als das Fahrrad an Straßenlampen vor­ beifahren kann, ohne daß die Leuchte in der Nähe jeder Straßenlampe in ungünstiger Weise an- und ausgeht.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung, in welcher:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrradnabe zeigt, die ein Dynamo enthält;

Fig. 2A ein Schnitt durch ein erstes Kernelement ist;

Fig. 2B ein Schnitt durch ein zweites Kernelement ist;

Fig. 3 das erste (zweite) Kernelement in Seitenansicht zeigt;

Fig. 4A eine Ansicht zur Erläuterung einer Anordnung des ersten und zweiten Kernelements und der an den ersten Magnetpolen vorliegenden Polaritäten zeigt;

Fig. 4B eine Ansicht zur Erläuterung der Anordnung des ersten und zweiten Kernelements und der an den ersten Magnetpolen vorliegenden Polaritäten ist;

Fig. 5 einen Anschluß der Stromerzeugungsspulen zur Erläuterung darstellt; Fig. 6 eine Magnetenbaugruppe im Schnitt zeigt;

Fig. 7 eine Anordnung der Polaritäten in der Magnetenbaugruppe zur Erläute­ rung darstellt;

Fig. 8 eine Fahrradleuchte im Schnitt zeigt;

Fig. 9 ein Schnitt durch die Fahrradleuchte ist;

Fig. 10 ein schematisiertes Schaltbild ist;

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung einer Hystereseregelung für die Fahr­ radleuchte ist;

Fig. 12A in einer erläuternden Ansicht die Anordnung der ersten und zweiten Kernelemente und der an ersten Magnetpolen auftretenden Polaritäten bei einem her­ kömmlichen Dynamo veranschaulicht; und

Fig. 12B die Anordnung der ersten und zweiten Kernelemente und der an den ersten Magnetpolen, die Bauteile bei dem herkömmlichen Dynamo sind, vorliegenden Polaritäten in einer erläuternden Darstellung zeigt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine Fahrradnabe 2 mit eingebautem Dynamo ei­ nen Nabenkörper 2a mit einem Paar rechter und linker Nabenflansche 1 und einer an einem Ende des Nabenkörpers 2a angebrachten Nabenkappe 2b aufweist. Die Nabe 2 ist drehbar auf einer Nabenachse 6 über ein Paar rechter und linken Kugellager 4, Ku­ geln 3 und Kugelandruckteile 5a und 5b gelagert. Im Inneren der Nabe 2 ist ein Dyna­ mo 10 eingebaut.

Bei dieser Nabe 2 mit eingebautem Dynamo handelt es sich um eine Vorderrad­ nabe. Die Nabenachse 6 ist mittels eines Paares rechter und linker Sicherungsmuttern 7 und Befestigungsmuttern 8a, die außerhalb der Kugelandruckteile 5a und 5b bzw. der Nabenachse 6 angeordnet sind, fest an den vorderen Enden einer vorderen Gabel 15 be­ festigt. Der Dynamo 10 wird durch Drehung der Nabe 2 betrieben, um elektrischen Strom zu erzeugen. Der erzeugte Strom wird über ein Stromkabel 9, das vom Innen­ raum der Nabe 2 nach außen über eine nahe einem Ende der Nabenachse 6 ausgebilde­ ten Kabelausführrille 6a führt, einher Fahrradleuchte und einer Beleuchtungssteuerung zugeführt, die nachfolgend noch in Einzelheiten beschrieben werden.

Gemäß Fig. 1 weist der Dynamo 10 drei Dynamospuleneinheiten auf, und zwar eine erste Dynamospuleneinheit 11a, eine zweite Dynamospuleneinheit 11b und eine dritte Dynamospuleneinheit 11c, die koaxial zur Achse der Nabenachse 6 entlang der­ selben angeordnet sind, sowie eine zylinderförmige Magnetenbaugruppe 12, welche die Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c umschließt und koaxial zur Nabenachse 6 angeord­ net ist.

Die erste Dynamospuleneinheit 11a weist ein erstes ringförmiges Kernelement 50a auf, wie es in Fig. 2A dargestellt ist, und ein zweites ringförmiges Kernelement 50b gemäß der Darstellung in Fig. 2B. Die Spuleneinheit 11a besitzt des weiteren eine Stromerzeugungsspule 14, die um einen Spulenkörper 13 aus Kunststoff gewickelt ist, welcher in einem Ringraum angeordnet ist, der durch eine Kombination der beiden Kernelemente 50a und 60a definiert wird. Das erste Kernelement 50a besteht aus Tem­ perguß und weist eine Ringwandung 52a, 16 axial vorstehende und im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Magnetpole 51a auf, die in gleichen Abständen von äu­ ßeren Positionen auf dem Umfang der Ringwandung 52a angeordnet sind, und eine Er­ hebung 53a, die mit einem Innenumfang der Ringwandung 52a verbunden ist. Das zweite Kernelement 60a besitzt die gleiche Form wie das erste Kernelement 50a und weist ebenfalls 16 Magnetpole 61a, eine Ringwandung 62a und eine Erhebung 63a auf.

Die zweite Dynamospuleneinheit 11b und die dritte Dynamospuleneinheit 11c sind identisch mit der ersten Dynamospulenheit 11a und weisen jeweils ein erstes Kern­ element 50b bzw. 50c, ein zweites Kernelement 60b bzw. 60c und eine auf einen Kunststoffspulenkörper 13 aufgewickelte Stromerzeugungsspule 14 auf. In gleicher Weise besitzt das erste Kernelement 16 Magnetpole 51b bzw. 51c, eine Ringwandung 52b bzw. 52c und eine Erhebung 53b bzw. 53c. Das zweite Kernelement weist auch 16 Pole 61b bzw. 61c, eine Ringwandung 62b bzw. 62c und eine Erhebung 63b bzw. 63c auf.

In Fig. 3 ist jedes Kernelement in Seitenansicht dargestellt.

Die drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c sind um die Nabenachse 6 so ange­ ordnet, daß sie in axialer Erstreckung der Nabenachse nur eine kleinstmögliche Länge aufweisen. Insbesondere steht das zweite Kernelement 60a der ersten Dynamospulen­ einheit 11a in Kontakt mit dem ersten Kernelement 50b der zweiten Dynamospulenein­ heit 11b. In gleicher Weise befindet sich das zweite Kernelement 60b der zweiten Dy­ namospuleneinheit 11b in Kontakt mit dem ersten Kernelement 50c der dritten Dyna­ mospuleneinheit 11c. Die erste, zweite und dritte Dynamospuleneinheit 11a bis 11c sind alle starr mit der Nabenachse 6 über ein Verbindungsteil 16 aus Kunststoff verbun­ den, das zwischen die Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c und die Nabenachse 6 einge­ setzt ist. Infolgedessen werden die erste, zweite und dritte Dynamospuleneinheit 11a bis 11c jeweils so abgestützt, daß sie sich weder in Achsrichtung noch in Umfangsrichtung der Nabenachse 6 verschieben lassen.

Die erste, zweite und dritte Dynamospuleneinheit 11a bis 11c sind so zusam­ mengebaut, daß die Magnetpole 51a, 51b und 51c der ersten Kernelemente und die Ma­ gnetpole 61a, 61b und 61c der zweiten Kernelemente so angeordnet sind, wie Fig. 4A und 4B zeigen. Im einzelnen sind die Magnetpole 51a des ersten Kernelements 50a der ersten Dynamospuleneinheit 11a, die Magnetpole 61b des zweiten Kernelements 60b der zweiten Dymamospuleneinheit 11b und die Magnetpole 51c des ersten Kernele­ ments 50c der dritten Dynamospuleneinheit 11c entlang der axialen Erstreckung der Nabenachse 6 miteinander fluchtend angeordnet, d. h. an entsprechenden Positionen auf dem Umfang der Stromerzeugungsspulen 14 angebracht. Die Magnetpole 61a des zwei­ ten Kernelements 60a der ersten Dynamospuleneinheit 11a, die Magnetpole 51b des er­ sten Kernelements 50b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b und die Magnetpole 61c des zweiten Kernelements 60c der dritten Dynamospuleneinheit 11c sind entlang der axialen Richtung der Nabenachse 6 miteinander fluchtend angeordnet, d. h. sie sind an entsprechenden Positionen auf dem Umfang der Stromerzeugungsspulen 14 angebracht.

Damit stehen infolge des Kontakts zwischen den Kernelementen der ersten Dy­ namospuleneinheit 11a und der zweiten Dynamospuleneinheit 11b die Magnetpole 61a der ersten Dynamospuleneinheit 11a und die Magnetpole 51b der zweiten Dynamospu­ leneinheit 11b miteinander in Kontakt. Infolgedessen weisen die Magnetpole 61a und 51b immer die gleiche Polarität auf. Sind die Magnetpole 61a Nordpole, werden die Magnetpole 51b zu Nordpolen. Sind die Magnetpole 61a Südpole, werden auch die Magnetpole 51b Südpole. Die Magnetpole 61b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b und die Magnetpole 51c der dritten Dynamospuleneinheit 11c stehen infolge des Kon­ takts zwischen den Kernelementen der zweiten Dynamospuleneinheit 11b und der drit­ ten Dynamospuleneinheit 11c miteinander in Kontakt. Infolgedessen besitzen auch die Magnetpole 51b und 51c immer gleiche Polarität. Sind die Magnetpole 61b Nordpole, werden auch die Magnetpole 51c zu Nordpolen. Sind die Magnetpole 61b Südpole, werden auch die Magnetpole 51c Südpole.

Die an entsprechenden Positionen auf dem Umfang angeordneten Magnetpole können gegenüber genau denselben Positionen auf dem Umfang der Stromerzeugungs­ spulen 14 leicht verschoben sein. Eine solche Verschiebung ist zulässig, solange von der Magnetenbaugruppe 12 zu den Magnetpolen ein magnetischer Induktionsfluß gege­ ben ist, damit korrekt Strom erzeugt wird. Eine derartige Anordnung wird vom Um­ fang der vorliegenden Erfindung mit erfaßt. Mit anderen Worten bezieht sich der hier verwendete Begriff der "entsprechenden Positionen auf dem Umfang" auf einen be­ stimmten zulässigen Bereich.

Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 5 sind die Stromerzeugungsspulen 14 der drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c in Parallelschaltung mit dem Stromka­ bel 9 verbunden, das als Stromausgang dient. Die Stromerzeugungsspulen 14 der ersten und dritten Dynamospuleneinheit 11a und 11c sind gleichsinnig gewickelt, und die Stromerzeugungsspule 14 der in der Mitte dazwischen angeordneten zweiten Dynamo­ spuleneinheit 11b sind in einer hierzu entgegengesetzten Richtung gewickelt. Damit weist ein Paar benachbarter Einheiten 11a und 11b bzw. 11b und 11c der drei Dyna­ mospuleneinheiten 11a bis 11c jeweils entgegengesetzte Wicklungsrichtung in der Stromerzeugungsspule auf. Bei dieser Anordnung liegt in den Stromerzeugungsspulen 14 ein geringerer Widerstand für eine abzugebende Spannung vor als bei Reihenschal­ tung der drei Stromerzeugungsspulen 14. Darüberhinaus weisen die gleichen seitlichen Enden aller Stromerzeugungsspulen 14 die gleiche Polarität auf - auch wenn in der in der Mitte liegenden zweiten Dynamospuleneinheit 11b eine zur Stromrichtung in der ersten Dynamospuleneinheit 11a und der am gegenüberliegenden Ende angeordneten dritten Dynamospuleneinheit 11c entgegengesetzten Richtung ein Induktionsstrom fließt - so daß beispielsweise dann, wenn die gegenüber einem Ende der Nabenachse 6 lie­ genden gleichen seitlichen Enden der an den gegenüberliegenden Enden angeordneten Stromerzeugungsspulen 14 positiv und das entsprechende Ende der in der Mitte liegen­ den Stromerzeugungsspule 14 ebenfalls positiv ist. Im Vergleich zu allen Stromerzeu­ gungsspulen 14 mit gleicher Wickelrichtung sorgt diese Anordnung für weniger kom­ plizierten Verlauf der Stromzuleitungen, die zum Anschluß der Stromerzeugungsspulen 14 an das Stromkabel 9 und an einen mit der Nabenachse 6 in Kontakt stehenden Er­ dungsanschluß 17 von den Stromerzeugungsspulen 14 wegführen.

Die zylindrische Magnetenbaugruppe 12 umfaßt vier Bogenmagnete 12a, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind. Gemäß Fig. 1 sind diese Magnete 12a auf dem Umfang der Nabe 2 und innerhalb eines zylinderförmigen Jochs 18 aus Temperguß angebracht, das koaxial zur Nabenachse 6 angeordnet ist. Die zylinderförmige Magnetenbaugruppe 12 wird zusammen mit dem Joch 18 am Nabenkörper 2a durch den Druck der Nabenkappe 2b auf den Nabenkörper 2a und die Eingriffswirkung der Eingriffsteile 2c an der Na­ benkappe 2b fixiert. Gemäß Fig. 7 sind auf jedem der vier Magnete 12a vier Nordpole und vier Südpole definiert, die abwechselnd in Umfangsrichtung der Nabe und in glei­ chen Abständen wie die Magnetpole 51a und 61a (51b und 61b; 51c und 61c) angeord­ net sind. Jeder der vier Magnete 12a besitzt entlang der axialen Erstreckung der Naben­ achse 6 eine Länge, die im wesentlichen der Länge der aus den drei Dynamospulenein­ heiten 11a bis 11c bestehenden Baugruppe in Achsrichtung der Nabenachse 6 ent­ spricht.

Damit entspricht die Länge der zylinderförmigen Magnetenbaueinheit 12 im we­ sentlichen der Länge der Baugruppe der Stromerzeugungsspulen entlang der axialen Er­ streckung der Nabenachse 6, wobei die Anzahl der Magnetpole der Anzahl der Strom­ erzeugungsspulen 14 als die 32 Magnetpole der Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c entspricht und die Magnetpole in gleichen Abständen in Umfangsrichtung wie die Ma­ gnetpole der Stromerzeugungsspulen angeordnet sind. Die Magnetenbaueinheit 12 ist drehfest mit der Nabe 2 verbunden und kann sich mit gleicher Drehgeschwindigkeit wie diese drehen, um jeder der Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c einen magnetischen In­ duktionsfluß zuzuleiten.

Insbesondere läuft bei Drehung der Nabe 2 die zylinderförmige Magnetenbau­ einheit 12 in Umfangsrichtung der drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c um. Die auf dem Umfang der Nabe 2 angeordneten Magnetpole der Magnetenbaugruppe 12 ste­ hen nacheinander jeweils den Magnetpolen des erste und zweiten Kernelements der drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c gegenüber. Nun bildet sich ein erster Zustand aus, der in Fig. 4A dargestellt ist und bei welchem die Magnetpole 51a des ersten Kernele­ ments 50a der ersten Dynamospuleneinheit 11a, die Magnetpole 51c des ersten Kern­ elements 50c der dritten Dynamospuleneinheit 11c und die Magnetpole 61b des zweiten Kernelements 60b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b Nordpole werden, während die Magnetpole 61a des zweiten Kernelements 60a der ersten Dynamospuleneinheit 11a, die Magnetpole 61c des zweiten Kernelements 60c der dritten Dynamospulenein­ heit 11c und die Magnetpole 51b des ersten Kernelements 50b der zweiten Dynamospu­ leneinheit 11b Südpole werden.

Als nächstes entsteht ein zweiter Zustand gemäß Fig. 4B, bei welchem die Ma­ gnetpole 51a des ersten Kernelements 50a der ersten Dynamospuleneinheit 11a, die Magnetpole 51c des ersten Kernelements 50c der dritten Dynamospuleneinheit 11c und die Magnetpole 61b des zweiten Kernelements 50b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b Südpole werden, während die Magnetpole 61a des zweiten Kernelements 60a der ersten Dynamospuleneinheit 11a, die Magnetpole 61c des zweiten Kernelements 60c der dritten Dynamospuleneinheit 11c und die Magnetpole 51b des ersten Kernelements 50b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b zu Nordpolen werden. Infolgedessen erfolgt in jeder der drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c wiederholt eine Umschaltung zwi­ schen einem Zustand, in dem der magnetische Induktionsfluß vom ersten Kernelement zum zweiten Kernelement gerichtet ist, und einem Zustand, in dem der magnetische In­ duktionsfluß vom zweiten Kernelement zum ersten Kernelement gerichtet ist, wodurch in der Stromerzeugungsspule 14 ein elektrischer Strom erzeugt wird. Zu diesem Zeit­ punkt weisen, wie Fig. 14A und 4B zeigen, die miteinander in Kontakt stehenden Kernelemente die gleiche Polarität auf, und zwar zwischen der ersten und zweiten Dy­ namospuleneinheit 11a und 11b sowie zwischen der zweiten und dritten Dynamospulen­ einheit 11b und 11c. Damit verläuft der von der Magnetenbaueinheit 12 kommende magnetische Induktionsfluß zu jeder der drei Dynamospuleneinheit 11a bis 11c zuver­ lässig durch die jeweilige Stromerzeugungsspule 14 der Dynamospuleneinheiten 11a, 11b bzw. 11c, ohne zwischen den miteinander in Kontakt stehenden Kernelementen aus der Stromerzeugungsspule 14 auszutreten. Somit erzeugen alle drei Dynamospulenein­ heiten 11a bis 11c entsprechend dem von der Magnetenbaugruppe 12 zu den Dynamo­ spuleneinheiten 11a bis 11c verlaufenden magnetischen Induktionsfluß zuverlässig Strom.

Gemäß Fig. 1 weist das Verbindungsteil 16 aus Kunststoff an einem Ende einen Kontaktbereich 16a zur Berührung mit einem Ende des Kugelandruckteils 5a auf, wo­ durch das Kugelandruckteil 5a gegenüber der Nabenachse 6 positioniert wird. Die Nabe mit eingebautem Dynamo wird in der Weise zusammengebaut, daß, bezogen auf die Nabenachse 6, das Kugelandruckteil 5a soweit eingeschraubt wird, bis das Kugelan­ druckteil 5a den Kontaktbereich 16a berührt, woraufhin das andere Kugelandruckteil 5b relativ zur Nabenachse 6 eingeschraubt wird. Damit wird die Nabe 2 durch das rechte und linke Kugelandruckteil 5a und 5b über die Kugellager 4 und die Kugeln 3 gegen ei­ ne Verschiebung in axialer Richtung der Nabenachse 6 gesichert. Mit anderen Worten dient der Kontaktbereich 16a als Bezugsfläche zur Positionierung der Stromerzeugungs­ spulen 14 und der Magnetenbaugruppe 12 entlang der axialen Erstreckung der Naben­ achse 6. Auch wenn der Dynamo 10 im Inneren der Nabe 2 angebracht und damit von außen nicht sichtbar ist, wird somit das Kunststoff-Verbindungsteil 16 zur Fixierung der Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c auf der Nabenachse 6 wirksam als Positionier­ vorrichtung genutzt, um die Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c und die Magnetenbau­ gruppe 12 in Achsrichtung der Nabenachse 6 an vorgegebenen Positionen zu tixieren. Diese Konstruktion läßt sich leicht zusammenbauen und gewährleistet die zuverlässige Erzeugung von Strom in der gewünschten Stärke.

Das Verbindungsteil 16 aus Kunststoff weist, wie Fig. 1 zeigt, am anderen Ende einen Eingriffsbereich 16b auf, der sich in einem Endbereich der Kabelausführrille 6a erstreckt und die Nabenachse 6 gegen Drehung sichert. Damit dient das Kunststoff-Ver­ bindungsteil 16 dazu, eine Drehung der Nabenachse 6 zu verhindert. Mit anderen Wor­ ten legt sich das Verbindungsteil 16 aus Kunststoff nicht nur gegen die Nabenachse 6 an, sondern nutzt auch wirksam die Kabelausführrille 6a als Drehanschlag, um die Na­ benachse 6 gegen Drehung zu verriegeln. Auch wenn die Anlage des Kunststoff-Ver­ bindungsteils 16 gegen die Nabenachse 6 schwächer wird, bleiben die Dynamospulen­ einheiten 11a bis 11c zuverlässig an der Nabenachse 6 fixiert, um nach Bedarf Strom zu erzeugen.

Als nächstes wird anhand der Fig. 8 bis 10 eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrräder beschrieben, bei welcher die erfindungsgemäße Fahrradnabe mit eingebau­ tem Dynamo Verwendung findet.

Diese Beleuchtungsvorrichtung weist eine Fahrradleuchte 20 und eine Beleuch­ tungssteuerung 30 auf. Die Fahrradleuchte 20 weist, wie Fig. 8 und 9 zeigen, eine Be­ triebslampe 23 und eine Ersatzlampe 24 auf, die an einem vorderen Abschnitt eines Ge­ häuses 21 über eine Lampenhalterung 22, einen Reflektor 25 und eine durchsichtige Lampenabdeckung 26 befestigt ist. Die Beleuchtungssteuerung 30 ist in einem rückwär­ tigen Bereich des Gehäuses 21 angebracht. Die Betriebslampe 23 wird vom Dynamo 10 mit Strom versorgt, und zwar in der Weise, wie sie ausführlicher noch anhand eines Schaltbildes erläutert wird.

Die Fahrradleuchte 20 ist an der Vordergabel 15 über einen vom Gehäuse 21 wegstehenden Befestigungsarm 27 und mittels einer Befestigungsschraube 28 ange­ bracht, mittels derer der Befestigungsarm 27 an der Vordergabel 15 befestigt ist.

Gemäß Fig. 10 weist die Beleuchtungssteuerung 30 eine Schaltungsanordnung auf, die ein CdS-Element 31 umfaßt, das als Beleuchtungsstärkesensor dient, dessen Widerstand sich entsprechend der Lichtstärke verändert, sowie Widerstände 32a, 32b und 32c, einen Hysteresevergleicher 33, eine Diode 34, einen Transistor 35, einen Transistor 36 und eine Vielzahl von Zener-Dioden 37. Diese Schaltungsanordnung er­ füllt die Funktion eines Lichtreglers 38 mit dem Beleuchtungsstärkesensor (CdS-Ele­ ment) 31, Widerständen 32a bis 32c, dem Hysteresevergleicher 33, der Diode 34, dem Transistor 35 und dem Transistor 36, und durch die Einbeziehung der Vielzahl von Ze­ ner-Dioden 37 auch die Funktion eines Spannungsreglers 39. Wie sich aus der nachste­ henden Beschreibung ergibt, schaltet diese Schaltungsanordnung die Betriebslampe 23 automatisch ein und aus und verhindert ein Durchbrennen der Betriebslampe 23.

Der Beleuchtungsstärkesensor 31 empfängt durch ein Lichteinfallfenster 29 im Gehäuse 21 gemäß Fig. 8 und 9 Licht aus der Umgebung. Der Beleuchtungsstärkesen­ sor 31 stellt die Lichtstärke in der Umgebung anhand von Schwankungen des elektri­ schen Widerstands fest, die bei Veränderungen der empfangenen Lichtmenge auftreten. Der Beleuchtungsstärkesensor 31 gibt an den Lichtregler 38 ein Stromsignal ab, das die erfaßte Beleuchtungsstärke in Lux repräsentiert.

Der Lichtregler legt über die Wirkung der Widerstände 32a bis 32c und die Di­ ode 34 eine erste vorgegebene Luxzahl L1 als Beleuchtungsstärkewert zum Einschalten und eine zweite, über der ersten liegende vorgegebene Luxzahl L2 als Beleuchtungs­ stärkewert zum Abschalten fest. Der Hysteresevergleicher 33 vergleicht die vom Be­ leuchtungsstärkesensor 31 erfaßte Beleuchtungsstärke L mit der ersten vorgegebenen Luxzahl L1 und der zweiten vorgegebenen Luxzahl L2, um festzustellen, ob die erfaßte Beleuchtungsstärke L unter der ersten vorgegebenen Luxzahl L1 oder über der zweiten vorgegebenen Luxzahl L2 liegt. Ist sie geringer als die erste vorgegebene Luxzahl L1, schaltet ein Schaltungsabschnitt mit der Diode 35 automatisch die Diode 36 in Ein­ schaltzustand, so daß die Diode 36 die Betriebslampe 23 einschaltet. Liegt die erfaßte Beleuchtungsstärke über dem zweiten vorgegebenen Luxzahl L2, schaltet der Schal­ tungsabschnitt mit der Diode 35 automatisch die Diode 36 in Ausschaltzustand, so daß die Diode 36 die Betriebslampe 23 abschaltet.

Der Hysteresevergleicher 33 veranlaßt unter der Einwirkung eines Schaltungsab­ schnitts mit dem Widerstand 32c und der Diode 34 die Diode 36 mit Hysterese zur Vornahme von Schaltvorgängen, wenn, wie Fig. 11 zeigt, die erfaßte Beleuchtungsstär­ ke L zwischen der ersten vorgegebenen Luxzahl L1 und der zweiten vorgegebenen Luxzahl L2 liegt. Damit bleibt dann, wenn die vom Beleuchtungsstärkesensor 31 erfaß­ te Beleuchtungsstärke über der zweiten vorgegebenen Luxzahl L2 liegt, die Diode 36 im Ausschaltzustand, auch wenn die erfaßte Beleuchtungsstärke L kleiner wird als die zweite vorgegebene Luxzahl L2. Die Diode 36 wird in den Einschaltzustand nur dann geschaltet, wenn die erfaßte Beleuchtungsstärke L unter die erste vorgegebene Luxzahl L1 absinkt.

Wenn die vom Beleuchtungsstärkesensor 31 erfaßte Beleuchtungsstärke unter die erste vorgegebene Luxzahl L1 absinkt, bleibt die Diode 36 im Einschaltzustand, auch wenn die erfaßte Beleuchtungsstärke L höher wird als die erste vorgegebene Luxzahl L1. Die Diode wird nur dann in den Ausschaltzustand gebracht, wenn die erfaßte Be­ leuchtungsstärke L die zweite vorgegebene Luxzahl L2 übersteigt. Die erste vorgegebe­ ne Luxzahl L1 und die zweite vorgegebene Luxzahl L2 lassen sich entsprechend den Lichtbedingungen an Rennstrecken oder anhand von Beleuchtungskriterien bestimmen. Bei einem speziellen Beispiel beträgt entspricht der erste Vorgabewert L1 etwa 10 Lux und der zweite Vorgabewert L2 etwa 20 Lux, unter Berücksichtigung eines Lichtpe­ gels, bei dem Beleuchtung gewünscht wird, sowie eines Lichtpegels, bei dem eine An­ triebsbelastung infolge des vom Dynamo aufgebrachten Widerstands als relativ groß empfunden wird, wenn die Leuchte eingeschaltet bleibt.

Wenn somit der Beleuchtungsstärkesensor 31 einen Beleuchtungswert unter etwa 10 Lux, beispielsweise bei Nachtfahrt, erfaßt, spricht der Lichtregler 38 automatisch auf die erfaßte Lichtstärke an und schaltet die Betriebslampe 20 ein. Erfaßt der Be­ leuchtungsstärkesensor 31 bei Fahrt untertags eine Lichtstärke über etwa 20 Lux, spricht der Lichtregler 38 automatisch auf die erfaßte Lichtstärke an und schaltet die Lampe 23 aus. Damit muß sich der Radfahrer nicht bemühen, die Fahrradleuchte 20 ein- und auszuschalten, sondern er kann bei Bedarf mit eingeschalteter Fahrradleuchte 20 Rad fahren, wobei diese ausgeschaltet ist, wenn Beleuchtung überflüssig ist, so daß er durch den Betrieb des Dynamos nicht unnötig beim Antreten belastet wird. Auch wenn ein relativ hell beleuchteter Ort durchfahren wird, beispielsweise nahe einer Stra­ ßenlampe, bleibt die Betriebslampe 23 an und geht nicht an und aus, sofern der Licht­ pegel nicht 20 Lux erreicht.

Gemäß Fig. 10 weist der Spannungsregler 39 eine Vielzahl von Spannungsregel­ kreisen 39a auf, die parallel zueinander an die Betriebslampe 23 angeschlossen sind. Je­ der Regelkreis 39a umfaßt ein Paar Zener-Dioden 37, die entgegengesetzt so miteinan­ der verbunden sind, daß sie mit Wechselstrom arbeiten. Der vom Dynamo 10 gelieferte Strom wird jedem der Spannungsregelkreise 39a zugeführt. Damit steuert der Span­ nungsregler 39 die vom Dynamo 10 der Betriebslampe 23 zugeführte Spannung in der Weise, daß sie unter einem vorgegebenen Spannungspegel bleibt. Der vorgegebene Pe­ gelwert entspricht einer Spannung, bei der die Betriebslampe 23 nicht schnell durch­ brennt. Bei dieser Auslegung kann die Betriebslampe 23 Licht aussenden, während ein Durchbrennen vermieden wird, und zwar auch dann, wenn der Dynamo 10 mit hoher Drehzahl angetrieben wird und damit hohe Spannung liefert. Auch wenn die Lampe durchbrennt und der vom Dynamo 10 kommende Strom nur zum Spannungsregler 39 fließt, wird der Strom auf die Vielzahl von Spannungsregelkreisen 39a verteilt. Nur ei­ ne kleine Strommenge fließt zu den Zener-Dioden 37 jedes Regelkreises 39a. Damit sind die Zener-Dioden 37 gegen Beschädigung in dem Fall geschützt, daß die Betriebs­ lampe 23 durchbrennt. Der Spannungsregler 39 verhindert auch nach dem Auswechseln der Lampe ein Durchbrennen mit hoher Zuverlässigkeit.

Die aus den erfindungsgemäßen Dynamospuleneinheiten bestehende Baugruppe wird nun folgendermaßen zusammengebaut:
Jede Dynamospuleneinheit 11a, 11b oder 11c wird dadurch hergestellt, daß die um den Spulenkörper 13 aufgewickelte Stromerzeugungsspule 14 gemäß Fig. 1, 4A und 4B montiert wird, wobei das erste Kernelement 50a, 50b bzw. 50c und das zweite Kernelement 60a, 60b bzw. 60c so ausgebildet sind, daß sie die gleiche Auslegung wie in Fig. 2A, 2B und 3 aufweisen. Mit anderen Worten wird die erste Dynamospulenein­ heit 11a so montiert, daß die 16 Magnetpole 51a, die in gleichen Abständen entlang des Umfangs des ersten Kernelements 50a angeordnet sind, und die in gleichen Abständen auf dem Umfang des zweiten Kernelements 60a angeordneten 16 Magnetpole 61a sich aufeinander zu erstrecken und in entsprechendem Umfang ineinandergreifen. Für die zweite und dritte Dynamospuleneinheit werden die erste und zweiten Kernelemente in gleicher Weise zusammengebaut.

Als nächstes werden die erste, zweite und dritte Dynamospuleneinheit 11a bis 11c entlang der axialen Erstreckung der Nabenachse 6 in der Weise miteinander kombi­ niert, daß das zweite Kernelement 60a der ersten Dynamospuleneinheit 11a in Kontakt mit dem ersten Kernelement 50b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b steht und das zweite Kernelement 60b der zweiten Dynamospuleneinheit 11b mit dem ersten Kernele­ ment 50c der dritten Dynamospuleneinheit 11c in Kontakt steht. In diesem Zustand fluchten die Magnetpole 61a des zweiten Kernelements 60a der ersten Dynamospulen­ einheit 11a, die Magnetpole 51b des ersten Kernelements 50b der zweiten Dynamospu­ leneinheit 11b und die Magnetpole 61c des zweiten Kernelements 60c der dritten Dyna­ mospuleneinheit 11c im wesentlichen miteinander entlang der axialen Erstreckung der Nabenachse 6. Die Magnetpole 51a des ersten Kernelements 50a der ersten Dynamo­ spuleneinheit 11a, die Magnetpole 61b des zweiten Kernelements 60b der zweiten Dy­ namospuleneinheit 11b und die Magnetpole 51c des ersten Kernelements 50c der dritten Dynamospuleneinheit 11c fluchten entlang der axialen Erstreckung der Nabenachse 6 miteinander.

Zwischen diese Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c und die Nabenachse 6 wird ein (hier nicht dargestelltes) Kunststoff-Formteil so eingebracht, daß es sich koaxial nach innen erstreckt. Nun wird Kunststoff eingebracht und man läßt ihn zur Bildung des Kunststoff-Verbindungsteils 16 gemäß Fig. 1 in der Form aushärten, wodurch die Baugruppe mit den Dynamospulen fertiggestellt wird. Beim Zusammenbau der drei Dy­ namospuleneinheiten 11a bis 11c werden die Stromerzeugungsspulen 14 aller Dynamo­ spuleneinheiten 11a bis 11c so angeordnet, daß sie gleiche Wickelrichtung aufweisen. Werden die drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c mit dem Kunststoff-Verbindungs­ teil 16 zur Bildung der Baugruppe mit den Dynamospulen miteinander verbunden, wird die zweite Dynamospuleneinheit 11b so plaziert, daß die Wickelrichtung ihrer Stromer­ zeugungsspule 14 entgegengesetzt zur Wickelrichtung der Stromerzeugungsspulen 14 der ersten und der dritten Dynamospuleneinheit 11a und 11c verläuft.

Somit ist es möglich, bei der Herstellung der Dynamospuleneinheiten nur einen Typ mit Stromerzeugungsspulen 14 herzustellen, die gleiche Wickelrichtung aufweisen, anstatt zwei Typen mit Stromerzeugungsspulen, die in entgegengesetzter Richtung ge­ wickelt sind. Beim Einbringen und Formen des Kunststoff-Verbindungsteils 16 zwi­ schen den Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c und der Nabenachse 6 kann ein Teil der Dynamospuleneinheiten in einem größeren oder kleineren Abstand von der Nabenachse 6 als die anderen Einheiten angeordnet werden, solange die Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c eine genau koaxiale Anordnung aufweisen. Alle Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c in genau koaxialer Anordnung werden mit der Nabenachse 6 verbunden.

Fig. 2A, 2B und 3 zeigen die Kernelemente 50 und 60, die Vorsprünge 19a und Positionierlöcher 19b aufweisen, die zum Positionieren der drei Dynamospuleneinhei­ ten 11a bis 11c für die Montage vorgesehen sind. Mit anderen Worten ragen beim Zu­ sammenbau der drei Dynamospuleneinheiten 11a bis 11c die Vorsprünge 19a eines Kernelements aus dem Paar nebeneinanderliegender Kernelemente in ein Positionier­ loch 19b des anderen Kernelements. Dieser Eingriff sorgt für die vorstehend erläuterte vorgegebene Ausrichtung und Anordnung der Magnetpole zwischen den Paaren benach­ barter Dynamospuleneinheiten 11a und 11b bzw. 11b und 11c.

Die in den Ansprüchen 1 bis 4 definierten Ausführungen sind auch bei einer Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo einsetzbar, die eine Vielzahl von Stromerzeu­ gungsspulen aufweist, welche in Reihe an den Stromausgang angeschlossen sind.

Die in den Ansprüchen 1 bis 7 umrissenen Auslegungsformen sind auch bei ei­ ner Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo einsetzbar, die zwei, vier oder mehr Dyna­ mospuleneinheiten aufweist.

Anstelle der Zener-Dioden 37 zum Regeln einer an die Betriebslampe 23 ange­ legten Spannung können auch Schwachstromdioden eingesetzt werden, bzw. Span­ nungsregelkreise mit Widerständen, die automatisch in Reihenschaltung mit der Be­ triebslampe geschaltet werden können, wenn die vom Dynamo gelieferte Spannung ei­ nen vorgegebenen Spannungspegel übersteigt. Diese Vorrichtungen werden hier unter dem Begriff "Spannungsregler 39" zusammengefaßt.

Claims (9)

1. Fahrradnabe mit darin eingebautem Dynamo, welche eine Nabenachse (6), ei­ nen drehbar auf der Nabenachse (6) angeordneten Nabenkörper (2a), und einen im Inneren des Nabenkörpers angeordneten Dynamo (10) aufweist, bei welcher
der Dynamo (10) eine zylinderförmige Magnetenbaueinheit (12) mit Nordpolen und Südpolen aufweist, welche abwechselnd entlang einer inneren Umfangswandung des Nabenkörpers (2a) angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Dynamospuleneinheiten (11a, 11b, 11c), die innerhalb der zylindrischen Magnetenbaueinheit (12) und entlang der Achsrichtung der Nabenachse ange­ ordnet sind,
wobei jede der Dynamospuleneinheiten (11a, 11b, 11c) ein erstes Kern­ element (50a, 50b, 50c), ein zweites Kernelement (60a, 60b, 60c), die entlang der Achsrichtung der Nabenachse einander gegenüber liegen, und eine zwischen dem ersten und zweiten Kernelement liegende Stromerzeugungsspule (14) auf­ weist, die so angeordnet ist, daß sie koaxial zur Nabenachse verläuft, wobei das erste Kernelement (50a, 50b, 50c) Magnetpole (51a, 51b, 51c) aufweist, die in Abständen an Positionen auf dem Umfang des Elements angeordnet sind und zum zweiten Kernelement (60a, 60b, 60c) hin verlaufen, und das zweite Kern­ element (60a, 60b, 60c) Magnetpole (61a, 61b, 61c) aufweist, die in Abständen an Positionen auf dem Umfang des Elements angeordnet sind und zum ersten Kernelement (50a, 50b, 50c) hin verlaufen; und
wobei ein Paar benachbarter Dynamospuleneinheiten (11a, 11b) so ange­ ordnet ist, daß das zweite Kernelement (60a) einer Dynamospuleneinheit (11a) in Kontakt mit dem ersten Kernelement (50b) der anderen Dynamospuleneinheit (11b) steht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Magnetpole (51a) des ersten Kernelements (50a) der einen Dynamo­ spuleneinheit (11a) und die Magnetpole (61a) des zweiten Kernelements (60b) der anderen Dynamospuleneinheit (11b) sich an entsprechenden Positionen auf dem Umfang der Nabenachse befinden,
und daß die Magnetpole (61a) des zweiten Kernelements (60a) der einen Dynamospuleneinheit (11a) und die Magnetpole (51b) des ersten Kernelements (50b) der anderen Dynamospuleneinheit (11b) sich an entsprechenden Positio­ nen auf dem Umfang der Nabenachse befinden.

2. Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromerzeugungsspulen (14) eines Paares benachbarter Dyna­ mospuleneinheiten (11a, 11b) in entgegengesetzte Richtung gewickelt sind.

3. Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dynamospuleneinheiten (11a, 11b, 11c) mittels eines Verbin­ dungsteils (16), das zwischen den Dynamospuleneinheiten (11a, 11b, 11c) und der Nabenachse (6) eingebracht und ausgebildet ist, starr mit der Nabenachse (6) verbunden sind.

4. Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Magnetenbaueinheit (12) in Achsrichtung der Nabenachse (6) eine Länge aufweist, die einer Länge einer Gruppe der Dynamospuleneinheiten (11a, 11b, 11c) in Achsrichtung der Nabenachse entspricht, wobei die Magne­ tenbaueinheit (12) alle Dynamospulen (11a, 11b, 11c) mit einem magnetischen Induktionsfluß versorgt.

5. Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromerzeugungsspulen der Dynamospuleneinheiten parallel zueinander an einen Stromausgang angeschlossen sind.

6. Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dynamo (10) eine erste (11a), eine zweite (11b) und eine drit­ te (11c) Dynamospuleneinheit aufweist, die entlang der Achsrichtung der Na­ benachse angeordnet sind, wobei das zweite Kernelement (60a) der ersten Dyna­ mospuleneinheit (11a) in Kontakt mit dem ersten Kernelement (50b) der zweiten Dynamospuleneinheit (11b) steht und das zweite Kernelement (60b) der zweiten Dynamospuleneinheit (11b) in Kontakt mit dem ersten Kernelement (50c) der dritten Dynamospuleneinheit (11c) steht.

7. Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Kernelement (60a, 60b, 60c) Magnetpole (61a, 61b, 61c) aufweist, die sich in Freiräume zwischen Magnetpolen (51a, 51b, 51c) des ersten Kernelements (50a, 50b, 50c) erstrecken.

8. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrräder unter Verwendung der Fahrradnabe mit eingebautem Dynamo nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fahrradleuchte (20) und eine Spannungsregeleinrichtung (39) zum Regeln einer an die Fahrradleuchte (20) angelegten Spannung aufweist, welche die Spannung in der Weise regelt, daß sie unter einem vorgegebenen Spannungspegel bleibt.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren eine Einrichtung zur Beleuchtungssteuerung (30) zum Ansteuern der Fahrradleuchte (20) aufweist, wobei die Beleuchtungssteuerung (30) einen Beleuchtungsstärkesensor (31) und einen Lichtregler aufweist, welche die Fahr­ radleuchte (20) entsprechend der vom Beleuchtungsstärkesensor (31) erfaßten Beleuchtungsstärke (L) automatisch ansteuern, und daß die Anschaltung der Fahrradleuchte (20) dann erfolgt, wenn die vom Beleuchtungsstärkesensor (31) erfaßte Beleuchtungsstärke (L) unter einer ersten vorgegebenen Luxzahl (L1) liegt, und die Abschaltung der Fahrradleuch­ te (20) dann erfolgt, wenn die vom Beleuchtungsstärkesensor (31) erfaßte Be­ leuchtungsstärke (L) eine zweite vorgegebene Luxzahl (L2) übersteigt, die einer höheren Lichtstärke als die erste vorgegebene Luxzahl (L1) entspricht.