DE19948798A1 - Integriertes Fahrradbeleuchtungssystem - Google Patents
Integriertes FahrradbeleuchtungssystemInfo
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Abstract
Diese Erfindung betrifft ein integriertes Fahrradbeleuchtungssystem, welches die gleichen Funktionsmerkmale wie die Beleuchtung motorisierter Zweiräder bzw. vier- und mehrrädriger Fahrzeuge aufweist. DOLLAR A Hierzu hat das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem - wie die obengenannten motorisierten Fahrzeuge - eine Lichtmaschine bzw. einen Dynamo, einen Akku, einen Ein-/Ausschalter sowie eine Elektronik.
Description
Diese Erfindung betrifft ein integriertes Fahrradbeleuchtungssystem, welches die
gleichen Funktionsmerkmale wie die Beleuchtung motorisierter Zweiräder bzw.
vier- und mehrrädriger Fahrzeuge aufweist.
Hierzu hat das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem - wie die obengenannten
motorisierten Fahrzeuge - eine Lichtmaschine bzw. einen Dynamo, einen Akku,
einen Ein/Ausschalter sowie eine Elektronik.
Der erfindungsgemäße Dynamo dient der Stromerzeugung, der Akku zur
Speicherung elektrischer Energie, während die Elektronik folgende Aufgaben erfüllt:
- - Steuerung der Aufladung des Akkus
- - möglichst verlustarme Wandlung und Anpassung der vom Dynamo gelieferten Spannung an die des Akkus beim Ladevorgang unter Berücksichtigung des jeweils optimalen (d. h. entsprechend der Fahrsituation möglichen bzw. gemäß Ladezustand zulässigen) Ladestroms.
- - Schutz des Akkus vor Überladung sowie zu großer Entladung
- - Automatische Abschaltung der Beleuchtung bei Nichtbenutzung (zeitgesteuert z. B. 10 Minuten bei fehlender Bewegung des Dynamos)
Herkömmliche dynamogespeiste Fahrradbeleuchtungssysteme weisen mehrere
gravierende Nachteile auf, die sämtlich zu Lasten der Verkehrssicherheit von
Fahrrädern im Straßenverkehr gehen, was sich auch in einer entsprechenden
Unfallstatistik widerspiegelt. Diese sind:
- - fehlende Beleuchtung im Stand
- - starke Abhängigkeit der Beleuchtung von der Fahrgeschwindigkeit
- - Gefahr des Durchbrennens der Lampen bei hoher Fahrgeschwindigkeit (man fährt plötzlich im Dunkeln!)
- - schlechter elektromechanischer Wirkungsgrad des Dynamos, hohe mechanische Reibungsverluste, daraus resultierend Neigung zur Nichtbenutzung der Fahrradbeleuchtung.
Herkömmliche Batterie- bzw. akkugespeiste Fahrradbeleuchtungssysteme weisen
ebenfalls Nachteile auf:
- - die Batterien werden verbraucht und müssen ersetzt werden (Kostenfaktor)
- - die Batterien können unterwegs leer werden, so daß die Beleuchtung ausfällt
- - Akkus können nicht während der Fahrt geladen werden, sondern müssen hierzu herausgenommen und separat geladen werden
- - Fahrradbeleuchtungen dieser Art sind nicht integriert
Aus diesen genannten Nachteilen resultiert eine eingeschränkte Verfügbarkeit
batteriebetriebener Fahrradbeleuchtungen - ebenfalls zu Lasten der
Verkehrssicherheit.
Das erfindungsgemäße Fahrradbeleuchtungssystem hingegen kombiniert die
Vorteile dynamobetriebener und batteriegespeister Beleuchtungssysteme
miteinander - ohne deren spezifische Nachteile.
Es gewährleistet damit erstmalig jenen Standard an Fahrzeugbeleuchtung, wie er bei
motorisierten Fahrzeugen seit Jahrzehnten selbstverständlich ist und wie er aus
verkehrssicherheitstechnischen Gründen heutzutage als unabdingbar anzusehen ist.
Beim erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystem gewährleistet der während
der Fahrt geladene Akku eine weitgehend konstante Beleuchtungsspannung, woraus
sich zum einen die ständige Verfügbarkeit der Beleuchtung, andererseits hohe
Betriebssicherheit der für die Beleuchtung eingesetzten Glühlampen ergibt, da deren
Lebensdauer stark von der Beleuchtungsspannung abhängt.
Der erfindungsgemäße Dynamo weist aufgrund seiner im Gegensatz zu
herkömmlichen Fahrraddynamos mit Reibradantrieb völlig anders aufgebauten
Konstruktion wesentliche Vorteile auf, die zudem ein integriertes
Fahrradbeleuchtungssystem in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung überhaupt erst
realisierbar machen. Diese sind
- - vollkommen fehlende mechanische Reibungsverluste im Antrieb
- - hoher elektromechanischer Wirkungsgrad, entsprechender Leistungsüberschuß, welcher damit die relativ schnelle Aufladung des Akkus möglich macht.
- - geräuschloser Lauf
- - keine oder nur geringfügige Bremsung des frei rollenden, d. h. im Moment nicht durch die Tretkurbel angetriebenen Fahrrades durch den Dynamo
Die erfindungsgemäße Steuer- und Ladeelektronik gewährleistet darüberhinaus
durch Einsatz zeitgemäßer Elektronikbausteine und Schaltungskonzeption die
verlustarme Wandlung und Speicherung der vom Dynamo gelieferten elektrischen
Energie im Akku, womit eine weitere funktionell entscheidende Voraussetzung zur
Verwirklichung der erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystems erfüllt wird.
Das Funktionsschema des erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystem ist in
Fig. 1 dargestellt.
Der Dynamo ist mit 1 bezeichnet. Seine elektrischen Anschlußklemmen sind mit
einem Gleichrichter 2 verbunden, der die vom Dynamo gelieferte Wechselspannung
gleichrichtet. Hinter dem Gleichrichter 2 befindet sich ein Ladekondensator 3,
welcher sich in üblicher Weise auf den Spitzenwert der vom Gleichrichter
kommenden pulsierenden Gleichspannung auflädt. Infolge des Stromabflusses durch
die angeschlossenen und nachfolgend beschriebenen Verbraucher hat der
Ladekondensator 3 an seinen Klemmen während des Betriebes eine kontinuierliche
Gleichspannung mit geringer Restwelligkeit.
Die vom Ladekondensator 3 kommende Gleichspannung gelangt nunmehr auf die
Eingangsklemmen eines Schaltreglers 4, dessen Aufgabe es ist, aus seinem Ausgang
in den Akkumulator 11 einen Ladestrom ließen zu lassen, welcher - vorausgesetzt,
der Dynamo 1 liefert hierfür ausreichend elektrische Leistung - unabhängig von der
vom Dynamo 1 gelieferten elektrischen Spannung ist und nur durch nachfolgend
näher beschriebene interne Vorgaben bestimmt wird.
Auf den Ausgang des Schaltreglers 4 folgt ein elektronisches Schaltelement 5, die
Mindestspannungserkennung. Diese hat die Aufgabe, zu erkennen, ob vom Dynamo
über den Schaltregler 4 eine ausreichende Spannung geliefert wird, um eine
Aufladung des Akkus 11 zu ermöglichen.
Erst, wenn der Dynamo ausreichende Spannung liefert, erzeugt die
Mindestspannungserkennung 5 an ihrem Anschluß 6 ein Schaltsignal, welches auf
den Eingang 9 eines Schalters 10 und den Eingang 29 eines Timers 15 geführt wird.
Ist die vom Dynamo 1 gelieferte Spannung ausreichend zur Ladung des Akkus 11,
was in der Regel dann gewährleistet ist, wenn sie die Klemmenspannung des
unbeschalteten Akkus überschreitet, dann wird folglich der Schalter 10 geschlossen
und der Akku 11 über die zwischengeschalteten Elemente 5 und 7 mit dem
Ausgang des Schaltreglers 4 verbunden; der Akku wird geladen.
Die Elemente 5 (Mindestspannungserkennung) und 10 (Schalter) können im
einfachsten Fall auch durch eine Diode realisiert sein, die nur dann Ladestromfluß
ermöglicht, wenn die vom Dynamo 1 gelieferte Spannung größer ist als jene an den
Klemmen des Akkus 11.
Mit 7 ist nun ein Schaltungsteil bezeichnet, welches zur Messung des Ladestromes
des Akkus 11 dient. Diese Ladestrommessung 7 erzeugt eine Steuerspannung 25,
die proportional zum Ladestrom des Akkus 11 ist, und die an den Istwert-Eingang
21 eines weiter unten beschriebenen Reglers 22 geführt wird.
Die am Ausgang der Ladestrommessung 7 anliegende Spannung 8, die bei
geschlossenem Schalter 10 mit der Klemmenspannung des Akkus 11 identisch ist,
wird weiterhin auf den Eingang 18 eines mit 19 bezeichneten Funktionsnetzwerks
mit Mindestwertvorgabe geführt.
Dieses Funktionsnetzwerk 19 hat die Aufgabe, aus der Spannung 8, die zugleich ein
Maß für den bereits erreichten Aufladezustand des Akkus 11 ist, eine Sollwertgröße
für den vorzugebenden Ladestrom zu erzeugen, die an den Sollwerteingang 20 des
Reglers 22 geführt wird.
Dieser Regler erzeugt an seinem Ausgang 23 ein Stellsignal, welches schließlich in
den Steuereingang 24 des Schaltreglers mündet.
Die Funktion dieser Anordnung läßt sich folgendermaßen beschreiben:
Die Funktionselemente 4, 7, 19 und 22 bilden einen Regelkreis, mit dem der
Ladestrom des Akkus 11 nach ganz bestimmten Vorgaben gesteuert und geregelt
wird.
Bekanntlich darf ein Akku, um beim Aufladevorgang keinen Schaden zu nehmen,
nur jeweils mit einem genau definierten, vom augenblicklichen Aufladezustand
abhängigen maximalen Ladestromwert aufgeladen werden.
Ist der Akku 11 beispielsweise in vorteilhafter Weise als wartungsfreier
Bleiakkumulator ausgeführt, so muß durch stets richtige Wahl des Ladestromes
gewährleistet werden, daß beim Laden kein Gasen auftritt, denn dies hätte
Wasserverlust im Elektrolyten, dessen Eindickung und somit eine deutliche
Herabsetzung der Lebensdauer des Akkus zur Folge.
Allgemein gilt hierbei die Regel, daß der zulässige Ladestrom umso kleiner sein
muß, je weiter der Akku bereits geladen ist. Bei vollständig aufgeladenem Akku
darf der Ladestrom nur noch einen sehr niedrigen Wert, den des sogenannten
Erhaltungsstromes aufweisen, während bei weitgehend entladenem Zustand ein
relativ hoher Ladestrom zulässig ist.
Darüber hinaus ist die Klemmenspannung eines Akkus beim Laden von seinem
Ladezustand abhängig, und zwar steigt sie mit zunehmender Aufladung.
Durch Auswertung der Klemmenspannung eines Akkus während des
Ladevorganges ist es daher möglich, eine Größe zur Bestimmung des jeweils
maximal zulässigen Ladestromes zu gewinnen.
Dieses wird mit dem Funktionsnetzwerk 19 erreicht. Es beinhaltet die Funktion über
die Änderung des zulässigen Ladestromes des Akkus in Abhängigkeit von seiner
sich beim Ladevorgang ändernden Klemmenspannung.
Bei weitgehend entladenem Akku ist die Klemmenspannung niedrig, somit ein
relativ hoher Ladestrom zulässig. Das Funktionsnetzwerk erzeugt dementsprechend
bei geringer Steuerspannung 8 an seinem Eingang 18 einen relativ hohen Sollwert
20 für den Ladestrom, während bei hoher Steuerspannung 8 nur ein niedriger
Sollwert 20 vorgegeben wird.
Zugleich erzeugt das Funktionsnetzwerk 19 bei noch fehlender Steuerspannung 8
eine Mindestwertvorgabe für den Sollwert 20, die gewährleistet, daß der
Schaltregler 4 überhaupt "aufgesteuert" wird, bevor der eigentliche Regelvorgang
einsetzen kann.
Der Regler 22 - vorzugsweise mit PI-Charakteristik, es sind aber auch andere
Reglertypen denkbar - vergleicht nun den Sollwert 20 des Ladestromes mit dem
Istwert 21 und formt daraus ein Stellsignal 23, welches dem Steuereingang 24 des
Schaltreglers 4 zugeführt wird und diesen entsprechend veranlaßt, den Ladestrom so
lange zu erhöhen oder zu erniedrigen, bis der Istwert 21 und der Sollwert 20 gleich
sind und somit der Ladestrom dem durch das Funktionsnetzwerk 19 vorgegebenen
Ladezustand gemäß der ermittelten Ladespannung entspricht.
Mit 26 ist ein Spannungsregler bezeichnet, dessen Eingang direkt mit den
Anschlüssen des Ladekondensators 3 verbunden ist und welcher aus der - in
Abhängigkeit von der Drehzahl des Dynamos 1 schwankenden - Spannung am
Ladekondensator 3 eine stabilisierte Versorgungsspannung für die übrigen
elektronischen Funktionselemente in Fig. 1 erzeugt.
Damit ist die Ladeelektronik für den Akku beschrieben.
Hinter dem Akku 11 ist ein Schalter 12 angeordnet, mit welchem die Beleuchtung
13, dargestellt durch zwei Glühlampen, ein- und ausgeschaltet werden kann. Da die
Ein- und Ausschaltung der Beleuchtung verschiedenen logischen Bedingungen
unterworfen werden soll, sind hierzu ein Timer 15, ein Halteglied 16 und ein
Tastschalter 17 vorgesehen.
Durch Betätigung des Tastschalters 17 wird das Halteglied - hier ein Flipflop - über
den Triggereingang 27 aktiviert und damit dessen Ausgang auf High-Potential
gesetzt. Der Ausgang ist mit dem Steuereingang 14 des Schalters 12 verbunden,
wodurch der Schalter geschlossen und damit die Beleuchtung 13 eingeschaltet wird.
Durch abermaliges Betätigen des Tastschalters 17 läßt sich das Halteglied 16
wieder zurücksetzen und damit die Beleuchtung wieder ausschalten.
Der Timer 15 hat die Aufgabe, bei Nichtbenutzung die Beleuchtung nach Ablauf
einer vorgegebenen Zeit, z. B. 10 Minuten, selbsttätig auszuschalten, um den Akku
11 vor Entladung zu schützen.
Als "Nichtbenutzung" werden dabei folgende Zustände interpretiert:
- - Nichtabschaltung der Beleuchtung bei Abstellen des Zweirades
- - Stand des Zweirades (fehlende Bewegung des Dynamos entsprechend Nicht-Aufladung) über eine vorgegebene Zeitspanne hinaus.
Wie oben bereits erwähnt, wird der Timer 15 an seinem Eingang 11 mit dem Signal
6 aus der Mindestspannungserkennung 5 angesteuert. Er wird aktiviert, wenn diese
signalisiert, daß vom Dynamo ausreichende Spannung zum Laden des Akkus 11
geliefert wird.
Das Ausgangssignal des Timers 15 ist mit dem Reset-Eingang des Haltegliedes 16
verbunden, wobei ausschließlich eine abfallende Flanke dieses Steuersignals das
Halteglied wieder zurücksetzen und damit die Beleuchtung ausschalten kann.
Solange der Dynamo 1 ausreichende Spannung zum Laden des Akkus 11 liefert,
wird das Ausgangssignal des Timers 15 ständig auf High-Potential gehalten, so daß
das Halteglied - sofern gesetzt - in diesem Schaltungszustand verharrt und somit
die Beleuchtung eingeschaltet bleibt.
Bleibt nun der Dynamo eine Zeit lang stehen, z. B. bei Anhalten des Zweirades, so
beginnt der Zeitablauf des Timers. Dauert der Haltevorgang länger als die
vorgegebene Timerzeit, z. B. 10 Minuten, so fällt die Ausgangsspannung des Timers
ab und setzt das Halteglied über den Reset-Eingang 28 wieder zurück und schaltet
damit die Beleuchtung aus.
Wird jedoch vor Ablauf der Timerzeit das Zweirad und damit der Dynamo wieder
bewegt, so wird der Timer hierdurch zurückgesetzt und der Zeitablauf wieder
gestartet.
Bei normaler Fahrt mit üblichen Haltepausen von nur wenigen Minuten, z. B. an
Verkehrsampeln, wird der Timer also immer wieder in seinen Anfangszustand
zurückgesetzt, und die Beleuchtung bleibt demzufolge ständig eingeschaltet. Erst bei
Überschreitung einer Haltezeit über die Timerzeit hinaus wird die Beleuchtung
abgeschaltet. Der Timer ist somit nachtriggerbar und hat in der erfindungsgemäßen
Anwendung eine "watchdog-Funktion".
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in einem Blockschaltbild die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen
Fahrradbeleuchtungssystems im Zusammenhang,
Fig. 2 die Anbringung des erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystems an
der Vorderachse 34, an der Hinterachse 30 und an der Tretlagerachse 32
sowie die Anbringung von Scheinwerfer 33 und Rücklicht 31,
Fig. 3 die Anbringung des erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystems an
der Vorderachse 34 bzw. Hinterachse 30. Mit 35 wird der stehende Teil
des Fahrradbeleuchtungssystems, mit 36 der zugehörige Rotar bezeichnet.
37 kennzeichnet die Radachse, 38 die Speichen und 39 Radnabe des
Fahrrades.
Fig. 4 die Anbringung des erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystems an
der Tretlagerachse 32. Mit 35 wird der stehende Teil des
Fahrradbeleuchtungssystems, mit 36 der zugehörige Rotor bezeichnet. 40
bezeichnet das Tretlager im Fahrradrahmen, 41 das bzw. die Antriebs-
Kettenräder des Fahrrades und 42 die Tretkurbeln.
Fig. 5 eine anders gestaltete Anbringung des erfindungsgemäßen
Fahrradbeleuchtungssystems an der Tretlagerachse 32. Mit 35 wird der
stehende Teil des Fahrradbeleuchtungssystems, mit 36 der zugehörige
Rotor bezeichnet. 40 bezeichnet das Tretlager im Fahrradrahmen, 41 das
bzw. die Antriebs-Kettenräder des Fahrrades und 42 die Tretkurbeln.
Fig. 6 eine Schnittzeichnung A-A der Fig. 3. Mit 35 wird der stehende Teil des
Fahrradbeleuchtungssystems in Vorderansicht gezeigt. 43 bezeichnet die
Magnetpole, 44 die dazugehörigen Spulenwicklungen des
erfindungsgemäßen Dynamos und 45 die jeweilige Achsdurchführung.
Fig. 7 eine mögliche Variante der Anbringung des erfindungsgemäßen
Fahrradbeleuchtungssystems in einer Schnittzeichnung A-A von Fig. 3
gemäß Fig. 6, wobei die nachträgliche Anbringungsmöglichkeit durch
seitliches Aufstecken unter entsprechender Anbringung am Rahmen in
Betracht gezogen worden ist,
Fig. 8 zeigt den Rotor 36 des erfindungsgemäßen Fahrradbeleuchtungssystems,
Claims (26)
1. Vorrichtung für die Beleuchtung von Fährrädern, dadurch gekennzeichnet,
daß das System einen integrierten Dynamo aufweist, der über eine
Wandlerelektronik mit einem auf aufladbaren Akku verbunden ist, der ein
integriertes Beleuchtungssystem, bestehend aus mindestens einem
Frontscheinwerfer und einer Rückleuchte (gemäß StVO) versorgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamo
sowohl an der Achse des Vorderrades bzw. Hinterrades als auch an der
Tretlagerachse angebracht sein kann.
3. Vorrichtung nach einem oder beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandlerelektronik eine Wandlung und Anpassung
der vom Dynamo gelieferten Spannung an die des Akkus bewirkt und dadurch
den Akku unter Berücksichtigung des jeweils optimalen (d. h. entsprechend
Fahrsituation möglichen bzw. gemäß Ladezustand zulässigen) Ladestroms mit
geringstmöglichen Energieverlusten auflädt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Akku durch die Wandlerelektronik sowohl
vor unzulässig großer Entladung als auch vor Überladung geschützt wird.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung mittels eines Schalters manuell
ein- und ausgeschaltet werden kann.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig davon, ob die Beleuchtung ein-
oder ausgeschaltet ist, die Wandlerelektronik gewährleistet, daß der Akku
während der Fahrt im jeweils gemäß Fahrsituation bestmöglichen
Aufladezustand gehalten wird.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz des Akkus vor Entladung die
Beleuchtung bei Nichtgebrauch bzw. bei fehlender Bewegung des Dynamos
von der Wandlerelektronik (z. B. zeitgesteuert nach 10 Minuten) abgeschaltet
wird.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamo reibungsfrei, d. h. ohne Reibrad,
Antriebsrolle, Riemen oder sonstige reibungsbehaftete Antriebselemente
unmittelbar von der Achse, auf welcher er montiert ist, angetrieben wird.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Teil des Dynamos (Rotor) sich
mit derselben Drehzahl wie die antreibende Welle (Antriebsachse) bewegt
bzw. dreht.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das stehende Teil des Dynamos (Stator)
mechanisch starr mit dem Rahmen bzw. seiner Befestigung am Rahmen
verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stator und Rotor des Dynamos ein
definierter Luftspalt existiert und somit keine mechanische Reibung zwischen
diesen beiden Teilen auftritt.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß diese auch in motorisierten Zweirädern
Verwendung findet.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stator und der Rotor des Dynamos jeweils
scheibenförmig ausgebildet sind und daß beide durch ihr Zusammenwirken
einen bzw. mehrere magnetische Kreise aufbauen, deren magnetische Flüsse
durch eine oder mehrere im Stator befindliche Spulen treten, welche durch die
Drehung des Rotors periodisch verändert werden und somit in den Spulen eine
Wechselspannung induzieren, die zugleich die vom Dynamo abgegebene
elektrische Spannung ist.
14. Vorrichtung nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Rotor und/oder Stator mindestens zwei
Magnetpole oder ein Vielfaches davon aufweisen.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Rotor und/oder Stator Permanentmagnete
vorhanden sind, die die Erzeugung des Magnetflusses bewirken.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem bzw. den von Rotor und Stator des
Dynamos gebildeten magnetischen Kreis(en) ferromagnetischer Rückschluß
vorhanden ist, der durch Eisen oder einen anderen ferromagnetisch wirkenden
Werkstoff realisiert wird.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als geschlitzte oder zahnradähnliche
oder mit spezieller geometrischer Formgebung ausgestaltete Scheibe
ausgebildet ist, die bei Drehung den durch Rotor und Stator hindurchtretenden
magnetischen Fluß periodisch unterbricht bzw. moduliert.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole von Rotor und Stator spezielle
geometrische Formgebungen haben, mit denen erreicht wird, daß die vom
Dynamo erzeugte Wechselspannung eine elektrisch möglichst vorteilhafte
Kurvenform, z. B. Sinusform aufweist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rotor Magneten vorhanden sind, mit
deren Hilfe Magnetpole gebildet werden, die gegenüber den zugehörigen
Magnetpolen auf dem Stator angebracht sind, dergestalt, daß durch Drehung
des Rotors der Magnetfluß zwischen Rotor und Stator periodisch verändert
wird.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Stator und Rotor eine Einheit bilden bzw. sich
der Rotor im Gehäuse des Stators befindet und somit lediglich der Stator bzw.
das Gehäuse des Stators am Rahmen bzw. den Gabeln des Fahrrades befestigt
wird und hierdurch keine separate Befestigung und Justierung des Rotors
erforderlich sind.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler- bzw. Lade- bzw. Ein- und
Ausschaltelektronik für die Lampen des erfindungsgemäßen
Fahrradbeleuchtungssystems mikroprozessorgesteuert ist.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Rotor und Stator des Dynamos
unterschiedliche Polpaarzahl der Magnetpole (z. B. 1-100) haben (z. B. 18 Pole
mit Spulen im Statorteil und 24 Magnetpole im Rotorteil des Dynamos).
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Polzahl von Rotor und
Stator (z. B. 1-100) vorteilhaft zur Erzeugung von Drehstrom bzw.
dreiphasiger Spannung genutzt wird. Hierdurch erübrigt sich in der Regel der
dem Gleichrichter nachgeschaltete Ladekondensator.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß (z. B. bei Verwendung von 18 Spulenpolen
des Stators und 24 Rotor-Magnetpolen) die Spulen des Stators mit jeweils
phasengleichen Spannungen in drei Gruppen mit einer Phasenverschiebung von
jeweils 120° zueinander zusammengeschaltet sind und daß durch
Brückengleichrichtung dieser drei um 120° gegeneinander
phasenverschobenen Spannungen die vom Dynamo insgesamt abgegebene
Spannung erzeugt wird. Diese hat einen Gleichspannungsanteil von 86,6%
(der gesamten Spannungsamplitude) und macht somit in vorteilhafter Weise
den Ladekondensator überflüssig.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Statorspulen als auch die Magnetpole
des Rotors statt der kreisrunden Bauform auch ellipsen- oder tropfenförmig
oder in Form von Rechtecken mit an den Schmalseiten aufgesetzten
Kreishälften ausgebildet sind, wodurch die magnetisch wirksame Polfläche
von Rotor und Stator in Bezug auf das Bauvolumen des Dynamos erheblich
vergrößert wird. Dadurch erhöht sich die mit dem Dynamo erzielbare
elektrische Leistung erheblich.
26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Polzahl des
Stators und der Polzahl des Rotors 2 : 3 oder 3 : 4 oder einem höherem
Zahlenverhältnis n : n + 1 entspricht.
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DE19846760A DE19846760A1 (de) | 1998-10-10 | 1998-10-10 | Integriertes Fahrradbeleuchtungssystem |
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