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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft elektrische Induktionsgeneratoren und insbesondere elektrische Induktionsgeneratoren für Fahrräder.
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HINTEGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Fahrradgenerator bereitzustellen, der dafür geeignet ist, relativ hohe elektrische Leistung bereitzustellen, beispielsweise zum Versorgen von Hochleistungs-Fahrradlampen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung einen Fahrradgenerator bereitzustellen, der leicht am Fahrrad zu befestigen ist und der einen einfachen Aufbau hat.
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Die
WO 0133700 offenbart eine Elektrizität erzeugende Vorrichtung für ein Fahrzeug, die wenigstens ein erstes und ein zweites Teil umfasst, die zueinander beweglich sind. Die Elektrizität erzeugende Vorrichtung umfasst wenigstens eine Spule, die am ersten Teil befestigt ist, und die Spule umfasst einen Kern, Wicklungslagen und einen ersten und einen zweiten elektrischen Ausgangsanschluss, an die Licht abgebende Mittel angeschlossen werden können. An dem ersten Teil sind ein oder mehrere erste Magnete befestigt, um einen magnetischen Fluss durch die Spule zu erzeugen, wobei an dem zweiten Teil außerdem ein oder mehrere metallische Elemente befestigt sind. Somit kann in der Spule ein Strom induziert werden, wenn die Größe des durch die Spule laufenden magnetischen Flusses sich dadurch ändert, dass das zweite Teil gegenüber dem ersten Teil bewegt wird oder umgekehrt, so dass die metallischen Elemente an dem oder den ersten Magnet(en) vorbeilaufen.
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EP 2178738 offenbart einen Generator für ein Fahrrad. Der Generator hat einen antreibenden Magnet, der an einem Rad des Fahrrads befestigt ist, sowie eine Induktionseinrichtung, die am Rahmen des Fahrrads befestigt ist. Die Induktionseinrichtung umfasst einen Induktionsmagnet, der beweglich mit einer Spule verbunden ist. Eine Halterung ermöglicht es, die Magnete an Stellen zu befestigen, an denen sie während des normalen Betriebs des Fahrrads sich wiederholt aufeinander zu und voneinander weg bewegen, so dass der antreibende Magnet den Induktionsmagnet relativ zur Spule bewegt. Um einen Generator bereitzustellen, der potenziell eine konstanten Leistung liefern kann, die weniger abhängig ist von einer ganz bestimmten Anbringung des Generators am Fahrrad, und der daher einfach anzubringen ist, umfasst der Generator außerdem einen Rücksetzmagnet, der eine Positionierung des Induktionsmagneten relativ zur Spule bereitstellt, wenn der antreibende Magnet sich weg vom Induktionsmagnet bewegt.
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Obwohl
WO 0133700 und
EP 2178738 Generatoren offenbaren, die dafür geeignet sein können, eine hohe elektrische Leistung zu erzeugen, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt, dass ein verbesserter Generator von Vorteil wäre, und er hat daher die vorliegenden Erfindung entworfen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es wäre vorteilhaft Verbesserungen bei Fahrradgeneratoren zu erreichen. Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Fahrradgenerator bereitzustellen, der dafür geeignet ist, eine hohe elektrische Leistungsabgabe zu erzeugen, und einen Generator bereitzustellen, der einfach ist und aus wenigen Komponenten besteht und der einfach an einem Fahrrad zu befestigen ist. Es ist daher als ein Ziel der vorliegenden Erfindung anzusehen, einen Weg bereitzustellen, der die oben genannten Probleme oder weitere Probleme des Stands der Technik löst.
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Um einen oder mehrere dieser Punkte zu verbessern, wird in einer ersten Eigenschaft der Erfindung ein Generator für ein Fahrrad vorgestellt, der Folgendes umfasst:
- – eine Spule aus elektrisch leitendem Draht,
- – ein Magnetteil, das einen permanenten magnetischen Nordpol und einen permanenten magnetischen Südpol umfasst, wobei die Pole ein Magnetfeld erzeugen, wobei
- – das Magnetteil relativ zur Spule beweglich ausgeführt ist, so dass die Spule dazu in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu erzeugen, wenn sie einer Veränderung in einem Magnetfeld vom Magnetteil ausgesetzt ist, wenn das Magnetteil sich bewegt, und wobei
- – der Generator dafür eingerichtet ist, benachbart zu einem elektrisch leitenden beweglichen Teil des Fahrrads montiert zu werden, derart, dass das bewegliche Teil dazu in der Lage ist, wenigstens einen Teil des Magnetfelds vom Magnetteil auf eine solche Weise zu führen, dass im beweglichen Teil Wirbelströme erzeugt werden, wenn das bewegliche Teil sich relativ zum Magnetteil bewegt, und derart, dass ein von den Wirbelströmen erzeugtes Magnetfeld mit dem magnetischen Nord- und Südpol auf solche Weise wechselwirkt, dass das Magnetteil gezwungen wird, sich zu bewegen.
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Entsprechend ist der Generator so aufgebaut, dass er vorteilhaft das Vorhandensein eines elektrisch leitenden beweglichen Teils des Fahrrads, beispielsweise der Felge, zur Stromerzeugung ausnutzt. Demgemäß dient das elektrisch leitende bewegliche Teil zwei Funktionen: einer primären Funktion und einer sekundären Funktion, wobei die primäre Funktion verschieden von der sekundären Funktion ist, bei der es sich um das Führen des Teils des Magnetfelds handelt. Als ein Vorteil hieraus kann der Generator einfacher und kompakter hergestellt werden, da das elektrisch leitende Teil kein Teil des Generators sondern ein Teil des Fahrrads ist. Als ein weiterer Vorteil kann die Montage des Generators einfacher sein als bei anderen Fahrradgeneratoren, da nur ein Teil am Fahrrad befestigt werden muss, da das elektrisch leitende Teil bereits vorhanden ist.
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Es versteht sich, dass das Magnetteil einen oder mehrere permanente magnetische Nordpole und einen oder mehrere permanente magnetische Südpole umfassen kann.
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In einer Ausführungsform ist das elektrisch leitende bewegliche Teil ring- oder scheibenförmig und derart eingerichtet ist, dass wenn das bewegliche Teil sich relativ zum Magnetteil bewegt, das bewegliche Teil immer einen Teil des Magnetfelds führt, und dies unabhängig von der Position des beweglichen Teils.
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Da das elektrisch leitende bewegliche Teil gegebenenfalls einen Aufbau hat, der entlang einem kreisförmigen Pfad ununterbrochen ist, werden Wirbelströme zeitlich fortlaufend erzeugt solange das elektrisch leitende bewegliche Teil sich bewegt und somit ist der Generator in der Lage einen zeitlich durchgängigen Wechselstrom zu erzeugen, das heißt, dass Perioden, in denen kein Strom erzeugt wird, nicht (oder im Wesentlichen nicht) vorhanden sind, solange das elektrisch leitende bewegliche Teil sich bewegt.
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Dadurch ist es gegebenenfalls nicht notwendig in Zeitspannen, in denen kein elektrischer Strom erzeugt wird, Elektronik zur Speicherung elektrischer Energie zur Versorgung elektrischer Verbraucher, beispielsweise von Lampen, einzusetzen.
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Beispielsweise kann das elektrisch leitende bewegliche Teil eine Felge eines Rads des Fahrrads oder eine Scheibe einer Bremsscheibe, die am Rad des Fahrrads angebracht werden kann, sein.
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Es kann besonders vorteilhaft sein, die Bremsscheibe zu verwenden, da eine solche Scheibe es ermöglicht, das Magnetteil mit einem geringen axialen Abstand zur Bremsscheibe anzubringen, da eine solche Scheibe normalerweise mit geringen Toleranzen hergestellt wird, so dass die Scheibe sich in der axialen Richtung nicht viel bewegt. Der geringe axiale Abstand kann das Erzeugen höherer elektrischer Ströme ermöglichen, da magnetische Verluste im Luftspalt zwischen dem Magnetteil und dem elektrisch leitenden beweglichen Teil minimiert werden. Andererseits kann es auch vorteilhaft sein die Felge eines Rads zu verwenden, da der große Durchmesser der Felge eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des elektrisch leitenden beweglichen Teils bewirkt. Die vom Generator erzeugte Leistung nimmt prinzipiell mit einer steigenden Bewegungsgeschwindigkeit des elektrisch leitenden beweglichen Teils zu – wenigstens solange Hystereseverluste im magnetisch leitenden Material nicht bedeutend sind.
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In einer Ausführungsform ist das Magnetteil mit einer feststehenden Drehachse relativ zur Spule drehbar befestigt, so dass das von den Wirbelströmen erzeugte Magnetfeld mit den magnetischen Nord- und Südpolen auf solche Weise wechselwirkt, dass das Magnetteil gezwungen wird sich zu drehen, wenn das bewegliche Teil sich bewegt. Beispielsweise kann der Generator in einem Gehäuse eingerichtet sein, an dem die Spule befestigt ist, und das Magnetteil ist drehbar befestigt – derart, dass das Magnetteil relativ zur Spule drehbar befestigt ist. Das Gehäuse kann eine Öffnung umfassen, durch die das bewegliche Teil hervorstehen kann, so dass es mit dem elektrisch leitenden Teil Wechselwirken kann. Alternativ kann der Generator so aufgebaut sein, dass das Gehäuse eine wasserdichte Hülle für die Spule und das Magnetteil bereitstellt – in diesem Fall kann das Magnetteil mit dem elektrisch leitenden Teil durch einen Teil, beispielsweise einen Mantel, des Gehäuses Wechselwirken, der so dünn hergestellt sein kann, beispielsweise 0,5 mm dick, dass magnetische Verluste im Mantel unerheblich oder im Wesentlichen unerheblich sind.
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In einer Ausführungsform umfasst der Generator ein Element aus magnetisch leitendem Material, das dafür eingerichtet ist, das Magnetfeld zwischen den Nord- und Südpolen des Magnetteils zu führen, wobei die Wicklungen der Spule um einen Teil des Elements aus magnetisch leitendem Material herum gewickelt sind.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Wicklung der Spule direkt um das Magnetteil herum gewickelt, so dass das Magnetfeld nur durch Luft vom Magnetteil zur Spule geführt wird. In dieser Ausführungsform wird gegebenenfalls kein magnetisch leitendes Material verwendet und daher kann die Ausführungsform für Konfigurationen des Generators besonders vorteilhaft sein, bei denen das Magnetteil sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, beispielsweise wenn drehbare Magnetteile mit kleinem Durchmesser verwendet werden. Dabei gilt, dass Magnetteile, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, dazu tendieren im magnetisch leitenden Material magnetische Hystereseverluste zu erzeugen und daher kann eine Luftführung des Magnetfelds zwischen dem Magnetteil und der Spule (also einer Spule mit einem Kern aus Luft) vorteilhaft zur Optimierung der elektrischen Energieerzeugung sein.
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In einer Ausführungsform umfasst der Generator ein erstes und zweites Magnetteil, die durch eine jeweils zugehörige erste und zweite feststehende Drehachse relativ zur Spule drehbar befestigt sind. Das Erzeugen von Veränderungen im Magnetfeld vom Magnetteil kann vorteilhafterweise unter mehreren Magnetteilen aufgeteilt werden. Durch die Verwendung von zwei oder mehr drehbaren Magnetteilen kann jedes der Magnetteile kleiner hergestellt werden als ein entsprechendes einzelnes Magnetteil. Beispielsweise kann ein einzelnes Magnetteil mit einem Gewicht A des magnetischen Materials gegebenenfalls durch zwei kleinere Magnetteile ersetzt werden, von denen jedes ein Gewicht von A/2 oder weniger hat, wobei gleichzeitig dasselbe Leistungsvermögen zur Erzeugung elektrischer Energie beibehalten wird. Außerdem können kleinere Magnetteile spezielle Formgebungen des Generators erleichtern, da die mehreren Magnetteile nach Bedarf positioniert werden können. Beispielsweise können die Magnetteile derart positioniert werden, dass die Form des Generators mit einem Bremsbelag oder Bremsschuh für eine Fahrradbremse integriert oder kombiniert werden können.
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In einer Ausführungsform ist der Generator dafür eingerichtet, benachbart zum elektrisch leitenden beweglichen Teil montiert zu werden, so dass an einer ersten und zweiten Stelle im beweglichen Teil, benachbart zum zugehörigen ersten und zweiten Magnetteil, Wirbelströme erzeugt werden, wenn das bewegliche Teil sich relativ zu den Magnetteilen bewegt.
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In einer Ausführungsform ist die Spule zwischen dem ersten und zweiten Magnetteil angeordnet. Durch die Anordnung der Spule zwischen zwei Magnetteilen mit entgegengesetzten Polen, derart, dass das Magnetfeld direkt durch den Spulenkern läuft, kann die Spule gegebenenfalls größeren Magnetfeldveränderungen ausgesetzt sein.
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In einer Ausführungsform umfasst der Generator ein Element aus magnetisch leitendem Material, das dafür eingerichtet ist, das Magnetfeld zwischen einem Pol des ersten Magnetteils und einem Pol (möglicherweise mit entgegengesetzter magnetischer Polarität) des zweiten Magnetteils zu führen, wobei die Wicklungen der Spule um einen Teil des magnetisch leitenden Materials herum gewickelt sind.
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In einer Ausführungsform ist das Element aus magnetisch leitendem Material U-förmig oder E-förmig, wobei das U-förmige oder E-förmige magnetisch leitende Material ein U-förmiges oder E-förmiges Element ist, das wenigstens zwei Schenkel und ein Verbindungsteil, das die zwei Schenkel verbindet, umfasst, wobei das U-förmige oder E-förmige Element dafür eingerichtet ist, das Magnetfeld vom ersten Magnetteil über einen der Schenkel und über den anderen Schenkel, oder einen der verbleibenden Schenkel, zum zweiten Magnetteil zu führen, und wobei:
- a) die Wicklung der Spule um das Verbindungsteil herum gewickelt ist, oder
- b) die Wicklung einer ersten Spule um einen der Schenkel oder einen Teil des Verbindungsteils herum gewickelt ist und die Wicklung einer zweiten Spule um den anderen Schenkel oder einen anderen Teil des Verbindungsteils herum gewickelt ist.
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Durch die Verwendung von U-förmigem oder E-förmigem magnetisch leitendem Material kann die Spule gegebenenfalls vorteilhaft entfernt vom beweglichen Teil platziert werden, was für bestimmte Entwürfe des Generators nützlich sein kann.
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Der Generator kann derart konzipiert sein, dass das Magnetteil einen minimalen Abstand von 1 bis 5 mm zum beweglichen Teil hat und derart, dass das Magnetteil einen minimalen Abstand von 0,3 bis 0,8 mm zum magnetisch leitenden Material hat. Somit kann der Abstand zwischen dem Magnetteil und dem beweglichen Teil gegebenenfalls größer gewählt werden als der Abstand zwischen dem Magnetteil und dem magnetisch leitenden Material.
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Eine zweite Eigenschaft der Erfindung betrifft eine Fahrradbeleuchtung, die Folgendes umfasst:
- – einen Generator für ein Fahrrad entsprechend der ersten Eigenschaft, und
- – eine Lichtquelle.
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In einer Ausführungsform der Fahrradbeleuchtung ist die Lichtquelle integriert mit dem Generator in einem gemeinsamen Gehäuse ausgeführt und die Fahrradbeleuchtung ist so aufgebaut, dass wenigstens ein Teil des Lichts von der Lichtquelle dazu in der Lage ist, eine Radkomponente zu beleuchten. Falls der Generator benachbart zur Felge angeordnet ist, kann eine Beleuchtung der Felge leicht erreicht werden, da die Lichtquelle so eingerichtet werden kann, dass sie wenigstens einen Teil des erzeugten Lichts auf die Felge oder den Reifen richtet. Die Beleuchtung der Felge kann dekorative Lichteffekte und/oder zusätzliche Sicherheit/Sichtbarkeit bereitstellen.
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Eine dritte Eigenschaft der Erfindung betrifft ein Generatorsystem, das Folgendes umfasst:
- – einen Generator für ein Fahrrad entsprechend der ersten Eigenschaft,
- – eine Halterung zum Befestigen des Generators derart, dass das Magnetteil benachbart zum beweglichen Teil angeordnet ist, wenn er befestigt ist.
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Eine vierte Eigenschaft der Erfindung betrifft einen Bremsschuh für eine Fahrradbremse, der Folgendes umfasst:
- – einen Generator entsprechend der ersten Eigenschaft,
- – eine Halterung zum Befestigen des Bremsschuhs an der Fahrradbremse.
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Eine fünfte Eigenschaft der Erfindung betrifft ein Fahrrad oder Fahrradteil, das Folgendes umfasst:
- – einen Generator entsprechend der ersten Eigenschaft, und
- – ein bewegliches Teil entsprechend der ersten Eigenschaft.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen elektrischen Generator für Fahrräder und ähnliche Fahrzeuge. Der Generator umfasst ein bewegliches Magnetteil, das einen Induktionsstrom in einer Spule induziert, wenn das Magnetteil sich bewegt. Der Generator ist dafür vorgesehen in der Nähe eines elektrisch leitenden Teils des Fahrrads angebracht zu werden. Das elektrisch leitende Teil, beispielsweise eine Felge, ist drehbar mit dem Fahrrad verbunden. Wenn das elektrisch leitende Teil sich dreht, erzeugt das Magnetfeld des Magnetteils Wirbelströme in dem elektrisch leitenden Teil. Die Wirbelströme erzeugen ein Magnetfeld, die das Magnetteil zwingen sich zu bewegen, beispielsweise sich zu drehen. Somit wird in der Spule ein elektrischer Strom erzeugt, wenn das elektrisch leitende Teil sich dreht.
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Allgemein können die verschiedenen Eigenschaften der Erfindung auf jede mögliche Weise innerhalb des Schutzumfangs kombiniert und verbunden werden. Diese und weitere Eigenschaften, Fähigkeiten und/oder Vorteile der Erfindung werden durch die in diesem Dokument nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen deutlich sowie mit Bezug auf diese erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Ausführungsformen der Erfindung werden, nur beispielhaft, mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der
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die 1a–1c unterschiedliche Ausrichtungen eines Magnetteils 120 in einem Generator 100 darstellen,
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2 einen Generator 100 mit einem linear beweglichen Magnet 202 darstellt,
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3a einen Generator 100 darstellt, der eine Spule 101 mit einem Kern aus magnetisch leitendem Material 301 verwendet,
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3b einen Generator 100 darstellt, der eine Spule 101 mit einem Kern aus Luft verwendet, wobei die Spule um das Magnetteil herum gewickelt ist, beispielsweise so, dass die axiale Richtung der Spule senkrecht zur axialen Richtung des drehbaren Magnetteils 102 ist,
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4 einen Generator 100 darstellt, der zwei drehbare Magnetteile 402, 403 umfasst, wobei die Spule zwischen den zwei Magnetteilen angeordnet sein kann,
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die 5a und 5b U-förmige und E-förmige Elemente aus magnetisch leitendem Material darstellen, die dazu dienen die verschiedenen Magnetfelder der Magnetteile durch die Spule zu führen,
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die 6a und 6b verschiedene Bauformen des drehbaren Magnetteils darstellen,
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7 ein Fahrrad 701 mit einem Generator, der am Fahrrad befestigt ist, darstellt, und
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8 die Integration des Generators 100 mit einem Bremsbelag 801 darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
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1a stellt eine Ausführungsform eines Generators 100 für ein Fahrrad dar. Der Generator ist dazu in der Lage elektrischen Strom zur Versorgung verschiedener elektrischer Verbraucher des Fahrrads zu erzeugen, beispielsweise für eine oder mehrere Lampen, einen Fahrradcomputer und/oder ein Ladegerät oder eine Versorgungseinheit für Digitalgeräte, wie etwa einen Mobilcomputer oder ein Mobiltelefon.
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Der Generator 100 umfasst eine Spule 101 aus elektrisch leitendem Draht, der dafür eingerichtet ist, in der Spule erzeugten Strom an einen elektrischen Verbraucher oder an Elektronik zur Energiespeicherung zu liefern.
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Der Generator 100 umfasst außerdem ein Magnetteil 102, das wenigstens einen permanenten magnetischen Nordpol N, 102a, und wenigstens einen permanenten magnetischen Südpol S, 102b, umfasst. Die Pole erzeugen ein Magnetfeld 111, das vom Nordpol zum Südpol führt.
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Das Magnetteil 102 ist relativ zur Spule beweglich angeordnet. In 1a ist das Magnetteil 102 über eine feststehende Drehachse 104 relativ zur Spule 101 drehbar befestigt.
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Die Spule 101 ist relativ zum Magnetteil 102 so angeordnet, dass die Spule dazu in der Lage ist, elektrischen Strom zu erzeugen, wenn sie einer Veränderung im Magnetfeld 111 vom Magnetteil 102 ausgesetzt ist. Die Veränderungen im Magnetfeld vom Magnetteil 102 werden erzeugt, wenn das Magnetteil 102 sich bewegt, beispielsweise sich dreht.
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Das Magnetteil 102 ist dafür vorgesehen benachbart zu einem elektrisch leitenden beweglichen Teil 120 des Fahrrads montiert zu werden, so dass das bewegliche Teil 120 einen Teil des Magnetfelds 111 vom Magnetteil 102 führen kann. Das bewegliche Teil 120 kann zusätzlich dazu, dass es elektrisch leitend ist, aus nicht-ferromagnetischem Material (beispielsweise Kohlefaser oder Aluminium) oder ferromagnetischem Material (beispielsweise Eisen oder bestimmten Stahlarten) hergestellt sein.
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Das bewegliche Teil 120 kann die Felge eines Rads des Fahrrads sein, eine Bremsscheibe einer Fahrrad-Scheibenbremse oder eine andere ring- oder scheibenförmige Einrichtung, die Teil des Fahrrads ist oder mit diesem verbunden werden kann. Wie die Felge oder Bremsscheibe dreht sich das bewegliche Teil 120 um eine Drehachse 121 wenn das Fahrrad in Betrieb ist, das heißt wenn der Radfahrer das Fahrrad fährt, so dass das bewegliche Teil sich in Richtung 122 relativ zum Magnetteil 102 bewegt.
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Das bewegliche Teil 120 kann einen durchgehenden oder ununterbrochenen (oder im Wesentlichen durchgehenden oder ununterbrochenen) Aufbau haben, so dass – wenn das Magnetteil 102 am Fahrrad benachbart zum beweglichen Teil 120 befestigt ist – das bewegliche Teil 120 immer dazu in der Lage ist, einen Teil des Magnetfelds 111 zu führen, unabhängig von der Position des beweglichen Teils. Obwohl beispielsweise eine Felge an einer Verbindungsstelle unterbrochen sein kann oder eine Bremsscheibe Belüftungslöcher haben kann, kann das bewegliche Teil gegebenenfalls sowohl dazu in der Lage sein, das Magnetfeld oder einen Teil des Felds zeitlich durchgehend zu führen, wenn das Fahrrad gefahren wird, als auch das Magnetfeld 111 zwischen den Polen des Magnetteils 102 zu führen, unabhängig von der Position des beweglichen Teils.
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Das elektrisch leitende bewegliche Teil 120 kann ein Teil des Fahrrads sein (beispielsweise eine Felge oder eine Scheibe einer Scheibenbremse, die mit dem Fahrrad verbunden werden können), dessen primärer Zweck/primäre Funktion sich von einem sekundären Zweck/sekundären Funktion unterscheidet, bei dem oder der es sich um das Führen des Teils des Magnetfelds 111 handelt. Dabei ist es die primäre Funktion der Felge ein Rad bereitzustellen, wohingegen es die sekundäre Funktion der Felge ist als Teil des Generators 100 zu arbeiten, indem sie einen magnetischen Pfad zwischen den Magnetpolen des Magnetteils 102 bereitstellt.
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Wenn das bewegliche Teil 120 sich relativ zum Magnetteil 102 bewegt, werden im beweglichen Teil Wirbelströme 151 erzeugt. Die Wirbelströme fließen in kreisförmigen Mustern innerhalb des elektrisch leitenden Materials des beweglichen Teils. Die Wirbelströme erzeugen ein Magnetfeld 152, das mit den magnetischen Nord- und Südpolen 102a, 102b des Magnetteils 102 auf solche Weise wechselwirkt, dass das Magnetteil gezwungen wird sich zu bewegen, beispielsweise sich in der Richtung 105 zu drehen.
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Die Richtung der Wirbelströme kann nach der Lenz'schen Regel bestimmt werden. Dabei haben die Wirbelströme 151 eine solche Richtung, dass das Magnetfeld 152 der Änderung des Magnetfelds 111, die die Wirbelströme erzeugt, entgegenwirkt.
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Da das bewegliche Teil 120 sich in der Richtung 122 bewegt, ändert sich das Magnetfeld 111 im beweglichen Teil 120 kontinuierlich, da neues nicht magnetisiertes Material durch das Magnetfeld 111 magnetisiert wird. Dadurch wird kontinuierlich ein entgegenwirkendes Magnetfeld 152 erzeugt, so dass das Magnetteil 102 kontinuierlich dazu angetrieben wird sich zu drehen. Dies bedeutet, da das Magnetteil 102 sich kontinuierlich bewegt, dass die Magnetfelder 111, 152 kontinuierlich ihre Richtung und Amplitude ändern, wobei die kontinuierliche Änderung der Magnetfelder 111, 152 dazu fähig ist, das Magnetteil 102 kontinuierlich anzutreiben. Hierdurch verändert sich die Stärke und Richtung des Magnetfelds 111, das sich vom Nordpol 102a zum Südpol 102b erstreckt, wobei dies eine elektromagnetische Induktion in der Spule 101 erzeugt.
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Die Drehrichtung 105 des Magnetteils 102 ist durch die Bewegungsrichtung 122 des beweglichen Teils 120 gegeben. Es sei der Zustand betrachtet, in dem das drehbar aufgehängte Magnetteil 102 eine Winkelposition hat, in der der Südpol 102b zum beweglichen Teil 120 schaut. Es werden Wirbelströme 151 erzeugt, die eine Richtung haben, um ein Magnetfeld 152 zu erzeugen, das eine Richtung hat, um der Änderung des Magnetfelds 111, die die Wirbelströme erzeugt hat, entgegenzuwirken. Daher erzeugen die Wirbelströme einen Nordpol N', der den Südpol S, 102b, in einem Versuch die Drehung des Magnetteils 102 zu stoppen, anzieht. Da jedoch das bewegliche Teil 120 sich in Richtung 122 bewegt, wird das Magnetteil 102 durch die Anziehung zwischen dem Südpol des Magnetteils 102 und dem Nordpol des beweglichen Teils 120 dazu gezwungen sich im Uhrzeigersinn in Richtung 105 zu drehen.
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In 1a ist die Drehachse 104 des Magnetteils 102 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Drehrichtung 121 und parallel oder im Wesentlichen parallel zur radialen Richtung des kreisförmigen oder scheibenförmigen beweglichen Teils 120. 1b zeigt eine Ausführungsform, bei der die Drehachse 104 des Magnetteils 102 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Drehrichtung 121 und senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung des kreisförmigen oder scheibenförmigen beweglichen Teils 120 ist. 1c zeigt eine Ausführungsform, bei der die Drehachse 104 des Magnetteils 102 parallel oder im Wesentlichen parallel zur Drehrichtung 121 und senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung des kreisförmigen oder scheibenförmigen beweglichen Teils 120 ist. Experimente haben gezeigt, dass ein Generator mit irgendeiner der Ausrichtungen des Magnetteils 102 in den 1a–1c dazu fähig ist, elektrischen Strom zu erzeugen.
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2 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform in 1, wobei das Magnetteil 202 mit einem elastischen Element, wie etwa einer Feder 201, verbunden ist, so dass das Magnetteil 202 dazu in der Lage ist, sich linear in der Richtung 105 hin- und her zu bewegen. Somit gilt, dass wenn das bewegliche Teil 120 sich in Richtung 122 bewegt, das von den Wirbelströmen 151 in Reaktion auf das Magnetfeld 111 vom Magnetteil 202 erzeugte Magnetfeld 152 eine Richtung hat, die der Richtung des Magnetfelds 111 entgegengesetzt ist, in dem Versuch, die Bewegung des beweglichen Teils 120 zu stoppen. Da jedoch das bewegliche Teil 120 durch die Antriebskraft des Fahrrads fortfährt sich zu bewegen, bewirken die Magnetpole N', S' des Magnetfelds 152, dass das Magnetteil sich mit dem beweglichen Teil solange bewegt, bis die Spannung des elastischen Elements 105 bewirkt, dass das Magnetteil 202 sich zurück bewegt. Die Oszillationsbewegung des Magnetteils 202 erzeugt in der Spule 101 einen Induktionsstrom.
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3a zeigt eine Ausführungsform des Generators 100, die zusätzlich ein Element 301 aus magnetisch leitendem Material, wie etwa Eisen, umfasst, das dafür eingerichtet ist, das Magnetfeld zwischen dem Nord- und Südpol 102a, 102b des Magnetteils 102 zu führen. Die Wicklungen der Spule 101 sind um einen Teil des magnetisch leitenden Materials herum gewickelt, so dass das Element 301 als ein Kern für die Spule dient.
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Das Element 301 aus magnetisch leitendem Material kann U-förmig sein, wobei das U-förmige Element zwei Schenkel 302, 304 und ein Verbindungsteil 303, das die beiden Schenkel verbindet, umfasst. Die Wicklungen der Spule 101 können um das Verbindungsteil oder um einen der Schenkel gewickelt sein. In einer Ausführungsform umfasst der Generator 100 zwei oder mehr Spulen. Beispielsweise kann eine erste Spule um einen ersten Schenkel 302 herum gewickelt sein und eine zweite Spule kann um einen zweiten Schenkel 304 herum gewickelt sein. Die Spulen können in Reihe oder parallel geschaltet sein.
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Die Generatoren 100 in den 1a–1c können mit zwei oder mehr Spulen aufgebaut sein. Beispielsweise kann der Generator aus 1a mit einer Spule oberhalb des Magnetteils 102 (wie in der Papierebene dargestellt) und/oder mit einer Spule unterhalb des Magnetteils 102 und/oder mit einem Magnetteil 102 links vom Magnetteil 102 ausgestattet sein. Die Möglichkeit eine oder mehrere Spulen in einem Generator 100 zu verwenden, der mit einem oder mehreren Magnetteilen aufgebaut ist, gilt für alle in diesem Dokument beschriebenen Ausführungsformen. Die Verwendung mehrerer Spulen kann das Erzeugen einer höheren elektrischen Leistung ermöglichen, da Veränderungen im Magnetfeld des Magnetteils 102 gegebenenfalls effizienter ausgenutzt werden können.
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3b zeigt eine Ausführungsform des Generators 100, bei der die Wicklungen der Spule 101 um das Magnetteil herum gewickelt sind. Wenn die Wicklungen der Spule 101 um das Magnetteil herum gewickelt sind, kann die Spule nahe beim Magnetteil 102 angeordnet werden, um magnetische Verluste zu vermeiden oder zu minimieren und um eine kompakte Bauweise zu erreichen. Die Ausführungsform aus 3b ist somit dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld von den Magnetpolen des Magnetteils 102 durch Luft zur Spule 101 geführt wird.
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Der Generator 100 in 3b kann auch mit zwei oder mehr Spulen konzipiert werden. Beispielsweise kann eine zweite Spule 101 in einem Winkel zur ersten Spule um das Magnetteil herum gewickelt werden.
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4 zeigt eine Ausführungsform des Generators 100, die ein erstes und zweites Magnetteil 402, 403 umfasst, die durch eine zugehörige erste und zweite feststehende Drehachse 404, 405 relativ zur Spule 101 drehbar befestigt sind. Das erste und zweite Magnetteil 402, 403 sind benachbart zum beweglichen Teil 120 angeordnet, so dass an einer ersten und zweiten Stelle 421, 422 im beweglichen Teil, benachbart zum zugehörigen ersten und zweiten Magnetteil 402, 403, Wirbelströme erzeugt werden, wenn das bewegliche Teil sich relativ zu den Magnetteilen bewegt.
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Die Wirbelströme an der ersten und zweiten Stelle 421, 422, die durch das Magnetfeld 111 und die Bewegung des beweglichen Teils verursacht werden, erzeugen Magnetfelder entsprechend dem Prinzip, das zuvor mit Bezug auf 1a beschrieben wurde. Die Magnetfelder der Wirbelströme an der ersten und zweiten Stelle 421, 422 Wechselwirken mit dem jeweiligen Magnetteil 402, 403 auf solche Weise, dass die Magnetteile gezwungen werden sich zu drehen.
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Der Generator 100 kann so aufgebaut sein, dass das erste und zweite Magnetteil 402, 403 benachbart zum beweglichen Teil angeordnet werden können. Beispielsweise können das erste und zweite Magnetteil 402, 403 in einer umlaufenden Richtung entlang einem Teil des beweglichen Teils positioniert sein, beispielsweise entlang einem Teil der Felge oder entlang einer umlaufenden Richtung einer Scheibenbremse. Alternativ oder zusätzlich können das erste und zweite Magnetteil 402, 403 entlang einer radialen Richtung positioniert sein, beispielsweise von einer Bremsscheibe.
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Da der Nordpol N, 402a des ersten Magnetteils 402 den Südpol S, 403b des zweiten Magnetteils 403 anzieht und der Südpol S, 402b des ersten Magnetteils 402 den Nordpol N, 403a des zweiten Magnetteils 403 anzieht, drehen sich das erste und zweite Magnetteil auf synchrone Weise, so dass ein Pol 402a, 402b des ersten Magnetteils zu einem Pol 403a, 403b entgegengesetzter magnetischer Polarität ausgerichtet ist, wenn die Pole benachbart sind.
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Obgleich eine Spule zwischen dem ersten und zweiten Magnetteil 402, 403 platziert sein kann, kann der Aufbau des Generators 100 in 4 zusätzlich mit einer oder mehreren zusätzlichen Spulen ausgestattet sein, die sich beispielsweise links von den Magnetteilen (in der dargestellten Ebene) befinden.
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Die Spule 101 kann zwischen dem ersten und zweiten Magnetteil 402, 403 angeordnet sein, so dass zu einem Zeitpunkt, wenn das erste und zweite Magnetteil 402, 403 sich aufgrund der Wechselwirkung mit den von den Wirbelströmen erzeugten Magnetfeldern drehen, der Nordpol N, 402a des ersten Magneten 402 auf ein Ende der Spule ausgerichtet ist und der Südpol S, 403b des zweiten Magneten 403 auf das andere Ende der Spule ausgerichtet ist. Die Enden der Spule entsprechen den Polen der Spule. Dadurch, dass die Spule zwischen zwei drehbaren Magnetteilen 402, 403 platziert wird, ist es möglich, in der Spule höhere Ströme zu induzieren, da die Änderungen im Magnetfeld in der Spule wenigstens zweimal größer als bei einem Aufbau sind, bei dem die Spule nicht in Sandwich-Anordnung zwischen zwei Magnetteilen 402, 403 angeordnet ist.
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Das erste und zweite Magnetteil 402, 403 sind durch einen minimalen Abstand 481 zwischen sich anschauenden Polen getrennt und das erste und zweite Magnetteil sind durch einen minimalen Abstand 482 vom beweglichen Teil 120 getrennt. Das erste und zweite Magnetteil 402, 403 können durch einen solchen Abstand 481 getrennt sein, dass ein Bremsdrehmoment, das vom ersten Magnetteil 402 auf das zweite Magnetteil 403 ausgeübt wird, kleiner ist – beispielsweise 5–30 Prozent kleiner – als das Antriebsdrehmoment, das von den Magnetfeldern der Wirbelströme auf das erste oder zweite Magnetteil 402, 403 ausgeübt wird. Das Verhältnis der Abstände 481, 482 hängt von der magnetischen Stärke der Magnetpole der Magnetteile 402, 403 ab. Beispielsweise kann der Abstand 482 im Bereich von 1–5 mm liegen und der Abstand 481 kann im Bereich von 3–10 mm liegen. Im Allgemeinen sollte der minimale Abstand 481 zwischen Polen größer sein als der minimale Abstand 482 zwischen Polen und dem beweglichen Teil 120 – jedoch in Abhängigkeit von der magnetischen Stärke der Magnetteile 402, 403.
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In einer Ausführungsform umfasst der Generator 100 ein Element 401 aus magnetisch leitendem Material, das dafür eingerichtet ist, das Magnetfeld zwischen einem Pol 402a, 402b des ersten Magnetteils 402 und einem Pol 403a, 403b des zweiten Magnetteils 403 zu führen, wobei die Wicklungen der Spule um einen Teil des magnetisch leitenden Materials herum gewickelt sind, so dass das Magnetfeld durch die Spule hindurch läuft.
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5A zeigt eine Ausführungsform des Generators 100, die ein erstes und zweites Magnetteil 402, 403 und ein U-förmiges Element aus magnetisch leitendem Material 501 umfasst. Das U-förmige Element umfasst zwei Schenkel (511, 512), von denen jeder sich in Richtung eines der Magnetteile 402, 403 erstreckt, und ein Verbindungsteil (513), das die zwei Schenkel verbindet. Das U-förmige Element 501 ist somit dafür eingerichtet, das Magnetfeld vom ersten Magnetteil 402 über einen der Schenkel und das Verbindungsteil sowie über den anderen Schenkel zum zweiten Magnetteil 403 zu führen. Die Wicklungen der Spule 101 können um das Verbindungsteil oder einen der Schenkel herum gewickelt sein. Alternativ kann eine erste Spule um einen der Schenkel herum gewickelt sein und eine zweite Spule kann um den anderen Schenkel herum gewickelt sein. Die erste und zweite Spule können in Reihe oder parallel geschaltet sein.
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5B zeigt ein Beispiel eines Generators 100, der ein erstes, ein zweites und ein drittes Magnetteil 402, 403, 512 sowie ein E-förmiges Element aus magnetisch leitendem Material 502 umfasst. Das E-förmige Element umfasst drei Schenkel (521–523), wobei jeder von ihnen sich in Richtung eines der Magnetteile 402, 403, 512 erstreckt, sowie ein Verbindungsteil (524), das die drei Schenkel magnetisch verbindet. Somit ist das E-förmige Element 502 dafür eingerichtet, das Magnetfeld vom ersten Magnetteil 402 über einen der Schenkel und das Verbindungsteil zum zweiten Magnetteil 403 und zum dritten Magnetteil 512 zu führen, und dies über die anderen beiden Schenkel. Eine einzige Spule 101 kann um das Verbindungsteil oder einen der Schenkel herum gewickelt sein. Alternativ kann eine erste Spule 503 um einen Teil des Verbindungsteils herum gewickelt sein, an einer Stelle zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel, und eine zweite Spule 504 kann um einen anderen Teil des Verbindungsteils herum gewickelt sein, an einer Stelle zwischen dem zweiten und dritten Schenkel. Die erste und zweite Spule können so verbunden sein, wie dies mit Bezug auf 5a beschrieben ist.
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Die Prinzipien der Ausführungsformen nach denen zwei oder mehr Magnetteile vorhanden sind, wie dies mit Bezug auf 4, 5a und 5b beschrieben ist, können auch auf die Ausführungsform des Generators aus 2 angewendet werden, bei der ein linear verschiebbares Magnetteil 102 verwendet wird. Der Generator kann somit zwei oder mehr linear verschiebbare oder drehbare Magnetteile mit oder ohne magnetisch leitende Elemente zum Führen des Magnetfelds zwischen den Magnetteilen umfassen.
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Um eine effiziente Energieerzeugung durch den Generator 100 zu gewährleisten, kann die minimale Trennung 583 zwischen dem Magnetteil 102, 202, 402, 403, 512 und dem magnetisch leitenden Element 301, 401, 501, 502 zwischen 0,3 und 0,8 mm liegen und die minimale Trennung zwischen dem Magnetteil 102, 202, 402, 403, 512 und dem beweglichen Teil 120 kann zwischen 1 und 5 mm liegen. Der Ausdruck „minimale Trennung” in Bezug auf die Abstände 481, 482, 582, 583 bezieht sich auf den minimal messbaren Abstand zwischen zwei Elementen.
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Das drehbare Magnetteil 102, 402, 403, 512 einer beliebigen Ausführungsform des Generators 100 kann zwei oder mehr Pole umfassen. 6A zeigt ein Beispiel eines drehbaren Magnetteils 601, das drei Nordpole und drei Südpole umfasst.
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6A zeigt, dass das drehbare Magnetteil 601 einen kreisförmigen äußeren Umfang hat (in einer Ebene senkrecht zur Drehachse 104) und das jeder der Magnetpole, also Magnete, im Magnetteil 601 entlang dem äußeren Umfang des Magnetteils 601 abgerundet ist, um so den kreisförmigen äußeren Umfang des Magnetteils 601 zu bilden. 6A zeigt auch, dass der Abrundungsradius der einzelnen Magnete gleich oder im Wesentlichen gleich dem Radius des kreisförmigen äußeren Umfangs des Magnetteils 601 ist. 6A zeigt auch, dass der Abrundungsradius der einzelnen Magnetteile entlang dem Außenbogen der einzelnen Magnetteile konstant oder im Wesentlichen konstant ist. Der kreisförmige äußere Umfang hat den vorteilhaften Effekt, dass der Abstand zwischen dem kreisförmigen äußeren Umfang und dem elektrisch leitenden beweglichen Teil 120 während des Betriebs des Generators 100 konstant oder im Wesentlichen konstant ist, und dies unabhängig von der Winkelposition des Magnetteils 601.
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6A zeigt außerdem, dass das drehbare Magnetteil 601 aus benachbarten einzelnen Magneten aufgebaut ist, das heißt, dass die Magnetpole oder Magnete im Magnetteil 601 aneinander angrenzend angeordnet sind.
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Wie in 6A dargestellt, gibt es keine Trennung oder im Wesentlichen keine Trennung zwischen zwei benachbarten Magneten. Dies bedeutet, dass der Abstand von einer Oberfläche eines der Magneten zu einer Oberfläche eines benachbarten Magneten (von entgegengesetzter magnetischer Polarität) null oder im Wesentlichen null beträgt. In der Praxis kann eine dünne Schicht eines Klebstoffs zwischen den Oberflächen benachbarter Magneten vorhanden sein, so dass aufgrund der Klebstoffschicht der Abstand zwischen Oberflächen nicht genau null ist.
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6B zeigt eine praktische Ausführungsform eines drehbaren Magnetteils 602, das aus mehreren Magneten 603, die einen Nordpol 611 und einen Südpol 612 umfassen, einem Körper 604 und einer Achse 104 aufgebaut ist. Der Körper 604 kann aus magnetisch nicht-leitendem Material, wie etwa Kunststoff, oder vorzugsweise aus einem magnetisch leitenden Material hergestellt sein. Die Magnete 603 können dadurch am Körper 604 befestigt sein, dass sie in Löcher im Körper 601 eingesetzt sind oder dass die Magnete 603 in den Körper 604 eingebettet sind.
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Im Gegensatz zur Ausführungsform in 6B enthält die Ausführungsform in 6A keinen Körper, an dem die Magnete 603 befestigt oder angebracht sind. Stattdessen ist das drehbare Magnetteil 601 in 6A aus einzelnen Magneten aufgebaut, die aneinander befestigt sind, beispielsweise durch das Verbinden benachbarter Magnete durch die alleinige Verwendung eines Klebstoffs, derart, dass die verbundenen Magnete ein Magnetteil 601 bilden, das selbsttragend ist, das heißt, dass keine weitere tragende Struktur zum Halten der Magnete an ihrem Platz benötigt (ausgenommen möglicherweise von Klebstoff, der zwischen den Magneten angewendet ist).
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6A zeigt, dass das Magnetteil 601 mit einem Loch in der Mitte zum Halten einer Achse 104 ausgestattet sein kann.
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Allgemein kann das Magnetteil eine Zahl einzelner Magnete haben, die gleich einem ganzzahligen Vielfachen von zwei ist, beispielsweise 2, 4, 6, 8 oder mehr Magnete. Jeder Pol im Magnetteil, beispielsweise ein Südpol S, liegt in Form eines Magneten vor, der einen Süd- und einen Nordpol hat. Der Einfachheit halber ist in 6a nur der äußerste Pol dargestellt.
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Allgemein ist ein magnetischer Nordpol N entgegengesetzt zu einem magnetischen Südpol angeordnet, also in einem Winkel von 180 Grad. Die Drehachse 104 ist so angeordnet, dass sie sich zwischen den Polen erstreckt und vorzugsweise in der Mitte des drehbaren Magnetteils 102, 402, 403, 512, 601, 602.
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7 (oberer Teil) veranschaulicht ein Fahrrad 701 (der Einfachheit halber sind hier nur die Gabel und das Vorderrad des Fahrrads dargestellt). Das Fahrrad 701 umfasst den Generator 100 und das bewegliche Teil 120, wobei hier das bewegliche Teil die Felge 703 eines Rads 702 ist. Der Generator 100 kann speziell dafür ausgelegt sein an einem Fahrradteil angebracht zu werden, beispielsweise an der Gabel 704, so dass das Magnetteil 102 des Generators 100 benachbart zum elektrisch leitenden Teil des beweglichen Teils 120 platziert ist sowie mit einem gegebenen Abstand 582, wie dies in der Vorderansicht im unteren Teil in 7 dargestellt ist.
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Der Generator 100 kann ein Teil eines Generatorsystems 711 sein, das den Generator 100 und eine Halterung 705 zum Befestigen des Generators umfasst (siehe 7), so dass das Magnetteil 102 sich benachbart zum beweglichen Teil befindet, wenn er befestigt ist. Entsprechend kann die Halterung speziell konzipiert sein, um eine korrekte Position und Befestigung des einen oder der mehreren Magnetteile 102 relativ zum beweglichen Teil 120 zu erreichen.
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Entsprechend kann der montierbare Generator 100 als ein Fahrradgenerator 100 oder ein Fahrradgeneratorsystem 711 verkauft werden, der oder das durch den Anwender auf spezielle Weise zu montieren ist, damit er oder es richtig funktioniert, da die Funktion des Generators 100 von der richtigen Montage relativ zum beweglichen Teil 120 des Fahrrads 701 abhängt. Der Generator 100 kann zusammen mit der Montageanleitung verkauft werden, die dem Anwender erklärt, wie der Generator relativ zum beweglichen Teil 120 montiert werden muss.
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Alternativ kann der Generator 100 zusammen mit einem Fahrrad 701 oder Fahrradteil (beispielsweise einer Gabel 704 mit einem zugehörigen Rad 702) verkauft werden. Somit kann ein Fahrradgeschäft oder -händler ein Fahrrad verkaufen, das einen montierbaren Generator 100 hat, der am Fahrrad montiert ist. Alternativ kann der Generator in ein Teil des Fahrrads 701 integriert sein; beispielsweise kann der Generator 100 in die Gabel 704 integriert sein, so dass nur ein kleiner Teil des Generators 100 aus der Gabel herausragt.
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7 veranschaulicht eine Bremsscheibe 720, die als elektrisch leitendes bewegliches Teil 120 für den Generator 100 verwendet werden kann. Der Generator 100 und der Bremsschuh und Bremsmechanismus sind in 7 nicht in Kombination mit der Bremsscheibe 720 dargestellt.
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In einer alternativen Ausführungsform des Fahrradteils, das den Generator 100 umfasst, kann der Generator 100 in ein Fahrradteil integriert sein, das ein Bremsschuh ist. 8 zeigt ein Beispiel eines Bremsschuhs 800, der den Generator 100, ein Bremsmaterial oder Bremsbelag 801 und ein Befestigungsmittel 802 zum Befestigen des Bremsschuhs an einer Fahrradbremse, wie etwa einer Felgenbremse (V-Bremse oder Cantilever-Bremse) oder Scheibenbremse, umfasst. Der Bremsschuh 800 kann zusätzlich eine Lichtquelle umfassen, die mit der Spule des Generators 100 verbunden ist. Der Bremsschuh 800 kann als ein Generator 100 konzipiert sein, der über ein Verbindungselement 803 mit einem Bremsschuh verbunden werden kann. Beispielsweise kann der Generator 100 als eine Verlängerung mit einem Bremsschuh verbunden werden. Alternativ kann der Bremsschuh 800 so konzipiert sein, dass der Generator 100 integriert mit einem Bremsschuh ausgeführt ist, um eine einzige Einheit zu bilden, beispielsweise indem sowohl das Bremsmaterial 801 als auch der Generator auf einem einzigen Träger 804 befestigt sind. Der Bremsschuh 800 kann mit einem Einstellmittel ausgestattet sein, das dazu fähig ist, den Abstand 805 zwischen der Bremsoberfläche des Bremsmaterials 801 und dem Oberflächenteil des Generators, das dafür vorgesehen ist zum beweglichen Teil 120 zu zeigen, einzustellen. Hierdurch kann der Abstand 582 zwischen dem Generator und dem beweglichen Teil 120 eingestellt werden, wenn das Bremsmaterial 801 sich abnutzt.
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Der Generator 100 kann als Fahrradbeleuchtung konzipiert sein, die den Generator 100 und eine Lichtquelle, wie etwa eine LED, umfasst sowie möglicherweise zugehörige Elektronik zur Anpassung der Leistungsabgabe von der Spule 101 auf die erforderlichen elektrischen Vorgaben für die Lichtquelle, beispielsweise Spannungsvorgaben.
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Die Lichtquelle kann mit dem Generator 100 in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein, um die Fahrradbeleuchtung 706 als einzelne Einheit zu bilden. Alternativ kann die Fahrradbeleuchtung 706 mit einer getrennten Licht abgebenden Einheit 707, die die Lichtquelle umfasst, konzipiert sein, wobei die Licht abgebende Einheit 707 mit dem Generator 100 verbunden ist oder verbunden werden kann.
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In einer Ausführungsform der Fahrradbeleuchtung ist die Lichtquelle mit dem Generator in einem gemeinsamen Gehäuse integriert und die Fahrradbeleuchtung ist so konzipiert, dass wenigstens ein Teil des Lichts von der Lichtquelle eine Radkomponente des Rads 702 beleuchtet, beispielsweise eine Radkomponente wie etwa die Felge 703, einen Reifen oder die Bremsscheibe 720.
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Die Beleuchtung der Radkomponente kann charakteristische Lichteffekte und eine zusätzliche Sichtbarkeit des Radfahrers bereitstellen und dadurch die Sicherheit erhöhen. In einer Ausführungsform umfasst die Fahrradbeleuchtung eine UV-Lichtquelle, die dafür konzipiert ist, eine Radkomponente zu beleuchten. Zur Verbesserung der Reflektion des UV-Lichts durch die Radkomponente 702 kann die Radkomponente mit UV-reflektierender Farbe beschichtet oder lackiert sein, um die Sichtbarkeit weiter zu erhöhen.
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Das drehbare Magnetteil 102 kann scheibenförmig sein und einen Durchmesser im Bereich von 5 mm bis 40 mm haben. Magnetteile mit kleinen Durchmessern im Bereich von 5 bis 10 mm werden für den Bremsschuh 800 bevorzugt. Im Allgemeinen ist es vorzuziehen zwei oder mehr drehbare Magnetteile mit relativ kleinen Durchmessern zu verwenden anstatt einem einzigen drehbaren Magnetteil mit einem größeren Durchmesser, um dadurch das elektrische Nenn-Leistungserzeugungsvermögen des Generators 100 in Bezug auf die Masse der Permanentmagnete zu optimieren, die für das Magnetteil 102, 402, 403, 512, 601, 602 verwendet werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung und der vorangehenden Beschreibung detailliert beschrieben und veranschaulicht, wobei diese Veranschaulichung und Beschreibung veranschaulichend und beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen sind; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt. Durch das Anwenden der Erfindung aufgrund des Studiums der Zeichnung, der Beschreibung und der beigefügten Ansprüche sind für den Fachmann weitere Variationen der offenbarten Ausführungsformen verständlich und ausführbar. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassen” nicht andere Elemente oder Schritte aus und der unbestimmte Artikel „ein” schließt nicht mehrere Elemente oder Schritte aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in unterschiedlichen abhängigen Ansprüchen aufgeführt werden, ist kein Hinweis darauf, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft angewendet werden kann. Beliebige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht so aufzufassen, dass sie den Schutzbereich einschränken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 0133700 [0003, 0005]
- EP 2178738 [0004, 0005]
