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"Beleuchtungsanlage für Fahrräder" Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanlage
für Fahrräder, bestehend aus einem nach Freigabe einer an seiner Halterung vorgesehenen
Rastvorrichtung mit seiner Antriebskrone federbelastet am Reifen anliegenden Dynamo,
der über einen Lampenstromkreis mit einen Scheinwerfer und einem Rücklicht verbunden
ist.
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in Fahrraddynamo gibt bekanntlich nur bei hinreichender Drehzahl genügend
Leistung b, um den üblicherweise aus einem Scheinwerfer und einem Rücklicht bestehenden
Lampenstromkreis ausreichend zu versorgen. Bei Dunkelheit sind daher sehr langsam
fahrende und vor allem stehende Radfahrer, die beispielsweise an Verkehrsampeln
warten oder sich zum Abbiegen eingeordnet haben besonders gefährdete Verkehrsteilnehmer.
IIinzu kommt, daß vor alle Kinder als Radfahrer sich häufig dessen nicht bewußt
sind, daß sie beim Stehenbleiben weges es Erlöschens der Beleuchtung für andere
Verkehrsteilnehmer sehr schlecht und in manchen Fällen zu sonst erkennbar sind und
es daher an einem cntsprechcnd vorausschauenden Verh<en fehlen lassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugruride,eine Beleuchtungsanlage
der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die eine ausreichende Stromversorgung
des Lampenstromkreises, also eine Mindesthellikeit für das Rücklicht und/oder den
Scheinwerfer auch dann sicherstellt, wenn der Fahrraddynamo gegebenenfalls auch
nur kurzzeitig keine oder eine a geringe Leistung abgibt, sei es weil er Radfahrer
anhält oder zu langsam fährt oder auch
die Antriebskrone des Dynamos
irll:Tinter infolge Vereisung zeitwcisc an der Reifonflanke gleitet statt dort ebzuro]len.
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niese Aufgabe ist erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß der Ijalte rung
ein in deren Ruhestellung geöffneter Schalter zugeordnet ist, der bei am Reifen
anliegendem Dynamo eine Hilfsstromquelle an den Lampenstromkreis anschaltet, und
daß zwischen dem Dynamo und dem Lampenstromkreis eine Einrichtung liegt, die den
Stromfluß erst dann freigibt, wenn die Dynamospannung einen Hindestwert überschreitet.
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Durch diese Ausbildung wird in einfacher, aber zuverlässiger Weise
erreicht, daß der Lampenstromkreis in allen Fahrzuständen des Fahrrades, also auch
beim Stillstand, genügend Strom erhält, so daß der Radfahrer unter den eingangs
geschilderten Umständen besser als bisher gesichert ist, ohne daß ihm die zusätzliche
Bedienung eines gesonderten Schalters oder dergleichen zugemutet würde. Da die Hilfsstromquelle
bei in Ruhe befindlichem Dynamo vollständig abgeschaltet ist und ihr bei am Reifen
anliegendem Dynamo nur während der Zeit Leistung entnommen wird, während der Dynamo
selbst zuwenig Leistung oder keine Leistung liefert, ist eine lange Lebensdauer
gewährleistet. Ein besonderer Vorteil der Beleuchtungsanlage nach der Erfindung
besteht aber vor allem auch darin, daß die Minderung des Unfallrisikos durch einige
wenige,die bekannten Beleuchtungsanlagen ergänzendetBauteile, die preiswert herstellbar
und funktionssicher sind, erreicht wird.
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Eine zweckmäßige, die Kapazität der Hilfsstromquelle gut ausnützende
Ausführungsform der Beleuchtungsanlage nach der Erfindung sieht vor, daß der Mindestwert
der Dynamospannung, bei dem die Einrichtung den Stromfluß zum Lampenstromkreis freigibt,
gleich
der Spannung der Hilfsstromquelle ist.
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Im einfachsten Fall kann die Hilfsstromquelle eine handelsübliche
Batterie sein.
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Vor allem bei häufiger Benutzung des Fahrrades bei Nacht empfiehlt
es sich aber, als Hilfsstromquelle einen wiederaufladbaren Kleinakkumulator beispielsweise
aus Nickel-Cadmium-Zellen mit ihren bekanntenWorteilen, zu verwenden.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung,
die den Stromfluß vom Dynamo zum Lampenstromkreis erst dann freigibt, wenn die Dynamospannung
einen Mindestwert überschreitet, eine Diode, die gleichzeitig dafür sorgt, daß die
Hilfsstromquelle sich nicht über den Dynamo entladen kann.
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Die üblichen Dynamos sind Wechselstromgeneratoren. Insbesondere bei
knapp bemessener Nennleistung derselben kann es sich empfehlen, die Einrichtung
als Diodenbrückenschaltung auszuführen.
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Handelsübliche Dynamos liegen zwar einseitig an Masse; es bereitet
jedoch keine Schwierigkeiten, entweder einen solchen handelsüblichen Dynamo über
ein Isolierzwischenstück am Fahrradrahmen zu befestigen oder den zweiten Wechselspannungsanschluß
ebenfalls isoliert herauszuführen.
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Ausführungsformen, bei denen die genannte Einrichtung entweder eine
Diode oder eine Diodenbrücke ist, haben zwar den Vorteil, besonders kostengünstig
und hinsichtlich dieser Einrichtung platzsparend zu sein. In Kauf genommen werden
muß jedoch der Spannungsabfall über der Diode bzw. der Diodenbrücke.
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Dies kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch
vermieden werden, daß die Einrichtung ein parallel zu dem
Dynamo
liegendes Relais mit einem Umschaltkontakt ist, der in Ruhelage den Lampenstromkreis
mit der Hilfsstromquelle und in Arbeitslage mit dem Dynamo verbindet. ifandelsübliche
Relais für Schaltleistungen von wenigen Watt, wie sie hier allenfalls in Betracht
kommen, sind dabei derart klein, daß der zusätzliche Platzbedarf kaum ins Gewicht
fällt.
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Nach einer Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform wird ein
sichereres Ansprecherkes Relais dadurch erreicht bzw.
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ein Flattern dadurch vermieden, daß parallel zu dem Relais ein Kondensator
und in Serie zu dieser Parallelschaltung eine Diode liegt.
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Die Ausbildung der genannten Einrichtung als Relais in Verbindung
mit der Verwendung eines Kleinakkumulators als ilfsstromquelle ermöglicht außerdem
in besonders vorteilhafter Weise eine Wiederaufladung der letzteren dadurch, daß
der eine Anschluß des Dynamos über eine weitere Diode und gegebenenfalls einen Strombegrenzungswiderstand
dauernd mit dem einen Pol des Kleinakkumulators verbunden ist, dessen anderer Pol
direkt mit dem anderen Anschluß des Dynamos verbunden ist, derart, daß bei die Spannung
des Kleinakkumulators übersteigender Spannung des Dynamos letzterer ersteren auflädt.
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Eine einfache Funktionskontrolle der Beleuchtungsanlage ergibt sich
erfindungsgemäß dann, wenn parallel zu dem Dynamo eine Lumineszenzdiode in Serie
mit einem Schutzwiderstand liegt, wobei die eine völlig vernachlässigbare Leistung
verbrauchende Lumineszenzdiode im Blickfeld des Radfahrers beispielsweise im Scheinwerfergehäuse
anzuordnen ist.
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Diese zuletzt genannte Ausführungsform kann nach dem Vorschlag der
Erfindung ferner noch dahingehend weitergebildet werden,
daß a Betriebszustand
der Lumineszenzdiode erkennbar ist, ob linie für den Lampenstromkreis benötigte
Leistung der Hilfsstromquelle entnommen oder vom Dynamo geliefert wird. Dieser Vorteil
stellt sicli cin, wenn in serie :1it der T.umineszenzdiode eine Zenerdiode liegt,
deren Zenerspannung gleich der für das Anschalten des Dynamos an den Lampenstromfreis
erforderlichen indestspannung abzüglich der Durchlaßspannung der Lumineszenzdiode
ist.
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ine andere Ausführungsform der Beleuchtungsanlage gestattet ebenfalls
einen etwa verwendeten Kleinakkumulator unmittelbar aus dem Dynamo wiederaufzuladen
und erreicht dies dadurch, daß der Masseanschluß des Lampenstromkreises über eine
weitere, für den Batteriestrom In Durchlaßrichtung liegende Diode mit dem entsprechenden
Pol der Batterie und dieser über eine weitere Diode mit demJenigen Anschluß des
Dynamos verbunden ist, von dem die erste Diode abgeht.
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.s wurde bereits erwähnt, daß der Hilfsstromquelle im Normalfall im
Durchschnitt nur sehr wenig Leistung entnommen wird und daß die Einrichtung zwischen
Dynamo und Lampestromkreis sich sehr platzsparend ausführen läßt. Daher sieht eine
besonders bevorzugte Ausführungsform der Beleuchtungsanlage vor, daß die STilfsstromquelle
und die Einrichtung im Scheinwerfergehäuse untergebracht sind.
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In der Zeichnung ist eine Beleuchtungsanlage nach der Erfindung in
beispielsweise gewählten Ausführungsformen und Schaltbildern schematisch vereinfacht
dargestellt. Fs zeigt: Fig. 1 eine praktische, etwas vereinfacht wiedergegebene
Ausführungsform der Beleuchtungsanlage nach der Er-1 inciii,
Fig.
2 bis 8 Schaltbilder verschiedener möglicher elektrischer Schaltungen dieser Beleuchtungsanlage.
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Die in Figur 1 in einer vereinfachten Seitenansicht wiedergegebene
Beleuchtungsanlage umfaßt einen ueber eine Halterung 1 wie üblich an der Vorderradgat:lel.
eines Fahrrades befestigten Dynamo 4 üblicher Bauart. Dieser Dynamo 4 wird über
eine einen Bestandteil der Halterung 1 bildende, nicht näher dargestellte Rastvorrichtung
bekannter Art gegen die Kraft einer im Inneren der Halterung angeordneten Feder
in der Ruhestellung gehalten, bis die Rastvorrichtung je nach Ausführungsform durch
Druck auf einen Knopf oder eine Klinke entsperrt wird und der Dynamo 4 mit seiner
Antriebskrone an der Flanke des Reifens 3 anliegt.
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Bei dieser Bewegung nimmt der Dynamo 4 das innenseitig, also reifenseitig
liegende Ende eines Betätigungsbügels eines üblichen Mikroschalters 2 mit, der auf
der Halterung 1 in passender Weise befestigt ist. Der Weg des Betätigungsbügels
ist dabei so bemessen, daß die Kontakte des Schalters 2 im RuhezlJstand des Dynamos
4 geöffnet, im Arbeitszustand, also bei gekipptem Dynamo, geschlossen sind. Hervorzuheben
ist, daß der Schalter 2 auch an anderer Stelle sitzen kann und die dargestellte,
in zwei Ebenen gekröpfte Ausführung des Betätigungsbügels lediglich ein Beispiel
darstellt. Wesentlich ist allein, daß im Ruhezustand des Dynamos 4 ein elektrisches
Kontaktpaar geöffnet, im gekippten Arbeitszustand des Dynamos 4 geschlossen ist.
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Der Dynamo 4 liegt einseitig an Masse. Der andere Anschluß ist über
einen getrennten, isolierten Leiter ebenso wie die beiden Anschlüsse des Schalters
2 in einem gemeinsamen Kabel nach oben zu dem Scheinwerfer der Beleuchtungsanlage
geführt, deren Rücklicht der Einfachheit halber weggelassen wurde. Der beispielsweise
auf dem Fahrradschutzblech sitzende Scheinwerfer bekannten äußeren Aufbaus enthält
in seinem Inneren gemäß der gestrichelten
Darstellung zusätzlich
zu der üblichen, im Brennpunkt eines Parabolreflektors sitzenden Birne 8, eine Hilfsstromquelle
5 und eine elektrisch gesehen zwischen dem Lampenstromkreis und dem Dynamo 4 liegende
Einrichtung 6, welche Teile gemäß den nachstehend beschriebenen Schaltbildern ausgeführt
bzw. verbunden sein können. Schematisch vereinfacht dargestellt ist in Figur 1 lediglich,
daß die Hilfsstromquelle 5 (ebenso wie die Birne 8, die nichtdargestellte Rücklichtbirne
und der Dynamo 4) einseitig über das Scheinwerfergehäuse an Masse liegt und im übrigen
in einer geeigneten Halterung durch denDruck einer Spiralfeder gelagert ist.
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Die Beleuchtungsanlage ist im einfachsten Fall gemäß Figur 2 verschaltet.
Der als Wechselstromgenerator dargestellte Fahrraddynamo 4 liegt einseitig an Masse.
Sein anderer Anschluß ist über die Diode D1 mit dem isolierten Anschluß des durch
die Lampe L symbolisierten Lampenstromkreises verbunden. Parallel zum Lampenstromkreis
liegt als Hilfsstromquelle eine Batterie B, die über den Schalter 2 angeschaltet
wird, sobald der Dynamo 4 durch Auslösen der Rastvorrichtung an den Reifen geklappt
wird.
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Die Diode D1 verhindert bei entsprechender Polung, daß die Batterie
B sich über den Dynamo 4 entlädt, solange dessen Spannung zuzüglich der Schwellenspannung
der Diode D1 niedriger als die Batteriespannung ist. übersteigt die Spannung des
Dynamos Lt mit wachsender Drehzahl seiner Antriebskrone die Batteriespannung zuzüglich
der Schwellenspannung der Diode D1, so wird der Batterie B keine Leistung mehr entnommen;
vielmehr wird der Lampenstromkreis L nun aus dem Dynamo versorgt. Sofern die Batterie
wieder-aufladbar ist, wird sie gleichzeitig in diesem Zustand rückgeladen.
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Eine ähnliche, allerdings eine isolierte Anbringung oder Ausführungsform
des Dynamos 4 erfordernde Schaltung zeigt Figur 3.
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An die Stelle der Diode D1 tritt die übliche Wechselstromgleichrichterbrücke
G1, die eine Ausnützung beider Halbwellen des Dynamos 4 ermöglicht.
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Bei der Schaltung nach Fig.4 liegt parallel zu dem Dynamo Lt ein Relais
R mit einem Umschaltkontakt r, der in der Ruhelage gezeichnet ist. Bei geschlossenem
Schalter 2 wird somit der Lampenstromkreis 11 zunächst aus der Batterie B gespeist,
bis das Relais R, dessen Ansprechspannung entsprechend bemessen ist, anzieht, wenn
die Dynamospannung annähernd gleich der Spannung der Batterie B ist. Bei nun in
Arbeitslage befindlichen Relaiskontakt r wird der Lampenstromkreis L ausschließlich
aus dem Dynamo gespeist.
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Das Ansprechverhalten des Relais R wird bei nur geringem zusätzlichen
Aufwand gemäß Figur 5 durch Vorschälten einer Diode D2 und Parallelschalten eines
Glättungskondensators C verbessert. Gleichzeitig sind bei dieser, vorzugsweise für
wiederaufladbare Batterien gedachten Ausführungsform die feststehenden Relaiskontakte
durch eine sowohl die notwendige Gleichrichtung besorgende als auch unerwünschte
Rückflüsse aus der Batterie B über den Dynamo Lt und das Relais R verhindernde Diode
D3 in Serie mit einem passend bemessenen, strombegrenzenden Schutz widerstand R1
überbrückt.
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In Figur 6 ist eine weitere Schaltung für die Beleuchtungsanlage wiedergegeben,
bei der eine Funktionskontrolle des Dynamos 4 durch die zu letzterem parallel liegende
Serienschaltung aus einer Lumineszenzdiode LD und einem Schutzwiderstand R2 mit
geringem Aufwand möglich ist. Die Lumineszenzdiode LD läßt sich ohne weiteres in
einer im Scheinwerfergehäuse zusätzlich vorzusehenden, kleinen Bohrung von außen
sichtbar unterbringen. Im übrigen entspricht die Schaltung nach Figur 6 derjenigen
nach
fi<'ur 2 Eine Weiterbildung der Schaltung nach Figur 6
ist in Figur 7 dargestellt. Hier ist anstelle des Schutzwiderstandes R2 in Serie
mit der Lumineszenzdiode LD eine Zenerdiode ZD vorgesehen, deren Zenerspannung so
bemessen ist, daß die Lumineszenzdiode LD erst dann aufleuchtet, wenn die Spannung
des Dynamos Lt so noch ist, daß der Lampenstromkreis L nicht mehr aus der Batterie
sondern aus dem Dynamo versorgt wird.
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In Figur 8 ist eine weitere Schaltung der Beleuchtungsanlage wiedergegeben,
die ebenfalls vorzugsweise für eine wiederaufladbare Batterie B gedacht ist und
sich von der Schaltung nach Figur 1 durch die zustlichen Dioden D4, D5 unterscheidet.