DE29719543U1

DE29719543U1 - Akkubetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte

Info

Publication number: DE29719543U1
Application number: DE29719543U
Authority: DE
Original assignee: ASL AUTOMATISIERUNGS GmbH
Current assignee: ASL AUTOMATISIERUNGS GmbH
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2007-11-05

Description

4 4 4 4 4 4

• 44 4444 44 4 · 4

4 4 4·

• 4 444 4

4 4 4

444 44 4

-1-

ASL-Automatisierungs-GmbH, Nordring 68, 63843 Niedernberg
Akkubetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrrad- und Taschenleuchte entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Herkömmliche Fahrrad- und Taschenleuchten der gattungsgemäßen Art besitzen einen integrierten Akkumulator, der zur Spannungserhöhung meist aus mehreren, in Reihe geschalteten Sekundärzellen besteht, und ein externes oder internes Ladegerät, bestehend aus der Ladeeinrichtung und einem Netzteil mit Netzfrequenz-Transformator mit Eisenkern für die Bereitstellung des Ladestromes aus dem öffentlichen Stromnetz. Bei den Leuchten mit externem Ladegerät wird die Leuchte zum Laden des Akkumulators aus dem öffentlichen Stromnetz entweder mit einem Ladegerät oder mit einem Steckernetzteil mittels eines Verbindungskabels verbunden. Da diese Ladegeräte meistens nur einen kleinen Strom liefern können, sind sie nicht fur eine Schnelladung des Akkumulators geeignet. Zudem fehlt häufig eine Ladeüberwachung zur Abschaltung des Ladestromes nach der Volladung des Akkumulators. Dadurch kann es jedoch zu einer Überladung und damit zu einer Beschädigung des Akkumulators kommen. Bei den Leuchten mit internem Ladegerät sind neben dem Akkumulator auch die Ladeeinrichtung und das Netzteil in das Gehäuse integriert. Aus der DE 43 37 456 C2 ist eine derartige Fahrradleuchte bekannt, bei der mittels eines in einem klappbaren Stecker integrierten Netzteils mit Netzfrequenz-Transformator mit Eisenkern und einer im Leuchtengehäuse integrierten Ladeeinrichtung ein Akkumulator direkt aus dem öffentlichen Stromnetz aufgeladen werden kann. Die Ladeeinrichtung und das Netzteil müssen naturgemäß sehr klein sein, damit sie im Leuchtengehäuse Platz finden. Aufgrund dieser benötigten kleinen Abmessungen des Netzteils steht jedoch nur ein kleiner Ladestrom zur Verfugung, weshalb sich sehr lange Ladezeiten, beispielsweise 16 Stunden, ergeben. Weiterhin ist die Leuchte aufgrund des

-2-

verwendeten Netzfrequenz-Transformators mit Eisenkern immer noch relativ schwer und dadurch unhandlich.

Bei anderen Ausführungsformen einer solchen Leuchte werden aus Platz- oder Gewichtsgründen zur Erzeugung des Ladestromes anstelle des Netzteils Widerstände verwendet. Die damit erzielbaren Ladeströme sind noch kleiner wie bei der Verwendung eines Netzteils, weshalb sich noch längere Ladezeiten, beispielsweise 20 Stunden, ergeben. Aufgrund der kleinen Ladeströme ist hierbei eine Ladestromüberwachung nicht erforderlich, da eine schädliche Überladung des Akkumulators nicht erfolgen kann.

Weiterhin besitzen alle diese auf dem Markt erhältlichen Leuchten keine mehrstufigen Ladezustandsanzeigen, die eine sehr genaue Bestimmung des aktuellen Ladezustandes des Akkumulators ermöglichen. Als Ladezustandsanzeige besitzen die bekannten Leuchten nur eine Warnlampe, die kurz vor der vollständigen Entladung des Akkumulators aufleuchtet oder blinkt, um das Ende der Betriebsdauer zu signalisieren. Insbesondere bei der Verwendung als Fahrradbeleuchtung kann es jedoch vorkommen, daß diese Warnung zu spät kommt und keine rechtzeitige Aufladung des Akkus erfolgen kann. Diese Situation kann bei Dunkelheit im Straßenverkehr zu gefährlichen Situationen führen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine akkubetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte so zu verbessern, daß trotz der geforderten kleinen Abmessungen und des geforderten geringen Gewichtes einer solchen Leuchte eine Schnelladung des integrierten Akkumulators möglich ist, wobei bei der Schnelladung die Ladung des Akkumulators in einer oder weniger als einer Stunde gemeint ist. Weiterhin soll die Leuchte so verbessert werden, daß eine mehrstufige Ladezustandsanzeige in das Gehäuse der Leuchte integriert ist, damit eine möglichst genaue Kontrolle des Ladezustandes möglich und somit eine rechtzeitige Aufladung des Akkumulators erfolgen kann. Andererseits ist mit einer mehrstufigen Ladezustandsanzeige eine bessere Ausnutzung des Akkuinhalts möglich, wodurch einerseits die maximale Betriebsdauer nach jeder Volladung des Akkus ausgenutzt werden kann und andererseits die Akkulebensdauer verlängert wird, da ein Aufladen des Akkus gezielter erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Integration des primärgetakteten Schaltnetzteilmoduls in Miniaturbauweise mit Ferritkernübertrager, der als Stromquelle für das ebenfalls in das Leuchtengehäuse

-3-

integrierte Schnelladeüberwachungsmodul dient, kann auf den sonst erforderlichen voluminösen und schweren Netzfrequenz-Transformator mit Eisenkern verzichtet werden und gleichzeitig ein großer Ladestrom erzeugt werden, wodurch sich die Ladezeit erheblich verkürzt. Damit ist es nunmehr möglich, auch kurz vor dem Einsatz der Leuchte eine schnelle Ladung des Akkumulators durchzuführen. Weiterhin ist das Schnelladeüberwachungsmodul mit einer Ladestromüberwachung versehen, die nach der Volladung des Akkumulators den Ladestrom zur Vermeidung einer Überladung abschaltet oder auf einen kleineren Ladestrom umschaltet.

Mit der Integration des Schaltnetzteilmoduls und des Schnelladeüberwachungsmoduls ist nun eine einfache Möglichkeit geschaffen, auch unterwegs ah jeder Steckdose des öffentlichen Stromnetzes in kurzer Zeit ohne zusätzliche externe Einrichtungen den Akkumulator der Leuchte über den integrierten Netzstecker aufzuladen. Aufgrund der kurzen Ladezeit ist die Leuchte nach der Entladung wieder sehr schnell für eine längere Zeit einsatzbereit, womit sich insbesondere beim Einsatz als Fahrradbeleuchtung ein großer Sicherheitsvorteil ergibt. Außerdem wird die Leuchte durch den Ersatz des 50-Hz Netztransformators gegen das Schaltnetzteilmodul wesentlich leichter und kompakter als vergleichbare Akkuleuchten, wodurch sich eine bessere Handhabbarkeit der Leuchte ergibt.

Spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Um die Kontrolle des Akkumulatorladezustandes zu erleichtern, ist das Schnelladeüberwachungsmodul mit einem Kapazitätsüberwachungsmodul gekoppelt, das die im Akku gespeicherte Energie während des Lade- und Entladevorganges ermittelt. Weiterhin ist auf der Gehäuseoberseite ein Anzeigemodul angeordnet, welches als Anzeigemedium für das Ladezustandsüberwachungsmodul dient. Das Anzeigemodul ist als mehrstufiges LED- oder LCD-Display zur Ladezustandsanzeige für den Akkumulator ausgeführt, wobei der Ladezustand beispielsweise in Prozent angezeigt werden kann. Natürlich kann die Anzeige auch in einer Zeiteinheit, beispielsweise Minuten, geeicht werden, um für den Benutzer das Ablesen noch einfacher und sicherer zu machen. Wird die Anzeige als LED-Display ausgeführt, schalten sich die LED' s nach jedem Ein- bzw. Ausschalten der Frontleuchte nach kurzer Zeit, beispielsweise 10 Sekunden, automatisch

-4-

aus, um den Stromverbrauch zu verringern. Es ist auch möglich, einen Taster an der Oberseite des Gehäuses anzubringen, mit welchem eine kurzzeitige Aktivierung der Anzeige möglich ist. Mit Hilfe des Anzeigemoduls ist es möglich, jederzeit den momentanen Ladezustand des Akkumulators zu kennen und rechtzeitig eine Ladung des Akkumulators durchzuführen. Somit ist ein unerwartetes Ende der Betriebsdauer der Frontleuchte aufgrund eines entladenen Akkumulators so gut wie ausgeschlossen. Dies bringt insbesondere bei der Verwendung als Fahrradleuchte, aber auch bei der Benutzung als Taschenleuchte, erhebliche Sicherheitsvorteile.

Um bei der Benutzung der Leuchte als Fahrradbeleuchtung eine problemlose Ladung am Stromnetz zu ermöglichen, ist das Gehäuse lösbar an einer fest mit dem Fahrrad verbundenen Aufnahme festgelegt, beispielsweise einer Schnapphalterung oder einer Schwalbenschwanzfuhrung, so daß für den Ladevorgang die Leuchte sehr einfach vom Fahrrad getrennt werden kann.

In einer speziellen Ausgestaltung ist die Fahrrad- und Taschenleuchte so ausgeführt, daß die Ladung des Akkumulators außer an 230V bzw. 240V Netzspannung auch an allen anderen weltweit üblichen Netzspannungen und am Bordnetz, beispielsweise von Fahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen etc., möglich ist.

Eine weitere spezielle Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung sieht vor, die im Leuchtengehäuse integrierten Module zu vergießen, um einen bestmöglichen Schutz vor äußeren Einflüssen zu gewährleisten und die elektrische Sicherheit zu erhöhen. Das Vergießen kann beispielsweise mit einem speziellen Gießharz erfolgen.

Um die für den Ladevorgang notwendige elektrische Verbindung zwischen dem Schaltnetzteilmodul und dem öffentlichen Stromnetz herzustellen, ist das Leuchtengehäuse mit einem Netzstecker versehen, der beispielsweise an das Gehäuse angegossen sein kann und seinerseits elektrisch mit dem integrierten Schaltnetzteilmodul verbunden ist.

Fig.l zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Fahrrad- und Taschenleuchte der erfindungsgemäßen Art mit darin angeordneten Baugruppen und eine Haltevorrichtung.

Die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Fahrrad- und Taschenleuchte besitzt ein längliches, im Querschnitt rechteckig ausgebildetes Gehäuse 2 aus Kunststoff. Im Inneren des Gehäuses 2 ist das Schaltnetzteilmodul 3 und das Schnelladeüberwachungsmodul 4

-5-

angeordnet. Das Schaltnetzteilmodul 3 und das Schnelladeüberwachungsmodul 4 dienen zur Aufladung des ebenfalls im Gehäuse 2 integrierten Energiespeichermoduls 5 direkt aus dem öffentlichen Stromnetz. Zu diesem Zweck weist das Schnelladeüberwachungsmodul 4 eine Überladesicherung für das Energiespeichermodul 5 auf. Die Überladesicherung verhindert eine Überladung des vollgeladenen Energiespeichermoduls 5. Das Energiespeichermodul 5 besteht zur Spannungserhöhung aus mehreren, elektrisch in Reihe geschalteten Sekundärzellen. Im Inneren des Gehäuses 2 ist an einem Ende ein Reflektor 6 angeordnet, der zusammen mit der Halogenlampe 7 im Zentrum des Reflektors 6 und der transparenten Streuscheibe 8, die den Reflektor 6 an seinem Ende nach außen abdeckt, die Frontleuchte 9 einer Fahrrad- und Taschenleuchte bildet. An der Oberseite des Gehäuses 2 ist ein Schalter 10 mit zwei Schaltstellungen I und 0 angeordnet, der zum Ein- und Ausschalten der Frontleuchte 9 dient. Natürlich kann der Schalter auch an einer anderen Stelle am Leuchtengehäuse, beispielsweise an der Rückseite des Gehäuses, angeordnet sein. In der Einschaltstellung I des Schalters 10 wird eine direkte elektrische Verbindung zwischen der im Gehäuse 2 integrierten Frontleuchte 10 und dem Energiespeichermodul 5 hergestellt. Die Leuchtdauer beträgt bei vollgeladenem Energiespeichermodul 5 mindestens 2,5 Stunden. In der Schalterstellung 0 ist die Frontleuchte 9 ausgeschaltet. Desweiteren ist im Gehäuse 2 das Ladezustandsüberwachungsmodul 11 integriert, das mit Hilfe des auf der Oberseite des Gehäuses 2 angeordneten Anzeigemoduls 12 die Ladezustandsanzeige für das Energiespeichermodul 5 realisiert, wobei das Anzeigemodul 12 als mehrstufiges LED- oder LCD-Display ausgeführt ist. Das Ladezustandsüberwachungsmodul 11 und das Anzeigemodul 12 bilden zusammen die Ladezustandsanzeige für das Energiespeichermodul 5. Die einzelnen Stufen des mehrstufigen LED- oder LCD-Display des Anzeigemoduls 12 können beispielsweise als einzelne, verschiedenfarbige LEDs oder als balkenfbrmiges LCD-Display ausgeführt sein. Bei einer Ausführung des Anzeigemoduls 12 mit LCD-Display kann die Anzeige aufgrund der geringen Stromaufhahme des LCD-Displays ständig aktiviert bleiben. Bei einer Ausführung des Anzeigemoduls 12 mit LED-Display erfolgt zur Stromeinsparung eine Aktivierung nur bei einem Schalterstellungswechsel zwischen den Schalterstellungen 0 und I oder umgekehrt für eine Zeit von beispielsweise 10 Sekunden. In dieser Zeit kann

-6-

eine Ablesung des Displays des Anzeigemoduls 12 zur Feststellung des Inhaltes im Energiespeichermodul 5 erfolgen.

An der Unterseite besitzt das Gehäuse 2 eine Aufnahme 13 zur lösbaren Befestigung der Fahrrad- und Taschenleuchte, die in eine korrespondierende Aufnahme 14 einer beispielsweise am Lenker eines Fahrrades befestigten Halterung 15 eingreift. Anstelle dieser Befestigungsweise ist natürlich auch eine andere Gestaltung, beispielsweise als Riemenbefestigung, denkbar.

An einem Ende des Gehäuses 2 ist ein Netzstecker 16 angebracht, der beispielsweise an das Gehäuse 2 angegossen sein kann. Ist die Fahrrad- und Taschenleuchte von der Halterung getrennt, so läßt sich die Fahrrad- und Taschenleuchte 1 problemlos mit den beiden Steckkontakten 17 und 18 des Netzsteckers 16 in eine Steckdose des öffentlichen Stromnetzes einführen. Es ist aber auch denkbar, den Netzstecker 16 in einer Ausnehmung im Unterteil des Gehäuses 2 unterzubringen. Zur Benutzung wird der Netzstecker 16 aus der Ausnehmung herausgenommen und mittels zweier weiterer Steckkontakte mit dem im Gehäuse 2 integrierten Schaltnetzteilmodul 3 elektrisch verbunden. Wird der Netzstecker 16 in eine Steckdose des öffentlichen Stromnetzes eingeführt, erfolgt automatisch eine Schnelladung des Energiespeichermoduls 5, die bei Volladung automatisch unterbrochen wird. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, das Schaltnetzteilmodul 3 in den Netzstecker 16 zu integrieren und darin zu vergießen, um das Schaltnetzteilmodul 3 besser vor äußeren Einflüssen wie Staub, Wasser u.a. zu schützen und damit die elektrische Sicherheit zu erhöhen.

In einer speziellen Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist der Netzstecker 16 an der Unterseite des Gehäuses 2 angegossen und dient dann gleichzeitig als Aufnahme zur lösbaren Befestigung der Fahrrad- und Taschenleuchte, wobei der Netzstecker 16 in eine entsprechende korrespondierende Aufnahme einer beispielsweise am Lenker eines Fahrrades befestigten Halterung eingreift.

Bei einer Variante des Gegenstandes der Erfindung kann die Fahrrad- und Taschenleuchte ohne integrierte Frontleuchte 9 als Stromversorgungseinheit, beispielsweise für eine Fahrradbeleuchtungseinrichtung, dienen. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Stromversorgungseinheit ist es erforderlich, die Halterung am Fahrrad mit elektrischen

&phgr;··· · &phgr; &phgr;&phgr;·

&phgr; &phgr;•&diams;4. · &phgr; &phgr; Φ ΦΦΦ Φ

&phgr; Φ Φ Φ Φ Φ Φ

&phgr;&phgr; · ΦΦΦ ΦΦΦ ΦΦ Φ

-7-

Kontakten zu versehen, die entsprechende Gegenkontakte an der Stromversorgungseinheit automatisch berühren, sobald diese in die Halterung eingeschoben worden ist.

Claims

-8- Schutzansprüche

1. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte mit in einem Gehäuse integrierten Energiespeichermodul, bestehend aus mehreren in Reihe geschalteten Sekundärzellen, einem Ladeüberwachungsmodul und einem Netzteilmodul, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzteilmodul als primärgetaktetes Schaltnetzteümodul (3) in Miniaturbauweise mit Ferritkernübertrager ausgebildet ist, daß das Ladeüberwachungsmodul als Schnelladeüberwachungsmodul (4) ausgelegt ist und eine Schnelladung des Energiespeichermoduls (5) erlaubt, daß das Energiespeichermodul (5), das Schnelladeüberwachungsmodul (4) und das Schaltnetzteilmodul (3) in einem Gehäuse (2) untergebracht sind, daß das Schaltnetzteilmodul (3) als Stromversorgungseinheit für das Schnelladeüberwachungsmodul (4) unmittelbar an das öffentliche Stromnetz anschließbar ist, und daß das Gehäuse (2) eine Möglichkeit zum Anschluß an das öffentliche Stromnetz besitzt, um eine elektrische Verbindung zwischen dem öffentlichen Stromnetz und dem Schaltnetzteilmodul (3) herzustellen.

2. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (2) ein Ladezustandsüberwachungsmodul (11) zur Ermittlung des Ladezustandes des Energiespeichermoduls (5) integriert ist.

3. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Gehäuses (2) ein Anzeigemodul (12) als Anzeigemedium für das Ladezustandsüberwachungsmodul (11) angeordnet ist.

4. Akkumulatörbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemodul (12) als mehrstufiges LED-Display oder LCD-Display ausgeführt ist.

5. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltnetzteümodul (3) für den Betrieb an allen weltweit üblichen Netzspannungen geeignet ist.

6. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeichermodul (5), das Schnelladeüberwachungsmodul (4) und das Schaltnetzteümodul (3) vergossen sind.

-9-

7. Akkumulatorbettiebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einen angegossenen Netzstecker (16) aufweist, der elektrisch mit dem Schaltnetzteilmodul (3) verbunden ist.

8. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzstecker (16) an der Unterseite des Gehäuses (2) angegossenen ist und als Aufnahme zur lösbaren Befestigung des Gehäuses (2) am Lenker eines Fahrrades dient.

9. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzstecker (16) klappbar ausgeführt ist.

10. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) ein Netzkabel mit Netzstecker aufweist, das elektrisch mit dem Schaltnetzteilmodul (3) verbunden ist.

11. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzkabel abnehmbar ausgeführt ist.

12. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mit einer Einrichtung zur Befestigung am Fahrrad versehen ist.

13. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnelladeüberwachungsmodul (4) eine Überladesicherung und eine Steuerung für die Erhaltungsladung des Energiespeichermoduls (5) aufweist.

14. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnelladeüberwachungsmodul (4) eine Tiefentladesicherung für das Energiespeichermodul (5) aufweist.

15. Akkumulatorbetriebene Fahrrad- und Taschenleuchte nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das SchaltnetzteÜmodul (3) auch für den Betrieb am Bordnetz, beispielsweise von Fahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen etc., ausgelegt ist.

Hierzu 1 Seite(n) Zeichnungen