DE29808374U1

DE29808374U1 - Stromversorgungseinrichtung zum Laden von Batterien am Fahrrad

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Publication number: DE29808374U1
Application number: DE29808374U
Authority: DE
Original assignee: GROSS REINER DIPL ING
Current assignee: GROSS REINER DIPL ING
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2008-05-09

Description

Reiner Gross
Adalbertstrasse 36
80799 München

Stromversorgungseinrichtung zum Laden von Batterien am Fahrrad

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Laden von aufladbaren Batterien am Fahrrad zur Versorgung der Beleuchtung.

Es ist bekannt, Fahrradbeleuchtungsanlagen von einem Dynamo aus zu speisen, der über ein Reibrad vom Reifen eines Laufrades des Fahrrades angetrieben wird. Zwei Ausführungsformen von Dynamos mit Reibrad sind heutzutage in Gebrauch. Bei der gebräuchlichsten Ausführung eines Dynamos mit Reibrad ist dessen Rotationsachse in etwa parallel zu den Speichen des Laufrades angeornet, so daß das Reibrad axial auf den Reifen des Laufrades drückt. Die Nachteile dieser Anordnung sind der hohe Reibwiderstand, den der Dynamo dem Fahrer entgegensetzt, sowie das Durchrutschen des Reibrades bei Schnee und Regen, was zum Erlöschen der Beleuchtung führt. Die weitere Ausführungsform eines Dynamos mit Reibrad wird als "Walzendynamo" bezeichnet. Dessen Rotationsachse ist parallel zur Rotationsachse des Laufrades angeordnet, so daß das Reibrad axial auf den Reifen des Laufrades drückt. Erfahrungsgemäß zeigt diese Anordnung verglichen mit mit dem axial auf den Reifen drückenden Dynamo einen sehr viel kleineren, oft kaum spürbaren Widerstand für den Fahrer. Allerdings neigt diese Anordnung bei Schnee und Regen noch stärker zum Versagen. Weiterhin verklebt beim Durchfahren von Pfützen das Reibrad des Walzendynamos mit Sand und Steinen, was zu ratterndem, unruhigen Lauf des Walzendynamos auf dem Reifen des Laufrades führt.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind in neuerer Zeit Fahrradbeleuchtungsanlagen in Gebrauch, welche von aufladbaren Batterien gespeist werden, so daß die Beleuchtung des Fahrrades nach dem Einschalten immer, also auch im Stand, brennt. Zum Aufladen müssen diese Batterien allerdings vom Fahrrad abgenommen werden oder sie werden direkt am Fahrrad über ein Kabel mittels eines Ladegerätes geladen. Auch muß für diese Ladegerät eine Netzsteckdose in der Nähe des Standplatzes des Fahrrades vorhanden sein.

Durch die Erfindung sollen nun die Aufgaben gelöst werden, eine Stromversorgungseinrichtung am Fahrrad so auszugestalten, daß während jeder Fahrt mit dem Fahrrad ein Batteriesatz, der bei Dunkelheit die Beleuchtung des Fahrrades versorgt, geladen wird, daß Regen, Schnee, Sand oder Steine die Stromerzeugung nicht beeinflussen und der Fahrer den durch die Stromerzeugung verursachten Widerstand kaum spürt.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche. Auf den Inhalt der Ansprüche wird hier ausdrücklich verwiesen, ohne den Wortlaut an dieser Stelle zu wiederholen.

Die Beobachtung, daß Walzendynamos bei idealen Bedingungen, also bei trockenen, sauberen Fahrbahnen, den Fahrer kaum beeinflussen, führt zur Grundidee der Erfindung. Die Stromversorgungseinrichtung wird durch eine leicht laufende Dynamoanordnung gebildet, die schlupflos an den Antriebsorganen des Fahrrades angekoppelt ist, so daß Regen, Schnee oder Schmutz keinen Einfluß auf die Tätigkeit der Dynamoanordnung haben. Die Dynamoanordnung erzeugt auch bei Fahrten mit Tageslicht, also ohne Einschalten der Beleuchtung, elektrischen Strom und lädt den Batteriesatz. Da die meisten Fahrten mit dem Fahrrad ohnehin bei Tageslicht durchgeführt werden, kann die Leistungsabgabe der Dynamoanordnung kleiner als die Leistungsaufnahme der Beleuchtung sein, der Batteriesatz übernimmt während Nachtfahrten die Differenz des Stromes für die Beleuchtung und des von der Dynamoanordnung erzeugten Stromes. So wird der Widerstand, den die Dynamoanordnung dem Fahrer entgegensetzt, weiter gesenkt und gleichmäßig auf Fahrten mit und ohne Beleuchtung verteilt.

Für drei Stunden Leuchtdauer der Fahrradbeleuchtung mit der in Deutschland vorgeschriebenen Leistung von 3 Watt bei 6 Volt Spannung ergibt sich für den Batteriesatz eine Kapazität von ca. 1,3 Amperestunden, was heutzutage von fünf Nickelmetallhydridzellen der Größe "AA" bei einem Gewicht von ca. 150 Gramm erreicht wird.

Nachfolgend werden Ausführungsformen beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben.

Es stellen dar :

Fig. 1 mögliche Orte zum Ankoppeln der Dynamoanordnung an die Antriebsorgane eines Fahrrades,

Fig. 2 einen bevorzugten Ort zum Anbringen der Dynamoanordnung am Fahrrad,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine mögliche Ausgestaltung der Dynamoanordnung,

Fig. 4 einen Schaltplan zur Verbindung der Dynamoanordnung mit dem Batteriesatz und der Beleuchtungsanlage eines Fahrrades,

Fig. 5 einen Schaltplan zur Erfassung des Ladezustandes des Batteriesatzes und zur Steuerung des Stromes der Dynamoanordnung,

Fig. 6 eine Abwandlung des Schaltplanes nach Fig. 5 .

In Fig. 1 ist eine solche Dynamoanordnung mit 1 bezeichnet, welche an den gezeichneten Orten schlupflos mit den Antriebsorganen des Fahrrades gekoppelt ist. So kann die Dynamoanordnung 1 als Bestandteil des Tretlagers 2 des Fahrrades, gekoppelt mit dem pedalgetriebenen Kettenrad 3, gekoppelt mit der Antriebskette 4, gekoppelt mit den Schalträdchen 5 des Umwerferschaltwerkes 6, integriert in die Schalträdchen 5 des Umwerferschaltwerkes 6, seitlich an eines oder beide Schalträdchen 5 des Umwerferschaltwerkes 6 angeflanscht oder mit einem Kettenblatt, vorzugsweise dem größten, der Kettenblätter

7 des Hinterrades gekoppelt, ausgeführt sein.

Vor allem die Integration bzw. das Anflanschen der Dynamoanordnung 1 in bzw. an die Schalträdchen 5 nach Fig. 2 verspricht eine einfache, leicht montierbare Ausführung der Dynamoanordnung 1. In den Seitenwänden

8 des Umwerferschaltwerkes 6 läßt sich die Dynamoanordnung 1 reibungsarm lagern. Durch die relativ zu den anderen Antriebsorganen hohe Drehzahl der Schalträdchen 5 kann die hier betriebene Dynamoanordnung 1 kostengünstig einpolig ausgeführt werden.

In Fig_:. 3 ist eine mögliche Ausgestaltung eines mit dem Schalträdchen 5 verbundenen Dynamos 9 gezeichnet. Die Antriebskette 4 umschlingt das Schalträdchen 5 und versetzt das Polrad 10 des Dynamos 9 in Rotation. Ein Kugellager 11 und ein Gleitlager 12 fixieren das Schalträdchen 5 sowie das Polrad 10 in den Seitenwänden 8 des Umwerferschaltwerkes 6. Im Stator 13 wird das durch das Polrad 10 erzeugte magnetische Wechselfeld in Wechselstrom gewandelt und über Kabel 14, 15 an einen Gleichrichter geliefert.

Fig. 4 zeigt die einfachste Verbindung der Dynamoanordnung 1 mit dem Batteriesatz 16 und den Bestandteilen der Beleuchtungsanlage 23 des Fahrrades. Der Gleichrichter 17 wandelt den von der Dynamoanordnung 1 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom, elektrische Leiter 18, 19 verbinden den Batteriesatz 16 mit dem Gleichrichter 17. Die Integration des Gleichrichters 17 in die Dynamoanordnung 1 reduziert den Verdrahtungsaufwand zum Batteriesatz auf ein einpolige Kabel 18, den Rückleiter 19 bilden der metallische Fahrradrahmen und das Umwerferschaltwerk 6 .

Fig. 5 zeigt die Einbindung einer elektrischen Einrichtung 20 zur Bestimmung des Ladezustandes des Batteriesatzes 16 in die Fahrradelektrik. Zwei Dioden des Gleichrichters 17 sind durch Thyristoren 21 ersetzt und werden von der elektrischen Einrichtung 20 derart gesteuert, daß bei Erreichen der Vollladung des Batteriesatzes 16 der Strom der Dynamoanordnung 1 reduziert bzw. abgeschaltet wird. So wird das Überladen des Batteriesatzes 16 verhindert und dessen Lebensdauer erhöht.

Fig. 6 stellt eine Abwandlung des Schaltplanes nach Fig. 5 dar. Ein steuerbares elektrisches Bauteil 22 übernimmt die Drosselung des Stromes der Dynamoanordnung 1 bei Erreichen der Vollladung des Batteriesatzes 16.

Claims

Ansprüche

1. Elektrische Stromversorgungseinrichtung für Fahrräder mit einer die Fahrradbeleuchtungsanlage speisenden Dynamoanordnung (1), einem oder mehreren pedalgetriebenen Kettenräder (3), einem oder mehreren mit der Hinterradnabe (24) gekuppelten Kettenräder (7) und einer Antriebskette (4), welche über eines der Kettenräder (3) und eines der Kettenräder (7) sowie bei Fahrrädern mit einer durch ein Umwerferschaltwerk (6) wählbaren Übersetzung über die Schalträdehen (5) des Umwerferschaltwerkes (6), gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oynamoanordnung (1) mit dem Kettenrad' (3) und / oder einem der weiteren Kettenräder (7) und /oder mit der Antriebskette (4) und / oder einem oder beiden Schalträdchen (5) des Umwerferschaltwerkes (6) gekuppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamoanordnung (1) aus einem Dynamo (9) besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamoanordnung (1) aus mehreren, direkt oder indirekt mittels der Antriebskette (4) angetriebenen, insbesondere drehzahlgleich und parallel betriebenen Dynamos (9) besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der oder jeder Dynamo (9) der Dynamoanordnung (1) ein einpoliges oder mehrpoliges Polrad (10) und einem damit zusammenwirkenden flach scheibenförmigen Stator (13) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrad (10) fliegend auf der einen Seite und ein direkt oder indirekt von der Antriebskette (4) getriebenes Zahnrad (5) auf der anderen Seite eines Lagers (11) des oder jedes Dynamos (9) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Dynamo (9) an einer Seitenwand (8) des Umwerferschaltwerkes (6) angesetzt ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Dynamoanordnung (1) ein elektrischer Energiespeicher verbunden ist, der während der Fahrt geladen wird, und der elektrischen Strom an die Beleuchtungsanlage (23) liefert, wenn die Dynamoanordnung (1) keinen oder zuwenig Strom erzeugt.

8. Anspruch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher von einem elektrischen Batteriesatz (16) gebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8 gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung , welche die Speisung der Beleuchtungsanlage (23) abhängig von der Ausgangsspannung der Dynamoanordnung (.1) auf den Batteriesatz (16) umschaltet.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung ein Gleichrichter (17) ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die Umschalteinrichtung oder ein weiteres in Serie zum Batteriesatz (16) liegendes elektrisches Bauteil (22) von einer elektrischen Einrichtung (20) derart gesteuert wird, daß der elektrische Strom der Dynamoanordnung (1) bei Erreichen der Vollladung des Batteriesatzes (16) reduziert oder abgeschaltet wird.