DE3208720A1

DE3208720A1 - Small electric motor or generator, especially a dynamo for cycles

Info

Publication number: DE3208720A1
Application number: DE19823208720
Authority: DE
Inventors: Werner 5300 Bonn Müller
Original assignee: Magnetfabrik Bonn Vorm Gewerkschaft Windhorst 5300 Bonn GmbH; Magnetfabrik Bonn GmbH
Current assignee: Windhorst Beteiligungsgesellschaft Mbh 5300 Bonn
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1983-09-22
Also published as: DE3208720C2

Abstract

The invention relates to a small electric motor or generator which is suitable especially as a dynamo for cycles and has a disc-shaped rotor (2) with axially magnetised poles on the ends which consist of permanent-magnet material, which rotor (2) is supported such that it can rotate with the rotor shaft (3) opposite at least one coaxially arranged coil system (4, 4a, 4b). The coil system consists of a pot-shaped iron return path (7) having pole tongues (8) at the ends which are directed radially against the rotor shaft (3), and having an annular coil (9) arranged therein. The annular coil (9) is a single cylindrical coil which occupies the space between the ends of the iron return path (7). This results in simpler production of such small motors or generators and an improved electrical efficiency is also achieved which is especially important for use as a cycle dynamo since excessively high mechanical losses for specific required light power must be accepted in the case of known dynamos. <IMAGE>

Description

Elektrischer Kleinmotor oder Generator, insbesondere Lichtmaschine für Fahrräder Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kleinmotor oder Generator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, der insbesondere als Lichtmaschine für Fahrräder geeignet ist. Small electric motor or generator, in particular alternator for bicycles The invention relates to a small electric motor or generator according to the preamble of claim 1, in particular as an alternator for bicycles suitable is.

Elektrische Generatoren, wie sie insbesondere als Lichtmaschine für Fahrräder verwendet werden, haben einen mehrpoligen zylindrischen Ring läufer aus Dauermagnetwerkstoff, der im Gehäuse der Lichtmaschine von einer zylindrischen Ringspule mit parallel zur Läuferachse nebeneinanderliegenden Polzungen umgeben ist.Electric generators, such as those used in particular as an alternator for Bicycles used have a multi-pole cylindrical ring runner Permanent magnet material that is contained in the housing of the alternator by a cylindrical ring coil is surrounded by pole tongues lying next to one another parallel to the rotor axis.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform derartiger Fahrrad-Lichtmaschinen sind rings um den zylindrischen Läufer mehrere Spulensysteme mit parallel zur Läuferachse ausgerichteten Polschuhen angeordnet.In another known embodiment of such bicycle alternators are all around the cylindrical runner several coil systems with Arranged parallel to the rotor axis aligned pole pieces.

Bei einfacheren Fahrrad-Lichtmaschinen ist die Läuferachse in dem verjüngten Hals des Lichtmaschinengehäuses in bezug auf den Läufer lediglich einseitig gelagert. Nur bei teureren Fahrrad-Lichtmaschinen ist auch am Boden des Gehäuses ein zweites Endlager für die Läuferachse vorgesehen.In the case of simpler bicycle alternators, the rotor axis is in that tapered neck of the alternator housing with respect to the rotor only on one side stored. Only with more expensive bicycle alternators is also at the bottom of the housing a second repository is provided for the rotor axis.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß derartige bekannte Fahrrad-Lichtmaschinen,insbesondere mit einseitig gelagerter Läuferachse infolge der hohen seitlichen Druckbelastung, die beim Betrieb der Lichtmaschine durch die federnde seitliche Anlage des Reibrades am Fahrradreifen wirksam wird, eine verhältnismäßig hohe Laufreibung haben und daher eine merklich höhere Tretkraft erfordern. So muß bisher für eine Lichtleistung von drei Watt eine Antriebsleistung von etwa acht Watt aufgebracht werden. Dieser hohe Leistungsverlust läßt sich bei den bekannten Lichtmaschinen kaum beheben. Eine Verbesserung der Magnetwerkstoffe am Läufer ist sehr kostspielig ebenso wie eine Ausbildung mit beidseitig gelagerter Läuferachse, die bei den bekannten Lichtmaschinen einen hohen zusätzlichen Fertigungsaufwand erfordert.Experience has shown that such known bicycle alternators, in particular with a rotor axis mounted on one side due to the high lateral pressure load, that when the alternator is operating due to the resilient lateral contact of the friction wheel on the bicycle tire is effective, have a relatively high running friction and therefore require a noticeably higher pedaling force. So far has to be for a light output of three watts a drive power of about eight watts can be applied. This high one Loss of power can hardly be remedied with the known alternators. An improvement the magnetic materials on the rotor is very expensive as is training with The rotor axis mounted on both sides, which in the known alternators has a high requires additional manufacturing effort.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind auch bereits Fahrrad-Lichtmaschinen bekannt geworden mit einer zur Laufradachse parallelen Achse für eine Reibrolle, die nicht an der Seitenwand des Reifens, sondern am Reifenumfang anliegt. Diese Fahrrad-Lichtmaschinen haben eine auf der Achse feststehende Wicklung, die von einem um die Achse drehbaren Magnetring umgeben ist, der mehrpolig innenmagnetisiert und von einem äußeren Eisenrückschluß umschlossen ist, der zugleich die Reibrolle bildet. Abgesehen davon, daß diese bekannten Fahrrad-Lichtmaschinen in der Herstellung wesentlich teurer als die herkömmlichen Konstruktionen mit seitlich anliegendem Reibrad sind, ist bei ihnen aber auch das Verhältnis von Antriebsleistung zu abgegebener Lichtleistung kaum nennenswert verbessert.Bicycle alternators are already used to avoid these disadvantages became known with an axis for a friction roller parallel to the impeller axis, which is not on the sidewall of the tire, but on the circumference of the tire. These Bicycle alternators have a winding that is fixed on the axle, which is carried out by a Around the axis rotatable magnetic ring is surrounded, the multi-pole internally magnetized and is enclosed by an external iron yoke, which also forms the friction roller. Apart from the fact that these known bicycle alternators are essential in production more expensive than the conventional constructions with side-fitting Friction wheel are, with them, however, is also the ratio of drive power to output Light output hardly noticeably improved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Kleinmotor oder Generator zu schaffen, der insbesondere als Lichtmaschine für Fahrräder geeignet ist und bei vergleichsweise einfachem Aufbau und gleicher Antriebsleistung eine wesentlich höhere elektrische Ausgangsleistung als die bekannten Maschinen hat.The invention is based on the object of a small electric motor or to create a generator that is particularly suitable as an alternator for bicycles is and with a comparatively simple structure and the same drive power a has a significantly higher electrical output power than the known machines.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen durch den Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 15 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.According to the invention, this object is essentially achieved by the characterizing part of claim 1 solved, while in claims 2 to 15 particularly advantageous Further developments of the invention are characterized.

Dadurch, daß das Spulensystem aus einem topfförmigen Eisenrückschluß mit stirnseitigen, radial gegen die Läuferachse gerichteten Polzungen und einer darin angeordneten Ringspule besteht, ergibt sich ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau derartiger elektrischer Kleinmotoren oder Generatoren bei einem besonders günstigen mechanischen und elektrischen Wirkungsgrad,besonders durch die Möglichkeit, Dauermagnete mit axialer Verzugsrichtung (Anisotropie) einzusetzen.Because the coil system consists of a pot-shaped iron back yoke with end-face pole tongues directed radially against the rotor axis and one there is a ring coil arranged therein, a particularly simple constructional one results Construction of such small electric motors or generators in one particular favorable mechanical and electrical efficiency, especially due to the possibility of Use permanent magnets with axial distortion direction (anisotropy).

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Eisenrückschluß aus einem geschlossenen Eisentopf mit stirnseitigen Ausnehmungen zur Aufnahme der Polzungen und aus einem zum Boden des Eisentopfes führenden zentralen Eisenring, durch den die Läuferachse hindurchgeführt ist und an dem die in die stirnseitigen Ausnehmungen eingreifenden Polzungen befestigt sind.In the preferred embodiment of the invention, there is the iron back yoke from a closed iron pot with recesses on the face for receiving the Pole tongues and a central iron ring leading to the bottom of the iron pot, through which the rotor axis is passed and where the in the frontal Recesses engaging pole tongues are attached.

Eine besonders günstige Anordnung der Pol zungen an dem Spulensystem wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß der zentrale Eisenring durch eine den Boden des Spulensystems bildende flache Ringscheibe mit der zylindrischen Außenwand des Eisentopfes verbunden ist. Die Ringspule ist dabei eine einfache Zylinderspule, die den Raum zwischen den Stirnseiten des Eisenrückschlusses einnimmt, und die Polzungen greifen in die stirnseitigen Ausnehmungen des Eisentopfes mit allseitigem Luftspalt ein.A particularly favorable arrangement of the pole tongues on the coil system is characterized according to a further feature of the invention achieved, that the central iron ring is formed by a flat one which forms the bottom of the coil system Ring disk is connected to the cylindrical outer wall of the iron pot. The ring coil is a simple solenoid that separates the space between the end faces of the Occupies iron back yoke, and the pole tongues engage in the recesses on the face side of the iron pot with an air gap on all sides.

In einer besonders einfachen Ausführungsform eines derartigen elektrischen Kleinmotors oder Generators kann dem Spulensystem lediglich ein einziger Scheibenläufer zugeordnet sein, der auf seiner dem Spulensystem abgewandten Seite einen Eisenrückschluß aufweist.In a particularly simple embodiment of such an electrical Only a single pancake can add a small motor or generator to the coil system be assigned, which has an iron yoke on its side facing away from the coil system having.

In einer abgewandelten -Ausführungsform ist es aber auch möglich, daß der Scheibenläufer zwischen zwei koaxial dazu angeordneten Spulen systemen mit parallel zu den beiden Stirnseiten des Läufers liegenden Polzungen drehbar gelagert ist.In a modified embodiment, however, it is also possible that the disc armature between two coaxially arranged coils with systems Pole tongues lying parallel to the two end faces of the rotor are rotatably mounted is.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein derartiger elektrischer Kleinmotor oder Generator aber auch mit mehreren kammartig ineinandergreifenden Scheibenläufern und Spulensystemen ausgebildet sein, wodurch der elektrische Wirkungsgrad derartiger Kleinmotoren oder Generatoren noch beachtlich verbessert werden kann.In a further development of the invention, such an electrical Small motor or generator but also with several interlocking comb-like Disc armatures and coil systems be designed, whereby the electrical efficiency such small motors or generators can still be improved considerably.

Spezielle Konstruktionen von Lichtmaschinen für Fahrräder oder dergleichen mit derartigen erfindungsgemäßen Generatoren sind in den Ansprüchen 9 bis 15 gekennzeichnet.Special constructions of alternators for bicycles or the like with generators according to the invention of this type are characterized in claims 9 to 15.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines elektrischen Kleinmotors oder Generators, Fig. 2 einen axialen Schnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte zweite Ausführungsform, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Spulensystem derartiger elektrischer Kleinmotoren oder Generatoren, Fig. 4 einen axialen Schnitt durch das Spulensystem gemäß Schnittlinie IV - IV von Fig. 3, Fig. 5 die Einzelteile eines derartigen Spulensystems in auseinandergezogener Darstellung, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Scheibenläufers für derartige elektrische Kleinmotoren oder Generatoren, Fig. 7 eine gegenüber Fig. 6 weiter abgewandelte Ausführungsform eines derartigen Scheibenläufers, Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine nach dem Prinzip des Generators von Fig. 2 ausgebildete Lichtmaschine für Fahrräder oder dergleichen mit direktem Reibradantrieb, Fig. 9 einen Teilschnitt durch eine weitere Lichtmaschine für Fahrräder mit zwei koaxial nebeneinander angeordneten Scheibenläufern und einer entsprechenden Anzahl von Spulensystemen, Fig. 10 bis 14 weiter abgewandelte Ausführungsformen von Lichtmaschinen für Fahrräder mit derartigen Generatoren und deren Anordnung am Reifenumfang, wobei Fig. 12 eine Lichtmaschine mit einem einzigen Scheibenläufer zwischen zwei koaxial dazu angeordneten Spulensystemen, Fig. 13 eine gegenüber Fig. 12 abgewandelte Ausführungsform einer Lichtmaschine mit zwei innenliegenden Scheibenläufern und zwei außenliegenden Spulensystemen und Fig. 14 eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer Lichtmaschine mit nur einem einfachen Scheibenläufer und zwei dazu koaxial angeordneten Spulensystemen zeigt, bei der die Läuferachse über zwei außenliegende Reibräder und an den beiden Enden der Läuferachse anqeordnete Ubersetzungsgetriebe angetrieben wird.Preferred embodiments of the invention are shown in the drawing shown schematically. Show it Fig. 1 is a vertical section by a first embodiment of a small electric motor or generator, FIG. 2 shows an axial section through a second embodiment modified compared to FIG. 1, 3 shows a plan view of the coil system of such small electric motors or generators, FIG. 4 shows an axial section through the coil system according to the section line IV - IV of Fig. 3, Fig. 5 the individual parts of such a coil system in an exploded view Representation, FIG. 6 is a perspective view of a first embodiment of a Disc armature for such small electric motors or generators, Fig. 7 an embodiment of such a disc armature which is further modified compared to FIG. 6, FIG. 8 shows a partial section through one designed according to the principle of the generator of FIG. 2 Alternator for bicycles or the like with direct friction wheel drive, Fig. 9 a partial section through another alternator for bicycles with two coaxial disc armatures arranged next to one another and a corresponding number of coil systems, 10 to 14 further modified embodiments of alternators for bicycles with such generators and their arrangement on the tire circumference, with Fig. 12 an alternator with a single pancake between two coaxial therewith arranged coil systems, FIG. 13 shows an embodiment modified from FIG. 12 an alternator with two internal disc rotors and two external ones Coil systems and FIG. 14 shows a further modified embodiment of an alternator with just a simple pancake and two coaxially arranged coil systems shows in which the rotor axis has two external friction wheels and on the two Transmission gear arranged at the ends of the rotor axis is driven.

Bei den in Fig. 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispielen handelt es sich um elektrische Kleinmotoren oder Generatoren, die insbesondere als Lichtmaschinen für Fahrräder geeignet sind und in einem Gehäuse 1 einen scheibenförmigen Läufer 2 mit stirnseitigen, axial magnetisierten Polen aus Dauermagnetwerkstoff haben, der mit der Läuferachse 3 gegenüber mindestens einem koaxial angeordneten Spulensystem 4 drehbar gelagert ist.The exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 7 are small electric motors or generators, in particular as alternators are suitable for bicycles and in a housing 1 a disc-shaped runner 2 with axially magnetized poles made of permanent magnet material on the face, the one with the rotor axis 3 opposite at least one coaxially arranged coil system 4 is rotatably mounted.

Die in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsform eines derartigen elektrischen Kleinmotors oder Generators besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Gehäuseboden 1a und einem diesen konzentrisch umschließenden Gehäusedeckel 1b sowie einem Scheibenläufer 2, der mit seiner Läuferachse 3 beidseitig gelagert ist,und.zwar einmal in einem Wälz- oder Gleitlager 5 am Gehäuseboden 1a und zum anderen in einem Wälzlager 6, das als Kugel- oder Nadellager ausgebildet sein kann, am Gehäusedeckel 1b. Der Scheibenläufer 2 hat einen Eisenrückschluß 2a und ist an der Läuferachse 3 durch einen stern- oder ringförmigen Träger 2b befestigt. Der Läufer 2 ist mit seiner Läuferachse 3 koaxial zu dem weiter unten näher beschriebenen Spulensystem 4 angeordnet.The first embodiment shown in Fig. 1 of such an electrical Small motor or generator consists of a housing 1 with a housing base 1a and a housing cover 1b which concentrically surrounds it, as well as a disc rotor 2, which is mounted on both sides with its rotor axis 3, and indeed once in one Rolling or sliding bearings 5 on the housing bottom 1a and on the other hand in a rolling bearing 6, which can be designed as a ball or needle bearing, on the housing cover 1b. The disc runner 2 has an iron yoke 2a and is on the rotor axis 3 by a star or attached annular carrier 2b. The rotor 2 is coaxial with its rotor axis 3 arranged to the coil system 4 described in more detail below.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten abgewandelten Ausführungsbeispiel ist der scheibenförmige Läufer 2 nicht koaxial zu einem einzigen Spulensystem angeordnet, sondern beiderseits des scheibenförmigen Läufers 2 befinden sich zwei koaxial dazu angeordnete Spulensysteme 4a, 4b, durch die die Läuferachse 3 ebenso wie bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel koaxial hindurchgeführt und sowohl am Gehäuseboden 1a als auch am Gehäusedeckel 1b in geeigneten Lagern 5, 6 drehbar angeordnet ist.In the modified embodiment shown in FIG the disc-shaped rotor 2 is not arranged coaxially to a single coil system, but on both sides of the disc-shaped rotor 2 there are two coaxial therewith arranged coil systems 4a, 4b, through which the rotor axis 3 as well as in the first embodiment shown in Fig. 1 passed coaxially and both rotatable in suitable bearings 5, 6 on the housing bottom 1a as well as on the housing cover 1b is arranged.

Wie im einzelnen aus Fig. 3 bis 5 zu erkennen ist, besteht das Spulensystem 4, 4a, 4b dieser elektrischen Kleinmotoren oder Generatoren aus einem topfförmigen Eisenrückschluß 7 mit stirnseitigen Polzungen 8, die radial gegen die Läuferachse 3 gerichtet sind und sich neben einer in dem Eisenrückschluß 7 angeordneten Ringspule 9 erstrecken.As can be seen in detail from FIGS. 3 to 5, there is a coil system 4, 4a, 4b of these small electric motors or generators from a pot-shaped Iron back yoke 7 with end-face pole tongues 8, which radially against the rotor axis 3 are directed and located next to a ring coil arranged in the iron back yoke 7 9 extend.

Der Eisenrückschluß 7 besteht aus einem geschlossenen Eisentopf 7a mit stirnseitigen Ausnehmungen 10 zur Aufnahme der Polzungen 8 und aus einem zum Boden 11 des Eisentopfes 7a führenden zentralen Eisenring 12, durch den die Läuferachse 3 konzentrisch hindurchgeführt ist und an dem die in die stirnseitigen Ausnehmungen 10 am Eisentopf 7a eingreifenden Polzungen 8 befestigt sind.The iron back yoke 7 consists of a closed iron pot 7a with frontal recesses 10 for receiving the pole tongues 8 and from one to the Bottom 11 of the iron pot 7a leading central iron ring 12 through which the rotor axis 3 is passed through concentrically and on which the in the end recesses 10 on the iron pot 7a engaging pole tongues 8 are attached.

Bei dem in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zentrale Eisenring 12 durch eine den Boden 11 des Spulensystems 4, 4a, 4b bildende flache Ringscheibe 11a mit der zylindrischen Außenwand 7b des Eisentopfes 7a verbunden. Statt dessen können bei Bedarf die Polzungen 8 an dem topfförmigen Eisenrückschluß 7 aber auch beidseitig angeordnet sein, indem auch auf der gegenüberliegenden Stirnseite statt der geschlossenen Ringscheibe 11a eine Anordnung mit stirnseitigen Ausnehmungen 10 und in diese eingreifenden Polzungen 8 vorgesehen ist.In the embodiment shown in Figs. 4 and 5, the central Iron ring 12 through a flat one which forms the bottom 11 of the coil system 4, 4a, 4b Ring disk 11a connected to the cylindrical outer wall 7b of the iron pot 7a. Instead, if necessary, the pole tongues 8 can be attached to the pot-shaped iron yoke 7 but also be arranged on both sides by also on the opposite end face instead of the closed annular disk 11a, an arrangement with frontal recesses 10 and in this engaging pole tongues 8 is provided.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Ringspule 9 eine einfache Zylinderspule, die den Raum zwischen den Stirnseiten des Eisenrückschlusses 7 einnimmt, während die Polzungen 8 in die Ausnehmungen 10 an der Stirnseite des Eisentopfes 7a mit allseitigem Luftspalt 10a eingreifen.In all the embodiments shown, the ring coil 9 is a simple solenoid, which the space between the end faces of the iron back yoke 7 occupies, while the pole tongues 8 in the recesses 10 on the face of the Engage iron pot 7a with air gap 10a on all sides.

Während bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der scheibenförmige Läufer 2 einen Eisenrückschluß 2a aufweist, ist dieses bei dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel nicht der Fall. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Scheibenläufer 2 zwischen zwei koaxial dazu angeordneten Spulensystemen 4a, 4b mit parallel zu den beiden Stirnseiten des Läufers 2 liegenden Polzungen 8 drehbar gelagert.While in the first embodiment shown in Fig. 1 of disc-shaped rotor 2 has an iron back yoke 2a, this is the case in the in The second exemplary embodiment shown in FIG. 2 is not the case. In this embodiment is the disc armature 2 between two coaxially arranged coil systems 4a, 4b with pole tongues lying parallel to the two end faces of the rotor 2 8 rotatably mounted.

Der Läufer 2 kann mit einer Vielzahl von über den Läuferumfang verteilten Polstücken wechselnder Polarität ausgebildet sein, wie dies in Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind Polplättchen 13a, 13b wechselnder Polarität an den beiden Stirnseiten des Läufers 2 einander jeweils paarweise gegenüberliegend befestigt1 während bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 der Scheibenläufer 2 mit achsparallelen Durchbrüchen für die Aufnahme von Polstücken 13c, 13d ausgebildet ist, die nach beiden Seiten des Läufers 2 wirken. Statt der gezeigten kreisförmigen oder zylindrischen Ausbildung der Polstücke oder Polplättchen 13a, 13b, 13c, 13d können diese auch jede andere geeignete Form haben. Sie können sowohl segmentartig als auch sektorförmig ausgebildet und ebenso wie die gezeigten Polstücke oder Polplättchen ringförmig an den beiden. Stirnseiten des Scheibenläufers 2 verteilt sein.The runner 2 can be distributed with a variety of over the runner circumference Pole pieces of alternating polarity may be formed, as shown in FIGS. 6 and 7 is. In the embodiment of FIG. 6, pole plates 13a, 13b are more alternating Polarity on the two end faces of the rotor 2 in pairs opposite one another attached1 while in the embodiment of FIG. 7, the disc armature 2 with axially parallel openings for receiving pole pieces 13c, 13d which act on both sides of the rotor 2. Instead of the circular one shown or cylindrical design of the pole pieces or pole plates 13a, 13b, 13c, 13d these can also have any other suitable shape. They can be both segmental as well as sector-shaped and just like the pole pieces or pole plates shown ring-shaped on the two. Front sides of the pancake 2 be distributed.

Ebenso wie der oder die Scheiben läufer 2 mit einer unterschiedlichen Anzahl von z.B. vier, sechs, acht oder gegebenenfalls auch mehr Polplättchen oder Polstücken 13a, 13b, 13c, 13d bestückt sein können, kann jedes Spulensystem 4, 4a, 4b stirnseitig auch eine unterschiedliche Anzahl von z.B. vier, sechs, acht oder mehr Polzungen 8 aufweisen.Just like the disc runner or discs 2 with a different one Number of e.g. four, six, eight or possibly more pole plates or Pole pieces 13a, 13b, 13c, 13d can be equipped, each coil system 4, 4a, 4b also a different number of e.g. four, six, eight or have more pole tongues 8.

Ein Generatorprinzip, wie es in Fig. 2 der Zeichnung gezeigt ist, kann in besonders zweckmäßiger Weise bei Lichtmaschinen für Fahrräder eingesetzt werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 8 gezeigt, wobei es sich um eine Lichtmaschine mit einem direkten Antrieb des Scheibenläufers 2 durch ein am Fahrradreifen seitlich unter Druck anliegendes Reibrad 14 handelt.A generator principle, as shown in Fig. 2 of the drawing, can be used in a particularly useful manner in alternators for bicycles will. Such an embodiment is shown in Fig. 8, where it is to an alternator with a direct drive of the disc armature 2 by a The friction wheel 14 resting on the side of the bicycle tire under pressure is involved.

Fig. 9 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer derartigen Lichtmaschine, die ebenso als elektrischer Kleinmotor oder Generator auch für andere Zwecke verwendbar ist, wobei bei dieser Ausführungsform mindestens zwei Scheiben läufer 2 auf einer gemeinsamen Läuferachse 3 sitzen und eine die Anzahl der Scheibenläuf er 2 um jeweils eine Einheit übersteigende Zahl von Spulensystemen 4, 4a, 4b in dem gemeinsamen Gehäuse 1 koaxial und zwischen die Scheiben läufer 2 jeweils kammartig eingreifend angeordnet ist.Fig. 9 shows a modified embodiment of such an alternator, which can also be used as a small electric motor or generator for other purposes is, wherein in this embodiment at least two disc rotor 2 on one common rotor axis 3 sit and one the number of disc rotor he 2 to each a unit exceeding number of coil systems 4, 4a, 4b in the common Housing 1 coaxially and between the disc runner 2 engaging in a comb-like manner is arranged.

Während es sich bei den in Fig. 8 und 9 gezeigten Lichtmaschinen für Fahrräder um eine Bauweise mit herkömmlichem seitlichen Reibradantrieb handelt, sind in Fig. 10 bis 14 verschiedene Ausführungsbeispiele für abgewandelte Ausführungsformen von Fahrrad-Lichtmaschinen 20 gezeigt, bei denen der Reibradantrieb nicht über die Seitenwand des Fahrradreifens 21, sondern über eine am Außenumfang 21a des Reifens etwa profilsymmetrisch angreifende Reibradanordnung 22 erfolgt.While it is in the alternators shown in Figs. 8 and 9 for Bicycles are a type of construction with conventional lateral friction wheel drive, are in Fig. 10 to 14 different embodiments for modified embodiments shown by bicycle alternators 20 in which the friction drive does not have the Sidewall of the bicycle tire 21, but one on the outer circumference 21a of the tire approximately profile-symmetrically engaging friction wheel arrangement 22 takes place.

In Fig. 10 ist die Anordnung einer derartigen Lichtmaschine 20 am Vorderrad eines Fahrrades gezeigt, die am Außenumfang 21a des Fahrradreifens 21 unter Federdruck so angreift, wie dies in Fig. 11 vergrößert dargestellt ist. Selbstverständlich kann die Lichtmaschine 20 statt am Vorderrad auch am Außenumfang des Hinterrades eines Fahrrades angreifen, beispielsweise im Bereich der rückwärtigen Radgabel zwischen Reifen und Tretlager, wobei dann zum Abheben der Lichtmaschine vom Reifenumfang ein geeigneter Bowdenzug vorgesehen ist.In Fig. 10, the arrangement of such an alternator 20 is on The front wheel of a bicycle is shown, which is attached to the outer circumference 21a of the bicycle tire 21 engages under spring pressure, as shown enlarged in FIG. 11. Of course the alternator 20 can also be on the outer circumference of the rear wheel instead of on the front wheel attack a bicycle, for example in the area of the rear wheel fork between Tires and bottom bracket, then taking off the alternator a suitable Bowden cable is provided for the tire circumference.

Verschiedene Ausführungsformen derartiger Lichtmaschinen 20 sind in Fig. 12 bis 14 in senkrechten Schnittdarstellungen schematisch gezeigt. Bei allen gezeigten Ausführungsformen von Fig. 12 bis 14 sind der oder die Scheibenläufer 2 der Lichtmaschine 20 mit der Läuferachse 3 parallel zur Fahrradachse 23 (Fig. 10) angeordnet. Der oder die auf einer gemeinsamen Läuferachse 3 sitzenden Scheiben läufer 2 sind durch ein Über oder Untersetzungsgetriebe 24 mit einer am Umfang 21a des Fahrradreifens 21 etwa achsparallel zur Laufradachse 23 angreifenden Reibradanordnung 22 angetrieben. Das Über- oder Untersetzungsgetriebe 24 ist bei allen gezeigten Ausführungsformen als Zahnradgetriebe ausgebildet.Various embodiments of such alternators 20 are shown in FIG FIGS. 12 to 14 are shown schematically in vertical sectional views. At all The embodiments shown in FIGS. 12 to 14 are the disk armature (s) 2 of the alternator 20 with the rotor axis 3 parallel to the bicycle axis 23 (Fig. 10) arranged. The disk or disks seated on a common rotor axis 3 Runner 2 are through an over or reduction gear 24 with a circumference 21a of the bicycle tire 21 approximately axially parallel to the wheel axis 23 attacking friction wheel arrangement 22 driven. The step-up or reduction gear 24 is shown in all of them Embodiments designed as a gear transmission.

Bei der Ausführungsform von Fig. 12 besitzt die Lichtmaschine 20 einen Generator mit einem einzigen Scheibenläufer 2, der nach dem Prinzip des Generators von Fig. 2 mit zwei koaxialen Spulensystemen 4a, 4b ausgebildet ist. Der Antrieb des Scheibenläufers 2 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine am Reifenumfang 21a etwa profilsymmetrisch angreifende Reibradanordnung 22 mit einem zentralen oder im wesentlichen mittigen Antriebsabgriff, wobei ein auf der Drehachse 25 der Reibradanordnung 22 sitzendes und mit der Reibradanordnung formschlüssig verbundenes Zahnrad 26 unmittelbar in eine Umfangsverzahnung 27 am Scheibenläufer 2 eingreift.In the embodiment of FIG. 12, the alternator 20 has one Generator with a single pancake 2, which works on the principle of the generator of Fig. 2 is formed with two coaxial coil systems 4a, 4b. The drive of the disc rotor 2 takes place in this exemplary embodiment by means of one on the circumference of the tire 21a approximately profile-symmetrically engaging friction wheel assembly 22 with a central or substantially central drive tap, with one on the axis of rotation 25 of the friction wheel assembly 22 seated and with the friction wheel assembly positively connected gear 26 directly engages in a circumferential toothing 27 on the disc armature 2.

Im Unterschied zu der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform steht das mit der Reibradanordnung 22 verbundene Zahnrad 26 bei der Ausführungsform von Fig. 13 nicht in direktem Zahneingriff mit einer am Umfang des Scheiben läufers 2 angeordneten Verzahnung, sondern bei dieser Ausführungsform ist vielmehr ein von der Reibradanordnung 22 über ein Zwischenzahnrad 28 angetriebenes Zahnrad 29 mittig zwischen zwei seitlich davon angeordneten Scheibenläufern 2 auf der Läu-.In contrast to the embodiment shown in FIG Toothed wheel 26 connected to the friction wheel arrangement 22 in the embodiment of FIG. 13 not in direct meshing with a rotor 2 arranged on the circumference of the disc Gearing, rather, in this embodiment, one of the friction wheel arrangement 22 is Gear 29 driven via an intermediate gear 28 centrally between two laterally thereof arranged disc rotors 2 on the Läu-.

ferachse 3 befestigt, und jedem der beiden Scheibenläufer 2 ist ein außenliegendes Spulensystem 4a, 4b zugeordnet.ferachse 3 attached, and each of the two disc rotors 2 is a external coil system 4a, 4b assigned.

Im Unterschied zu den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich bei der in Fig. 14 gezeigten weiter abgewandelten Ausführungsform um eine Anordnung, bei der ein oder mehrere auf einer gemeinsamen Läuferachse 3 sitzende Scheibenläufer 2 und eine die Anzahl der Scheibenläufer 2 um jeweils eine Einheit übersteigende Zahl von Spulensystemen 4, 4a, 4b in einem gemeinsamen Gehäuse 1 angeordnet sind, das von einem Außengehäuse 30 zumindest teilweise umgeben ist mit einer daran gelagerten Reibradachse 25, die achsparallel zur Läuferachse 3, jedoch außerhalb des Läufergehäuses 1 angeordnet ist und auf der eine aus zwei formschlüssig miteinander verbundenen Reibrädern 22a, 22b bestehende Reibradanordnung 22 drehbar gelagert ist mit zwei einander achsparallel gegenüberliegenden Innenverzahnungen 26a, 26b, die mit zwei Zahnrädern 29a, 29b auf den beiden Enden der Läuferachse 3 in Zahneingriff stehen.In contrast to the two embodiments described above it is the case of the further modified embodiment shown in FIG. 14 an arrangement in which one or more on a common rotor axis 3 seated disc runners 2 and one the number of disc runners 2 by one each Unity exceeding number of coil systems 4, 4a, 4b in a common housing 1 are arranged, which is at least partially surrounded by an outer housing 30 with a friction wheel axle 25 mounted on it, which is axially parallel to the rotor axis 3, but is arranged outside of the rotor housing 1 and on one of the two form-fitting interconnected friction wheels 22a, 22b existing friction wheel assembly 22 rotatable is mounted with two axially parallel opposing internal gears 26a, 26b, with two gears 29a, 29b on the two ends of the rotor axis 3 are in mesh.

Claims

Claims Small electric motor or generator, in particular Alternator for bicycles, with a disc-shaped rotor with frontal, axially magnetized poles made of permanent magnet material opposite at least one is rotatably mounted with the rotor axis coaxially arranged coil system, thereby characterized in that the coil system (4, 4a, 4b) consists of a pot-shaped iron back yoke (7) with end-face pole tongues (8) directed radially towards the rotor axis (3) and a ring coil (9) arranged therein.

2. Small electric motor or generator according to claim 1, characterized characterized in that the iron back yoke (71 from a closed iron pot (7a) with frontal recesses (10) for receiving the pole tongues (8) and from one the central iron ring (12) leading to the bottom (11) of the iron pot (7a), through which the rotor axis (3) is passed and on which the in the frontal Recesses (10) engaging pole tongues (8) are attached.

3. Small electric motor or generator according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the central iron ring (12) through a bottom (11) of the coil system (4, 4a, 4b) forming flat washer (11a) with the cylindrical outer wall (7b) of the iron pot (7a) is connected. (Fig. 4 and 5)

4. Small electric motor or Generator according to Claims 1 to 3, characterized in that the ring coil (9) is a simple solenoid is that the space between the end faces of the iron back yoke (7) occupies.

5. Small electric motor or generator according to claim 1 to 4, characterized characterized in that the pole tongues (8) in the end recesses (10) of the Engage the iron pot (7a) with an air gap (10a) on all sides.

6. Small electric motor or generator according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the disc rotor (2) has a Has iron back yoke (2a). (Fig. 1)

7. Small electric motor or generator according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the Disc rotor (2) between two coaxially arranged coil systems (4a, 4b) rotatable with pole tongues (8) lying parallel to the two end faces of the rotor (2) is stored. (Fig. 2, 8, 12 and 14)

8. Small electric motor or generator according to Claim 7, characterized in that at least two disc rotors (2) on one common rotor axis (3) sit and one the number of disc rotors (2) around in each case a number of coil systems (4, 4a, 4b) in one that exceeds a unit common housing (1) coaxially and in a comb-like manner between the disc armatures (2) is arranged engaging. (Fig. 9)

9. Alternator for bicycles or the like with a generator according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the disc rotor (s) (2) of the alternator (20) is arranged with the rotor axis (3) parallel to the impeller axis (23) or are. (Fig. 10 to 14)

10. alternator for bicycles according to claim 9, characterized characterized in that the disk or disks seated on a common axis (3) rotor (2) by an over or reduction gear (24) with one on the circumference (21a) of the bicycle tire (21) approximately axially parallel to the wheel axis (23) engaging the friction wheel arrangement (22) is driven or

are.

11. alternator for bicycles according to claim 9 and 10, characterized in that that the step-up or step-down gear (24) as a single or multi-stage gear drive (26, 27, 28, 29) is formed.

12. alternator for bicycles according to claim 9 to 11, characterized in that that the drive of the disc rotor (2) by the tire circumference (21a) is approximately symmetrical in profile attacking friction wheel assembly (22) with a central or essentially central Drive tap takes place.

(Fig. 12 and 13) 13. Alternator for bicycles according to the claims 9 to 12, characterized in that a form-fitting with the friction wheel arrangement (22) connected gear (26) directly into a circumferential toothing (27) on the disc armature (2) intervenes. (Fig. 12) 14. Alternator for bicycles according to claim 9 to 12, characterized in that a gear wheel driven by the friction wheel arrangement (22) (29) in the middle between two sides disks arranged therefrom (2) is mounted on the rotor axis (3), and that each of the two disc rotors (2) an external coil system (4a, 4b) is assigned. (Fig. 13) 15. Alternator for bicycles according to claims 9 to 11, characterized in that one or more on a common rotor axis (3) seated disc] rotor (2) and one the number the disc rotor (2) by one unit each exceeding number of coil systems (4, 4a, 4b) is arranged in a common housing (1) which is surrounded by an outer housing (30) is at least partially surrounded by a friction wheel axle (25) mounted thereon, the axially parallel to the rotor axis (3), but arranged outside of the rotor housing (1) and on one of two friction wheels (22a, 22b) existing friction wheel arrangement (22) is rotatably mounted with two axially parallel to one another opposing internal gears (26a, 26b) with two gears (29a, 29b) are in tooth engagement on both ends of the rotor axis (3). (Fig. 14)