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Titel: Zweirad-Dynamoeinrichtung
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Zweirad-Dynamoeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweirad-Dynamoeinrichtung
mit einem gekapselten, über eine Welle antreibba-ren Dynamo, einer Vorrichtung,
die ein Drehmoment vor einem Laufrad abgreift, und einem zwischen Abgreifvorrichtung
und Dynamowelle geschalteten Getriebe.
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Auf dem Gebiete der Zweirad-Dynamos, insbesondere Fahrraddynamos)werden
sogenannte Reibraddynamos verwendet, mit einem Reibrad an der Außenflanke des Reifens
des rades rotieren und den Anker über eine Welle antreiben.
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Hierbei ergeben sich Schlupf- und Reibungsverluste. Bei Schlüpfrigwerden
der Reifen-Außenflanke, beispielsweise bei Frost und Schnee, kann der Reibradantrieb
nicht fun tionieren. Außerdem ist das Ein- und Ausschalten des DynaZOS oftmals mit
Schwierigkeiten verbunden, da die dazu verwendete Mechanik relativ korrosionsanfällig
ist.
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Zur Abhilfe dieser Nachteile ist aus der Patentliteratur (vgl. DE-OS
26 27 796) bereits eine Fahrrad-DynamoeinriChing bekannt, bei der der von einer
Welle antreibbare Dynamo außerhalb der Fahrradnabe, über ein Getriebe von einem
Laufrad angetrieben wird, bei dem also auf einen Reibantrieb verzichtet wird. Die
Drehmomentübertragung erfolgt
mit einem vorgeschalteten Getriebe
über eine biegsame Welle. Der eigentliche Dynamo kann auch im Lampengehäuse untergebracht
sein.
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Diese bekannte Dynamoeinrichtung beseitigt zwar einige Nachteile des
Reibradantriebes, läßt jedoch den Wunsch nach weiteren Verbesserungen offen. Nachteilig
erscheint insbesondere, daß der eigentliche Dynamo offen daliegt, daher leicht beschädigt
werden kann und daß die Drehmomentübertragung vom Laufrad zum Dynamo durch außenlieaenöe
biegsame Wellen erfolgt, was vom Prinzip her eine gewisse Störanfälligkeit bedeutet.
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Es stellt sich demnach die Aufgabe, die eingangs genannten Nachteile
eines reibradgetriebenen Dynamos zu beseitigen, ohne daß die sich bei einem Dynamo
gemäß DE-OS 26 27 796 ergebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
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Die Lösung der Aufgabe wird durch eine Zweirad-Dynamoeinrichtung der
eingangs genannten Art ermöglicht, bei der das den Dynamo einkapselnde Gehäuse in
die Nabe des Laufrades eingebaut und rotationsfest mit der Zweiradgabel verbunden
ist, bei dem weiterhin mit dem Laufrad ein um die Nabenachse rotierendes Antriebszahn-
oder Reibrad verbunden ist, das über ein stirnseitig vor dem Dynamo-Gehäuse angeordnetes
Getriebe die an der betreffenden Stirnseite aus dem Gehäuse ragende Dynamowelle
antreibt.
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Die vorgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß an sich bekannte Dynamovorrichtungen,
die als Bauteil ähnlich bei den Reibrad-Dynamos verwendet werden, mit wenigen Teilen
nur umzubauen sind, um als Nabendynamos eingesetzt zu werden.
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Naben-Dynamos sind an sich bekannt. Bei ihnen wird jedoch im allgemeinen
Stator und Rotor des Generator-Systems von der Nabe selbst und von einem festliegenden
Teil innerhalb der Nabe gebildet. Bei dem jetzt gewählten Prinzip ist ein Auswechseln
des Laufrades mit oder ohne Dynamo auch sehr leicht möglich. Ein nachträglicher
Einbau ist relativ einfach durchzuführen, wenn von vornherein ein etwas größerer
Nabenmantel gewählt wird.
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Der Antrieb der Dynamowelle erfolgt über ein Getriebe, das wiederum
durch ein Innenzahnrad angetrieben wird, das an der Innenseite des Nabenmantels
befestigt ist.
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Um sowohl mechanische als auch elektrische Zuführungen mit dem eigentlichen
Dyname verbinden zu können, sind Hohlzapfen vorgesehen, die mit der Laufradgabel
und mit dem Dynamo-Gehäuse verbunden sind Derartige Hohlzapfen können auch mit einem
Gewinde versehen sein, so daß sie wie die seitliche herausstehenden Haltezapfen
bei an sich bekannten Laufradaufhängungen wirken.
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Als Getriebe wird ein Übersetzungsgetriebe verwendet, bei dem wenigstens
eine Zwischenstufe zwischen dem Naben-Antriebsrad und dem Wellenantriebsrad für
die Dynamowelle angeordnet ist. Das Getriebe und die Dynamo-Charakteristik können
so ausgelegt werden, daß eine optimale Drehzahl und Leistungsausnutzung für den
Betrieb des Dynamos gewährleistet sind.
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Ein weiteres wesentliches Erfordernis für den Betrieb ist, daß der
Dynamo vom Antrieb selbst abkuppelbar ist, um nicht die beim elektrischen Leerlauf
des Dynamos noch erheblichen Verlustleistungen aufbringen zu müssen.
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Beispielsweise kann die Kupplung ein Zahnradelement umfassen, das
von einer Mitnehmerklaue, die an der Dynamowelle befestigt ist, abziehbar und aufschiebbar
ist. Mit Hilfe eines vorzugsweise über einen Hohlzapfen nach außen geführten,Kettenzuges
läßt sich dann einwandfrei die Kupplung betätigen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen: Figur 1 eine Zweirad-Dynamoeinrichtung
im Bereiche der vorderen Haltegabel; Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in auseinandergezogener
Darstellung.
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In den Figuren 1 und 2 ist eine Fahrrad-Dynamoeinrichtung dargestellt,
bei der in einen Nabenmantel 1, der Teil eines Laufrades (nicht dargestellt) ist,
ein Dynamo (Stromgenerator) 2 so eingepaßt ist, daß er von dem sich drehenden Nabenmantel
nicht berührt wird. Der Dynamo ist in ein Gehäuse 3 fest eingekapselt. In seinem
Inneren sind in an sich bekannter Anordnung (ähnlich wie bei bekannten RiebradFahrraddynamos)
Rotor unA Stator vorgesehen, deren Anordnung im vorliegenden Fall jedoch nicht erfindungswesentlich
ist. Das Gehäuse 3 ragt bündig bis zur Dynamo-Stirnseite 4 vor.
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Zentrisch in der Stirnseite 4 und gelagert durch ein Kugellager 6
ragt eine Dynamo-Antriebswelle 7 aus dem Gehäuse 3 heraus. Die Antriebswelle 7 ist
kurz vor ihrem freien Ende mit zwei Mitnehmerzapfen 8, 8' versehen, deren Funktion
weiter unten erläutert werden wird. Am rückwärtigen Ende des Gehäuses 3, das heißt
gegenüber der Stirnseite 4, ist fest mit dem Gehäuse ein mit Außengewinde versehener
Hohlzapfen 9 angeordnet der mit den bekannten Abflauchungen versehen ist. Diese
Hohlzapfen 9 reicht bis in die Gabel-Öffnung des Laufrad des und wird dort mit Hilfe
einer Mutter (nicht dargestellt) gehalten.
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In Abstand von der Stirnseite 4 ist über zwei Ständerbolzen 12, 13
eine Flanschscheibe 14 mit aufgesetztem H zapfen 15
angebracht.
In dem sich ergebenden Zwischenraum 16 zwischen der Innenseite der Flanschscheibe
14 und der Stirnseite 4 sind drehbar drei miteinander kämmende Zahnräder 17, 18,
19 mit ihren Wellenzapfen eingepaßt, die jeweils zwei Zahnkränze aufweisen, mit
denen die Drehzahl von einem ersten Zahnkranz 20 erhöht werden kann. Das letzte
der Zahnräder 19 kämmt mit seinem zweiten Zahnkranz 21 mit einem Zahnkranz 22, der
Teil eines verstellbaren Zahnradelementes 23 ist, das mit den Mitnehmerzapfen 8,
8' einrastbar ist. Das Zahnradelement 23 wiederum ist mit eine Verschiebestange
24 und einem Verstellelement 25 verbunden, die durch den Hohlzapfen 15 hindurchgefädelt
sind. Dadurch, daß der Zahnkranz 22 des Zahnradelementes 23 in und außer Eingriff
mit dem zweiten Zahnkranz 21 des Zahnrades 19 gebracht werden kann, kann der Antrieb
der Dynamowelle ein-und ausgekuppelt werden.
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Das Verstellelement 25, das gegenüber dem Verschiebeelement 24 um
einen Winkel von 90" nach der Hindurchfädelung verstellt wird, ist innerhalb einer
Kulissenschieb vorrichtung 26 in zwei Positionen einrastbar, die einer ein- und
einer ausgekuppelten Position des Dynamowellenantriebes entsprechen. Die Kulissenschiebevorrichtung
26 bildet gleichzeitig Teil der auf den Hohlzapfen 15 aufschrauS baren Mutter 41,
die den Hofilzapfen innerhalb der Gabelöffnung hält.
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Die Zahnräder 17, 18 und 19 sowie das Zahnradelement 2 bilden ein
Getriebe 28, das wiederum seinen Antrieb durch ein Innenzahnrad 29 erfährt, das
in den vorderen Teil des Nabenmantels 1 fest eingepaßt ist und mit dem Naben mantel
bzw. dem Laufrad rotiert. Der Innenzahnkranz über trägt ein Drehmoment auf den ersten
Zahnkranz 20 des zoI?'irades 17, von dem es abgestuft und mit jeweils höherer Drehzahl
auf die Dynamowelle übertragen wird. Insgesamt steht damit eine Zweirad-Dynamoeinrichtung
zur Verfügung bei der der eingekapselte, über die Welle 7 antreibbarer Dynamo in
den Nabenmantel des Laufrades - diesen jedoch nicht berührend - eingebaut ist und
rotationsfest mit der Zweiradgabel verbunden ist. Das mit dem Laufrad um Nabenachse
rotierende Antriebs zahnrad 29 treibt über den stirnseitig vor dem Dynamo-Gehäuse
3 angeordnete Getriebe 28 die an der Stirnseite 4 aus dem Gehäuse 3 ragende Dynamo-Antriebswelle
7 an. Das Antriebszahnrad ist fest mit dem Nabenmantel 1 verbunden. Die ebenfalls
rotatioflC11 fest mit dem Gehäuse 3 verbundenen Hohlwellen 9, 15 sich mit der bei
Fahrrädern üblichen Gewinde-Profilierung versehen und dienen als Aufhängezapfen
innerhalb der Fahrradgabel.
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Mit Hilfe des ., beispielsweise auch federbelasteten, Zuges 24, dz;
kann ein bestimmtes Ritzel tier: 23) mit der DynamO Antriebswelle 7 in und außer
Eingriff gebracht werden.
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Das Gehäuse des Dynamos kann mit einem aufgelegten Mantel, der über
Madenschrauben 30 befestigt ist, verstärkt werden. Durch die Herausführung eines
Kabels 31 aus dem Hohlzapfen 9 und die Anlegung des anderenPols an Masse ist die
elektrische Ubertragung auch in einfacher Weise zu bewerkstelligen.
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Insgesamt ergibt sich damit eine Zweirad-Dynamoeinrichtung die die
eingangs genannten Aufgaben in befriedigender Weis löst.
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