DE4237251A1 - DC lighting equipment for pedal cycle - has voltage regulator, non-saturable DC generator, nickel@-iron@ accumulator and LED charge indicator for improved reliability - Google Patents
DC lighting equipment for pedal cycle - has voltage regulator, non-saturable DC generator, nickel@-iron@ accumulator and LED charge indicator for improved reliabilityInfo
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- B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
- B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
- B62J6/01—Electric circuits
- B62J6/015—Electric circuits using electrical power not supplied by the cycle motor generator, e.g. using batteries or piezo elements
Abstract
Description
Die bekannten Beleuchtungsanlagen (z. B. DE 31 15 765 A1) mit handelsüblicher Ausstattung (Scheinwerfer, Rücklicht, Akku, Wechselstromdynamo, Zuleitung, Rahmen als Masserückleitung und Ausschalter) sollen mit möglichst gleichmäßiger Leistung, also weitgehend unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit betrieben werden. Dabei soll der bei hoher Geschwindigkeit anfallende Stromüberschuß im Akku gespeichert werden, um bei Langsamfahrt damit die Beleuchtungsanlage zu versorgen.The known lighting systems (e.g. DE 31 15 765 A1) with standard equipment (headlights, rear light, battery, AC dynamo, supply line, frame as ground return and Switch) should be as uniform as possible, ie operated largely independently of the driving speed become. The one that occurs at high speed should Excess electricity can be stored in the battery to slow down to supply the lighting system.
Der herkömmliche Wechselstromdynamo ist nicht allen durch eine Akkulichtanlage entstehenden Anforderungen gewachsen, weil er konstruktionsbedingt auch bei hohen Geschwindigkeiten keinen wesentlichen Stromüberschuß erzeugt. Bei Regen oder Schnee reicht seine Haftung am Reifen nicht aus, so daß seine Leistung unzureichend ist. Gleiches ergibt sich, wenn die am Rahmen befestigten Dynamohalterungen so weit vom Reifen entfernt sind, daß die Andruckfeder des Dynamos schon fast ganz entspannt ist, wenn dieser den Reifen berührt. Daraus ergibt sich die Aufgabe, die Akkulichtanlage mit einem leistungsfähigen Dynamo zu versehen. Es soll weniger mechanische Energie verbraucht und auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen zuverlässig die verlangte Strommenge erzeugt werden. Der Dynamo soll opitmal angepaßt werden können. The conventional AC dynamo is not all by one Battery lighting requirements arising because he grew due to the design none at high speeds generates substantial excess electricity. In rain or snow its adhesion to the tire is not sufficient, so that its performance is insufficient. The same results if the on the frame attached dynamo mounts are so far from the tire that the pressure spring of the dynamo is almost completely relaxed, when it touches the tire. Hence the task the battery lighting system with a powerful dynamo Mistake. It is said to consume less mechanical energy and reliable even in unfavorable environmental conditions required amount of electricity are generated. The dynamo is said to be optimal can be adjusted.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage werden von einem Gleichstrom dynamo bei jeder Umgebungssituation der Akku und die Lichtanlage mit Strom versorgt. Dadurch ist auch bei Langsamfahrt oder Fahrt ohne Dynamo die Versorgung der Lichtanlage gewährleistet. Bei Fahrten ohne Licht kann der Akku mit der vollen Dynamoleistung aufgeladen werden.In the system according to the invention are from a direct current dynamo in every environment the battery and the Lighting system powered. This also means Slow travel or driving without dynamo supplying the Lighting system guaranteed. The battery can be used when driving without lights be charged with the full dynamic power.
Mit der eingebauten Leuchtdiode kann der Ladezustand des Akkus überprüft werden, um einen eventuellen Ladebedarf festzustellen.With the built-in light-emitting diode, the charge status of the battery to be checked to determine if there is a need for charging ascertain.
Der Gleichstromdynamo mit eisenlosem Glockenanker versorgt über einen Spannungsregler die Lichtanlage. Die durch das Dynamorad vom Reifen übertragene mechanische Leistung wird im Dynamo zu mehr als 70% in elektrische Leistung umgesetzt. Somit wird trotz der Verluste im Spannungsregler ein höherer Gesamtwirkungsgrad als bei herkömmlichen Beleuchtungsanlagen erreicht. Zur Speicherung der überschüssigen Energie kann kein Bleiakku, sondern es muß ein Nickel-Cadmium-Akku oder dergleichen, verwendet werden, um den durch stark schwankende Fahrgeschwindigkeiten des Fahrrads auftretenden häufigen Wechsel von Laden und Entladen zu bewältigen. Weil der verwendete Gleichstromdynamo bei mittleren und höheren Geschwindigkeiten keine Sättigung erreicht, kann die hohe Spannung zum Laden es Akkus für Langsamfahrten genutzt werden. Hierzu muß mit einem Spannungsregler die ganze Lichtanlage vom Dynamo getrennt und auf die Ladeschlußspannung des Akkus gebracht werden.The DC dynamo with ironless bell anchor supplies over a voltage regulator the lighting system. The through the dynamo wheel Mechanical power transferred from the tire is added to the dynamo more than 70% converted into electrical power. Thus a higher one despite the losses in the voltage regulator Overall efficiency than with conventional lighting systems reached. Neither can store the excess energy Lead acid battery, but it must be a nickel-cadmium battery or the like, used to be due to the fluctuating Driving speeds of the bike occurring frequently Manage changes between loading and unloading. Because the DC dynamo used at medium and higher Speeds can reach no saturation, the high Voltage for charging it batteries can be used for slow driving. To do this, the entire lighting system from Dynamo separated and on the final charge voltage of the battery to be brought.
Durch ein schmales Dynamorad mit Gummilauffläche wird erreicht, daß auch die schlechten Umgebungsbedingungen (Matsch, Regen, Schnee) eine ausreichende Haftung am Reifen erreicht wird.A narrow dynamo wheel with rubber tread ensures that the bad environmental conditions (mud, rain, Snow) sufficient tire grip is achieved.
Mit Einstellmöglichkeiten in der Höhe, in der Laufachse und der Entfernung zum Rahmen kann der Dynamo optimal an das jeweilige Fahrrad angepaßt werden.With adjustment options in height, in the barrel axis and The dynamo can be optimally attached to the respective distance to the frame Bicycle can be adjusted.
In der Zeichnung zeigenShow in the drawing
Fig. 1 ein Schaltbild der Beleuchtungsanlage, Fig. 1 is a circuit diagram of the lighting system,
Fig. 2 eine Ansicht der Dynamoanordnung, Fig. 2 is a view of the dynamo assembly,
Fig. 3 eine Draufsicht der Dynamoanordnung, Fig. 3 is a plan view of the dynamo assembly,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Dynamoanordnung. Fig. 4 is a side view of the dynamo arrangement.
Die Beleuchtungsanlage besteht grundlegend aus handelsüblichen Bauteilen: Scheinwerfer 1, Rücklicht 2, Zuleitung 4 und Rahmen 3 als Masseleiter. Darüberhinaus ist nach der Erfindung ein 5 zelliger Ni-Cd-Akku 8 mit 6 V Nennspannung mit einem integrierten Spannungsregler 9, zwei Schaltern 5 und 6 und mit einer Leuchtdiode 7 zur Spannungsanzeige verbunden. Die Teile sind in einem Gehäuse 10 untergebracht, das unterhalb des Gepäckträgers an dessen Befestigungsschrauben unter Nassekontakt angebracht ist. Aus dem Gehäuse führen eine zweipolige Leitung 11 zum Dynamo 12 und die Zuleitung 4 zum Scheinwerfer und zum Rücklicht. Der mit der zweipoligen Leitung über eine zweipolige Steckverbindung 25 angeschlossene Dynamo ist aufgrund seiner Konstruktion mit eisenlosem Glockenanker (Faulhaber-Prinzip) und der Verwendung von Kugel lagern in der Lage, die Drehbewegung des Reibrades 13 mit über 70% Wirkungsgrad in elektrische Energie umzusetzen. Das Reibrad 13 besteht aus Kunststoff und hat außen eine Rille für einen Gummiring 14, der am Reifen 15 läuft. Weil der Gummiring nur aufgestülpt ist, läßt er sich bei Verschleiß mit einem Handgriff austauschen. Weil das Reibrad nur wenige Millimeter dick ist und nur an einer kleinen Fläche am Reifen anliegt, kann Wasser bzw. Schnee von ihm leicht verdrängt werden. Zusammen mit dem zusätzlich angebrachten Abweisblech 26, das in knappem Abstand zu Reifen und Reibrad groben Schmutz entfernt, ist die einwandfreie Dynamofunktion auch unter ungünstigsten Umgebungsbedingungen regelmäßig gewährleistet. Dazu ist der Dynamo noch in einer Halterung 16 mit 24 am ursprünglichen Befestigungsblech 22 des Rahmens befestigt, die den unterscheidlichen Maßen an allen Fahrrädern angepaßt werden kann. Es sind deshalb folgende Einstellmöglichkeiten bei der Konstruktion der Dynamohalterung vorgesehen:The lighting system basically consists of commercially available components: headlights 1 , taillights 2 , supply lines 4 and frames 3 as ground conductors. In addition, according to the invention, a 5-cell Ni-Cd battery 8 with 6 V nominal voltage is connected to an integrated voltage regulator 9 , two switches 5 and 6 and to an LED 7 for voltage display. The parts are housed in a housing 10 , which is attached below the luggage rack to its fastening screws under wet contact. A two-pole line 11 leads from the housing to the dynamo 12 and the line 4 to the headlight and the rear light. The dynamo connected to the two-pole line via a two-pole plug connection 25 is due to its construction with an ironless bell anchor (Faulhaber principle) and the use of ball bearings capable of converting the rotary movement of the friction wheel 13 into electrical energy with over 70% efficiency. The friction wheel 13 is made of plastic and has a groove on the outside for a rubber ring 14 that runs on the tire 15 . Because the rubber ring is only slipped on, it can be replaced with a handle when worn. Because the friction wheel is only a few millimeters thick and only touches a small area of the tire, it can easily displace water or snow. Together with the additional deflector plate 26 , which removes coarse dirt at a short distance from the tires and friction wheel, the perfect dynamo function is regularly guaranteed even under the most unfavorable environmental conditions. For this purpose, the dynamo is still attached to the original mounting plate 22 of the frame in a holder 16 with 24 , which can be adapted to the different dimensions on all bicycles. The following setting options are therefore provided when designing the dynamo bracket:
- 1. Das Halteblech 27 mit der Haltenase 24 ist fest am Befestigungsblech 22 des Rahmens angebracht. Über eine Neigungseinrichtung aus dem Halteblech 27 und einem Zwischenstück 28 mit einer Stellschraube wird die Achse des Dynamos auf die Achse des Rades ausgerichtet.1. The holding plate 27 with the retaining lug 24 is fixedly attached to the mounting plate 22 of the frame. The axis of the dynamo is aligned with the axis of the wheel via an inclination device comprising the holding plate 27 and an intermediate piece 28 with an adjusting screw.
- 2. Die Höheneinstellung erfolgt durch separate Verschiebung des mit dem Dynamoträger 16 fest verbundenen Zwischenstücks 28 über eine Klemmschraube 20 in einem Langloch 21 des Halteblechs 27.2. The height is adjusted by separate displacement of the intermediate piece 28 , which is firmly connected to the dynamo carrier 16 , via a clamping screw 20 in an elongated hole 21 of the holding plate 27 .
- 3. Um den Abstand von Rahmen und Reifen auszugleichen, ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen. Damit kann über eine Stellschraube 19, die im Widerlager 29 drehbar gehalten und mit ihrem Gewinde im Zwischenstück 28 geführt ist, der Dynamoträger 16 um die Achse 23 gegenüber dem Reifen bewegt werden. Damit ändert sich nicht die Andruckkraft einer Feder 18, die abgestützt einerseits am Widerlager 29 und andererseits in einer Ausnehmung 31 des Dynamoträgers 16 den Dynamo gegen den Reifen drückt. Bei richtiger Einstellung kommt so bei gelöster Arretierung 17 stets die volle Federkraft zur Wirkung.3. An adjustment device is provided to compensate for the distance between the frame and the tires. Thus, the dynamo carrier 16 can be moved about the axis 23 relative to the tire via an adjusting screw 19 which is rotatably held in the abutment 29 and is guided with its thread in the intermediate piece 28 . This does not change the pressure force of a spring 18 which, supported on the one hand on the abutment 29 and on the other hand in a recess 31 of the dynamo carrier 16, presses the dynamo against the tire. With the correct setting, the full spring force always comes into effect when the locking device 17 is released .
Bei geschlossenem Schalter 5 wird die Spannung über die Zuleitung 4 den beiden Leuchten 1 und 2 zugeführt und über deren Masseanschluß dem Spannungsregler 9 zurückgeführt. Der Spannungsregler begrenzt die vom Dynamo 12 erzeugte Spannung auf die Ladeschlußspannung des Akkus 8 von 6,45 V, wodurch dieser aufgeladen wird, sofern der Schalter 6 in der Stellung "a" ist und die Stromstärke ausreicht. Sinkt bei Langsamfahrt die erzeugte Spannung unter die Batteriespannung, so wird nur die fehlende Leistung dem Akku über die beiden geschlossenen Schalter entnommen, bis bei Stillstand des Dynamos der Akku die volle Versorgung übernimmt. Ist die Spannung des Akkus geringer als die am Spannungsregler, so wird der Akku geladen. Bei eingeschaltetem Licht geschieht dies erst ab mittlerer Geschwindigkeit. Am Tag und bei abgeschalteter Beleuchtung wird die vom Dynamo erzeugte und über den Spannungsregler zur Verfügung gestellte Leistung voll dem Akku zugeführt. Am Tag kann man einen Ladebedarf erkennen, indem man über einen Tastkontakt in Stellung "b" des Schalters 6 mit der Leuchtdiode 7 die Akkuspannung prüft. Der Leuchtdiode sind neun Germanium- Dioden vorgeschaltet, so daß sie erst ab einer Akkuspannung von 6,1 V leuchtet und damit anzeigt, daß der Akku fast ganz aufgeladen ist. Leuchtet sie nicht oder nur schwach, dann sollte der Akku aufgeladen werden. Ist nur der Schalter 5 geschlossen und Schalter 6 offen, so kann die Beleuchtung auch nur mit dem Dynamo betrieben werden.When the switch 5 is closed, the voltage is fed to the two lights 1 and 2 via the feed line 4 and fed back to the voltage regulator 9 via their ground connection. The voltage regulator limits the voltage generated by the dynamo 12 to the end-of-charge voltage of the rechargeable battery 8 of 6.45 V, as a result of which the latter is charged if the switch 6 is in the position "a" and the current strength is sufficient. If the voltage generated drops below the battery voltage during slow travel, only the missing power is removed from the battery via the two closed switches until the battery takes over the full supply when the dynamo is at a standstill. If the battery voltage is lower than that of the voltage regulator, the battery is charged. When the light is switched on, this only happens at medium speed. During the day and with the lighting switched off, the power generated by the dynamo and made available via the voltage regulator is fully supplied to the battery. During the day you can recognize a charge requirement by checking the battery voltage with the light-emitting diode 7 by means of a push-button contact in position "b" of the switch 6 . The light-emitting diode is preceded by nine germanium diodes, so that it only lights up from a battery voltage of 6.1 V, indicating that the battery is almost fully charged. If it is not lit or only dimly, then the battery should be charged. If only switch 5 is closed and switch 6 is open, the lighting can also be operated only with the dynamo.
Claims (7)
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DE4237251A DE4237251A1 (en) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | DC lighting equipment for pedal cycle - has voltage regulator, non-saturable DC generator, nickel@-iron@ accumulator and LED charge indicator for improved reliability |
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DE4237251A1 true DE4237251A1 (en) | 1994-05-05 |
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