DE60015104T2 - LIGHTING DEVICE FOR VEHICLE - Google Patents
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Description
Technisches FeldTechnical field
Eine Aufgabe der vorliegende Erfindung ist, eine Beleuchtungsvorrichtung z.B. für ein Fahrrad bereitzustellen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann zur Signalgebung oder sogar zur Beleuchtung der Straße dienen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herzustellen und dennoch zuverlässig ist und die einen guten Schutz gegen Diebstahl und eine gute Leistung bereitstellt.A Object of the present invention is a lighting device e.g. For to provide a bicycle. The lighting device can for Signaling or even to illuminate the road. It is a task of the invention to provide a device that is simple and economical produce and yet reliable is good protection against theft and good performance provides.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Beleuchtungsvorrichtungen für Fahrzeuge, beispielsweise Fahrräder, sind in verschiedenen Arten bekannt. Einige Vorrichtungen können nicht nur als Signal dienen, um andere Benutzer der Straße aufmerksam zu machen, sondern auch, um die Straße zu beleuchten. Einige Vorrichtungen können lediglich von anderen Benutzern ausgesendetes Licht reflektieren oder können das Straßenlicht reflektieren und einige Vorrichtungen weisen eine elektrische Glühbirne auf, die von einer Batterie oder einem am Fahrrad angebrachten Dynamo mit Energie versorgt wird.lighting devices for vehicles, for example Cycles, are known in different ways. Some devices can not only serve as a signal to alert other users of the road but also to illuminate the street. Some devices can only reflect light emitted by other users or can the street light reflect and some devices have an electric bulb, that of a battery or a dynamo attached to the bike is energized.
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Signalisierungsvorrichtung mit
einer Glühbirne
oder einer LED, die von einem Generator mit Energie versorgt wird.
Der Generator weist eine am Rahmen des Fahrrads angebrachte Spule
und Magnete auf, die z.B. an einem Rad des Fahrrads angebracht sind.
Solche Vorrichtungen sind z.B. aus der
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die eine verbesserte Leistung des Generators in bezug auf Gewicht und Preis der Teile bietet, und dennoch einfach und zuverlässig ist.The The present invention relates to a device which has an improved Power of the generator in terms of weight and price of the parts yet simple and reliable.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Beleuchtungsvorrichtung
für ein
Fahrrad oder ein anderes Fahrzeug, das zwei zueinander bewegbare
Teile, beispielsweise Rad und Gabel oder Kurbel und Rahmen eines
Fahrrads, aufweist. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
weist auf:
mindestens eine Spule, die an einem ersten Teil
des Fahrzeugs anbringbar ist, wobei die Spule einen ersten und einen
zweiten elektrischen Ausgang hat,
einen oder mehrere Magnete,
der/die eine der Spule zugekehrte Oberfläche hat/haben und an einem zweiten
der zwei Teile des Fahrzeugs anbringbar ist/sind, und
mehrere
lichtausstrahlende Einrichtungen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spule
und der Magnet oder die Magnete eingerichtet sind, um bei der Bewegung
des ersten Teils relativ zum zweiten Teil
einen ersten elektrischen
Strom vom ersten elektrischen Ausgang der Spule zum zweiten elektrischen Ausgang
der Spule und eine erste Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten
elektrischen Ausgang und
einen zweiten elektrischen Strom vom
zweiten elektrischen Ausgang der Spule zum ersten elektrischen Ausgang
der Spule und eine zweite Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten
elektrischen Ausgang
zu erzeugen,
und wobei der erste
und der zweite elektrische Strom unterschiedlich sind und wobei
die erste und die zweite Spannung unterschiedlich sind.The object of the invention is to provide a lighting device for a bicycle or another vehicle, which has two mutually movable parts, such as wheel and fork or crank and frame of a bicycle. The lighting device according to the invention comprises:
at least one coil attachable to a first part of the vehicle, the coil having first and second electrical outputs,
one or more magnets having a coil facing surface and attachable to a second of the two parts of the vehicle, and
several light emitting devices,
characterized in that the spool and the magnet or magnets are arranged to move during movement of the first part relative to the second part
a first electrical current from the first electrical output of the coil to the second electrical output of the coil and a first voltage between the first and second electrical output and
a second electrical current from the second electrical output of the coil to the first electrical output of the coil and a second voltage between the first and the second electrical output
to create,
and wherein the first and second electrical currents are different and wherein the first and second voltages are different.
Der erste und zweite elektrische Ausgang können die zwei freien Enden des Drahts der Wicklungen sein. Die lichtausstrahlenden Einrichtungen können LEDs, herkömmliche Glühbirnen, Fluoreszenzröhren oder irgendeine andere Art von lichtausstrahlenden Einrichtungen sein.Of the First and second electrical output can be the two free ends be the wire of the windings. The light emitting devices may include LEDs, conventional Light bulbs, fluorescent tubes or any other type of light emitting devices be.
Die lichtausstrahlenden Einrichtungen können in mindestens zwei Gruppen von seriell miteinander verbundenen lichtausstrahlenden Einrichtungen eingeteilt sein. Jede der Gruppen ist zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Ausgang der Spule angeordnet und mindestens zwei der Gruppen haben eine unter schiedliche Anzahl von seriell miteinander verbundenen lichtausstrahlenden Einrichtungen. Auf diese Weise sind mindestens zwei elektrische Schaltkreise mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften gebildet.The Light emitting devices may be in at least two groups divided by serially interconnected light emitting devices be. Each of the groups is between the first and the second electrical Exit the coil and have at least two of the groups a different number of serially connected light emitting devices. That way, at least two electrical circuits with different electrical Properties formed.
Vorzugsweise ist mindestens eine der Beleuchtungsvorrichtungen eine LED (lichtausstrahlende Diode) oder eine ähnliche Einrichtung, die mit geringem Energieverbrauch Licht ausstrahlt. LEDs stellen außerdem das Merkmal bereit, Strom nur in eine Richtung zu leiten, was ein Aspekt einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Gemäß dieser Ausführungsform weisen mindestens zwei der Gruppen von seriell miteinander verbundenen lichtausstrahlenden Einrichtungen mindestens eine LED auf. Mindestens eine der Gruppen weist eine LED auf, die geeignet ist, um einen Strom vom ersten elektrischen Ausgang der Spule zum zweiten elektrischen Ausgang der Spule zu leiten, und mindestens eine andere der Gruppen weist eine LED auf, die geeignet ist, um einen Strom vom zweiten elektrischen Ausgang der Spule zum ersten elektrischen Ausgang der Spule zu leiten.Preferably At least one of the lighting devices is an LED (light-emitting Diode) or a similar one Device that emits light with low energy consumption. LEDs also set the feature ready to conduct electricity in one direction only, what a Aspect of a preferred embodiment of the present invention. According to this embodiment have at least two of the groups of serially linked light-emitting devices at least one LED. At least one of the groups has an LED which is suitable for one Current from the first electrical output of the coil to the second electrical To conduct output of the coil, and at least one other of the groups has an LED which is adapted to receive a current from the second electrical Output of the coil to the first electrical output of the coil to conduct.
Gemäß der Erfindung sind die Spule und der/die Magnet e) geeignet, um bei einer Bewegung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil unterschiedliche elektrische Ströme und Spannungen zwischen dem ersten und dem zweiten bzw. zwischen dem zweiten und dem ersten elektrischen Ausgang der Spule zu erzeugen. Es wurde festgestellt, daß eine Spannung vom ersten zum zweiten elektrischen Ausgang der Spule in der Größenordnung von 1 bis 3 Volt, beispielsweise in der Größenordnung von 2 Volt, ist, und daß die Spannung vom zweiten zum ersten elektrischen Ausgang der Spule vorzugsweise in der Größenordnung von 2 bis 6 Volt ist, beispielsweise in der Größenordnung von 4 Volt, entsprechend der Verwendung von einer oder zwei LEDs in jeweils einer Richtung.According to the invention, the coil and the magnet e) is adapted to generate different electrical currents and voltages between the first and the second or between the second and the first electrical output of the coil during a movement of the first part relative to the second part. It has been found that a voltage from the first to the second electrical output of the coil in the order of 1 to 3 volts, for example in the order of 2 volts, and that the voltage from the second to the first electrical output of the coil is preferably of the order from 2 to 6 volts, for example of the order of 4 volts, corresponding to the use of one or two LEDs in each direction.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die LEDs so gewählt, daß die Gesamtspannungsbarriere aller LEDs, die dazu dienen, einen Strom vom ersten elektrischen Ausgang zum zweiten elektrischen Ausgang der Spule zu leiten, in der Größenordnung von 50 bis 100 Prozent der Spannung vom ersten zum zweiten elektrischen Ausgang der Spule ist, und daß die Ge samtspannungsbarriere aller LEDs, die dazu dienen, einen Strom vom zweiten elektrischen Ausgang zum ersten elektrischen Ausgang der Spule zu leiten, in der Größenordnung von 50 bis 100 Prozent der Spannung vom zweiten zum ersten elektrischen Ausgang der Spule ist.In a preferred embodiment According to the invention, the LEDs are chosen so that the total voltage barrier all LEDs that serve to generate a current from the first electrical To conduct output to the second electrical output of the coil, in the Magnitude from 50 to 100 percent of the voltage from the first to the second electrical Output of the coil is, and that the Total voltage barrier of all LEDs used to generate a current from the second electrical output to the first electrical output of To conduct coil, on the order of magnitude from 50 to 100 percent of the voltage from the second to the first electrical Output of the coil is.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist mindestens einer der Magnete neben einem ersten Element aus einem magnetisch leitenden Material angeordnet, das eine Oberfläche hat, die der Spule zugekehrt ist und die größer ist als die Fläche des mindestens einen Magnets. Das magnetisch leitende Material kann einfach ein Stück Metall sein, das an der Rückseite des Magnets angebracht ist oder zusammen mit dem Magnet z.B. in einem Kunststoffgehäuse des Magnets angebracht ist.According to one Another feature of the invention is at least one of the magnets next to a first element made of a magnetically conductive material, the one surface which faces the coil and which is larger than the area of the coil at least one magnet. The magnetically conductive material can just a piece Be metal at the back of the magnet is attached or together with the magnet e.g. in a plastic housing of the magnet is attached.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Element einen ersten und einen zweiten Teil auf, die in Bewegungsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Der Magnet oder die Magnete ist/sind so zwischen dem Element und der Spule angeordnet, daß während der Bewegung des Magnets relativ zur Spule der kleinste Abstand zwischen der Spule und der Oberfläche des ersten Teils größer ist als der zwischen der Spule und einer Oberfläche des zweiten Teils des ersten Elements. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß das Stück Metall, an welchem der Magnet angebracht ist, in eine Richtung zur Spule hin gefaltet ist oder auf eine andere Weise gefaltet ist, wobei zwischen dem Element und der Spule ein Stück Metall bereitgestellt ist, das an einem Ende sich zur Spule hin erstreckt und am anderen Ende einen Magnet befestigt hat. Auf diese Weise wird an dem sich zur Spule hin erstreckenden Ende ein virtueller magnetischer Pol erzeugt und die Polarität des virtuellen Pols ist entgegengesetzt zu der Polarität des zur Spule hin gekehrten Teils des Magnets.According to one preferred embodiment the first element has a first part and a second part that are in Movement direction are arranged side by side. The magnet or the magnets are / are thus arranged between the element and the coil, that during the Movement of the magnet relative to the coil the smallest distance between the coil and the surface of the first part is greater than between the coil and a surface of the second part of the first Element. This can e.g. be achieved by the piece of metal, on which the magnet is mounted, in a direction to the coil is folded or folded in another way, wherein a piece of metal is provided between the element and the coil, which extends at one end to the coil and at the other end attached a magnet. In this way, at which to Coil extending end creates a virtual magnetic pole and the polarity of the virtual pole is opposite to the polarity of the Coil turned part of the magnet.
Das Element kann so gestaltet und angepaßt sein, daß während einer Bewegung des Magnets relativ zur Spule der kleinste Abstand zwischen dem Element und der Spule gleich oder im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Magnet/den Magneten und der Spule ist.The Element may be designed and adapted so that during movement of the magnet relative to the coil the smallest distance between the element and the coil is equal to or substantially equal to the distance between the magnet / magnet and the coil.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Spule ein Kernelement mit zwei Oberflächen auf, bei spielsweise die zwei freien Enden der Spule oder beispielsweise Oberflächen von am Kern angebrachten magnetisch leitenden Elementen. Die zwei Oberflächenteile sind in eine Richtung zu dem/den Magnet(en) hin vorzugsweise nebeneinander angeordnet, so daß sie, verglichen mit der Spule, nahe an dem/den Magneten) sind. Die zwei Oberflächenteile können dadurch zu dem/den Magnet(en) hin erstreckend angeordnet sein, daß der Kern wie ein Hufeisen oder U geformt ist, wobei die zwei Enden dem/den Magnet(en) zugekehrt sind, oder es kann ein Kern irgendeiner Gestalt sein, an welchem die Oberflächen eines oder von magnetisch leitenden Elementen angebracht sind, die sich zu dem/den Magnet(en) hin erstrecken.In a further preferred embodiment invention, the coil has a core element with two surfaces, for example, the two free ends of the coil or example surfaces core-mounted magnetically conductive elements. The two surface parts are preferably side by side in a direction toward the magnet (s) arranged so that they, compared to the coil, close to the magnet (s)). The two surface parts can be arranged extending to the / the magnet (s) that the core shaped like a horseshoe or U, with the two ends of the / Magnet (s), or it may be a core of any shape, on which the surfaces one or of magnetically conductive elements are attached, the extending to the magnet (s).
Die Spule kann in irgendeine Richtung relativ zu dem/den Magnet(en) angeordnet sein, aber eine bevorzugte Anordnung ist so, daß sich eine Längsachse mindestens im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung erstreckt und so, daß sich in einer vorgegebenen Position, in welcher der Abstand zwischen dem/den Magnet(en) und der Spule am kleinsten ist, die Achse zu dem/den Magnet(en) hin erstreckt. Dies ist eine bevorzugte Art der Anordnung der Spule, da sie das Anbringen der Spule z.B. an einem Fahrrad erleichtert.The Coil can move in any direction relative to the magnet (s) be arranged, but a preferred arrangement is such that a longitudinal axis extends at least substantially perpendicular to the direction of movement and so that in a predetermined position, in which the distance between the magnet (s) and the coil are the smallest, the axis too extends to the / the magnet (s) out. This is a preferred type of Arrangement of the coil, as it allows the attachment of the coil e.g. at one Bike relieved.
Um die Leistung der Spule und des Magnets/der Magnete zu verbessern, betrifft eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung den Abstand zwischen den zwei Oberflächen des Kerns oder der Elemente, die am Kern angebracht sind und sich zu den Magneten hin erstrecken. Der Abstand kann vorzugsweise mindestens im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Magnet und dem in eine Richtung zur Spule hin gebogenen Teil des Elements neben dem Magnet sein. Der positive Effekt kann auch durch Anordnen von zwei oder mehreren Magneten in einem im wesentlichen gleichen Abstand wie dem zwischen den Oberflächen des Kerns erzielt werden. Die Magnete sollten vorzugsweise so angeordnet sein, daß abwechselnd ihre Plus- und Minuspole der Spule zugekehrt sind.Around to improve the performance of the coil and the magnet (s), a further preferred embodiment of the invention relates to the Distance between the two surfaces of the core or elements attached to the core and themselves extend towards the magnets. The distance may preferably be at least essentially equal to the distance between the magnet and the in a direction towards the coil bent part of the element next to the Be a magnet. The positive effect can also be achieved by arranging two or more magnets at a substantially equal distance like the one between the surfaces of the core. The magnets should preferably be arranged this way be that in turns their plus and minus poles are facing the coil.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Querschnittfläche eines Teils des Kerns kleiner als mindestens im wesentlichen irgendeine Querschnittfläche irgendeines der Elemente, an welchem/welchen der Magnet/die Magnete oder der Kern ange bracht ist/sind. Abhängig von der Legierung des ferromagnetischen Materials ist auf diese Weise für das Material des Kerns bis zu mehr als 80 Prozent der magnetischen Sättigung erreichbar.In a preferred embodiment, the cross-sectional area of a part of the core is smaller than at least substantially any cross-sectional area of any of the elements to which the magnet (s) or core is / are attached. Depending on the alloy of the ferromagnetic material, in this way up to more than 80 percent of the magnetic saturation can be achieved for the material of the core.
Irgendwelche magnetisch leitenden Materialien können für den Kern der Spule oder für die am Kern oder an den Magneten angebrachten Elemente verwendet werden, jedoch stellen Trafoperm N3 oder Vacofer S1 eine gute Leistung bereit, welche durch Rändeln der Oberfläche des Kerns oder durch Herstellen des Kerns mittels Laminieren von Metallplatten weiter verbessert werden kann.any Magnetically conductive materials can be used for the core of the coil or for the core or attached to the magnet elements are used, however Trafoperm N3 or Vacofer S1 provide a good performance which by knurling the surface of the core or by making the core by laminating Metal plates can be further improved.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist die Beleuchtungsvorrichtung ein Element aus einem magnetisch leitenden Material auf, wobei das Element mindestens drei Oberflächenteile hat, die in Bewegungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei sich mindestens ein Teil des Elements durch die Spule erstreckt und wobei während der Bewegung des Magnets relativ zur Spule der kleinste Abstand zwischen der Spule und dem Magnet größer oder gleich demjenigen zwischen irgendeinem der Oberflächenteile und dem Magnet ist. Diese mehreren Oberflächenelemente verbessern die Leistung weiter.According to one Feature of the invention, the lighting device, an element of a magnetically conductive material, wherein the element is at least three surface parts has, which are arranged side by side in the direction of movement, wherein At least a part of the element extends through the coil and while during the movement of the magnet relative to the coil the smallest distance between the coil and the magnet is greater than or equal to that between any of the surface parts and the magnet is. These multiple surface elements enhance the Performance continues.
Die Erfindung betrifft ferner eine Beleuchtungsvorrichtung, wie beschrieben, und bei welcher die Teile in Armaturen versiegelt sind, die geeignet sind, um an einem Fahrrad angebracht zu werden. Die Teile können zum Beispiel in gegossenen Kunststoffelementen eingebaut sein, die zum Anbringen entweder am Rahmen des Fahrrads oder an flachen Flanschen des Fahrrads mit Armaturen, beispielsweise Schrauben und Flanschen, versehen sind. Ein Anbringen der Teile an flachen Flanschen des Fahrrads bietet den Vorteil einer soliden Befestigung mit geringerer Verletzungsgefahr aufgrund sich am Rahmen drehender Teile und durch unbeabsichtigtes Blockieren z.B. eines Rads des Fahrrads.The The invention further relates to a lighting device as described, and in which the parts are sealed in fittings that are suitable to be attached to a bicycle. The parts can be used for Example be incorporated in molded plastic elements, the Attach either to the frame of the bike or to flat flanges of the bicycle with fittings, such as screws and flanges, are provided. Attaching the parts to flat flanges of the Fahrrads offers the advantage of a solid attachment with less Risk of injury due to rotating parts on the frame and through unintentional blocking, e.g. a wheel of the bicycle.
Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:A preferred embodiment The invention will now be described in detail with reference to the drawings described:
Wie
in
Wie
in
Um
beim Vorbeigehen am ersten Teil
Die Beleuchtungsvorrichtung kann ganz oder mittels einer Batterie, die entweder in einem vierten Teil vorgesehen ist oder in dem zweiten oder dritten Teil enthalten ist, hauptsächlich von der induzierten Elektrizität betrieben werden. Dies ermöglicht, Produktvarianten herzustellen, die ein Aussenden von Licht eine Zeit lang, nachdem das Fahrrad z.B. an einer Verkehrsampel angehalten hat, ermöglichen. In einem anderen Beispiel können die Elektrizitätssignale, die beim Vorbeigehen des Magnets an der Spule erzeugt werden, mit elektrischen Signalen summiert werden, die woanders erzeugt werden, z.B. von einer in einem dritten Teil enthaltenen elektronischen Vorrichtung, deren Schaltkreis mit einer Batterie verbunden ist. Auf diese Weise kann die Beleuchtungsvorrichtung von verschiedenen elektrischen Signalen betrieben werden, wobei mindestens eines durch Induktion in der Spule erzeugt wird.The Lighting device can be completely or by means of a battery that is provided either in a fourth part or in the second or third part, mainly of the induced electricity operate. This makes possible, Produce product variants that emit a light For a long time after the bicycle has stopped at a traffic light has, allow. In another example the electricity signals, which are generated when passing the magnet on the coil, with be summed up to electrical signals generated elsewhere, e.g. from an electronic part contained in a third part Device whose circuit is connected to a battery. In this way, the lighting device of various operated electrical signals, at least one through Induction is generated in the coil.
Ein
Fahrrad kann mit so vielen von den erwähnten zwei Basisteilen
Der
Teil
Der
Teil
Der
am Rad angebrachte Teil kann am Rad angebracht sein oder sogar mit
Teilen des Rads integriert sein. Als eine bevorzugte Ausführungsform
ist der am Rad angebrachte Teil
Beispielsweise kann der am Rad angebrachte Teil mit dem Reifen des Rads, der Felge des Rads, am Rad angebrachten Scheibenbremsen oder dem Mittelteil des Rads integriert sein.For example The part attached to the wheel can with the tire of the wheel, the rim wheel, disc-mounted disc brakes or the center section integrated into the wheel.
Wie
in
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Gruppen von seriell verbundenen LEDs parallel angeordnet, so daß eine Gruppe, bestehend aus einer oder mehreren LEDs, den induzierten Strom in die eine Richtung leiten kann und eine andere Gruppe, bestehend aus einer oder mehreren LEDs, den induzierten Strom in die andere Richtung leiten kann.In a preferred embodiment, groups of serially connected LEDs are connected in parallel ordered, so that a group consisting of one or more LEDs, the induced current can conduct in one direction and another group, consisting of one or more LEDs, the induced current in the other direction can conduct.
Das
Signal von
In
Die
in
Der Wirkungsgrad der Schaltung, die die LEDs und die Spule umfaßt, hängt ab von der Beziehung zwischen dem inneren elektrischen Widerstand der Spule und dem elektrischen Widerstand der mit der Spule verbundenen Beleuchtungsvorrichtung.Of the Efficiency of the circuit comprising the LEDs and the coil depends on the relationship between the internal electrical resistance of the coil and the electrical resistance of the lighting device connected to the coil.
Wenn sich der Widerstand der Beleuchtungsvorrichtung erhöht, wird ein höherer Prozentsatz der elektrischen Energie in der Beleuchtungsvorrichtung absorbiert, wobei mehr von der vorhandenen Energie in Licht umgewandelt wird. Mit anderen Worten, der Wirkungsgrad der Schaltung ist verbessert. Wenn sich der Widerstand der Beleuchtungsvorrichtung erhöht, erhöht sich auch der Gesamtwiderstand der Spule und der Beleuchtungsvorrichtung, was den möglichen elektrischen Stromfluß verringert.If the resistance of the lighting device increases a higher one Percentage of electrical energy in the lighting device absorbs, converting more of the energy available to light becomes. In other words, the efficiency of the circuit is improved. As the resistance of the lighting device increases, it increases also the total resistance of the coil and the lighting device, what the possible reduced electrical current flow.
Diese zwei Effekte arbeiten gegeneinander. Man könnte unter Verwendung von Beleuchtungsvorrichtungen mit sehr hohem Widerstand einen hohen Wirkungsgrad erzielen, obwohl der Strom, der durch die Beleuchtungsvorrichtungen fließt, sehr gering ist, was eine sehr geringe Menge an in den Beleuchtungsvorrichtungen absorbierter Energie zur Folge. In dem anderen Szenario, in welchem die Beleuchtungsvorrichtungen einen sehr geringen Widerstand haben, kann der durch die Beleuchtungsvorrichtungen und die Spule fließende Strom sehr hoch sein, wobei aber nur ein kleiner Teil der induzierten Energie in den Beleuchtungsvorrichtungen absorbiert wird und der Rest als in der Spule erzeugte Wärme verloren geht.These two effects work against each other. One could use lighting devices to achieve high efficiency with very high resistance, though the current flowing through the lighting devices is very high low, which is a very small amount of in the lighting devices absorbed energy. In the other scenario in which the lighting devices have a very low resistance, can the current flowing through the lighting devices and the coil current be very high, but only a small part of the induced Energy is absorbed in the lighting devices and the Remainder as heat generated in the coil get lost.
Die beste Leistung der Schaltung wird erzielt, wenn der Widerstand der Spule und der Widerstand der Beleuchtungsvorrichtung fast gleich sind.The best performance of the circuit is achieved when the resistance of the Coil and the resistance of the lighting device almost the same are.
Eine LED ist kein "echter" Widerstand, sondern wirkt als Widerstandselement, das seinen Widerstand verringert, wenn der elektrische Strom erhöht wird. Es hat sich gezeigt, daß sich eine in Labors verwendete spezielle Standard-LED wie ein Widerstand von 180 Ohm verhält, wenn sie 10 mA leitet, und von 42 Ohm, wenn sie 50 mA leitet.A LED is not a "real" resistor, but acts as a resistance element that reduces its resistance, when the electric current increases becomes. It has been shown that a special standard LED used in laboratories like a resistor of 180 ohms, when conducting 10 mA and 42 ohms when conducting 50 mA.
Eine in einer Signalvorrichtung verwendete typische Spule kann einen inneren Widerstand von ungefähr 100 Ohm haben.A a typical coil used in a signaling device may have a internal resistance of about 100 ohms have.
Wenn eine LED mit der Spule verbunden ist und in der Spule Elektrizität induziert wird, wird bei einem Strom von 10 mA 60% der Energie von den Beleuchtungsvorrichtungen absorbiert. Wenn der Strom 50 mA beträgt, wird nur 30% der Energie von den Beleuchtungsvorrichtungen absorbiert.If an LED is connected to the coil and induces electricity in the coil At a current of 10 mA, 60% of the energy from the lighting devices will be absorbed. When the current is 50mA, only 30% of the energy is consumed absorbed by the lighting devices.
Dieser Effekt kann natürlich verwendet werden, um einen Kompressor für die Intensität des Beleuchtungssignals bei verschiedenen Induktionspegeln herzustellen. Auf diese Weise kann man Schwankungen der induzierten Elektrizität, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrrads ändert oder wenn sich der Luftspalt zwischen der Spule und den Magneten verringert, komprimieren, so daß die Intensität eines ausgestrahlten Lichtsignals bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Fahrrads ziemlich gleich sein kann. Abgesehen davon, ist der Effekt nicht erwünscht, da der Wirkungsgrad der Spule, die Energie umwandelt, so hoch wie möglich sein sollte, um die Notwendigkeit einer starken Magnetquelle zu verringern.This Effect can of course used to be a compressor for the intensity of the illumination signal produce at different levels of induction. In this way You can see fluctuations in induced electricity when the speed is up of the bicycle changes or if the air gap between the coil and the magnets reduced, compress, so that the intensity a radiated light signal at different speeds the bike can be pretty much the same. Apart from that, that is Effect not desired, because the efficiency of the coil that converts energy as high as possible should be to reduce the need for a strong magnetic source.
Eine Art, den Wirkungsgrad einer Schaltung, die eine Spule und eine oder mehrere LEDs aufweist, zu erhöhen, ist, die LEDs seriell zu verbinden. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad des Systems, da von den LEDs mehr Energie absorbiert wird. Für gegebene Werte bedeutet dies, daß zwei seriell verbundene LEDs gesehen werden können als ein einziges Widerstandselement von 80 Ohm, das 50 mA führt. Verbunden mit einer Spule mit einem inneren Widerstand von 100 Ohm, wird bei den 50 mA 45% der Energie in den zwei LEDs absorbiert. Der Strom von 50 mA in der Schaltung erzwingt wegen eines höheren Gesamtwiderstands in der Schaltung eine höhere Induktion – ungefähr 20%. Wie zu sehen ist, kann dies jedoch den gewonnenen höheren Wirkungsgrad nicht beseitigen, der von einem Wirkungsgrad von 33% auf einen Wir kungsgrad von 45% ansteigt und einen höheren Gesamtwirkungsgrad und eine höhere in den Beleuchtungsvorrichtungen absorbierte Gesamtenergie als den/die für eine gegebene Induktion ergibt.One way to increase the efficiency of a circuit having a coil and one or more LEDs is to serially connect the LEDs. This increases the efficiency of the system as more energy is absorbed by the LEDs. For given values, this means that two serially connected LEDs can be seen as a single resistance element of 80 ohms, carrying 50 mA. Connected to a coil with an internal resistance of 100 ohms, the 50 mA absorbs 45% of the energy in the two LEDs. The current of 50 mA in the circuit forces a higher induction due to a higher total resistance in the circuit - about 20%. However, as can be seen, this can not eliminate the higher efficiency gained, which increases from 33% efficiency to 45% efficiency, and higher overall efficiency and higher total energy absorbed in the lighting devices than that for a given induction results.
Zusätzlich wird der Wirkungsgrad durch drei oder mehr seriell verbundene LEDs weiter erhöht.In addition will the efficiency by three or more serially connected LEDs on elevated.
Der Nachteil einer seriellen Verbindung von LEDs ist, abgesehen von der Verwendung von mehr LEDs, eine höhere Beleuchtungsspannung: Eine LED muß ungefähr 1,8 Volt haben, damit sie zu leuchten beginnt. Daher brauchen zwei seriell verbundene LEDs ungefähr 3,6 Volt, damit sie zu leuchten beginnen. Dies bedeutet, daß für eine gegebene Spule die Induktion, die zum Starten der LEDs notwendig ist, verdoppelt werden muß. Damit die Vorrichtung zu leuchten beginnt, muß dann das Fahrrad eine höhere Geschwindigkeit gewinnen, müssen die Magnete größer sein oder muß die Spule mehr Wicklungen haben. Mehr Wicklungen in der Spule erhöhen den inneren Widerstand der Spule, was einen verringerten Wirkungsgrad zur Folge hat.Of the Disadvantage of a serial connection of LEDs is, apart from the use of more LEDs, a higher illumination voltage: An LED must be about 1.8 volts have it light up. Therefore, two need serial connected LEDs approximately 3.6 volts for them to light up. This means that for a given coil the induction necessary to start the LEDs is doubled must become. So that the device starts to shine, then the bike has a higher speed win, must the magnets be bigger or must the Coil have more windings. More windings in the coil increase the internal resistance of the coil, resulting in reduced efficiency entails.
Wenn man jedoch die LEDs so verbindet, daß die eine LED den Strom in die eine Richtung leitet und zwei oder mehr seriell verbundene LEDs den Strom in die andere Richtung leiten, wird eine gewünschte kombinierte Lösung erzielt. Die Schaltung hat sowohl einen hohen Wirkungsgrad als auch eine hohe Empfindlichkeit. Dies hat sich als sehr attraktiv erwiesen, insbesondere in Varianten, in welchen drei LEDs notwendig sind, um sicherzustellen, daß das ausgestrahlte Licht in den gewünschten Winkeln zu sehen ist.If However, you connect the LEDs so that the one LED in the current one direction and two or more serially connected LEDs conduct the flow in the other direction, becomes a desired combined solution achieved. The circuit has both high efficiency as well a high sensitivity. This has proven to be very attractive especially in variants in which three LEDs are necessary, to ensure that the broadcast Light in the desired Angles can be seen.
Diese
Schaltung ist in
Als
eine Variante kann die in
Andere
Varianten der bevorzugten Ausführungsform
sind in
Die
Spule
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Kernmaterial eine ferromagnetische Stahlplatte, die als
zwei separate Elemente
Wie
in
Man kann diesen Effekt als einen kombinierten magnetischen Begrenzer und Kompressor betrachten. Selbst wenn damit nicht alles über die magnetische Sättigung in ferromagnetischen Materialien gesagt ist, ist es hauptsächlich die Verringerung der magnetischen Verstärkung oder Leitfähigkeit oberhalb des 80% Sättigungspegels, die in Zusammenhang mit der Erfindung von großem Interesse ist.you This effect can be used as a combined magnetic limiter and look at the compressor. Even if that is not all about the magnetic saturation said in ferromagnetic materials, it is mainly the Reduction of magnetic amplification or conductivity above the 80% saturation level, which is of great interest in connection with the invention.
Normalerweise tritt bei ferromagnetischen Materialien irgendwo zwischen 1,2 Tesla und 2,1 Tesla eine Sättigung der magnetischen Flußdichte auf. Die Sättigung entsteht nicht plötzlich, sondern beginnt etwa bei 80% des Werts der magnetischen Sättigung für das Material. Dies hängt jedoch von der Legierung des ferromagnetischen Materials ab. Mit einem Sättigungswert unterhalb von 80% reagieren die meisten ferromagnetischen Materialien fast linear auf eine Erhöhung der Stärke des Magnetfelds.Normally, in ferromagnetic materials, saturation of magnetic flux density occurs somewhere between 1.2 Tesla and 2.1 Tesla. The saturation does not arise suddenly, but be starts at about 80% of the value of the magnetic saturation for the material. However, this depends on the alloy of the ferromagnetic material. With a saturation value below 80%, most ferromagnetic materials react almost linearly to an increase in the strength of the magnetic field.
Dieses Phänomen kann auf verschiedene Weise verwendet werden. Zu allererst ist gewünscht, daß der Kern der Spule mit dem magnetischen Verhalten oberhalb des Sättigungswerts von 80% antwortet, da er dann weniger empfindlich für Schwankungen des Luftspalts zwischen den Magneten und der Spule, wenn sie sich aneinander vorbei bewegen, ist, ohne daß der Wirkungsgrad des Systems verringert ist. Die Menge an induzierter elektrischer Energie in der Spule ist annähernd invers proportional zur Größe des Luftspalts zwischen den zwei sich aneinander vorbei bewegenden Teilen. Wenn eine Signalvorrichtung konstruiert wird, wird sie daher so bemessen, daß sie mit dem größten erwarteten Luftspalt richtig funktioniert. Wenn der Luftspalt aufgrund von Variationen beim Anbringen oder Ersetzen der Räder irgendwie kleiner geworden ist, wird sich die von der Spule abgegebene elektrische Leistung aufgrund einer höheren magnetischen Fluktuation erhöhen, was zu frustrierten Benutzern führt, die nicht wissen, ob die Vorrichtung richtig montiert oder eingestellt ist, oder im schlimmsten Fall führt die höhere Induktion zu einer Beschädigung der Beleuchtungsvorrichtung.This phenomenon can be used in different ways. First of all, it is desired that the core the coil with the magnetic behavior above the saturation value 80% responds, as it is less sensitive to fluctuations the air gap between the magnets and the coil when they are Moving past each other is, without the efficiency of the system is reduced. The amount of induced electrical energy in the coil is approximate inversely proportional to the size of the air gap between the two parts moving past each other. If a signaling device is constructed, it is therefore that she with the biggest expected Air gap works properly. If the air gap due to variations somehow getting smaller when attaching or replacing the wheels is, the output from the coil electric power due to a higher increase magnetic fluctuation, which leads to frustrated users, who do not know if the device is properly mounted or adjusted is, or in the worst case leads the higher one Induction to damage the lighting device.
Zweitens ist aufgrund der gewünschten Sättigung des Kerns innerhalb der Spule eine kleine Fläche attraktiv, da sie eine Reduzierung des durchschnittlichen Durchmessers der Kernwick lungen ermöglicht, was zu einer Verringerung des inneren Widerstands der Spule ohne Verringerung der Anzahl der Wicklungen führt.Secondly is due to the desired saturation The core within the coil makes a small area attractive, as it has one Reduction of the average diameter of the core windings allows resulting in a reduction of the internal resistance of the coil without Reducing the number of windings leads.
Die
kleinste Fläche
des Kernmaterials muß nicht
unbedingt innerhalb der Spule angeordnet sein. Beispielsweise kann
das Kernmaterial eine Ausführungsform
haben, so daß Teile
davon außerhalb
des Kerns sind, die dabei helfen, das Magnetfeld von dem sich vorbei
bewegenden Teil
Wie
in
Die
Ausführungsform
des Kerns ist sehr stark von der Konzeption der Spule, insbesondere der
Richtung der Spule, beeinflußt.
Wie in
Wie
in
Der
innere Widerstand der Spule
Es hat sich herausgestellt, daß die beste Art, um unter Verwendung von nur wenig Kupfer eine kleine und leichte Spule zu erzielen, ist, die Spule glatt zu machen, das heißt, lang und dünn. Wenn man eine Spule mit einer vorgegebenen Anzahl von Wicklungen herstellen soll, kann man wählen, die Spule sehr kurz zu machen. Das bedeutet, daß sie eine große Anzahl von Schichten haben muß, wenn eine plötzliche Anzahl von Wicklungen hinzuzufügen ist. Dies führt wiederum zu einem großen durchschnittlichen Durchmesser der Wicklungen, was zur Verwendung eines langen Kupferfadens für die gegebene Anzahl von Wicklungen führt. Ein langer Faden ergibt mehr inneren Widerstand als ein kurzer, so daß für eine solche Spule der innere Widerstand groß ist. Das andere Extrem ist, die Spule sehr dünn, aber lang zu machen. Dabei wird der durchschnittliche Durchmesser der Wicklungen klein gehalten, was den inneren Widerstand der Spule verringert.It has been found that the best way to achieve a small and lightweight coil using only a small amount of copper is to make the coil smooth, that is, long and thin. If you want to make a coil with a given number of turns, you can choose to make the coil very short. This means that it must have a large number of layers, if one Add sudden number of windings. This in turn leads to a large average diameter of the windings, resulting in the use of a long copper thread for the given number of windings. A long thread gives more internal resistance than a short one, so that for such a coil the internal resistance is great. The other extreme is to make the coil very thin, but long. In this case, the average diameter of the windings is kept small, which reduces the internal resistance of the coil.
Es kann logisch scheinen, alle Spulen, wenn sie für Induktion verwendet werden, kurz und dünn zu machen, um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Die lange und dünne Spule hat jedoch den Nachteil, daß das Volumen des Kerns erhöht ist. Dies bedeutet mehr Verluste aufgrund magnetischer Hysterese und schwere elektrische Verluste während der Magnetisierung des Kernmaterials. Zudem ist der Kern länger, was zu einem höheren magnetischen Widerstand in dem magnetischen Schaltkreis führt, von welchem der Kern ein Teil ist. Ein solcher Widerstand kann in normalen magnetischen Schaltkreisen nicht toleriert werden, aber in dieser Signalvorrichtung hat er keine große Bedeutung. In einer Signalvorrichtung, wie hier behandelt, können die Luftspalte, die zwischen den zwei sich aneinander vorbei bewegenden Teilen notwendig sind, 2 mm bis 6 mm breit sein und stellen daher einen sehr großen magnetischen Widerstand dar, der 100 bis 1000 mal größer ist als der im Kern der Spule, und daher ist die Länge des Kerns der Spule weniger wichtig.It may seem logical, all coils when used for induction short and thin to increase efficiency. The long and thin coil However, it has the disadvantage that the volume of the core increases is. This means more losses due to magnetic hysteresis and heavy electrical losses during the magnetization of the Core material. In addition, the core is longer, resulting in a higher magnetic Resistance in the magnetic circuit introduces from which the core Part is. Such resistance can be found in normal magnetic circuits not be tolerated, but in this signaling device he has not big Importance. In a signaling device, as discussed here, the Air gaps that move between the two moving past each other Parts are necessary to be 2 mm to 6 mm wide and therefore pose a very big one magnetic resistance that is 100 to 1000 times greater as the core of the coil, and therefore the length of the core of the coil is less important.
Wie
in
In einer Ausführungsform mit zwei Magneten können die zwei Magnete in Ausrichtung mit der Bewegungsrichtung angeordnet sein, so daß sie sich nacheinander an der Spule vorbei bewegen. In einer bevorzugten Ausführungsform muß sichergestellt sein, daß die Magnete zu einem Zeitpunkt während ihres Vorbeigehens am Kern der Spule so angeordnet sein können, daß ihre entgegengesetzten magnetischen Pole jeweils ein Ende der Spule magnetisieren. Auf diese Weise wird die beste Verwendung der Magnete erreicht, obgleich der Abstand zwischen den zwei Magneten größer oder kleiner sein kann, was unterschiedliche Eigenschaften der Induktion erzeugt, beispielsweise viele Impulse anstatt starker Impulse. Der Abstand der zwei Magnete ist nicht größer als der Abstand zwischen zwei Speichen an der Seite des Rads, an der sie angebracht sind, da es dann gleich der Verwendung von zwei Teilen, die einen einzigen Magnet aufweisen, mit magnetisch entgegengesetzten orientierten Magneten ist.In an embodiment with two magnets can the two magnets arranged in alignment with the direction of movement be so that they successively move past the coil. In a preferred embodiment must be ensured that the Magnets at a time during her Passing may be arranged at the core of the coil so that their opposite Magnetic poles each magnetize one end of the coil. On this way, the best use of the magnets is achieved, though the distance between the two magnets may be larger or smaller, which is what different properties of the induction generated, for example many impulses instead of strong impulses. The distance between the two magnets is not bigger than the distance between two spokes on the side of the wheel at the they are attached, since it then equals the use of two parts, which have a single magnet, with magnetically opposite oriented magnet is.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnete so ausgerichtet, daß die Ebenen der Oberfläche der Magnetpole im wesentlichen parallel zur Ebene sind, in welcher sich das Rad dreht, oder sie können in einem Winkel zu dieser Ebene liegen. Beispielsweise können die Magnete so orientiert sein, daß Einstellebenen senkrecht zu der Ebene sind, in welcher sich das Rad dreht.In a preferred embodiment the magnets are aligned so that the planes of the surface of the Magnetic poles are substantially parallel to the plane in which the wheel is turning or you can lying at an angle to this plane. For example, the Magnets be oriented so that adjustment levels perpendicular to the plane in which the wheel rotates.
Ferner können die Ebenen der Oberflächen der Magnetpole im wesentlichen parallel zu den Flossen des Kerns oder zu einer Ebene sein, die senkrecht zur Mittellinie des Kerns der Spule ist. Es kann aber auch sein, daß diese Ebenen in einem Winkel zu den Flossen oder sogar senkrecht zu den Flossen sind.Further can the levels of the surfaces of the Magnetic poles substantially parallel to the fins of the core or to be at a plane perpendicular to the centerline of the nucleus of the Coil is. It may also be that these levels are at an angle to the fins or even perpendicular to the fins.
Der wichtige Faktor bei der Konstruktion des magnetischen Teils am Rad ist, angesichts der Notwendigkeit eines Luftspalts zwischen den zwei Basisteilen die Magnetquelle so gut wie möglich zu nutzen. Dies bedeutet, daß ein gut konstruierter Magnetteil einer ist, der eine hohe Induktion in der Spule ergibt, in Vergleich mit anderen Magnetquellen in bezug sowohl auf Gewicht, Kosten und Volumen.Of the important factor in the construction of the magnetic part on the wheel is, given the need for an air gap between the two base parts to use the magnetic source as well as possible. This means, the existence Well constructed magnet part is one that has a high induction in the coil, in comparison with other magnetic sources in relation on weight, cost and volume.
Es hat sich herausgestellt, daß die Magnete in der Signalvorrichtung ein Kostentreiber sind und so klein wie möglich gehalten werden sollten. Zudem haben Benutzer zum Ausdruck gebracht, daß es für sie wichtig ist, daß der Teil, der den Magnet oder die Magnete aufweist, kein großes Volumen hat, das ihn sperrig macht, oder kein Gewicht hat, das groß genug ist, um merkliches Ungleichgewicht zu erzeugen, wenn sich das Rad während der Fahrt dreht. Die Forderung ist daher, wie erwähnt, mit so wenig magnetischem Material wie möglich eine große Fluktuation im Kern der Spule zu erzeugen, wenn sich das magnetische Material am Kern vorbei bewegt.It it turned out that the Magnets in the signaling device are a cost driver and so small as possible should be kept. In addition, users have expressed that it for her important is that the Part that has the magnet or magnets, no large volume that makes it bulky, or has no weight, big enough is to create significant imbalance when the wheel while the ride turns. The demand is therefore, as mentioned, with so little magnetic material as possible a large fluctuation in the Core of the coil to produce when the magnetic material at Kern moved past.
Ein wichtiger Punkt bei dieser Optimierung ist, daß es unter dem Gesichtspunkt eines magnetischen Schaltkreises einen großen Luftspalt zwischen dem Magnet und dem Kern der Spule geben muß. Der Grund dafür ist, daß sowohl der Teil, der den Magnet aufweist, und der Teil, der die Spule aufweist, in einem Gehäuse untergebracht sein müssen und daß sie sich während der Fortbewegung des Fahrrads aneinander vorbei bewegen müssen, ohne sich zu berühren. Ferner soll der Spalt wegen der Montagesituation eine plötzliche Größe, z.B. 2 mm bis 6 mm, haben, wobei ein Benutzer in der Lage sein muß, die Vorrichtung ohne Verwendung von speziellen Geräten oder Präzisionswerkzeugen anzubringen.An important point in this optimization is that, from the viewpoint of a magnetic circuit, there is a large air gap between must give the magnet and the core of the coil. The reason for this is that both the part which has the magnet and the part which has the coil have to be accommodated in a housing and that they have to move past one another during the movement of the bicycle without touching each other. Further, due to the mounting situation, the gap should have a sudden size, eg 2 mm to 6 mm, whereby a user must be able to mount the device without the use of special equipment or precision tools.
Der Schaltkreis, der aus dem Kern der Spule, dem Luftspalt zwischen den zwei Teilen der Vorrichtung, dem Magnet und dem ferromagnetischen Element hinter dem Magnet besteht, ist zentral zur Erzeugung der Optimierung. Dieser Schalkreis kann auf die gleiche Weise wie ein elektronischer Schaltkreis behandelt werden, bei welchem Ströme und Spannungen des Systems berechnet werden. Jedoch ist es in diesem Fall die magnetische Kraft, der Magnetfluß und die magnetische Flußdichte.Of the Circuitry emerging from the core of the coil, the air gap between the two parts of the device, the magnet and the ferromagnetic Element behind the magnet is central to the generation of the Optimization. This circuit can work in the same way as one be treated electronic circuit, at which currents and voltages of the system. However, in this case it is the magnetic one Force, the magnetic flux and the magnetic flux density.
Wenn man den oben erwähnten Schaltkreis der Vorrichtung so behandelt, findet man, daß zwei wichtige Widerstände, die einer Erzeugung eines sehr großen Magnetflusses entgegenwirken, der Luftspalt und der Magnet selbst sind. Verschiedene Mittel zur Verringerung des Luftspalts sind anderswo behandelt und sind nicht Gegenstand dieser Erfindung, jedoch ist der Widerstand des Magnets hier von Interesse. In der Patentliteratur findet man Beispiele für einen Magnetfluß durch den Kern einer Spule, der für eine gegebene Menge an magnetischem Material dadurch maximiert wird, daß dem Magnet eine solche Form gegeben wird, daß er mit seinen zwei Magnetpolen so nah wie möglich an beiden Enden des Kerns der Spule ist. Dies kann ein U-förmiger Magnet mit der gleichen Länge wie die Spule sein, so daß zu irgendeinem Zeitpunkt während der Vorbeibewegung die zwei Enden des Ma gnets nahe an den Enden der Spule angeordnet sind, wodurch der magnetischen Fluß maximiert wird.If one the above mentioned Circuit of the device so treated, one finds that two important resistors, which counteract generation of a very large magnetic flux, the air gap and the magnet itself are. Various means for Reducing the air gap are treated elsewhere and are not Subject of this invention, however, is the resistance of the magnet here of interest. There are examples in the patent literature for one Magnetic flux through the core of a coil for a given amount of magnetic material is maximized thereby that the magnet given such a form that he with his two magnetic poles as close as possible at both ends of the core of the coil. This can be a U-shaped magnet with the same length like the coil so that too during some time passing the two ends of the magnet near the ends the coil are arranged, whereby the magnetic flux maximizes becomes.
Dies ist jedoch nicht die beste Verwendung des magnetischen Materials, da der Magnet selbst einen großen magnetischen Widerstand beisteuert, somit den möglichen Magnetfluß durch den gesamten Schaltkreis aus Kern, Luftspalt und Magnet verringert. Der Widerstand des Magnets ist fast gleich dem des Luftspalts, der wiederum das 100 bis 1000-fache desjenigen für ferromagnetische Materialien ist. Wenn daher versucht wird, einen langen U-förmigen Magnet zu machen, kann bei einer gegebenen Menge an magnetischem Material die Fläche des Magnets klein werden. Wenngleich die magnetische Feldstärke eines langen Magnets größer als die eines kleinen Magnets ist, kann nachgewiesen werden, daß die Verringerung der Fläche des langen Magnets die mögliche magnetische Flußdichte durch den Magnet und die Spule verringert.This but not the best use of the magnetic material, because the magnet itself is a big one Magnetic resistance contributes, thus the possible magnetic flux through the entire circuit of core, air gap and magnet reduced. The resistance of the magnet is almost equal to that of the air gap, the again 100 to 1000 times that for ferromagnetic materials is. Therefore, when trying to make a long U-shaped magnet, can for a given amount of magnetic material, the area of the Magnets become small. Although the magnetic field strength of a long magnets larger than which is a small magnet, it can be proven that the reduction the area the long magnet the possible one magnetic flux density reduced by the magnet and the coil.
Es
ist daher bevorzugt, daß ein
U-förmiger magnetischer
Schaltkreis aus zwei Elementen besteht: einem Magnet und einem ferromagnetischen Element.
Auf diese Weise kann das magnetische Material
Die
bevorzugte Ausführungsform
des Magnets und des ferromagnetischen Elements ist in
Eine
andere bevorzugte Ausführungsform der
Magnete und des ferromagnetischen Elements ist in
Durch
Versuche ist herausgefunden worden, daß, wenn die magnetische Masse,
die z.B. in einem einzigen Magnet wie vorstehend beschrieben verwendet
wird, in zwei kleinere Magnete geteilt wird, die an einem Träger aus
Metall
Außerdem ist
in
Zwei
wichtige Details am ferromagnetischen Träger sind, daß die Flossen
oder Flügel
so gestaltet sein können,
daß sie
Flächen
haben können,
die mit dem der Spule zugekehrten Magnetpol ausgerichtet sind, und
daß der
ferromagnetische Träger
der Magnete so gestaltet sein kann, daß der Magnet direkt am Träger an einem
im Träger
geformten Detail angebracht ist, was den Magnet vom Rest des Trägers abhebt,
so daß eine
Verringerung der kurzen Verdrahtung des Magnets
Die verschiedenen Ausführungsformen des Kerns der Spule, der im am Rahmen angebrachten Basisteil enthalten ist, und des magnetischen Schaltkreises, der im am Rad angebrachten Basisteil enthalten ist, können verwendet werden, um eine Signalvorrichtung mit bestimmten Eigenschaften zu konzipieren. Wie inThe various embodiments of the core of the coil contained in the frame-mounted base part is, and the magnetic circuit mounted in the wheel Base part is included used to be a signaling device with certain characteristics to design. As in
Die
in
Wenn
man, wie in dieser Erfindung vorgeschlagen, ein U-förmiges ferromagnetisches Element z.B.
angrenzend an dem magnetischen Südpol
verwendet (
Wie
ebenfalls in dieser Erfindung vorgeschlagen, kann der gleiche Effekt
teilweise dadurch erzielt werden, daß am Kern der Spule eine Flosse angefügt wird,
so daß das
Magnetfeld leicht zu dem vom Magnet weg weisenden Ende der Spule
geführt werden
kann. Die typische Induktion dieses Schaltkreises ist in
Wenn
die zwei zusätzlichen
Merkmale des Magnets und des Kerns kombiniert werden, wird ein zusätzlicher
Nutzeffekt gewonnen. Wie in
Wenn
zusätzlich
der Kern der Spule mit einer Flosse, so wie in
Wenn
schließlich,
wie in
Die
in
Die
verschiedenen Signale können
auf unterschiedliche Weise konfiguriert sein, so daß sie auf eine
bevorzugte Weise in Kombination mit einer Beleuchtungsvorrichtung
arbeiten können.
Beispielsweise kann der in
Der
Schaltkreis ist am besten in
Auf die in dieser Beschreibung verwendeten ferromagnetischen Teile ist bezug genommen worden, als wären sie jeweils ein einziges Element, aber dies muß nicht der Fall sein. Das in Kombination mit dem Magnet verwendete ferromagnetische Element kann aus kleineren ferromagnetischen Elementen bestehen, die zu einem Element kombiniert sind, das fast denjenigen entspricht, die in dieser Erfindung beschrieben sind. Ebensowenig müssen die Magnete ein einziges Element sein, sondern können eine Anordnung von kleineren Elementen sein, die zusammen eine Magnetquelle entsprechend der eines einzelnen Magnets erzeugen.The ferromagnetic parts used in this specification have been referred to as if they were each a single element, but this need not be the case. The ferromagnetic element used in combination with the magnet may consist of smaller ferromagnetic elements combined to form an element almost similar to those described in this invention. Neither must the magnets be a single element, but they can be an An Order of smaller elements, which together generate a magnetic source corresponding to that of a single magnet.
Wie
in
Bei
der Konstruktion einer Signalvorrichtung, wie der in dieser Erfindung
beabsichtigten, muß berücksichtigt
werden, daß die
Vorrichtung nahe an dem sich drehenden Rad mit einem minimalen Luftspalt
zwischen den zwei Basisteilen angebracht ist. Es besteht dann die
Gefahr, daß sich
der am Rahmen des Fahrrads angebrachte Teil der Signalvorrichtung
im sich drehenden Rad, z.B. zwischen zwei Speichen, verfängt. Benutzer
haben zum Ausdruck gebracht, daß sie
dies als ein Problem betrachten, insbesondere hinten am Fahrrad,
wie in
Ein
Unfall kann entstehen, wenn jemand oder etwas den Teil
Das
Problem kann in einem gewissen Maße dadurch gelöst werden,
daß der
Teil
Eine
andere sicherere Weise, dieses Problem zu lösen, ist, sicherzustellen,
daß sich
der Teil
Dies hat sich als eine viel bessere Methode zum Befestigen der Vorrichtung erwiesen.This has proven to be a much better method of attaching the device proved.
Beispiele
für Ausführungsformen
sind in
Ferner versteht es sich von selbst, daß die Erfindung in irgendeiner anderen Signalisierungseinrichtung, beispielsweise einer Fahrradglocke, einem Katzenauge usw., enthalten sein kann, während die Spule z.B. im Rahmen oder den Handbremsen des Fahrrads integriert sein kann, die Magnete in den Felgen, Speichen oder Reifen des Fahrrads oder in einem Übersetzungsmechanismus integriert sein kann.Further It goes without saying that the invention in any other signaling device, for example a bicycle bell, a cat's eye, etc., may be included while the coil e.g. integrated in the frame or the handbrake of the bicycle can be the magnets in the rims, spokes or tires of the bike or in a translation mechanism can be integrated.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (21)
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| DKBA199900103 | 1999-03-08 | ||
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| DK52299 | 1999-04-19 | ||
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| DK75899 | 1999-05-28 | ||
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| DKBA199900269 | 1999-07-15 | ||
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| DK115999 | 1999-08-23 | ||
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE (1) | DE60015104T2 (en) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2012017096A1 (en) | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Momo Plus Ag | Electrical machine on a disc brake holder |
-
2000
- 2000-02-01 DE DE60015104T patent/DE60015104T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-01 AU AU22790/00A patent/AU2279000A/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012017096A1 (en) | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Momo Plus Ag | Electrical machine on a disc brake holder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE60015104D1 (en) | 2004-11-25 |
| AU2279000A (en) | 2000-08-25 |
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