FR2786458A1

FR2786458A1 - Electrical generator for bicycle lights uses relative movement in free-wheel to generate power during downhill periods without effort from cyclist

Info

Publication number: FR2786458A1
Application number: FR9814958A
Authority: FR
Inventors: Louis Moroge; Michel Garnier
Original assignee: POWER INVESTMENT
Current assignee: POWER INVESTMENT
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-02
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: FR2786458B1

Abstract

the device operates only when the bicycle is free-wheeling. The device for producing electric current comprises a generator (8) driven by the hub (2) of the rear wheel (1) of a bicycle. This comprises a free wheel with a driven element (6a) solidly attached to the axle (3) of the hub, and a driving element (6b) surrounding the driven element which is solidly attached to the gear wheels over which the bicycle chain passes. The generator (8) comprises an armature (9) which is attached to rotate with the rear wheel, and an inductor magnet (16) which is attached to the driving element (6b) of the free wheel. The generator acts to produce current when there is relative movement between the rear wheel hub and the driving element which is attached to the gear wheels, thus generating electricity during periods of free-wheeling or descent.

Description

GENERATRICE ENTRAINEE PAR LE MOYEU DE LA ROUE ARRIERE D'UNE
BICYCLETTE
La présente invention concerne un dispositif de production de courant électrique par une génératrice entraînée par le moyeu de la roue arrière d'une bicyclette.GENERATOR DRIVEN BY THE HUB OF THE REAR WHEEL OF A
BICYCLE
The present invention relates to a device for producing electric current by a generator driven by the hub of the rear wheel of a bicycle.

On connaît déjà des bicyclettes qui sont équipées d'une dynamo ou d'un alternateur disposé dans le moyeu d'une roue de bicyclette et qui est mis en service, par une commande à distance, lorsque le cycliste a besoin d'un éclairage nocturne. Avec ces dispositifs connus l'énergie électrique fournie par la génératrice de courant (dynamo ou alternateur) est obtenue par un prélèvement d'une partie de l'énergie physique dépensée par le cycliste en pédalant. Bicycles are already known which are equipped with a dynamo or an alternator arranged in the hub of a bicycle wheel and which is put into service, by a remote control, when the cyclist needs night lighting. . With these known devices, the electrical energy supplied by the current generator (dynamo or alternator) is obtained by taking a part of the physical energy expended by the cyclist while pedaling.

La présente invention concerne des perfectionnements apportés à ces dispositifs de production de courant électrique pour permettre de récupérer, pour cette production, de l'énergie lorsque le cycliste se trouve en roue libre, par exemple dans une descente. The present invention relates to improvements made to these devices for producing electric current to enable energy to be recovered for this production when the cyclist is coasting, for example on a descent.

A cet effet ce dispositif de production de courant électrique par une génératrice entraînée par le moyeu d'une roue arrière d'une bicyclette, comportant une roue libre comprenant un élément mené solidaire en rotation de l'axe d'entraînement du moyeu et un élément menant, entourant l'élément mené et solidaire des pignons sur lesquels passe la chaîne de transmission de la bicyclette, est remarquable en ce que la génératrice comprend un induit qui est entraîné en rotation par la roue arrière et un inducteur qui est solidaire de l'élément menant de la roue libre de manière à produire un courant électrique dans l'induit de la génératrice lors de chaque mouvement de rotation relatif qui apparaît entre la roue arrière et l'élément menant de la roue libre, notamment lors d'une descente en roue libre. To this end, this device for producing electric current by a generator driven by the hub of a rear wheel of a bicycle, comprising a free wheel comprising a driven element integral in rotation with the drive axis of the hub and an element leading, surrounding the driven element and integral with the pinions over which the transmission chain of the bicycle passes, is remarkable in that the generator comprises an armature which is rotated by the rear wheel and an inductor which is integral with the drive element of the free wheel so as to produce an electric current in the armature of the generator during each relative rotational movement which appears between the rear wheel and the drive element of the free wheel, in particular during a descent in freewheel.

On décrira ci-après à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence des dessins annexés sur lesquels :
-La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un dispositif de production de courant électrique suivant l'invention monté sur l'axe de la roue arrière d'une bicyclette, dans le cas où la roue libre est située à l'extérieur de la fourche arrière.Various embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a diagrammatic axial section view of an electric current production device according to the invention mounted on the axis of the rear wheel of a bicycle, in the case where the free wheel is located at rear fork exterior.

-La figure 2 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne II-II de la figure 1. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1.

-La figure 3 est une vue en coupe axiale partielle d'une variante d'exécution du dispositif, dans le cas où la roue libre est montée à l'intérieur de la fourche arrière. FIG. 3 is a view in partial axial section of an alternative embodiment of the device, in the case where the freewheel is mounted inside the rear fork.

Le dispositif de production de courant électrique qui est représenté sur les figures 1 et 2, est associé à une roue arrière 1 d'une bicyclette comportant un moyeu 2 accouplé à un axe d'entraînement cannelé 3. Cet axe d'entraînement est monté à rotation, par l'intermédiaire de roulements 4, dans la partie inférieure de la fourche arrière 5 de la bicyclette dont seule une branche est représentée. L'axe d'entraînement 3 de la roue arrière est accouplé à un élément intérieur mené 6a d'une roue libre 6 représentée schématiquement. Cette roue libre 6 comporte, à la manière habituelle, un élément extérieur menant 6b sur lequel sont montés les pignons de différents diamètres 7 entraînés par la chaîne de la bicyclette. The device for producing electric current which is represented in FIGS. 1 and 2, is associated with a rear wheel 1 of a bicycle comprising a hub 2 coupled to a splined drive axle 3. This drive axle is mounted at rotation, by means of bearings 4, in the lower part of the rear fork 5 of the bicycle of which only one branch is shown. The drive axle 3 of the rear wheel is coupled to an inner driven element 6a of a free wheel 6 shown diagrammatically. This freewheel 6 comprises, in the usual way, an external driving element 6b on which are mounted the pinions of different diameters 7 driven by the chain of the bicycle.

Le dispositif suivant l'invention comprend, entre la roue libre 6 et la fourche 5 une génératrice 8 d'un courant électrique continu ou alternatif. Cette génératrice 8 comporte un induit 9, solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement 3 et qui est constitue par un support annulaire 10 dans lequel est logé un enroulement 11. The device according to the invention comprises, between the free wheel 6 and the fork 5 a generator 8 of a direct or alternating electric current. This generator 8 comprises an armature 9, integral in rotation with the drive shaft 3 and which is constituted by an annular support 10 in which is housed a winding 11.

L'enroulement 11 de l'induit constitue de la manière habituelle un certain nombre de pôles et il est connecté à des bagues collectrices de courant 12 prévues sur la face de l'induit 9 qui est voisine de la fourche 5. Sur les bagues collectrices 12 frottent des balais 13 qui sont reliés, par des conducteurs 14, à un accumulateur d'énergie électrique 15 tel qu'une batterie rechargeable.The winding 11 of the armature constitutes in the usual way a certain number of poles and it is connected to current slip rings 12 provided on the face of the armature 9 which is close to the fork 5. On the slip rings 12 rub brushes 13 which are connected, by conductors 14, to an electric energy accumulator 15 such as a rechargeable battery.

La génératrice de courant 8 comporte par ailleurs un inducteur 16 qui est constitué par un aimant permanent annulaire à pôles Nord et Sud alternés dans le sens circonférentiel. L'aimant inducteur annulaire 16 qui est coaxial avec l'axe d'entraînement 3, est accolé à la face frontale annulaire de l'élément menant 6b de la roue libre 6 qui est tournée vers la fourche 5, et il est situé en regard de l'enroulement 11 de l'induit 9, en étant aligné avec celui-ci dans le sens axial. The current generator 8 also comprises an inductor 16 which is constituted by an annular permanent magnet with north and south poles alternating in the circumferential direction. The annular inductor magnet 16 which is coaxial with the drive axis 3, is attached to the annular front face of the driving element 6b of the free wheel 6 which is turned towards the fork 5, and it is located opposite of the winding 11 of the armature 9, being aligned with the latter in the axial direction.

Lorsque le cycliste pédale, l'élément menant 6b de la roue libre 6 entraine en rotation l'élément mené 6a de cette roue libre, lequel entraine à son tour en rotation l'axe 3 et la roue arrière 1. L'axe 3 entraîne dans sa rotation l'induit 9 de la génératrice de courant 8 et, comme l'aimant inducteur 16 est également entraîné en rotation par l'élément menant 6b de la roue libre 6, il n'y a pas de mouvement de rotation relatif entre l'induit 9 et l'aimant inducteur 16 si bien qu'aucun courant n'est produit par la génératrice 8. Par contre, lorsque le cycliste ne pédale pas, c'est-à-dire qu'il se trouve en roue libre, par exemple dans une descente, l'élément menant 6b de la roue libre 6 reste immobile, de mme que l'aimant inducteur 16, alors que la roue arrière 1 tourne et entraîne, par l'intermédiaire de l'axe 3, l'induit 9 de la génératrice de courant 8. Du fait du mouvement de rotation relatif qui existe alors entre l'induit 9 en rotation et l'aimant inducteur 16 maintenu fixe, un courant est produit dans la bobine 11 et ce courant est transmis, par l'intermédiaire des bagues collectrices 12, des balais 13 et des conducteurs 14, à l'accumulateur d'énergie électrique 15. Le cycliste peut ainsi récupérer de l'énergie électrique utilisable par divers appareils électriques montés sur la bicyclette, tel qu'un phare pour l'éclairage à l'avant et un feu arrière. When the cyclist pedals, the driving element 6b of the free wheel 6 rotates the driven element 6a of this free wheel, which in turn drives the axis 3 and the rear wheel 1. The axis 3 drives in its rotation the armature 9 of the current generator 8 and, as the inductor magnet 16 is also driven in rotation by the driving element 6b of the free wheel 6, there is no relative rotational movement between the armature 9 and the inductor magnet 16 so that no current is produced by the generator 8. On the other hand, when the cyclist is not pedaling, that is to say that he is coasting , for example in a descent, the driving element 6b of the free wheel 6 remains stationary, as does the inductor magnet 16, while the rear wheel 1 rotates and drives, via the axis 3, l armature 9 of the current generator 8. Due to the relative rotational movement which then exists between the rotating armature 9 and the inductor magnet r 16 kept fixed, a current is produced in the coil 11 and this current is transmitted, via slip rings 12, brushes 13 and conductors 14, to the electric energy accumulator 15. The cyclist can thus recover electrical energy usable by various electrical devices mounted on the bicycle, such as a headlight for front lighting and a rear light.

La figure 3 illustre une variante d'exécution du dispositif suivant l'invention dans laquelle la roue libre 6 est située à l'intérieur de la fourche 5 et la génératrice 8 est située entre le moyeu 2 de la roue arrière 1 et la roue libre 6. Dans ce cas l'induit 9 est solidaire du moyeu 2 de la roue arrière 1. A cet effet sa bobine 11 est portée par un support transversal 17 solidaire du moyeu 2 coaxial avec l'axe d'entraînement 3 et sur lequel sont prévues les bagues collectrices 12. Par ailleurs l'aimant inducteur annulaire 11 à pôles multiples est accolé à la face frontale annulaire de l'élément menant 6b de la roue libre 6 qui est tournée vers le moyeu 2 et il est logé à l'intérieur de la bobine 11 de l'induit 9 qui l'entoure. FIG. 3 illustrates an alternative embodiment of the device according to the invention in which the free wheel 6 is located inside the fork 5 and the generator 8 is located between the hub 2 of the rear wheel 1 and the free wheel 6. In this case the armature 9 is secured to the hub 2 of the rear wheel 1. For this purpose its coil 11 is carried by a transverse support 17 secured to the hub 2 coaxial with the drive axis 3 and on which are provided the slip rings 12. Furthermore, the annular inductor magnet 11 with multiple poles is attached to the annular front face of the driving element 6b of the free wheel 6 which is turned towards the hub 2 and it is housed inside. of the coil 11 of the armature 9 which surrounds it.

Claims

1-Device for producing electric current by a generator (8) driven by the hub (2) of a rear wheel (1) of a bicycle, comprising a free wheel (6) comprising a driven element (6a) integral in rotation of the drive axis (3) of the hub (2) and a driving element (6b), surrounding the driven element (6a) and integral with the pinions (7) over which the transmission chain of the bicycle passes, characterized in that the generator 8 comprises an armature (9) which is rotated by the rear wheel (1) and an inductor (9) which is integral with the driving element (6b) of the free wheel (6) of so as to produce an electric current in the armature (9) of the generator (8) during each relative rotational movement which appears between the rear wheel (1) and the driving element (6b) of the free wheel (6) , especially during a freewheeling descent.

2-Device according to claim 1 characterized in that the inductor (16) is a permanent annular magnet coaxial with the drive axis (3) and attached to a front face of the driving element (6b) of the wheel free (6).

3-Device according to claim 2 characterized in that the armature (9) comprises a winding (11) housed in a support (10), (17) surrounding the drive axis (3) and disposed opposite the permanent annular magnet (16).

4-Device according to claim 3 characterized in that the winding (11) of the armature (9) is electrically connected to slip rings (12) disposed on one side of the support (10), (17) of the winding (11) and on the rings (12) rub brushes (13) which are connected by conductors (14) to an electric energy accumulator (15).