NL9400094A - Verlichtingssysteem voor rijwielen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Verlichtingssysteem voor rijwielen.

De uitvinding heeft betrekking op een verlichtingssys-teem voor rijwielen, voor montage aan een rijwiel of een op een rijwiel gelijkend voertuig, met een dynamo voor de opwekking van electrische energie en met een verlichting als verbruiker.

Zoals bekend is zijn rijwielen tegenwoordig uitgerust met een dynamo, welke door middel van wrijvingskoppeling door een wiel wordt aangedreven. Koplamp en achterlichten zijn electrisch direct op de dynamo aangesloten. De dynamo neemt energie van het draaiende wiel af, om electriciteit voor de lampen op te wekken. Deze energie moet extra worden opgebracht door de berijder, wat meer dan 12% van de trap-arbeid van een gemiddelde wielrijder uitmaakt. Het rijden is dan ook aanzienlijk zwaarder, zodra de dynamo voor de verlichting ingeschakeld is.

De lampen geven slechts tijdens het rijden, en alleen bij ingeschakelde dynamo, licht. Rijwielen hebben dan ook bij stilstand nooit verlichting, wat in het donker, speciaal ook bij regen, gevaarlijk kan zijn. Er zijn dan ook reeds pogingen gedaan met accu's voor de opslag van electrische energie. Omdat deze energie echter ook nog extra door trap-arbeid moet worden opgewekt, heeft dit als gevolg van het slechte nuttige effect nooit tot succes geleid. Bovendien hebben lichte accu's, die wat betreft hun gewicht geschikt zijn, slechts een zeer beperkte capaciteit.

Doel van de uitvinding is om een verlichtingssysteem voor rijwielen te verschaffen, waarbij de energie voor de opwekking van de voor de verlichting benodigde stroom slechts indirect door de berijder moet worden opgebracht. Daarbij dient het nuttige effect in zijn geheel beter te zijn dan tot nu toe.

Dit doel wordt bereikt met de maatregelen die omschreven zijn in de hoofdconclusie resp. de onderconclusies.

Een bijkomend voordeel van de uitvinding is dat overtollige electrische energie kan worden opgeslagen, zodat van de volledige verlichting van het rijwiel minstens een geschikt ontworpen achterlicht ook tijdens de stilstand van het rijwiel verder door electrische energie gevoed kan worden en kan branden. Dit maakt het rijwiel ook bij stilstand minstens van achteren goed zichtbaar.

Het rijwielverlichtingssysteem volgens de uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen.

Figuur 1 toont een fiets met aangebouwd verlichtings-systeem.

Figuur 2 toont een verlichtingssysteem in langsdoorsnede en

Figuur 3 een schema van de electrische schakeling van het systeem.

In figuur 1 is een rijwiel weergegeven met een verlich-tingssystyeem volgens de uitvinding. Boven het voorwiel, vóór het stuur, is een gestroomlijnd huis 10 met het verlichtingssysteem aangebracht. Het is door middel van een bevestiging 12 aan de vorkbuis van het rijwielframe 13 bevestigd. Door deze plaatsing wordt bereikt dat het verlichtingssysteem 1 zich tijdens het rijden steeds vol in de rijwind bevindt en bovendien in nog vrijwel ongestoorde luchtstroming, waardoor een optimale benutting van die wind door de propeller 3 wordt gegarandeerd.

In figuur 2 is het verlichtingssysteem 1 in langsdoor-snede schematisch weergegeven. Een gestroomlijnd huis 10 bezit aan zijn onderzijde een oor 11, voor de bevestiging aan het frame. Het oor 11 is bij voorkeur op bekende wijze geconcipieerd als snelsluiting voor het aanbrengen op de genoemde bevestiging. Aan de bovenzijde is een lamp 5 aangebracht in een verhoging 12 van het huis 1. De verlichting 5 is bij voorkeur een schijnwerper met halogeenlamp van bekende soort. De verlichting 5 kan ook in een afzonderlijk huis ondergebracht zijn en van het huis 10 plaatselijk gescheiden aan het rijwiel aangebracht zijn.

In het inwendige van het huis 10 bevindt zich een dynamo 2, een accu 4 en een electrische schakeling 5. De dynamo 2 heeft zijn rotoras in de lengterichting van het huis 10. Aan de rotoras is, aan de kopkant, een propeller 3 met een middellijn van ongeveer 25 cm aangebracht. De propeller 3 heeft minstens één propellerblad 31. Het verdient echter aanbeveling een twee- of driebladige propeller te gebruiken. Spoed en middellijn van de propeller 3 kunnen aan de gemiddelde snelheid van de berijder aangepast gekozen worden. Er worden bijvoorbeeld ook propellers toegepast die in de modelvliegtuigbouw worden gebruikt. Het centrum van de propeller is met voordeel met een spinner 32 gestroomlijnd in het huis 10 overgaande af gedekt. De propellerbladen 31 kunnen door middel van scharnieren 33 naar voren, in de lengteas, op de wijze van een vouwbare propeller, zwenkbaar aan de rotoras 21 bevestigd zijn. Dit vergemakkelijkt de bovenbeschreven voeding en het meenemen van het verlich-tingssysteem 1.

Als dynamo 2 voor de voeding van de verlichting zijn als generator geschakelde electromotoren geschikt, die met zeer hoog nuttig effect werken. Achter de dynamo 2 is een accu 4 aangebracht. Er zijn verschillende soorten accu's geschikt, zoals nikkel-cadmium, lood of zwavel-zink accu's.

Achter de accu 4 bevindt zich de electrische schakeling 6, welke bij voorkeur op een plaat als gedrukte electroni-sche schakeling uitgevoerd is. Hij wordt nader beschreven aan de hand van figuur 3. De bedrading van dynamo 2, schakeling 6 en accu 4 is hier niet getekend, omdat deze blijkt uit de schakeling 6.

In figuur 3 is een schema van de electrische schakeling 6 weergegeven. De eerste aansluiting 61 van dynamo 2 leidt via diode 63 naar de positieve kant 41 van de accu 4 en naar de verlichting die de verbruiker voorstelt. Deze bestaat uit de voorste schijnwerper 51 en het achterlicht 52. Tussen de accu 4 en de verbruikers is een hoofdschakelaar 67 aanwezig voor het inschakelen van alle verbruikers. De hoofdschakelaar 67 kan een overbelastingsbeveiliging bevatten. De tweede aansluiting 62 van de dynamo 2 voert enerzijds via een controle 66 voor de ladingstoestand, op zich bekend, naar de negatieve kant 42 van de accu 4, en anderzijds naar het achterlicht 52 en via een spanningsgestuurde schakelaar 65 naar de schijnwerper 51. De ladingstoestandcontrole 66 beschermt de accu 4 tegen overlading en/of diepontlading. Een spanningscontrole 64 is ook geschakeld tussen de eerste aansluiting 61 en de tweede aansluiting 62 van de dynamo 2. Deze is uitgevoerd op de uit de halfgeleidertechniek bekende wijze. Als alternatief kan hij ook een relais bevatten. De spanningscontrole 64 schakelt bij het bereiken van een tevoren ingestelde drempelspanning aan de dynamo 2 spanningsgestuurde schakelaar 65 in en sluit daardoor de stroomkring via de schijnwerper 51. Bij daling van de spanning beneden de drempel valt de spanningsgestuurde schakelaar 65 af en is de stroomkring via de schijnwerper 51 of eventuele andere gebruikers onderbroken.

Als achterlicht 52 zijn in deze schakeling meerdere, op een klein oppervlak aangebrachte lichtgevende diodes aanwezig. Lichtgevende diodes bezitten het voordeel dat ze minimale stroomverbruikers zijn. Een afzonderlijke lichtgevende diode geeft weliswaar weinig licht, maar het op een vlak aanbrengen van meerdere van zulke diodes heeft minstens hetzelfde effect als een normaal fietsachterlicht. Als gevolg van het geringe stroomverbruik kan dan ook zo'n achterlicht 52 bij stilstand zonder meer gedurende lange tijd door de accu 4 worden gevoed. Het rijwiel is dan ook 's nachts bij stilstand minstens van achteren verlicht. Het gevolg daarvan is een aanzienlijke afname van het gevaar in het wegverkeer.

Als achterlicht kan echter ook een normaal electrisch achterlicht worden toegepast. Dit moet echter, in tegenstelling tot de weergegeven versie, eveneens via de spanningsgestuurde schakelaar 65 aangesloten zijn. Dit licht brandt dan bij stilstand van het rijwiel niet.

De wijze van functioneren van het verlichtingssysteem volgens de uitvinding voor rijwielen of op rijwielen gelij kende voertuigen is de volgende: als er behoefte aan is, worden voor of tijdens het rijden de propellerbladen uitgevouwen en wordt de hoofdschakelaar 67 ingeschakeld. Direct begint de propeller in de rijwind te draaien en hij draait daarmee ook de dynamo 2.

De propeller neemt de energie af uit de rijwind, in de stromingsrichting vóór de berijder. Er wordt dan ook alleen maar energie gebruikt die toch door stromingswerveling verloren zou gaan. De door het verlichtingssysteem 1 opgewekte luchtweerstand is in verhouding tot de totale luchtweerstand van de berijder en van het rijwiel volledig verwaarloosbaar. De wielrijder behoeft dan ook geen waarneembare meerarbeid te presteren.

Wanneer de propeller 3 draait, wekt de dynamo 2 elec-trische energie op. Zodra de opgewekte spanning voldoende is, wordt de accu 4 geladen via de diode 63, die elk terugvloeien van stroom voorkomt. De lichtgevende dioden van het achterlicht 52 staan na het inschakelen van de hoofdschakelaar 67 onder spanning en het achterlicht 52 brandt. Het wordt door de accu 4 gevoed.

Bij sneller rijden draait de propeller sneller en wordt meer electrische energie opgewekt; de spanning aan de dynamo 2 neemt toe. Wanneer de afgegeven electrische spanning voldoende is en een tevoren ingestelde drempelspanning bereikt is, schakelt de spanningscontrole 64 de spanningsge-stuurde schakelaar 65 in. Daarmee is. de stroomkring via de schijnwerper 51 gesloten en geeft de schijnwerper licht. Eventuele spanningspieken worden afgebroken door de inwendige capaciteit van de accu 4 en dienen voor het opladen ervan. De spanningscontrole 64 is noodzakelijk om te bereiken dat onder de drempelspanning propeller en dynamo zonder last kunnen aanlopen. Wanneer de verbruikers altijd op de dynamo 2 aangesloten zouden zijn, zou de propeller bij het aanlopen zodanig worden afgeremd dat helemaal nooit electrische energie zou worden opgewekt. Eventueel moet de propeller met de hand tijdens de vaart worden aangeslingerd.

Met de hoofdschakelaar 67 kan de stroomkring langs alle verbruikers onderbroken worden, zodat alle door de dynamo opgewekte energie kan worden gebruikt voor opladen van de accu. De accu 4 kan dus overdag worden opgeladen.

Bij niet-gebruik wordt het systeem met de hoofdschakelaar 67 onderbroken. Desgewenst worden de propellerbladen naar voren geklapt en met een daaroverheen te stulpen hoes of een etui beschermd. Om beschadiging of diefstal te voorkomen kan bij geschikte uitvoering het huis 10 met de daarin en daaraan aangebrachte elementen door middel van de snel-sluiting eenvoudig worden losgemaakt van het rijwielframe en bijvoorbeeld in een tas worden opgeborgen en meegenomen.

Het is duidelijk dat het beschreven verlichtingssysteem ook zonder accu 4 kan functioneren. Weliswaar met het nadeel, zoals bij de bestaande ver licht ingssystemen, dat bij stilstand en bij langzaam rijden geen of te weinig stroom wordt geproduceerd en het rijwiel niet verlicht is.

Claims (9)

1. Verlichtingssysteem voor een rijwiel voor montage aan een rijwiel of een op een rijwiel gelijkend voertuig, met een dynamo (2) voor de opwekking van electrische energie en met een verlichting (5) als verbruiker, met het kenmerk dat de dynamo (2) in werkzame verbinding staat met een door de rijwind aangedreven propeller (3) en via een electrische schakeling (6) electrisch verbonden is met de verlichting.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de electrische schakeling (6) voorzien is van een spanningscon-trole (64) voor de spanning aan de dynamo (2).

3. Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de verlichting (5) automatisch aan- en uitschakelbaar is door middel van een door de spanningscontrole (64) spanningsge-stuurde schakelaar (65) .

4. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat een accu (4) aangesloten is op de electrische schakeling (6), waarbij de electrische schakeling (6) een diode (63) bevat, geschakeld tussen dynamo (2) en accu (4).

5. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de electrische schakeling (6) een ladingstoestandscontrole (66) voor de accu bezit.

6. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat een achterlicht (52) op de schakeling aangesloten is, dat bestaat uit meerdere in een vlak aangebrachte lichtgevende dioden.

7. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat met een hoofdschakelaar (67) in de electrische schakeling (6) alle gebruikers gezamenlijk uitschakelbaar zijn. S. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de propeller (3) in rusttoestand inklapbaar is.

9. Systeem volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk dat de dynamo (2) en de schakeling (6) zich in een huis (10) bevinden.

10. Systeem volgens conclusie 9, met het kenmerk dat een snelsluiting voor de losneembare montage van het huis (10) aan het rijwielframe (13) of aan een bevestigingsmiddel (12) aanwezig is.