CH637339A5 - BICYCLE LIGHTING SYSTEM. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrrad-Beleuchtungsanlage mit Lampen und einem Wechselstromgenerator zur Stromversorgung dieser Lampen. The invention relates to a bicycle lighting system with lamps and an AC generator for powering these lamps.
Beleuchtungsanlagen für Fahrräder werden bis heute durch einen während der Fahrt mitlaufenden Wechselstrom-Generator nach dem dynamo-elektrischen Prinzip, der mit Hilfe eines ein- und ausrückbaren Treibrad-Antriebs angetrieben wird, mit der für ihren Betrieb notwendigen elektrischen Energie versorgt. To this day, lighting systems for bicycles are supplied with the electrical energy necessary for their operation by an alternating current generator that runs along the way according to the dynamo-electrical principle and is driven by an engaging and disengaging drive wheel drive.
Bei einer derart betriebenen Beleuchtungsanlage hängt die erzeugte elektrische Energie unmittelbar von der Drehzahl des Generator-Ankers ab, und damit die Helligkeit der Beleuchtung direkt von der Fahrgeschwindigkeit. Bei langsamer Fahrt (an Steigungen, bei höherer Belastung, mangelhafter Leistungsfähigkeit des Fahrers, oder infolge verkehrsbedingter Umstände) ist die Beleuchtung ungenügend und erlischt bei Stillstand des Fahrrads, beispielsweise beim Halt an Verkehrssignalanlagen oder aus anderen mit dem Verkehrsfluss zusammenhängenden Gründen, ganz. Dadurch steigt die an sich schon hohe Gefährdung des Radfahrers im heutigen Strassenverkehr noch weiter an. In a lighting system operated in this way, the electrical energy generated depends directly on the speed of the generator armature, and thus the brightness of the lighting directly on the driving speed. When driving slowly (on slopes, at higher loads, poor performance of the driver, or due to traffic-related circumstances), the lighting is insufficient and goes out completely when the bicycle is at a standstill, for example when stopping at traffic signal systems or for other reasons related to the flow of traffic. As a result, the inherently high risk to cyclists in today's road traffic increases even further.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine ständig, also auch bei Stillstand des Fahrzeugs betriebsfähige Beleuchtungsanlage zu schaffen. The object of the present invention is therefore to create a lighting system which can be operated continuously, ie even when the vehicle is at a standstill.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Lampen über einen Widerstand mit einer aus Gleichrichter und Generator bestehenden Reihenschaltung verbunden sind und dass parallel zu dieser Reihenschaltung eine aufladbare Batterie mit angeschlossenem Betriebsschalter geschaltet ist. The object is achieved according to the invention in that the lamps are connected via a resistor to a series circuit comprising a rectifier and generator, and in that a rechargeable battery with a connected operating switch is connected in parallel with this series circuit.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der 5 Betriebsschalter ein Reed-Schalter ist, der induktiv über einen Magneten betätigbar ist. An embodiment of the invention provides that the 5 operating switch is a reed switch which can be actuated inductively by means of a magnet.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsge-mässen Beleuchtungsanlage ist diese dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Bauteile zur Stromversorgung konstruk-lo tiv als Baueinheit ausgeführt sind. According to a further embodiment of the lighting system according to the invention, this is characterized in that all components for the power supply are designed as a structural unit.
Eine besondere konstruktive Ausgestaltung der erfin-dungsgemässen Beleuchtungsanlage geht davon aus, dass der Wechselstromgenerator in einem flaschenförmigen Gehäuse sitzt, auf dessen oberem Ende ein Reibrad zur Ener-15 gieübertragung angeordnet ist, wobei das Gehäuse über einen zweiteiligen Befestigungsbügel mit einer Drehachse verfügt, an dem es bezüglich seiner Längsachse schwenkbar befestigt ist. Eine weitere Ausführungsart der Erfindung besteht darin, dass innerhalb des Gehäuses die Batterie und 20 der Reed-Schalter angeordnet sind und dass der Befestigungsbügel an seinem nicht schwenkbaren Teil ausserhalb seiner Drehachse einen Dauermagneten trägt. A special design of the lighting system according to the invention is based on the fact that the alternator is seated in a bottle-shaped housing, on the upper end of which a friction wheel for energy transfer is arranged, the housing having a two-part mounting bracket with an axis of rotation on which it is pivotally mounted with respect to its longitudinal axis. A further embodiment of the invention consists in that the battery and 20 the reed switches are arranged within the housing and that the mounting bracket carries a permanent magnet on its non-pivotable part outside of its axis of rotation.
Der besondere Vorteil dieser konstruktiven Ausgestaltung besteht darin, dass beim Einrücken des Wechselstrom-25 generators in seine Betriebsstellung, d.h. wenn das Reibrad in Kontakt mit der Reifenseite gebracht wird, automatisch auch die im Aufsatz eingebaute aufladbare Batterie eingeschaltet wird. Bei Ausserbetriebnahme des Fahrrads, d.h., beim Zurückschwenken des Wechselstromgenerators von der 30 Reifenseite, wird die Verbindung von der Batterie zu den Lampen unterbunden und damit eine Entladung der Batterie verhindert. The particular advantage of this design is that when the AC 25 generator is engaged in its operating position, i.e. when the friction wheel is brought into contact with the tire side, the rechargeable battery built into the attachment is also automatically switched on. When the bicycle is taken out of operation, i.e. when the alternator is swung back from the tire side, the connection from the battery to the lamps is prevented and the battery is thus prevented from discharging.
Die erfindungsgemässe Fahrrad-Beleuchtungsanlage wird nun anhand von Figuren beispielsweise näher erläu-35 tert. Es zeigen: The bicycle lighting system according to the invention will now be explained in more detail with reference to figures, for example. Show it:
Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemässen Beleuchtungsanlage, 1 is a circuit diagram of a lighting system according to the invention,
Fig. 2 eine Darstellung der räumlichen Ausgestaltung des Stromversorgungsteils der Beleuchtungsanlage gem. 40 Fig. 1, Fig. 2 shows the spatial configuration of the power supply part of the lighting system according to. 40 Fig. 1,
Fig. 3 a und Fig. 3b eine räumliche Ausgestaltung mit einer Batterie in Stapelzellenbauweise. 3 a and 3b show a spatial configuration with a battery in a stacked cell construction.
In Fig. 1 ist die Schaltung einer erfindungsgemässen Beleuchtungsanlage dargestellt. Der Wechselstromgenerator 45 1 speist über einen Gleichrichter 10 und über einen Widerstand 6 die Verbraucher, was im vorliegenden Fall die beiden Lampen sind, die an einem Fahrrad üblicherweise angebracht sind. 1 shows the circuit of a lighting system according to the invention. The AC generator 45 1 feeds the consumers via a rectifier 10 and a resistor 6, which in the present case are the two lamps which are usually attached to a bicycle.
Zusätzlich ist eine Batterie 2 vorgesehen, die über einen so Betriebsschalter 3 und den Widerstand 6 ebenfalls mit den Lampen 7 verbunden ist. Mit Ausnahme der Lampen 7 bilden alle anderen Bauteile den Stromversorgungsteil SV. In addition, a battery 2 is provided, which is also connected to the lamps 7 via an operating switch 3 and the resistor 6. With the exception of the lamps 7, all other components form the power supply part SV.
Im folgenden wird nun die Funktion dieser Schaltung erläutert: The function of this circuit is now explained below:
55 Bei normaler Fahrgeschwindigkeit gibt der Generator 1 seine Leistung entsprechend der Fahrgeschwindigkeit über den Gleichrichter 10 ab. Gleichzeitig ist aber auch die aufladbare Batterie 2 über den geschlossenen Betriebsschalter 3 mit den Verbrauchern verbunden. Bei normaler Fahrge-60 schwindigkeit übersteigt jedoch das Potential im Punkt A (vom Generator 1) das Potential am Punkt B (von der Batterie 2). Infolge dieser Potentialdifferenz fliesst vom Gleichrichter 10 ein Strom zum Verzweigungspunkt, an dem einerseits die Batterie 2 und andererseits über den Widerstand 6 65 die Lampen 7 angeschlossen sind. 55 At normal driving speed, generator 1 outputs its power according to driving speed via rectifier 10. At the same time, the rechargeable battery 2 is also connected to the consumers via the closed operating switch 3. At normal driving speed, however, the potential at point A (from generator 1) exceeds the potential at point B (from battery 2). As a result of this potential difference, a current flows from the rectifier 10 to the branching point, to which the battery 2 on the one hand and the lamps 7 on the other hand are connected via the resistor 6 65.
Je nach Dimensionierung des Widerstandes 6 teilt sich der vom Generator kommende, gleichgerichtete Strom auf die Lampen 7 bzw. die Batterie 2 auf. Dadurch wird einer Depending on the dimensioning of the resistor 6, the rectified current coming from the generator is divided between the lamps 7 and the battery 2. This makes one
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seits die Speisung der Lampen 7 bewirkt und andererseits wird die Batterie 2 geladen. on the one hand causes the lamps 7 to be supplied and on the other hand the battery 2 is charged.
Bei sehr langsamer Fahrt oder im Stillstand des Fahrrades sinkt das Potential am Punkt A (vom Wechselstromgenerator 1) bis auf Null ab, wodurch nunmehr ein Strom in umgekehrter Richtung von der Batterie 2 zum Verzweigungspunkt fliesst. Infolge des Gleichrichters 10 teilt sich der Batteriestrom jedoch nicht auf, sondern fliesst über den Widerstand 6 zu den zu speisenden Lampen 7. When driving very slowly or when the bicycle is stationary, the potential at point A (from the alternator 1) drops to zero, as a result of which a current flows in the opposite direction from the battery 2 to the branch point. As a result of the rectifier 10, however, the battery current does not divide, but flows via the resistor 6 to the lamps 7 to be fed.
Der Widerstand 6 wird so bemessen, dass beim normalen Fahrbetrieb eine optimale Aufteilung zwischen dem Verbraucherstrom und dem Ladestrom stattfindet. Da die Batterie 2 im allgemeinen nur kurzzeitig betrieben werden muss (z.B. wegen verkehrsbedingter Standpausen), kann diese eine verhältnismässig geringe Kapazität haben. Beim Ausführungsbeispiel kann eine Batterie von 100 mAh verwendet werden, die einen Dauerbetrieb der gesamten Beleuchtungsanlage von ca. 10 bis 15 Minuten gestattet. The resistor 6 is dimensioned such that an optimal division between the consumer current and the charging current takes place during normal driving. Since the battery 2 generally only has to be operated for a short time (e.g. due to traffic-related breaks), it can have a relatively low capacity. In the exemplary embodiment, a battery of 100 mAh can be used, which allows the entire lighting system to be operated continuously for approximately 10 to 15 minutes.
Infolge der ständig wechselnden Fahrbedingungen wechselt, wie oben beschrieben, die Stromflussrichtung häufig, so dass die Batterie 2 abwechselnd sich entlädt und geladen wird. As a result of the constantly changing driving conditions, the current flow direction changes frequently, as described above, so that the battery 2 alternately discharges and is charged.
Der Betriebsschalter 3 ist notwendig, da sich ansonsten bei Ausserbetriebnahme des Fahrrades die Batterie 2 über die Lampen 7 entladen würde. The operating switch 3 is necessary since otherwise the battery 2 would be discharged via the lamps 7 when the bicycle is taken out of operation.
Fig. 2 zeigt, wie die Schaltungsbestandteile in einer konstruktiven Baueinheit zusammengefasst wurden, wobei insbesondere die Gestaltung des Betriebsschalters 3 von Bedeutung ist. 2 shows how the circuit components have been combined in a structural unit, the design of the operating switch 3 being of particular importance.
Fig. 2 zeigt im einzelnen ein Gehäuse la, in dessen oberem Teil sich ein üblicher Wechselstromgenerator befindet, und auf dessen Oberseite ein Reibrad zur Energieübertragung von der Seite eines Rades angeordnet ist. Das Gehäuse la ist mit einem zweiteiligen Befestigungsbügel 4 verbunden. Die beiden Teile des Befestigungsbügels 4 sind über eine Achse verbunden, so dass das Gehäuse la in seiner Längsachse L schwenkbar ist. Fig. 2 shows in detail a housing la, in the upper part of which there is a customary alternator, and on the top of which a friction wheel for energy transmission from the side of a wheel is arranged. The housing la is connected to a two-part mounting bracket 4. The two parts of the mounting bracket 4 are connected via an axis, so that the housing la is pivotable in its longitudinal axis L.
Das Gehäuse la ist so ausreichend bemessen, dass unterhalb des Wechselstromgenerators 1 ein Hohlraum verbleibt, in dem auch die Batterie 2 und der Betriebsschalter 3 Aufnahme finden. The housing 1a is dimensioned sufficiently so that a cavity remains below the alternator 1, in which the battery 2 and the operating switch 3 are also accommodated.
Gemäss einem besonderen Ausführungsbeispiel weist (Fig. 2) die Batterie 2 eine hohlzylindrische Aussenform auf, wobei in deren Innerem sich der Betriebsschalter 3 befindet, der seinerseits als Reed-Schalter ausgeführt ist. Die Betätigung dieses Reed-Schalters 3 erfolgt über einen Dauermagneten 5, der am nichtschwenkbaren Teil des Befestigungsbügels 4 angebracht ist. Dieser Dauermagnet 5 wirkt induktiv auf den Reed-Kontakt 3, wodurch beim Schwenken des Gehäuses la um die Achse des Befestigungsbügels 4 ein Schalten des Reed-Schalters möglich wird. According to a special exemplary embodiment, the battery 2 (FIG. 2) has a hollow cylindrical outer shape, the inside of which contains the operating switch 3, which in turn is designed as a reed switch. This reed switch 3 is actuated via a permanent magnet 5 which is attached to the non-pivotable part of the mounting bracket 4. This permanent magnet 5 acts inductively on the reed contact 3, which makes it possible to switch the reed switch when the housing 1 a is pivoted about the axis of the mounting bracket 4.
Um diesen Schaltvorgang nicht zu behindern, ist das Gehäuse selbst aus einem paramagnetischen Werkstoff her-5 gestellt. Ausserdem können in entsprechenden Ausschnitten auf der Peripherie der Batteriekammer zusätzlich alle weiteren benötigten elektromagnetischen Bauteile der Schaltung gemäss Fig. 1 untergebracht sein. In order not to hinder this switching process, the housing itself is made of a paramagnetic material. In addition, all other required electromagnetic components of the circuit according to FIG. 1 can additionally be accommodated in corresponding cutouts on the periphery of the battery chamber.
Die Figuren 3a und 3b zeigen die zu einer konstrukti-io ven Baueinheit zusammengefassten Schaltelemente mit einer in der Mitte des Gehäuses angeordneten mehrzelligen Batterie. In dem unterhalb des Wechselstromgenerators 1 befindlichen Gehäuse lb ist in der Mitte die aus mehreren zylinderförmigen Zellen bestehende Batterie 2 unterge-15 bracht. Zwischen der Batterie 2 und dem Gehäuse lb befindet sich ein Hohlraum in Form eines Ringzylinders, in dem der Reed-Schalter 3, Widerstand 6 sowie die Dioden des Gleichrichters 10 angeordnet sind. Dieser ringförmige Hohlraum wird von einer Isolierhülse 11 nach oben hin 20 abgegrenzt. FIGS. 3a and 3b show the switching elements combined to form a constructional unit with a multi-cell battery arranged in the middle of the housing. In the housing 1b located below the alternator 1, the battery 2 consisting of several cylindrical cells is accommodated in the middle. Between the battery 2 and the housing 1b there is a cavity in the form of an annular cylinder in which the reed switch 3, resistor 6 and the diodes of the rectifier 10 are arranged. This annular cavity is delimited at the top 20 by an insulating sleeve 11.
Die Anordnung der Bauelemente in diesem Hohlraum ist der Abwicklung der Isolierhülse gemäss Fig. 3b zu entnehmen. The arrangement of the components in this cavity can be found in the development of the insulating sleeve according to FIG. 3b.
25 Die Ein- und Ausrückvorrichtung sowie der dazu gehörende Dauermagnet 5 entsprechen der anhand von Fig. 2 beschriebenen Anordnung. Der Reed-Kontakt 3 befindet sich dabei im Wirkungsbereich des Dauermagneten 5. Somit ist es möglich, durch Schwenken des Gehäuses den 30 Reed-Schalter zu schliessen. 25 The engaging and disengaging device and the associated permanent magnet 5 correspond to the arrangement described with reference to FIG. 2. The reed contact 3 is in the effective range of the permanent magnet 5. It is therefore possible to close the 30 reed switch by swiveling the housing.
Die mit Plus und Minus bezeichneten elektrischen Anschlüsse sind am Boden des Gehäuses lb herausgeführt. The electrical connections marked with plus and minus are led out at the bottom of the housing 1b.
Die erfindungsgemässe Anordnung hat demnach den Vorteil, äusserst platzsparend zu sein und ausserdem eine 35 automatische Einschaltung bzw. Ausschaltung der Beleuchtungsanlage zu ermöglichen, wenn das Gehäuse des Stromversorgungsteils in seine Betriebsstellung eingeschwenkt bzw. wieder ausgeschwenkt wird. Ebenso wie bisher in bekannter Weise der Wechselstromgenerator 1 durch Kippen 40 des Dynamos ein- und ausgeschaltet wurde, kann gemäss der erfindungsgemässen Konstruktion durch denselben Vorgang auch die Batterie 2 ein- und ausgeschaltet werden. Die Erfindung besitzt demnach auch den Vorteil, dass sie trotz einer aufwendigeren Technik die Bedienung der Be-45 leuchtungsanlage nicht erschwert: Sobald der Benutzer des Fahrrades das Dynamogehäuse in seine Betriebsposition bringt und ein (hier nicht dargestellter) zusätzlicher Schalter geschlossen ist, leuchtet das von der Batterie 2 gespeiste Standlicht auf. The arrangement according to the invention therefore has the advantage of being extremely space-saving and, moreover, of enabling the lighting system to be switched on and off automatically when the housing of the power supply part is pivoted into its operating position or pivoted out again. Just as the AC generator 1 was previously switched on and off in a known manner by tilting 40 the dynamo, according to the construction according to the invention, the battery 2 can also be switched on and off by the same process. The invention therefore also has the advantage that, despite a more complex technology, it does not make it difficult to operate the lighting system: as soon as the user of the bicycle brings the dynamo housing into its operating position and an additional switch (not shown here) is closed, this lights up the parking light supplied by the battery 2.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (6)
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