DE20016669U1

DE20016669U1 - Accu-Dynamo-Automatik

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Publication number: DE20016669U1
Application number: DE20016669U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2010-09-19

Description

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Peter Braun Berlin, den 2.08.2000

Kantstr. 84
10627 Berlin

Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung

Anmelder: Peter Braun Kantstr.84 10627 Berlin

Accu - Dynamo - Automatik

Die Erfindung betrifft eine Umschalt.- und Ladeautomatik für die Fahrradbeleuchtung, welche bei langsamer Fahrt und im Stand die volle Leuchtkraft des Scheinwerfers als auch des Rücklichtes gewährleistet.

Bei der Standartbeleuchtungsanlage eines Fahrrades, also Dynamo, Scheinwerfer und Rücklicht, wird im Stand kein Licht erzeugt, wodurch der Radfahrer aus größerer Entfernung nur schwer, oder bei schlechter Witterung gar nicht zu erkennen ist, was insbesondere auf Landstraßen gefährlich sein kann. Auch die Ausleuchtung eines Objektes oder Bereiches z.B. um eine Abzweigung, ein Strassenschild oder eine Person zu suchen bzw. zu erkennen ist nicht möglich. Bei Langsamfahrt z.B. unter 10 km/h ist die Leuchtkraft noch zu gering, um Hindernisse, unbefestigte Wege, Straßenschilder oder Personen erkennen zu können.

Es sind zwar Fahrradbeleuchtungen im Handel, die unabhängig von einander mit Batterien betrieben werden, aber sie haben die Nachteile, daß ihre Leuchtkraft, insbesondere die des Scheinwerfers, nur mäßig, die Betriebsdauer begrenzt und schwer abschätzbar ist. Dadurch besteht die Gefahr, daß während einer Fahrt die Beleuchtung teilweise oder ganz ausfallt. Zudem bringt der ständige Batteriewechsel eine hohe Kosten.-und Umweltbelastung mit sich.

Desweiteren sind Fahrraddynamo's auf dem Markt, bei welchen ein Accu integriert ist, der während des Betriebes aufgeladen wird, und ausreichende Fahrtzeit und Geschwindigkeit voraus gesetzt, die gesamte Beleuchtung maximal 8 bis 12 min mit Energie versorgt. Diese Variante hat die Nachteile, daß sich der Accu nur im Stand einschaltet, die maximale Helligkeit nicht annähernd erreicht wird, und die maximale Leuchtdauer nur nach längerer Fahrt.

Ebenso werden Scheinwerfer mit integriertem Accu und Standlichtfunktion angeboten. Diese Geräte werden vom Dynamo betrieben und bieten im Prinzip die gleiche Funktion, wie der vor genannte Dynamo mit integriertem Accu. Damit haben sie die gleichen Nachteile wie das vorgenannte System.

Schließlich gibt es noch Scheinwerfer und Rücklichter, die vom Dynamo versorgt werden, und über eine so genannte Standlichtfunktion verfügen, welche im Wesentlichen aus einem Kondensator und einem LED. bestehen. Diese LED's dienen nur dazu, den Verkehrsteilnehmern auch im Stand besser kenntlich zu machen, für wenige Minuten. Nicht jedoch dazu, ihm Sicht zu bieten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Accu-Dynamo-Automatik der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, die im Stand als auch bei langsamer Fahrt volle Leuchtkraft gewährleistet, über eine Stunde Betriebszeit ermöglicht, durch den eingebauten Tiefentladeschutz der Accu's, trotz Langsamfahrt, auf direkte Dynamo Versorgung der Beleuchtung umschaltet, sowie andere Verbraucher im Stand an der Accu-Dynamo-Automatik betreiben zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Accu-Dynamo-Automatik (im Folgenden "ADA" genannt) gemäß dem Schutzanspruch 1 in der Weise gelöst, daß mit der Automatik bei Fahrgeschwindigkeiten über ca. 10 km/h zwei Accugruppen, zu je drei in Reihe geschalteten Accu's, parallel geschaltet und mit der gleichgerichteten Dynamospannung geladen werden. Dies geschieht bei ausgeschaltetem Licht mit der gesamten vom Dynamo erzeugten Energie und bei eingeschaltetem Licht mit einem Bruchteil derer. Bei

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Fahrgeschwindigkeiten unter ca. 5 km/h oder im Stand, wird die gesamte Fahrradbeleuchtung von der Dynamospannung abgekoppelt und von den nun in Reihe geschalteten beiden Accugruppen eingespeist.

Weitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind gemäß den Unteransprüchen die folgenden:

Wenn die Accu's entladen sind, werden sie durch eine Tiefentladeschutzschaltung abgeschaltet und die Fahrradbeleuchtung wird nun trotz der Unterschreitung von ca. 5km/h wieder an die Dynamo spannung angekoppelt.

Nach dem Laden der Accu's, bruchteilig oder bis zum Erreichen ihrer ganzen Kapazität, wird die Fahrradbeleuchtung bei den vorgenannten Geschwindigkeiten von der Automatik wieder umgeschaltet. Die Ladung kann ebenso extern mit einem geeigneten Netzgerät als auch mit einer geeigneten Solarzelle erfolgen.

Das Gerät läßt sich mittels einer am Rahmen angebrachten Halteplatte und sowohl auf deren freien Fläche als auch an der Unterseite des "ADA" angebrachtem Klettband, zuverlässig und schnell anbringen, und ebenso schnell wieder entfernen.

Die "ADA" vereint alle Vorteile der bekannten Fahrradbeleuchtungssysteme in einem Gerät und bietet darüber hinaus noch weitere Anwendungsmöglichkeiten. Bei der Ausrüstung des Fahrrades mit der "ADA" kann die vorhandene Beleuchtung verwendet werden. Es ist jedoch empfehlenswert, falls nicht vorhanden, einen leistungsföhigen Dynamo an zubauen, dessen Masse nicht mit dem Rahmen verbunden ist. Die ideale Lösung bietet ein Nabendynamo, der die vorgenannte Bedingung erfüllt.

Die "ADA" gewährleistet eine größere Unabhängigkeit und dabei gesteigerte Verkehrssicherheit sowie variable Einsetzbarkeit.

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Die größere Unabhängigkeit ergibt sich daraus, daß der Betrieb wie mit einer sogenannten Standartbeleuchtung möglich ist, wobei je nach Bedarf die Accu's nur während eingeschalteter Beleuchtung (langsame Ladung) oder auch bei ausgeschaltetem Licht (schnelle Ladung) aufgeladen werden. Die Ladung bei ausgeschaltetem Licht bietet sich zum Beispiel bei Talfahrten, bei Rückenwind, als leichte Bremse oder auch zur Konditionssteigerung an. Da das Gerät mit einer Haltevorrichtung als auch mit Stecker ausgestattet ist, läßt es sich in Sekundenschnelle vom Fahrrad lösen und auch Zuhause mit einem Netzgerät, oder z.B. beim Zelturlaub mit einer Solarzelle laden. Außerdem ist so auch dem Diebstahl vorzubeugen, wenn das Fahrrad ohne Aufsicht abgestellt wird, weil die "ADA" klein und handlich ist. Und es ist zudem möglich ein weiteres Fahrrad mit einer Halterung aus zustatten, was den Einsatz der "ADA" am jeweils benützten Fahrrad zuläßt.

Die gesteigerte Verkehrssicherheit ergibt sich durch die redundante Energieversorgung der Beleuchtungsanlage. Bei regnerischem Wetter, auf matschigen Wegen oder im Winter auf verschneiten Wegen arbeiten am Reifen angetriebene Dynamos nichtmehr zuverlässig bzw. Versagen ganz den Dienst. In diesem Fall schaltet die "ADA" selbsttätig auf Accuversorgung um, solange die Leistung des Dynamo's nicht ausreicht. Oder der Fahrer schaltet den Dynamo ab, und hat dann eine kontinuierliche helle Ausleuchtung, was insbesondere bei schlechtem Wetter seiner Sicherheit dient, denn dadurch ist es ihm einerseits möglich, besser seinen Fahrweg oder Hindernisse zu erkennen und andererseits wird er auch besser von anderen Verkehrsteilnehmern erkannt. Selbst wenn der Fahrradfahrer einen Sturz erleidet, kann die dann in Kraft tretende Standlichtfunktion ihn vor schwereren Folgen bewahren, in dem er von anderen Verkehrsteilnehmern rechtzeitig wahrzunehmen ist.

Falls während der Fahrt die Accukapazität erschöpft ist, steht immer noch der eingeschränkte Betrieb des Dymamo's zur Verfügung. Für den Fall, daß die "ADA" vorübergehend nicht angebracht wird, kann mit einer Überbrückungsbuchse die Fahrradbeleuchtung auch konventionell betrieben werden.

Der variable Einsatz der "ADA" ergibt sich dadurch, daß sie die Ladung betreffend sowohl vom Dynamo als auch Zuhause mit dem Netzgerät oder unterwegs mit der Solarzelle geladen werden kann. Insbesondere die Verbraucher betreffend bietet die "ADA" ein breites

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Einsatzgebiet, denn man kann mit ihr nicht nur die Fahradbeleuchtung betreiben, sondern auch eine Zeltlampe oder über ein Adapterkabel und ein handelsübliches KFZ-Handyladegerät ein Handy laden, ebenso können mittels des Adapterkabels und einem handelsüblichen KFZ-DC/DC-Wandler, andere Kleingeräte wie Wolkman, Discman, Radio usw. betrieben bzw. geladen werden.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 den Stromlaufplan der erfindungsgemäßen Accu-Dynamo-Automatik

Fig. 2 die Seitenansicht der Accu-Dynamo-Automatik mit Befestigungsvorrichtung und Rahmenabschnitt.

Fig. 3 die Draufsicht der Accu-Dynamo-Automatik mit darunter liegendem Rahmenabschnitt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die erfindungsgemäße Accu-Dynamo-Automatik die Steuerung 1, welche in der ersten Betriebsart bei ausgeschaltetem Schalter S, und in Betrieb befindlichem Dynamo 2, die beiden Gleichrichterbrücken Vl und V2 mit Wechselspannung versorgt. Mit der Gleichspannung der Gleichrichterbrücke Vl wird das Relais Kl, welchem zur Glättung der Spannung ein Kondensator Cl parallel geschaltet ist, über den Widerstand Rl und dem im abgefallenen Zustand befindlichen Relais K3, angezogen, sofern der Dynamo 2 ausreichend Energie erzeugt. Wenn das Relais Kl anzieht werde die Accugruppen Gl und G2 von ihrer Reihenschaltung in die Parallelschaltung umgeschaltet. Über die Gleichrichterbrücke V2 und den Schaltkontakt a des Schalters S werden die Accus mit der gesamten zur Verfugung stehenden Energie geladen, abzüglich dem Eigenverbrauch der "ADA" Steuerenergie. Bei der Parallelschaltung der Accugruppen Gl und G2 liegt zwischen dem in Reihe geschalteten Widerstand R3 und der Z-Diode V4 die Accuspannung an, welche bei überschreiten der Sperrspannung der Z-Diode V4 im Widerstand R3 einen Spannungsabfall erzeugt, der die LED. V3 mit steigender Ladung heller leuchten läßt.

Bei der zweiten Betriebsart mit eingeschaltetem Schalter S und nicht in Betrieb befindlichem Dynamo 2, sind zwei Schaltzustände möglich. Beim ersten Schaltzustand wird vom Dynamo 2 keine Energie erzeugt, um das Relais Kl über das abgefallene Relais K3 anziehen zu lassen. Die Accugruppen Gl und G2 sind damit in Reihenschaltung. Mit der Öffherfunktion des Kontaktes KIa wird das Relais K2 über die Comperatorschaltung und dem Transistor V7 angezogen. Dadurch wird über Schließfunktion der Kontakte des Relais K2 und dem geschlossenen Kontakt b des Schalters S, sowie der Sicherung F2, die Reihenspannung der Accugruppen Gl und G2 zur Versorgung der Fahrradbeleuchtung an den Buchsenkontakten Xl .4 und Xl .5 angelegt.

Der zweite Schaltzustand in der Betriebsart zwei tritt ein, wenn die Accukapazität erschöpft ist. Dann unter bricht die Comeratorschaltung den Stromkreis des Relais K2 über den Transistor V7, welches abfallt, die Fahrradbeleuchtung von der Accuversorgung abkoppelt, und so die Tiefentladung der Accu's verhindert.

Bei der dritten Betriebsart mit eingeschaltetem Schalter S und in Betrieb befindlichem Dynamo 2, sind drei Schaltzustände möglich. Beim ersten Schaltzustand wird vom Dynamo 2 nicht ausreichend Energie erzeugt, um das Relais Kl über das abgefallene Relais K3 anziehen zu lassen. Die Accugruppen Gl und G2 sind damit in Reihenschaltung. Mit der Öffherfunktion des Kontaktes KIa wird das Relais K2 über die Comperatorschaltung und dem Transistor V7 angezogen, wodurch über die Schließfunktion der Kontakte des Relais 2 und dem geschlossenen Kontakt b des Schalters S, sowie der Sicherung F2, die Reihenspannung der Accugruppen Gl und G2 zur Versorgung der Fahrradbeleuchtung an den Buchsenkontakten Xl .4 und Xl .5 anliegt.

Der zweite Schaltzustand in der Betriebsart drei tritt ein, wenn der Schaltzustand eins so lange andauert, bis die Accukapazität erschöpft ist. Dann gleicht dieser Schaltzustand dem der zweiten Betriebsart im zweiten Schaltzustand, jedoch wird die Fahrradbeleuchtung über die Öfmerfunktion der Kontakte des Relais K2 mit geringer vom Dynamo 2 mit Leistung versorgt.

Der dritte Schaltzustand in der Betriebsart drei tritt ein, wenn der Dynamo 2 soviel Energie erzeugt, daß das Relais Kl anzieht. Hierdurch werden die Accugruppen Gl und G2 parallel

geschaltet und das Relais K2 fallt ab, so daß die Fahrradbeleuchtung über die Öffherfunktion des Relais K2 direkt mit der Dynamospannung versorgt wird. Über den geschlossenen Kontakt a des Schalters S werden die Accugruppen Gl und G2 mit der über den Widerstand R2 begrenzten Leistung geladen.

Bei der vierten Betriebsart mit eingeschaltetem Schalter S und nicht in Betrieb befindlichem Dynamo 2 und über die Buchsen Xl.4 und Xl.5 angeschlossenem externem Scheinwerfer z.B. Zeltbeleuchtung, gibt es zwei Schaltzustände. Beim ersten Schaltzustand ist das Relais Kl abgefallen und das Relais K2 angezogen, so daß der Scheinwerfer mit Strom versorgt wird.

Der zweite Schaltzustand in der Betriebsart vier tritt ein, wenn die Accukapazität erschöpft ist. Dann unter bricht die Comeratorschaltung den Stromkreis des Relais K2 über den Transistor V7, welches abfallt, den Scheinwerfer von der Accuversorgung abkoppelt, und so die Tiefentladung der Accu's verhindert.

Bei der fünften Betriebsart mit eingeschaltetem Schalter S und nicht in Betrieb befindlichem Dynamo 2 und über die Buchsen Xl .4 und Xl .2 angeschlossenem Adapterkabel mit KFZ-Steckdosenbuchse, gibt es drei Schaltzustände. Beim ersten Schaltzustand ist das Relais Kl abgefallen und das Relais K2 angezogen, so daß der das jeweils angeschlossene Gerät mit Strom versorgt wird. An dieser Buchse können z.B. KFZ-Ladegeräte für Handy's, Freisprechgarnituren für Handy's, KFZ-Ladegeräte zum Betrieb von Radios, Wolkman usw. angeschlossen werden.

Der zweite Schaltzustand in der Betriebsart fünftritt ein, wenn die Accukapazität erschöpft ist. Dann unter bricht die Comeratorschaltung den Stromkreis des Relais K2 über den Transistor V7, welches abfallt, das Gerät von der Accuversorgung abkoppelt, und so die Tiefentladung der Accu's verhindert.

Der dritte Schaltzustand in der Betriebsart fünftritt ein, wenn der Dynamo 2 in Betrieb genommen wird und soviel Energie erzeugt, daß das Relais Kl anzieht. Dann unter bricht der Kontakt a des Relais Kl die Ansteuerung der Comeratorschaltung, dadurch fallt das Relais K2 über den Transistor V7 ab. Durch die nun unterschiedlichen Potentiale an den

Anschlußbuchen ist das, über das Adapterkabel angeschlossene Gerät, ausgeschaltet, und vor schädlichen Impulsen geschützt.

Bei der sechsten Betriebsart mit ausgeschaltetem Schalter S und nicht in Betrieb befindlichem Dynamo 2 und über die Ladebuchse X2 angeschlossenem Netzlader oder Solarzelle, ergibt sich der folgende Schaltzustand. Bei anliegen einer ausreichenden Gleichspannung zieht das Relais K3 an, und koppelt das Relais Kl an die Accuspannung, wodurch das Relais Kl anzieht, die Accugruppen Gl und G2 parallel schaltet, sowie das Einschalten des Relais K2 durch die unterbrochene Ansteuerung der Comperatorschaltung ausschließt, was eine gleichzeitige Entladung verhindern soll. Mit der Diode V5 wird der Verpolungsschutz gewährleistet.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Accu-Dynamo-Automatik in der Seitenansicht, wobei das Gehäuse 3, mit dem Schalter S, der LED. V3, sowie der fünfpoligen DIN-Buchse Xl und der 2,5mm Niedervoltbuchse X2, dargestellt ist. Mit dem Klettverschluß 4 wird das Gehäuse 3 an der Halteplatte 5 befestigt, welche mit zwei Schraubschellen 6 am Rahmen des Fahrrades angebracht ist.

Claims

1. Accu-Dynamo-Automatik zur Versorgung der Fahrradbeleuchtung und anderer Kleinverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamo 2 die beiden Gleichrichterbrücken V1 und V2 eingespeist, und von der Gleichrichterbrücke V1 das Relais K1 über den Widerstand R1 und die Kontakte des Relais K3, das Relais K1 bei ausreichender Energie anzieht, wodurch die Gleichrichtergruppen G1 und G2 mittels den Kontakten a und b des Relais K1 von der Reihenschaltung, die bei eingeschaltetem Schalter S und angezogenem Relais K2 die angeschlossenen Verbraucher mit der Energie der Accu's versorgt, in die Parallelschaltung umgeschaltet werden, bei welcher der Ladevorgang vorgenommen wird, der bei ausgeschaltetem Schalter S mit der gesamten vom Dynamo 2 erzeugten Energie vonstatten geht, und bei eingeschaltetem Schalter S nur bruchteilig.

2. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschaltetem Schalter S und abgefallenem Relais K1, sowie angezogenem Relais K2, die Fahrradbeleuchtung mit den in Reihe geschalteten Accugruppen G1 und G2 versorgt wird.

3. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschaltetem Schalter S und angezogenem Relais K1, über die Öffnerfunktion des Kontaktes a von Relais K1, die Ansteuerung der Comperatorschaltung N unterbrochen wird, und dadurch das Relais K2 abfällt, was zur Folge hat, daß über den Widerstand R2 eine reduzierte Ladung statt findet, und durch das abgefallene Relais K2 die Fahrradbeleuchtung direkt mit der Dynamoenergie betrieben wird.

4. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschaltetem Schalter S und abgefallenem Relais K1, bei Unterschreitung einer eingestellten Accuspannung das Relais K2 durch die Comperatorschaltung N abgeschaltet wird.

5. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Offsetspannung am Anschluß 2 des Operationsverstärkers N1 durch die Z-Diode V8 und den Widerstand R5, stabilisiert wird.

6. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der LED. V3 die Ladetätigkeit, und mittels deren Helligkeit der Ladezustand, angezeigt wird, indem bei überschreiten der Sperrspannung der Z-Diode 4 ein Spannungsabfall am Widerstand R3 entsteht, welcher die LED. V3 betreibt.

7. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Kontakte von den Relais K1, K2 und K3, elektronische Schalter eingesetzt werden.

8. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse 3 mittels Klettverschluß 4 an der Trägerplatte 5 angebracht ist, die mit Rohrschellen 6 an dem Rahmen 7 befestigt ist.

9. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der vom Fahrraddynamo erzeugtern Energie, unter Verwendung eines KFZ- Handyladegerätes ein Handy geladen werden kann.

10. Accu-Dynamo-Automatik nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der vom Fahrraddynamo erzeugtem Energie, unter Verwendung eines KFZ-DC/DC- Wandlers ein Wolkman, Discman oder Radio betrieben oder geladen werden kann.