无接触式发电装置、自行车发电机、车辆照明装置和自行车制造方法及图纸

用于无接触式发电的装置，特别是自行车发电机，该装置设置在能够旋转的对应件上，特别是轮辋上，装置具有至少一个能够运动支承的、具有至少一个磁铁（3）的转子（2）和至少一个线圈（7），在其至少一个绕组内通过随同转子（2）运动的磁铁（3）能够感应用于使耗电器运行的电流，其中，转子（2）能够通过与对应件（1）的磁性相互作用运动，其特征在于，转子（2）和对应件（1）具有不同的轴分布和转子（2）在有效位置上为产生至少一个涡流基磁场（6a、6b）在构成不间断的环形轨迹和导电的对应件（1）内这样构成，使其通过对应件（2）与转子（1）转子之间的连续相对运动，在对应件内感应具有彼此反极性的连续彼此反向的涡流场并这样使转子（2）在构成涡流传动的情况下随同对应件（1）运动。本发明专利技术此外涉及一种车辆照明装置以及一种各自具有用于发电的相应装置的自行车。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无接触式发电装置、自行车发电机、车辆照明装置和自行车
本专利技术涉及一种无接触式发电装置，特别是自行车发电机，该装置设置在能够旋转的对应件上，特别是轮辋上，该装置具有至少一个可运动支承、具有至少一个磁铁的转子和至少一个线圈，在其至少一个绕组内通过随同转子运动的磁铁能够感应用于使耗电器运行的电流，其中，转子能够通过与对应件的磁性相互作用运动。所述装置的特征在于，转子和对应件具有不同的轴分布和转子在有效位置上为产生至少一个涡流基磁场在构成不间断的环形轨迹和导电的对应件内这样构成，使其通过对应件与转子转子之间的连续相对运动，在对应件内感应具有彼此反极性的连续彼此反向的涡流场并这样使转子在构成涡流传动的情况下随同对应件运动。此外，本专利技术涉及一种车辆照明装置和一种自行车，其各自具有相应的发电装置。
技术介绍
对于用于自行车车灯的发电，存在各种各样不同的自行车发电机类型。该自行车发电机类型可能是，例如，侧壁发电机或滚轮发电机，其摩擦轮在轮胎的侧板和/或支承面上运转。这些发电机类型的缺点不仅在于效率低下以及由轮胎处必然的高接触压力所导致的显著制动效应，而且在于泥泞、潮湿以及下雪期间的天气依赖性，还在于通常令人不安的噪音。除此之外，例如，轮毂发电机也是众所周知的。轮毂发电机直接与轮毂成为一体，通常具有传动装置。它们不受天气影响，并提供足够的电能，但是缺点在于较高的重量，特别对于运动车轮，这是一个排斥准则，并且只有以更换轮毂的巨大代价才能对其进行升级。典型的无接触式发电机需要在辐条中有额外的磁铁或磁环，其在固定安装的线圈中感应电压。它们非接触地运行，因此没有噪音，并且仅仅具有很小的制动效应。为了实现充足的功率，必须手动地将许多额外的磁铁固定在辐条中，这对于运动车轮又是一个排斥准则。此外，已研发出这样的发电机，其中附着于车架或轮叉的组件内的一个或多个磁铁被设置成处于运转状态，当安装在轮辋（或辐条）上的磁铁或金属件通过所述组件时，产生定向的磁相互作用。固定组件内的处于运转状态的多个磁铁在相邻的线圈中感应电流。所有的这些装置具有如下缺点，即需要在车轮上额外地安装磁性或金属组件（例如，WO2001/033700A1）。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特别用于自行车的发电装置，其制造简单且廉价，并且不需要在车轮内或车轮上安装额外的磁铁或金属元件。通过技术方案1记载的主题以及技术方案12和17记载的主题实现该目的。参照这些技术方案的从属技术方案和以下附图给出了优点和进一步的发展。本专利技术的特征在于：转子和对应件具有不同的轴分布和转子在有效位置上为产生至少一个涡流基磁场在构成不间断的环形轨迹和导电的对应件内这样构成，使其通过对应件与转子转子之间的连续相对运动，在对应件内感应具有彼此反极性的连续彼此反向的涡流场并这样使转子在构成涡流传动的情况下随同对应件运动。因此，本专利技术仅包括一个传导性对应件，特别是作为齿轮的车辆轮辋，该传导性对应件被立刻磁化且与包含永磁铁或电磁铁的转子磁性耦合。这里，不得不将有效位置，即转子与充当大齿轮的对应件之间的距离，选择得如此小，以致于在对应件（例如，形成金属车轮）的圆周运动下，转子的磁铁的磁场于对应件中感应足够大的涡流。若使用下文所描述的磁铁，则能够容易地保持与对应件超过4mm的距离。特别在顺磁性选择的对应件中所感应的涡流创建两个元件，即对应件和转子的磁性传动所需要的临时磁场，作为涡流传动装置。每一次，对应件中所感应的涡流仅仅引起选择性地发热，从而导致微不足道的发热，这是因为当旋转时，对应件冷却下来。由于伴随着临时磁性传动的无接触式电力传输的优势占主导地位（与其它系统的复杂的磁性改型相比），从而将由于涡流而出现的热损耗考虑进来。根据本专利技术的装置无接触式地运行，因此很安静。电磁耦合在下雪、结冰、灰尘或下雨方面没有问题，因为不需要摩擦力。将转子封装到外壳中是容易可行的，从而能够完全不管下雪、泥泞等而进行发电。优选地，所述转子具有多个磁铁，特别具有至少六个磁铁。优选地，在转子的圆周方向上，环绕转子对称地形成由转子的多个磁铁生成的磁场，其中所述磁场在某种程度上与以对应件的磁场为基础的涡流相一致。例如，能够对抗蓄能器的力而旋转地且可移动地安装转子。在这一点上，转子的磁场的正规结构对于最佳发电是有用的。优选地，在轴线周围可旋转地安装转子，其中按照磁铁的南北定向，将磁铁放射状地分布到旋转轴。特别，与旋转轴垂直分布的磁铁的南北定向应当一致。对于为奇数的两倍的特别数量的磁铁（例如，6、10、14、…、2+n*4等数量的磁铁，其中n=1、2、3、…），特别如此。距离轮辋（特别是自行车车轮的轮辋）最近的磁铁的磁场线穿过处于运行位置的对应件，并且在轮辋中感应涡流场。而此涡流场又生成磁场。定向于车轮的旋转方向上的磁场磁性地吸引磁铁，因此，轮辋的运动方向上的力被施加于磁铁，导致磁环的旋转运动。对于转子上的相邻磁铁具有相反极性这样的有利情况，涡流感应磁场被不同地极化这一事实使得此效果得到加强。这导致先前磁场的额外排斥（就轮辋的转动方向而言），从而轮辋与磁性转子很好地耦合成涡流传动装置的齿轮。这里，转子的至少一个磁铁，特别是所有磁铁，以如下方式形成，即自行车车轮的轮辋能够被用作对应件，该自行车车轮的轮辋至少本质上是由铝、钢或导电塑料材料构成。形成不间断的环形轨迹并且被构造成一个整体的这样的车轮已经出现在各种各样的自行车上，从而能够容易地将本专利技术的装置用作升级的自行车发电机。这里，所述装置与线圈的电缆具有适当的接触件。优选地，能够使用具有750到1100kA/m、特别850到1000kA/m范围内的磁场强度的钕永磁铁。在小尺寸情况下，这些磁场强度足够强。例如，能够将边长小于2cm的小尺寸的长方体磁铁放置到六边形金属载体上，从而使转子配备有六个磁铁。有益的钕磁铁具有20×10×5mm的边长。当转动铝车轮时，为了在闭合线路中生成以涡流为基础的磁场并由此而产生的对应电流的电压，可将转子的这样的磁性车轮放置在接近于轮辋侧面的位置（例如，在4mm至例如10mm的范围内）。本专利技术的装置具有用于此目的的合适的紧固件。与其中将基于不连续的金属元件或磁铁的磁引力的中断的转矩额外地安装到车轮上的现有技术的发电机相比，根据本专利技术，当转动车轮时，将连续转矩施加于对应转子的磁性车轮上。除简单的结构外，通过使用现有的轮辋作为传动构件，能够实现显著地更高的转矩以及相应地更大的电流产率。例如，在下文的情况下，能够实现3W的输出功率，即铝制车轮，速度为20km/h，两个永磁环附着于轮辋的两边，所述两个永磁环包含六个之前所述的磁铁的钕永磁环，其中所述六个之前所述的磁铁具有最大能积306kJ/m3，厚度为5mm（尺寸为20×10×5mm）。磁环的转速从车轮的转速以及轮辋周长与“虚拟”转子周长之间的比率得出，其中所述“虚拟”转子周长来自旋转轴到轮辋的距离。响应于滑程，其中所述滑程取决于磁场强度、与车轮的距离以及车轮的转速，可选择地进一步降低转子的转速。当至少部分地且优选地将转子的磁铁安置在载体的外侧、沿例如金属性的载体的圆周以规定的距离间隔开且统一地分布时，涡流场的形成特别被增强。在本专利技术的一个实施例中，本专利技术的装置可以具有绕组，该绕组为由转子驱动的发电机的一部分。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无接触式发电的装置，特别是自行车发电机，该装置设置在能够旋转的对应件上，特别是轮辋上，装置具有至少一个能够运动支承的、具有至少一个磁铁（3）的转子（2）和至少一个线圈（7），在其至少一个绕组内通过随同转子（2）运动的磁铁（3）能够感应用于使耗电器运行的电流，其中，转子（2）能够通过与对应件（1）的磁性相互作用运动，其特征在于，转子（2）和对应件（1）具有不同的轴分布和转子（2）在有效位置上为产生至少一个涡流基磁场（6a、6b）在构成不间断的环形轨迹和导电的对应件（1）内这样构成，使其通过对应件（2）与转子（1）转子之间的连续相对运动，在对应件内感应具有彼此反极性的连续彼此反向的涡流场并这样使转子（2）在构成涡流传动的情况下随同对应件（1）运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.01 DE 202011102664.0;2011.10.20 DE 2020111.一种用于无接触式发电的装置，该装置设置在能够旋转的对应件上，该装置具有至少一个能够运动支承的、具有至少一个磁铁(3)的转子(2)以及至少一个线圈(7)；在所述线圈的至少一个绕组内，通过随同转子(2)运动的磁铁(3)能够感应出用于使耗电器运行的电流；其中，所述转子(2)能够通过与对应件(1)的磁性相互作用而运动，其特征在于，所述转子(2)和所述对应件(1)具有不同的轴分布，并且，在运行位置，所述转子(2)被设计为在形成连续的环形轨迹的导电的对应件(1)内产生以涡流为基础的至少一个磁场(6a、6b)；通过所述对应件(1)与所述转子(2)之间的连续相对运动，在对应件内生成涡流场，从而使转子(2)利用形成的涡流传动而随同对应件(1)运动，这些涡流场具有彼此极性相反的磁场(6a、6b)并且是连续彼此反向的。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，作为对应件(1)能够使用由铝、钢或自行车轮胎导电的对应件塑料材料组成的轮辋。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，转子(2)具有多个磁铁(3)。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，转子(2)具有多个磁铁(3)。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，磁铁(3)沿具有交替极性的转子(2)的圆周设置。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，上述转子(2)能够旋转支承，上述磁铁(3)按照其南北定向放射状地分布到上述转子(2)的旋转轴。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，转子(2)包括载体(2.1)，上述磁铁(3)彼此相距和规则地沿载体(2.1)的圆周分布。8.根据权利要求1至5或7中任一项所述的装置，其特征在于，两个转子(2和2.5)在相互加强的磁性有效位置处安装在对应件(1)的两侧上。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，两个转子(2和2.5)在相互加强的磁性有效位置处安装在对应件(1)的两侧上。10.根据权利要求1至5、7或9中任一项所述的装置，其特征在于，绕组为能够由转子(2)驱动的发电机的一部分。11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，绕组为能够由转子(2)驱动的发电机的一部分。12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，绕组为能够由转子(2)驱动的发电机的一部分。13.根据权利要求1至5或7中任一项所述的装置，其特征在于，线圈的绕组完全环绕转子(2)引导，上述绕组和转子(2)共同封装在一个外壳(6)内。14.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，线圈的绕组完全环绕转子(2)引导，上述绕组和转子(2)共同封装在一个外壳(6)内。15.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，线圈的绕组完全环绕转子(2)引导，上述绕组和转子(2)共同封装在一个外壳(6)内。16.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪克·施特罗特曼，
申请(专利权)人：迪克·施特罗特曼，
类型：
国别省市：