Systém elektrického vybavenia bezmotorového dopravného prostriedku ako je bicykel, trojkolka a podobne

Číslo patentu: U 4453

Dátum: 04.05.2006

Autor: Stacho Ľubomír

Je ešte 2 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa dotýka bezmotorového dopravného prostriedku ako je napr. bicykel, trojkolka a rieši problém zníženia námahy pri ich používaní V súvislosti s produkovanim energie na prevádzku elektrických spotrebicov.V súčasnosti medzi najznámejšie a najpoužívanejšie zariadenia na produkciu elektrickej energie potrebnej na prevádzku spotrebičov, ktorými sú vybavené bicykle, trojkolky a podobné dopravné prostriedky patria altemátory, ktoré prestavujú samostatný diel dopravného prostriedku pripevneného ku konštrukcii rámu prostriedku. Pohyb rotoru altemátora je odvodený od pohybu venca kolesa s využitím trecieho prevodu. Tento prevod je možné považovat za kritický uzol týchto systémov, lebo jeho funkcia je sprevádzaná zvýšeným hlukom, zvýšenou námahou v dôsledku pôsobenia odporových síl, zníženou účinnosťou v daždivom počasí, kedy dochádza k preklzávaniu medzi dielmi prevodu.Zmiemit dopad spomenutých nedostatkov je cieľom technického riešenia, ktoré je predmetom ochrany. Jeho podstata spočíva v tom, že elektrické vybavenie bezmotorového dopravného prostriedku ako je bicykel, trojkolka a podobne obsahuje elektrický obvod, vybaveným altemátorom, ktorého rotor je koleso dopravného prostriedku opatrené zostavou permanentných magnetov. Tieto sú rozoberateľne pripevnené k spojovacej časti ráñka a náboja kolesa. Permanentné magnety sú rovnomeme rozložené do kruhu so stredom v osi otáčania kolesa a vo vzdialenostiach od seba, ktoré zabezpečujú nepretržité magnetické pôsobenie na dvojicu indukčných cievok, ktoré vymedzujú valcový priestor alebo aspoň na jednu indukčnú cievku. lndukčné cievky sú rozoberateľne pripevnené k držiaku kolesa dopravného prostriedku a sú elektricky pripojené na vstup nabijacej sústavy ktorej výstup je vodivo spojený s elektrickou batériou a na túto je priamo alebo cez aspoň spínač pripojený aspoň jeden spotrebič.Technické riešenie, ktoré je predmetom ochrany okrem iného zabezpečuje podmienky na výrobu elektrického napätia pre spotrebiče, ako napr. pre osvetlenie cestného bezmotorového dopravného prostriedku bez nutnosti použiť pristroj na výrobu elektrického prúdu obsahujúci treci prevodový mechanizmus. V dôsledku toho sa odstráni jedna z príčin nižšej účinnosti doteraz používaných elektrických systémov na prevádzkovanie elektrických spotrebičov bezmotorových vozidiel a to negatívne pôsobenie vlhkosti ovzdušia a daždivého počasia na funkciu prevodového mechanizmu. Táto skutočnosť sa pozitívne odrazi na účinnosti v produkovaní zdrojového napätia počas nepriaznivých klimatických podmienok a v dôsledku toho sa zníži aj namáhavost pri zabezpečovaní funkcie svetelných, prípadne iných spotrebičov elektrického systému bezmotorového dopravného prostriedku.Vybavením systému osvetlenia cestného bezmotorového dopravného prostriedku nabíjacím obvodom sa dosiahne zabezpečenie osvetlenia prostriedku i počas státia. l( výhodám riešenia patri aj možnosť, okrem zadného a prednéhoosvetlenia, pripojit ďalšie spotrebiče ako napr. klaksón smerovacie svetlá a pod.Prehľad obrázkov na výkresochKonštrukcia a funkcia technického riešenia, ktoré je predmetom ochrany, je bližšie vysvetlená s použitím schematicky nakreslených obrázkov, kde obr. l vyjadruje bočný pohľad na koleso bezmotorového dopravného prostriedku so znázomeným princípom technického riešenia, ktoré je predmetom ochrany, na obr. 2 je nakreslený priečny rez rotorom, na obr. 3 statorom a na obr. 4 rotorom a statorom v zmontovanom stave. Na obr. 5 je zobrazená časť pozdĺžneho rezu zostavou z obr. 4. Konkrétne realizácia technického riešenia s využitím cievok navinutých na jadrách z feromagnetických plechov je znázornená na obr. 6 a obr. 7,kde obr. 6 zobrazuje čast pozdĺžneho rezu takouto zostavou v dvoch zvislých rovinách a obr. 8 zobrazuje detail usporiadania magnetu a cievky zo zostavy na obr. 7 nakreslený v priečnom reze. Ďalšia možnosť realizácie technického riešenia s využitím cievok navinutých na jadrách z feromagnetických plechov je znázomená na obr. 8 až 10, na obr. 8 je detail usporiadania magnetu a cievky zo zostavy riešenia nakreslený priečnom reze a zobrazujúci pohľad z čela dopravného prostriedku. Na obr. 9 je znázomený bočný pohľad na časť konštrukcie, pričom detailný pohľad na vzťah cievky a magnetu zo strany spojovacej časti ráñka a náboja kolesa je znázomený na obr. 10. Obr. ll znázorňuje príklad schémy elektrického zapojenia systému, ktorý je predmetom ochrany.Príklad uskutočnenia technického riešeniaTechnické riešenie, ktoré je predmetom ochrany poskytuje rad možností jeho konkrétnej realizácie. Obr. l vyjadruje na princíp technického riešenia vo forme nákresu. Technickým riešením je v podstate altemátor l ako zdroj elektrického napätia pre bezmotorové dopravné prostriedky ako sú bicykle, trojkolky a podobne. Altemátor 1 pozostáva z rotora 2 vytvoreného z kolesa 2.1 upevneného o držiak 3,napr. upevneného o vidlicu bicykla a vybaveného zostavou 2.2 obsahujúcou permanentné magnety 2.1 usporiadané v kruhu so stredom ležiacim v osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 a pripevnené spojovacej časti 2.1.1, ktorá spája ráfik 2.1.2 a náboj 2.1.3 kolesa 2.1, napr. k výpletu.Konštrukciu rotora 2, tak ako je znázomená na obr. 2,tvorí kruhový unášač 2.2.2 centrovateľný vo vzťahu k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 a rozoberateľne pripevnený k spojovacej časti 2.1.1 ráfiku 2.1.2 a náboja 2.1.3 kolesa 2.1 pomocou skrutkových spojov 2.2.3. Unášač 2.2.2 má priečny profil v tvare písmena U, čím je vymedzený valcový priestor 2.2.2.1 ohraničený vonkajšou obvodovou stenou 2.2.2.2, zadnou stenou 2.2.2.3 a vnútomou obvodovou stenou 2.2.2.4. V tomto priestore sledujúc vonkajšiu obvodovú stenu 2.2.2.2, vnútornú obvodovú stenu 2.2.2.4 a zadnú stenu 2.2.2.3 sú vycentrovane usporiadané permanentné magnety 2.2.1. Permanentné magnety 2.2.1 sú z hľadiska orientácie pólov usporiadané striedavo. Medzi vonkajšou obvodovou stenou 2.2.2.2 a z hľadiska vzdialenosti k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 vzdialenejšim obvodom zostavy permanentných magnetov 2.2.1 je medzera. Rovnako je medzera medzi vnútomou obvodovou stenou 2.2.2.4 a z hľadiska vzdialenosti k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1, bližšim obvodom zostavy permanentných magnetov 2.2.1.Altemátor 1 ďalej pozostáva zo statora 4, ktorý obsahuje dve indukčné cievky, ďalej čast na rozoberateľné a prestaviteľné pripevnenie indukčných cievok k držiaku 3 kolesa 2.1 dopravného prostriedku a samotný držiak 3 kolesa 2.1 dopravného prostriedku.Stator 4 (obr. 3), je vytvorený z kruhového nosného dielu 4.1 centrovateľného vo vzťahu k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 a rozoberateľne pripevneného k držiaku 3 kolesa 2.1 pomocou skrutkových spojov 4.1.1 (pozri aj obr. l). Nosný diel 4.1 má priečny profil v tvare písmena U, čím je vytvorený valcový priestor 4.1.2 ohraničený vonkajšou obvodovou stenou 4.1.3, zadnou stenou 4.1.4 a vnútomou obvodovou stenou 4.1.5, pričom v tomto priestore sú umiestnené, vzájomne vycentrované, protismeme vinuté a do série zapojené dve cievky 5, 6. Medzi týmito cievkami je konštantná medzera 4.1.6. Prvá cievka 5 sleduje vonkajšiu obvodovú stenu 4.1.3 a zadnú stenu 4.1.4 a druhá índukčná cievka 6 sleduje vnútomú obvodovú stenu 4.1.5 nosného dielu 4.1.Konštrukčný a funkčný vzťah medzi rotorom 2 a statorom 4 altemátora 1 zobrazuje obr. 4. Z obrázku vyplýva, že do medzery medzi prvou indukčnou cievkou 5 a druhou indukčnou cievkou 6 je vsunutá zostava permanentných magnetov 2.2.1, pričom toto uloženie umožňuje rotáciu zostavy magnetov v medzere medzi indukčnými cievkami 5, 6 a indukovanie elektrického prúdu V týchto cievkach. Vonkajšia obvodová stena 2.2.2.2 rotora 2 prekrýva vonkajšiu obvodovú stenu 4.1.3 statora 4 a vnútorná obvodová stena 2.2.2.4 rotora 2 prekrýva vnútomú obvodovú stenu 4.1.5 statora 4. Týmto je transformovaný otvorený valcový priestor 4.1.2 (pozri obr. 3) a valcový priestor 2.2.2.1 (pozri obr. 2) do spoločného valcového priestoru 1.1. Dodržanie konštantnej diferencie medzi uvedenými stenami je riešené s využitím diferenčného prvku 7 napr. s využitím ložiska,pričom utesnenie diferenčného priestoru je uskutočnené prachovkou 8.Príklad uskutočnenia technického riešenia zobrazeného na obr. 6 a obr. 7 je charakteristický tým, že altemátor 1 obsahuje stator 10 je vytvorený z kruhového nosného dielu 10.1 centrovateľného vo vzťahu k osi 2.14 otáčania kolesa 2.1 a rozoberateľne pripevneného k držiaku 3 dopravného prostriedku pomocou skrutkových spojov l 0.l.5. Nosný diel 10.1 má priečny profil v tvare písmena U, čím je vytvorený otvorený valcový priestor 10.1. ohraničený vonkajšou obvodovou stenou 10.1.2, zadnou stenou 10.13 a vnútomou obvodovou stenou 10.1.4, pričom v tomto priestore je umiestnená zostava indukčných cievok 10.2. Každá indukčná cievka 10.2 je navinutá na jadre 10.4 v tvare C vytvorenom z feromagnetických plechov, je usporiadaná bližšie k zadnej stene 10.1.31. Indukčné cievky 10.2 sú rovnomeme rozložené v kruhu a zapojené do série, pričom medzi obvodovými stenami 10.1.2, 10.1.4 a zostavou cievok 10.2, ako elektrického vodiča je vytvorená medzera 10.3.Vonkajšiu obvodovú stenu 10.1.2 nosného dielu 10.1 statora 10 prekrýva vonkajšia obvodové stena rotora 11. Konštrukciu rotora 11 tvorí kruhový unášač 11.1 centrovateľný vo vzťahu k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 a rozoberateľne pripevnený k spojovacej časti 2.1.1 venca 2.1.2 a náboja 2.1.3 kolesa 2.1 (pozri obr. l) pomocou skrutkových spojov 2.2.3 (pozri obr. 4). Unášač 11.1 má priečny profil v tvare písmena L, čím je vymedzený otvorený priestor 11.1.1 ohraničený vonkajšou obvodovou stenou 11.1.2 a zadnou stenou 11.1.3. V tomto priestore sledujúc vonkajšiu obvodovú stenu 11.1.2 a zadnú stenu 11.1.3 sú do kruhu uložené a vo vzťahu k osi 2.1.4 vycentrovane usporiadané permanentné magnety 11.2 v tvare segmentov, Permanent né magnety 11.2 sú z hľadiska orientácie pólov usporiadané striedavo a je medzi nimi neznázomený izolačný prvok. Nasunutím rotora 11 na stator 10 sa transformuje vnútomý valcový priestor 10.1. a otvorený valcový priestor 11.1.1 do spoločného uzavretého priestoru. Konštrukcia altemátora zabezpečuje podmienky na otáčanie rotora 11 a na protiľahlé usporiadanie zostavy permanentných magnetov 11.2 voči zostave indukčných cievok 10.2 statora 10 v konštantnej vzdialenosti zabezpečujúcej indukovaný magnetizmus jadra 10.4 a následné indukovanie elektrického prúdu v indukčných cievkach 10.2. Vzájomné uloženie vonkajšej obvodovej 10.1.2 nosného dielu 10.1 statora 10 a vonkajšej obvodovej steny 11.1.2 rotora 11 je s využitím ložísk.Úžitkový vzor je možné konkretizovať tiež konštrukciou zobrazenou na obr. 8 až 10. V tomto prípade stator 10 je vytvorený jednou indukčnou cievkou 12.1 navinutou na jadre v tvare C zhotovenom z feromagnetických plechov. Cievka 12.1 je pripevnená k držiaku 3 rámu dopravného prostriedku prostredníctvom prestaviteľného držiaku 12.3. Rotor 13 tvori kruhový unášač 13.1 centrovateľný vo vzt hu k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 a rozoberateľne pripevnený k spojovacej časti 2.1.1 ráñka 2.1.2 a náboja 2.1.3 kolesa 2.1 pomocou skrutkových spojov 13.1.1. Na unášači 13.1 sú do kruhu uložené a vo vzťahu k osi 2.1.4 otáčania kolesa 2.1 vycentrovane usporiadané permanentné magnety 13.2. Permanentné magnety 13.2 sú z hľadiska orientácie pólov usporiadané striedavo, sú od seba izolované neoznačeným izolačným prvkom napr. medeným plochým dielom a každý permanentný magnet 13.2 z hľadiska vzťahu k jadru 12.2 je usporiadaný tak, že v jadre indukuje magnetizmus.Systém, ktorý je predmetom ochrany je vybavený okrem altemátora ďalšími elektrickými prvkami. Na elektrický výstup, resp. výstupy z altemátora nadväzujú elektrické prvky dopravného prostriedku realizované spôsobom znázomeným na obr. ll. Týmto prakticky vytvorený komplexný systém elektrického vybavenia dopravného prostriedku. Zostava nadväzujúcich prvkov na altemátor 1 pozostáva z nabíjacej sústavy 9 obsahujúcej usmerňovač 9.1 s regulátorom 9.2 elektrického napätia. Elektrický vstup nabijacej sústavy 9 je pripojený na výstupy z indukčných cievok 5, 6, 10.2, 12.1. Elektrický výstup z tejto sústavy 9 je spojený s elektrickou batériou, výhodne alkalickou, a táto je priamo alebo cez neoznačený spínač, pripojená k spotrebiču 9.4. Uvedená úprava jednak zabezpečí stabilné prúdové podmienky pre spotrebič 9.4, tak počas funkcie altemátora ako aj počas jeho neprevádzkovania, ako napr. pri jeho zastavení. Spotrebičom môže byt svetlomet s tlmeným a diaľkovým svetlom, elektrický klaksón ap. Súčasťou elektrického vybavenia sú aj ovládacie prvky ako napríklad vypínače, indikačné prvky, napríklad prvky na vizuálnu indikáciu stavu batérie pomocou svietiacich diód a podobne.Funkcia ako aj konštrukcia systému na zabezpečenie prevádzkovania elektrických spotrebičov bczmotorových dopravných prostriedkov je založená na všeobecne známeho fyzikálneho javu s názvom elektromagnetické indukcia. Konštrukcia systému vytvára podmienky, že rotácia permanentných magnetov 11.2, 13.2, 2.2.1 zabezpečuje nepretržité pôsobenie magnetického poľa, ktorého siločiary pretínajú plochu elektrického vodiča t. j. plochu závitov cievok 5, 6, resp. cievok 10.2, 12.1 v zostave a v dôsledku toho indukcia magnetického poľa vyvoláva vznik indukovaného elektromotorického napätia. Vzniknuté indukované elektromotorické napätie je s využitím elektrického obvodu vedené k spotrebiču 9.4.Technické riešenie, ktoré je predmetom ochrany vytvára predpoklady na rad konkrétnych realizácii z hľadiskakonštrukcie. Preto uvedené príklady je uskutočnenia je možne chápať len ako vysvetľujúce podstatu riešenia.1. Systém elektrického vybavenia bezmotorového dopravného prostriedku ako je bicykel, trojkolka a podobne,vyznačujúci sa tým, žeje vytvorený elektrickým obvodom, vybaveným altemátorom, ktorého rotor (2, 1 l, 13) je koleso (2.1) dopravného prostriedku opatrené zostavou (2.2) permanentných magnetov (2.2.1,11.2, 13.2) rozoberateľne pripevnenou k spojovacej časti(2.1.1) ráñka (2.1.2) a náboja (2.13) kolesa (2.1), kde permanentné magnety (2.2.1, 1 1.2, 13.2) sú rovnomeme rozložené do kruhu so stredom v osi (2.1.4) otáčania kolesa (2.1) a vo vzdialenostiach od seba, ktoré zabezpečujú nepretržité magnetické pôsobenie na dvojicu índukčných cievok (5, 6),ktoré vymedzujú valcový priestor alebo aspoň na jednu indukčnú cievku (10.2, 12.1), pričom indukčne cievky (5, 6,10.2, 12.1) sú rozoberateľne pripevnené k držíaku (3) kolesa (2.1) dopravného prostriedku a sú elektricky pripojené na vstup nabíjacej sústavy (9), ktorej výstup je vodivo spojený s elektrickou batériou (9.3) a na túto je priamo alebo cez aspoň spínač pripojený aspoň jeden spotrebič (9.4).2. System podľa nároku 1, v y z n a č uj ú ci s a t ý m , že nabijacia sústava (9) obsahuje usmerňovač

MPK / Značky

MPK: B62J 6/00, H02K 21/00

Značky: vybavenia, podobně, elektrického, dopravného, systém, bicykel, trojkolka, bezmotorového, prostriedku

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/10-u4453-system-elektrickeho-vybavenia-bezmotoroveho-dopravneho-prostriedku-ako-je-bicykel-trojkolka-a-podobne.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Systém elektrického vybavenia bezmotorového dopravného prostriedku ako je bicykel, trojkolka a podobne</a>

Podobne patenty