DE102013202854A1

DE102013202854A1 - Solar generator for running wheel e.g. electric wheel of two-wheel bicycle, has transmission unit transmitting electrical power between rotary and non-rotary components, and solar module provided with solar cell

Info

Publication number: DE102013202854A1
Application number: DE201310202854
Authority: DE
Inventors: Falko Borkhart; Patrick Borkhart; Volker Klein; Uwe Klein; Ellen Braun; Jacques Braun
Original assignee: Skytech Europe GmbH
Current assignee: Skytech Europe GmbH
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-08-21

Abstract

The generator (5) has a solar module (50) provided with a solar cell, where the generator is fastened at a rotary part of running wheels (2, 3). A transmission unit transmits electrical power between rotary and non-rotary components. The transmission unit is formed with a slidable contact for direct current transmission. The transmission unit comprises a carbon brush conductor, a slip ring and two subunits. A control electronics is adapted to shutdown the solar module and convert the produced current. The transmission unit is arranged in a housing. An independent claim is also included for a running wheel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solargenerator für ein Laufrad, ein Laufrad für ein Elektrorad und ein Elektrorad.The invention relates to a solar generator for an impeller, an impeller for an electric bike and an electric bike.

Als Fahrrad wird im Zusammenhang mit der Anmeldung ein Fahrzeug bezeichnet, welches durch Muskelkraft, insbesondere durch Treten von Pedalen und/oder durch Handkurbeln angetrieben wird. Das Fahrrad ist als einspuriges Zweirad, aber auch als Drei- oder Vierrad oder als Hochrad gestaltbar. As a bicycle is referred to in connection with the application, a vehicle which is driven by muscle power, in particular by pedaling pedals and / or by hand cranks. The bike is designed as a single-track two-wheeler, but also as a three- or four-wheel or as a high-wheel.

Als Laufrad wird im Zusammenhang mit der Anmeldung die Gesamtheit eines Rades, insbesondere eines Vorder- oder eines Hinterrades eines zweirädrigen Fahrrads bezeichnet. Das Laufrad umfasst üblicherweise eine Nabe, eine Achse, um welche die Nabe drehbar gelagert ist und welche zur Anbindung an einen Rahmen oder eine Gabel eines Fahrrads dient, eine Felge und Speichen oder ein Scheibenrad, welche Nabe und Felge verbinden. An der Felge ist eine Bereifung anbringbar. Sofern das Laufrad als Hinterrad eines durch Tretbewegung angetriebenen Zweirads eingesetzt wird, sind zudem ein Zahnrad oder mehrere Zahnräder vorgesehen. As impeller in connection with the application, the entirety of a wheel, in particular a front or a rear wheel of a two-wheeled bicycle called. The impeller usually comprises a hub, an axis about which the hub is rotatably mounted and which serves for attachment to a frame or fork of a bicycle, a rim and spokes or a disc wheel which connect the hub and rim. A tire can be attached to the rim. If the impeller is used as the rear wheel of a pedaling driven two-wheeler, one or more gears are also provided.

Als Elektrorad wird ein Fahrrad bezeichnet, welches zur Unterstützung eines Antriebs durch Muskelkraft und/oder vollständig durch einen Elektromotor angetrieben wird. Für eine Energieversorgung des Elektromotors ist eine wiederaufladbare Zelle, im Zusammenhang mit der Anmeldung als Akkumulator, oder kurz Akku, bezeichnet, vorgesehen.As an electric bike, a bicycle is referred to, which is driven to support a drive by muscle power and / or completely by an electric motor. For a power supply of the electric motor is a rechargeable cell, in connection with the application as a rechargeable battery, or short battery designated, provided.

Ein Ladevorgang der Akkumulatoren erfolgt üblicherweise an einer Ladestation durch Netzspannung. Die Reichweite eines Elektrorads ist somit abhängig von einer Speicherkapazität des Akkumulators. A charging of the batteries usually takes place at a charging station by mains voltage. The range of an electric wheel is thus dependent on a storage capacity of the accumulator.

Aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2012 006 518 U1 ist ein alternatives Akkuladesystem für elektrisch angetriebene Fahrräder bekannt, wobei halbkreisförmige, an einem Rahmen die Laufräder überdeckend angebrachte Solarpanels aus Sonnenlicht und ein Generator aus nicht benötigter Energie, insbesondere während einer Talfahrt, eine Ladung des Akkumulators ermöglichen.From the utility model DE 20 2012 006 518 U1 an alternative Akkuladesystem for electrically driven bicycles is known, wherein semicircular, on a frame the wheels overlapping mounted solar panels made of sunlight and a generator of unneeded energy, especially during a descent, allow a charge of the battery.

Als Solarpanel oder Solarmodul wird eine Baugruppe umfassend mindestens eine Solarzelle, vorzugsweise mehrere in Serie oder parallel geschaltete Solarzellen bezeichnet. Als Solarzelle wird ein elektrisches Bauelement und/oder eine elektrische Baugruppe bezeichnet, durch das oder die kurzwellige Strahlungsenergie, insbesondere Sonnenlicht, in elektrische Energie umgewandelt wird. The solar panel or solar module is an assembly comprising at least one solar cell, preferably a plurality of solar cells connected in series or in parallel. As a solar cell, an electrical component and / or an electrical assembly is designated, is converted by the or the short-wave radiation energy, in particular sunlight, into electrical energy.

Aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2010 012 992 U1 ist ein Elektrorad bekannt, das einen Elektromotor mit einer Antriebsrolle oder einem Antriebsband aufweist, wobei die Antriebsrolle oder das Antriebsband reib- oder formschlüssig mit einem Reifenmantel eines Fahrradreifens eines Laufrades zur Übertragung von Motordrehmomenten verbunden und der Mantel auf einer Radfelge angeordnet ist. Das Elektrorad weist dabei speichenlose Laufräder mit einer stehenden Hohlnabe auf, wobei zwischen der stehenden Hohlnabe und einer rotierenden Radfelge des Laufrades eine Kugellagerung eingepasst ist. In einer Ausgestaltung sind die Flächen der stehenden Hohlnaben mit Solarzellen belegt. From the utility model DE 20 2010 012 992 U1 An electric wheel is known which comprises an electric motor with a drive roller or a drive belt, wherein the drive roller or drive belt frictionally or positively connected to a tire casing of a bicycle tire of an impeller for transmitting motor torques and the jacket is arranged on a wheel rim. The electric wheel has spokeless wheels with a stationary hollow hub, wherein between the stationary hollow hub and a rotating wheel rim of the impeller, a ball bearing is fitted. In one embodiment, the surfaces of the stationary hollow hub are covered with solar cells.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Elektrorad, insbesondere zur Ladung eines Akkumulators eines Elektrorads zu schaffen.It is an object of the invention to provide an improved system for generating electrical energy for an electric wheel, in particular for charging an accumulator of an electric wheel.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Solargenerator gemäß Anspruch 1, ein Laufrad gemäß Anspruch 6 und ein Elektrorad gemäß Anspruch 10.This object is achieved by a solar generator according to claim 1, an impeller according to claim 6 and an electric wheel according to claim 10.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Solargenerator umfassend mindestens ein Solarmodul mit mindestens einer Solarzelle geschaffen, wobei der Solargenerator an einem rotierenden Teil eines Laufrads befestigbar ist und eine Übertragungseinheit zur Übertragung elektrischer Energie zwischen rotierenden und nicht rotierenden Bauteilen umfasst.According to a first aspect of the invention, a solar generator comprising at least one solar module with at least one solar cell is provided, wherein the solar generator can be fastened to a rotating part of an impeller and comprises a transmission unit for transmitting electrical energy between rotating and non-rotating components.

Der Solargenerator umfasst mindestens ein Solarmodul, vorzugsweise mehrere in Reihe oder parallel zusammen geschaltete Solarmodule. The solar generator comprises at least one solar module, preferably a plurality of solar modules connected in series or in parallel.

Ein durch den Solargenerator erzeugter Strom ist mittels der Übertragungseinheit sowie ggf. weiterer elektrischer oder elektronischer Bauteile an einen beispielsweise an einem Rahmen des Elektrorads angeordneten Akkumulator zur Speicherung elektrischer Energie und/oder an einen Elektromotor zur unmittelbaren Nutzung übertragbar.A generated by the solar generator power is transferable by means of the transmission unit and possibly other electrical or electronic components to a arranged for example on a frame of the electric wheel accumulator for storing electrical energy and / or to an electric motor for direct use.

Ein Laufrad umfasst eine bei Gebrauch um eine Achse rotierende Felge. Ein Antrieb erfolgt vorzugsweise mittels einer drehbar gelagerten Nabe, welche mit der Felge mittels Speichen und/oder mittels eines Scheibenrads verbunden ist. Durch die Anbringung an einem rotierenden Teil des Laufrads wird vermieden, dass ein Solarmodul des Solargenerators sich im Gebrauch dauerhaft in einer abgeschatteten Position befindet. Durch die Rotation wird im Gebrauch weiter eine Kühlung der Solarzellen bewirkt. Schließlich wird durch die Anbringung des Solargenerators an einem rotierenden Teil eines Laufrads auch eine ästhetisch ansprechende Lösung geschaffen, wobei auf von dem Elektrorad abragende und damit zerstörungsempfindliche Bauteile verzichtet werden kann. Insbesondere bei Nutzung der Speichen oder des Scheibenrads steht dabei eine vergleichsweise große Fläche für den Solargenerator zur Verfügung. Die Solarmodule sind an den Speichen oder einem Scheibenrad in einer Ausgestaltung in einem Ring oder in mehreren koaxial zu der Achse des Laufrads verlaufenden Ringen, spiralförmig und/oder sternförmig angeordnet. An impeller includes a rim rotating in use about an axis. A drive is preferably carried out by means of a rotatably mounted hub, which is connected to the rim by means of spokes and / or by means of a disc wheel. By mounting on a rotating part of the impeller, it is avoided that a solar module of the solar generator is permanently in a shaded position in use. The rotation further causes cooling of the solar cells during use. Finally, by attaching the solar generator to a rotating part of an impeller also creates an aesthetically pleasing solution, wherein on projecting from the electric wheel and thus destructive sensitive components can be waived. In particular, when using the spokes or the disc wheel is doing a comparatively large area for the solar generator available. The solar modules are arranged on the spokes or a disk wheel in an embodiment in a ring or in several coaxial with the axis of the impeller running rings, spirally and / or star-shaped.

Die Solarmodule des Solargenerators sind mit dem rotierenden Teil des Laufrads vorzugsweise derart verbunden, dass eine zerstörungsfreie Demontage nicht oder nur mit einem Spezialwerkzeug möglich ist.The solar modules of the solar generator are preferably connected to the rotating part of the impeller so that a non-destructive disassembly is not possible or only with a special tool.

Die Übertragungseinheit umfasst vorzugsweise eine dem rotierenden Teil zugeordnete Komponente und eine achsfeste Komponente. Als achsfest wird im Zusammenhang mit der Anmeldung eine Anordnung an einem Bauteil bezeichnet, welches nicht mit der Felge rotiert. Die achsfeste Komponente der Übertragungseinheit ist in einer Ausgestaltung an dem Rahmen eines Elektrorads oder an einer das Laufrad aufnehmenden Gabel angeordnet. In einer anderen Ausgestaltung ist die achsfeste Komponente an der Achse des Laufrads angebracht. The transmission unit preferably comprises a component associated with the rotating part and an axle-fixed component. As achsfest in connection with the application, an arrangement on a component is called, which does not rotate with the rim. The axle-fixed component of the transmission unit is arranged in one embodiment on the frame of an electric wheel or on a fork receiving the impeller. In another embodiment, the axle-fixed component is attached to the axle of the impeller.

In einer Ausgestaltung erfolgt eine Übertragung elektrischer Energie berührungslos, insbesondere durch induktive Kopplung. Die achsfeste Komponente ist dabei in einer Ausgestaltung in ein Steuergerät eines Elektromotors integriert. In one embodiment, a transmission of electrical energy takes place without contact, in particular by inductive coupling. The axle-fixed component is integrated in one embodiment in a control unit of an electric motor.

In vorteilhaften Ausgestaltungen ist die Übertragungseinheit mit einem Gleitkontakt zur direkten Stromübertragung ausgebildet. Als Gleit- oder Schleifkontakt wird dabei eine Energieübertragung über zwei sich kontaktierende und zumindest zeitweise in Relativbewegung befindliche Oberflächen bezeichnet. Dabei ist es bekannt, für einen Gleitkontakt zwei Materialien unterschiedlicher Härte einzusetzen. In einer Ausgestaltung sind Edelmetalle eingesetzt.In advantageous embodiments, the transmission unit is formed with a sliding contact for direct power transmission. In this case, a sliding or sliding contact refers to an energy transmission via two contacting surfaces which are at least temporarily in relative motion. It is known to use two materials of different hardness for a sliding contact. In one embodiment, precious metals are used.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Übertragungseinheit mindestens eine Kohlebürste und mindestens einen Schleifring umfasst. Als Kohlebürste, Kohlestift oder Schleifkohle wird ein Bauteil bezeichnet, welches beispielsweise aus Graphit, Kupfer, Silber, Molybdän oder einem anderen Metall gefertigt ist und den relativ dazu bewegten Schleifring für eine Übertragung der elektrischen Energie kontaktiert. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist der Schleifring an dem rotierenden Teil angebracht. Insbesondere ist der Schleifring an einer drehbar an der Achse gelagerten Nabe vorgesehen. Die mindestens eine Kohlebürste ist dabei in einer Ausgestaltung an der Achse befestigt. Alternativ ist die Kohlebürste an einer Gabel oder einem Rahmen, in welcher die Achse gehalten ist, angeordnet. Zumindest die mindestens eine Kohlebürste ist in vorteilhaften Ausgestaltungen so befestigt, dass ein Austausch bei einem Verschleiß möglicht ist.In an advantageous embodiment, it is provided that the transmission unit comprises at least one carbon brush and at least one slip ring. As a carbon brush, charcoal or carbon brush a component is referred to, which is made for example of graphite, copper, silver, molybdenum or other metal and contacted the relatively moving slip ring for transmission of electrical energy. In advantageous embodiments, the slip ring is attached to the rotating part. In particular, the slip ring is provided on a hub rotatably mounted on the axle. The at least one carbon brush is attached in one embodiment to the axis. Alternatively, the carbon brush is arranged on a fork or a frame in which the axle is held. At least the at least one carbon brush is attached in advantageous embodiments so that an exchange in case of wear is possible.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Solargenerator eine Steuerelektronik zum Zu- und/oder Abschalten des mindestens einen Solarmoduls und/oder zum Umwandeln eines erzeugten Stroms. Der durch den Solargenerator erzeugte Strom ist mittels der Übertragungseinheit sowie ggf. weiterer elektrischer oder elektronischer Bauteile an einen Akkumulator zur Speicherung elektrischer Energie und/oder an einen Elektromotor zur unmittelbaren Nutzung übertragbar, wobei zu diesem Zweck in vorteilhaften Ausgestaltungen einen Umwandlung des erzeugten Stroms in die für die Ladung bzw. Nutzung erforderliche Form erfolgt. Eine Steuerelektronik des Solargenerators ist dabei in einer Ausgestaltung an dem Laufrad vorgesehen. In einer anderen Ausgestaltung ist die Steuerelektronik zumindest teilweise in ein Steuergerät eines Elektromotors und/oder eines Ladegeräts zum Laden des Akkumulators integriert. In an advantageous embodiment, the solar generator comprises control electronics for connecting and / or disconnecting the at least one solar module and / or for converting a generated current. The electricity generated by the solar generator is transferable by means of the transmission unit and possibly further electrical or electronic components to an accumulator for storing electrical energy and / or an electric motor for direct use, for which purpose in advantageous embodiments, a conversion of the generated electricity in the Form required for loading or use. An electronic control system of the solar generator is provided in one embodiment on the impeller. In another embodiment, the control electronics are at least partially integrated into a control unit of an electric motor and / or a charger for charging the accumulator.

Sofern die Steuerelektronik zumindest teilweise in ein Steuergerät eines Elektromotors und/oder eines Ladegeräts zum Laden des Akkumulators integriert ist, sind in einer Ausgestaltung zusätzliche Datenübertragungseinheiten zur drahtlosen Kommunikation zwischen den an dem rotierenden Teil angeordneten Solarmodulen und dem Steuergerät vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich weist die Übertragungseinheit in einer Ausgestaltung Bauteile für eine Datenübertragung auf.If the control electronics are at least partially integrated into a control unit of an electric motor and / or a charger for charging the accumulator, additional data transmission units for wireless communication between the arranged on the rotating part of the solar modules and the control unit are provided in one embodiment. Alternatively or additionally, in one embodiment, the transmission unit has components for data transmission.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird Laufrad für ein Elektrorad, umfassend eine um eine Achse rotierende Felge und einen Solargenerator mit einer Übertragungseinheit geschaffen, wobei der Solargenerator der Felge zugeordnet ist. According to a second aspect of the invention, there is provided an impeller for an electric wheel comprising a rim rotating about an axis and a solar generator having a transmission unit, the solar generator being associated with the rim.

Das Laufrad ist in einer Ausgestaltung als Baueinheit zur Aufrüstung bestehender Elektroräder gestaltet. The impeller is designed in one embodiment as a unit for upgrading existing electric bikes.

Als Zuordnung zu der Felge wird im Zusammenhang mit der Anmeldung eine mechanische Verbindung mit der Felge bezeichnet, durch welche eine Rotation der Felge zumindest auf Teile des Solargenerators übertragen wird. Der Solargenerator und/oder Solarmodule des Solargenerators ist/sind dabei in einer Ausgestaltung an der Felge direkt befestigt. In anderen Ausgestaltungen ist der Solargenerator und/oder sind Solarmodule des Solargenerators an Speichen oder einem Scheibenrad des Laufrads befestigt und damit indirekt über die Speichen bzw. das Scheibenrad an der Felge angebracht. In wieder anderen Ausgestaltungen ist der Solargenerator und/oder sind Solarmodule des Solargenerators zumindest teilweise an einer Nabe des Laufrads befestigt und damit indirekt über die Nabe und die Speichen bzw. das Scheibenrad an der Felge angebracht. As an assignment to the rim, in connection with the application, a mechanical connection to the rim is designated by which a rotation of the rim is transmitted to at least parts of the solar generator. The solar generator and / or solar modules of the solar generator is / are attached directly to the rim in one embodiment. In other embodiments, the solar generator and / or solar modules of the solar generator are attached to spokes or a disc wheel of the impeller and thus mounted indirectly on the spokes or the disc wheel on the rim. In still other embodiments, the solar generator and / or solar modules of the solar generator are at least partially attached to a hub of the impeller and thus attached indirectly via the hub and the spokes or the disc wheel on the rim.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Übertragungseinheit in einem Gehäuse eingehaust ist. Mittels des Gehäuses wird ein Zugriffsschutz und/oder ein Spritzwasserschutz bewirkt. Als Gehäuse dient dabei in einer Ausgestaltung zumindest teilweise eine Nabe des Laufrads. In one embodiment, it is provided that the transmission unit is housed in a housing. By means of the housing an access protection and / or a splash protection is effected. At least partially a hub of the impeller serves as the housing in one embodiment.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Übertragungseinheit zwei Teileinheiten umfasst, wobei an den beiden Seiten des Laufrads jeweils eine Teileinheit angeordnet ist. Die Teileinheiten sind in einer Ausgestaltung parallel geschaltet. In anderen Ausgestaltungen sind die Teileinheiten jeweils einer, jeweils mindestens ein Solarmodul umfassenden Untergruppe des Solargenerators zugeordnet.In one embodiment, it is provided that the transmission unit comprises two subunits, wherein in each case a subunit is arranged on the two sides of the impeller. The subunits are connected in parallel in one embodiment. In other embodiments, the subunits are each associated with a respective subgroup of the solar generator comprising at least one solar module.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Solarmodul an Speichen des Laufrads und/oder einem Scheibenrad angebracht ist. Durch die Speichen bzw. das Scheibenrad wird eine Fläche aufgespannt, welche im Verhältnis zur allgemein nutzbaren Oberfläche eines Fahrrads vergleichsweise groß und so für die Anordnung der Solarmodule vorteilhaft nutzbar ist. Bei einer Anbringung der Solarmodule an den Speichen sind in vorteilhaften Ausgestaltungen zwischen den Solarmodulen Zwischenräume vorgesehen, sodass eine Angriffsfläche der Laufräder für einen Fahrtwind und/oder einen Seitenwind durch den Solargenerator nicht oder nur unwesentlich vergrößert wird.In an advantageous embodiment it is provided that the at least one solar module is attached to spokes of the impeller and / or a disc wheel. Through the spokes or the disc wheel, a surface is spanned, which is comparatively large in relation to the generally usable surface of a bicycle and thus advantageous for the arrangement of the solar modules. When attaching the solar modules to the spokes intermediate spaces are provided in advantageous embodiments between the solar modules, so that an attack surface of the wheels for a driving wind and / or a crosswind is not or only slightly increased by the solar generator.

Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Elektrorad mit einem Solargenerator mit einer Übertragungseinheit und/oder einem Laufrad geschaffen. Das Elektrorad umfasst einen Elektromotor und einen Akkumulator, wobei der durch den Solargenerator erzeugte Strom mittels der Übertragungseinheit sowie ggf. weiterer elektrischer oder elektronischer Bauteile an den Akkumulator zur Speicherung elektrischer Energie und/oder an den Elektromotor zur unmittelbaren Nutzung übertragbar ist. Dabei weisen in vorteilhaften Ausgestaltungen beide Laufräder mindestens einen Solargenerator auf. In einer Ausgestaltung sind Solarmodule eines Solargenerators an beiden Seiten eines Laufrads angeordnet. In anderen Ausgestaltungen sind an den zwei Seiten eines Laufrads zwei schaltungstechnisch und/oder übertragungstechnisch getrennte Solargeneratoren vorgesehen. In wieder anderen Ausgestaltungen ist an den zwei Seiten eines Laufrads jeweils ein Solargenerator umfassend mehrere in Reihe geschaltete Solarmodule vorgesehen, wobei die von den zwei Solargeneratoren erzeugte Energie über zwei parallel geschaltete Übertragungseinheiten oder eine gemeinsame Übertragungseinheit übertragen wird. Das Elektrorad weist in einer Ausgestaltung weiter eine rekuperative Bremse und/oder ein Generator zur Energierückgewinnung auf.According to a third aspect, an electric wheel is provided with a solar generator having a transmission unit and / or an impeller. The electric wheel comprises an electric motor and an accumulator, wherein the current generated by the solar generator by means of the transmission unit and optionally further electrical or electronic components to the accumulator for storing electrical energy and / or to the electric motor for direct use is transferable. In an advantageous embodiment, both impellers have at least one solar generator. In one embodiment, solar modules of a solar generator are arranged on both sides of an impeller. In other embodiments, two circuit-technically and / or transmission-wise separate solar generators are provided on the two sides of an impeller. In still other embodiments, a solar generator comprising a plurality of series-connected solar modules is provided on the two sides of an impeller, wherein the energy generated by the two solar generators is transmitted via two parallel transmission units or a common transmission unit. In one embodiment, the electric wheel also has a recuperative brake and / or a generator for energy recovery.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet.Further advantages of the invention will become apparent from the subclaims and from the following description of an embodiment of the invention, which is shown schematically in the drawings. For identical or similar components, the same reference numbers are used in the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1: eine schematische Darstellung eines Elektrorads in einer Seitenansicht mit zwei an den Laufrädern angeordneten Solargeneratoren und 1 a schematic representation of an electric wheel in a side view with two arranged on the wheels solar generators and

2: eine schematische Darstellung einer Nabe eines Laufrads für ein Elektrorad gemäß 1 mit einer Übertragungseinheit. 2 a schematic representation of a hub of an impeller for an electric bike according to 1 with a transmission unit.

1 zeigt schematisch ein Elektrorad 1 in einer Seitenansicht. Das Elektrorad 1 umfasst einen Rahmen 10 und eine Gabel 12 sowie zwei Laufräder 2, 3. Die Laufräder 2, 3 des dargestellten zweirädrigen Elektrorads 1 werden auch als Vorderrad 2 bzw. Hinterrad 3 bezeichnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Hinterrad 3 angetrieben und weist zu diesem Zweck einen Zahnkranz 30 auf. 1 schematically shows an electric bike 1 in a side view. The electric bike 1 includes a frame 10 and a fork 12 as well as two wheels 2 . 3 , The wheels 2 . 3 of the illustrated two-wheeled electric wheel 1 are also called front wheel 2 or rear wheel 3 designated. In the illustrated embodiment, the rear wheel 3 driven and has for this purpose a sprocket 30 on.

Die Laufräder 2, 3 umfassen jeweils eine Felge 22, 32, welche bei einer Bewegung des Elektrorads 1 um Achsen 24, 34 rotieren. An den Felgen 22, 32 sind vorzugsweise nicht dargestellte Reifen angebracht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Laufräder 2, 3 als Speichenräder mit Speichen 26, 36 gestaltet. Dabei sind die Felgen 22, 32 über die Speichen 26, 36 mit an den Achsen 24, 34 gelagerten, in 1 nicht dargestellten, um die Achsen 24, 34 rotierenden Naben verbunden sind. The wheels 2 . 3 each include a rim 22 . 32 , which during a movement of the electric wheel 1 around axes 24 . 34 rotate. On the rims 22 . 32 are preferably not shown tires attached. In the illustrated embodiment, the wheels are 2 . 3 as spoked wheels with spokes 26 . 36 designed. Here are the rims 22 . 32 over the spokes 26 . 36 with on the axles 24 . 34 stored, in 1 not shown, about the axes 24 . 34 rotating hubs are connected.

Ein Antrieb des Elektrorads 1 erfolgt zum einen durch Muskelkraft mittels Pedale 14. Das Elektrorad 1 weist zum anderen für eine zeitweise Unterstützung des Antriebs durch Muskelkraft einen Elektromotor 4 auf, welcher durch einen Akkumulator 40 mit Energie versorgt wird. Der Akkumulator 40 ist vorzugsweise zerstörungsfrei und werkzeuglos lösbar angebracht und zum Laden an einer Netzspannungsquelle von dem Elektrorad demontierbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine durch die Pedale 14 und/oder den Elektromotor 4 erzeugte Bewegung mittels einer Kette 6 auf das hintere Laufrad 3 übertragen. In anderen Ausgestaltungen ist der Elektromotor 4 direkt mit dem hinteren Laufrad 3 wirkverbunden. A drive of the electric bike 1 on the one hand by muscle power by means of pedals 14 , The electric bike 1 on the other hand, for an occasional support of the drive by muscle power an electric motor 4 on which by an accumulator 40 is energized. The accumulator 40 is preferably non-destructive and removably attached without tools and removable for charging to a mains voltage source of the electric bike. In the illustrated embodiment, one through the pedals 14 and / or the electric motor 4 generated movement by means of a chain 6 on the rear wheel 3 transfer. In other embodiments, the electric motor 4 directly with the rear wheel 3 operatively connected.

Für einen Antrieb des Elektromotors 4 und/oder für ein Aufladen des Akkumulators 40 weist das dargestellte Elektrorad 1 weiter zwei Solargeneratoren 5 auf, welche an den zwei Laufrädern 2, 3 angeordnet sind. Die Solargeneratoren 5 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an den Speichen 26, 36 der Laufräder 2, 3 befestigt. For a drive of the electric motor 4 and / or for charging the accumulator 40 has the illustrated electric wheel 1 two more solar generators 5 on which at the two wheels 2 . 3 are arranged. The solar generators 5 are in the illustrated embodiment on the spokes 26 . 36 the wheels 2 . 3 attached.

Die dargestellten Solargeneratoren 5 umfassen jeweils acht Solarmodule 50, welche in koaxial zu den Achsen 24, 34 verlaufenden Ringen angeordnet sind. Die Zahl der Solarmodule 50 und die Anordnung in einem Ring ist lediglich beispielhaft. In anderen Ausgestaltungen sind mehr als acht, beispielsweise zwölf oder weniger als acht, beispielsweise sieben Solarmodule 50 vorgesehen. Die Solarmodule 50 eines Solargenerators 5 sind in Parallel- und/oder Reihenschaltung miteinander verbunden.The illustrated solar generators 5 each comprise eight solar modules 50 which are coaxial with the axes 24 . 34 extending rings are arranged. The number of solar modules 50 and the arrangement in a ring is merely exemplary. In other embodiments, more than eight, for example, twelve or less than eight, for example, seven solar modules 50 intended. The solar modules 50 a solar generator 5 are connected in parallel and / or series connection.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Solarmodule 50 eines Laufrads 2, 3 jeweils auf einer Scheibe 51 angeordnet, wobei die Scheiben 51 jeweils mit den Speichen 26, 36 der Laufräder 2, 3 verbunden sind. Die Scheiben 51 sind in einer Ausgestaltung bezüglich einer Mittelebene des Elektrorads 1 konvex gekrümmt, um so einen Einfallwinkel für eintreffendes Sonnenlicht zu optimieren. Die Scheiben 51 sind dabei in anderen Worten kegelförmig. Ein Öffnungswinkel der Kegel ist dabei jedoch so gewählt, dass eine minimale Breite der Felgen 22, 32 und eine maximale Breite an den Lagerungen der Achsen 24, 34 nicht unter- bzw. überschritten wird. In anderen Ausgestaltungen sind die Solarmodule 50 direkt an den Speichen 26, 36 befestigt. In the illustrated embodiment, the solar modules 50 an impeller 2 . 3 each on a disc 51 arranged, with the discs 51 each with the spokes 26 . 36 the wheels 2 . 3 are connected. The disks 51 are in one embodiment with respect to a median plane of the electric wheel 1 convexly curved to optimize an angle of incidence for incoming sunlight. The disks 51 are conical in other words. An opening angle of the cone is, however, chosen so that a minimum width of the rims 22 . 32 and a maximum width at the bearings of the axles 24 . 34 is not undershot or exceeded. In other embodiments, the solar modules 50 directly on the spokes 26 . 36 attached.

Die Solargeneratoren 5 rotieren mit den Felgen 22, 32 der Laufräder 2, 3. Die Solargeneratoren 5 umfassen dabei weiter jeweils eine, in 1 nicht dargestellte Übertragungseinheit, mittels welcher die von den Solargeneratoren 5 erzeugte Energie an die feststehenden Teile des Elektrorads 1, d. h. den Rahmen 10 und die Gabel 12 und den dort angeordneten Elektromotor 4 und/oder Akkumulator 40 übertragbar sind. The solar generators 5 rotate with the rims 22 . 32 the wheels 2 . 3 , The solar generators 5 each include one, in 1 not shown transmission unit, by means of which of the solar generators 5 generated energy to the fixed parts of the electric wheel 1 ie the frame 10 and the fork 12 and the electric motor arranged there 4 and / or accumulator 40 are transferable.

2 zeigt schematisch eine Nabe 28 für ein Laufrad 2 gemäß 1. Die Nabe 28 ist mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Lagerung an der Achse 24 des Laufrads 2 drehbar gelagert. Die Zapfen der Achse 24 sind durch die Gabel 12 des Elektrorads 1 gemäß 1 auf bekannte Weise aufnehmbar. 2 schematically shows a hub 28 for an impeller 2 according to 1 , The hub 28 is by means of a bearing not shown in the figures on the axis 24 of the impeller 2 rotatably mounted. The pins of the axle 24 are through the fork 12 of the electric bike 1 according to 1 absorbable in a known manner.

An der dargestellten Nabe 28 ist weiter eine Übertragungseinheit 52 zur Übertragung elektrischer Energie zwischen der rotierenden Nabe 28 und der feststehenden Achse 24 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Übertragungseinheit 52 zwei an der Achse 24 befestigte Kohlebürsten 54 und einen in der Nabe 28 gelagerten Schleifring 56. Die durch den Solargenerator 5 gemäß 1 oder durch zwei, beidseitig an dem Laufrad 2 gemäß 1 angebrachte Solargeneratoren 5 erzeugte elektrische Energie wird mittels eines Kabels 57 an den Schleifring 56 und von diesem über die Kohlebürsten 54 an ein fest an dem Rahmen 10 und/oder der Gabel 12 angeordnetes Kabel 58 übertragen.At the illustrated hub 28 is still a transmission unit 52 for transmitting electrical energy between the rotating hub 28 and the fixed axis 24 intended. In the illustrated embodiment, the transmission unit comprises 52 two on the axle 24 attached carbon brushes 54 and one in the hub 28 mounted slip ring 56 , The by the solar generator 5 according to 1 or by two, on both sides of the impeller 2 according to 1 attached solar generators 5 generated electrical energy is by means of a cable 57 to the slip ring 56 and from this about the carbon brushes 54 to a firm on the frame 10 and / or the fork 12 arranged cable 58 transfer.

Die Ausgestaltung und/oder die Anbringung der Übertragungseinheit 52 gemäß 2 ist lediglich beispielhaft. Zahlreiche Abwandlungen zur Übertragung elektrischer Energie von einem rotierenden Bauteil an ein relativ dazu feststehendes Bauteil sind denkbar. The design and / or the attachment of the transmission unit 52 according to 2 is just an example. Numerous modifications for the transmission of electrical energy from a rotating component to a component fixed relative thereto are conceivable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202012006518 U1 [0006]
DE 202010012992 U1 [0008]

Claims

Solar generator comprising at least one solar module ( 50 ) with at least one solar cell, characterized in that the solar generator ( 5 ) on a rotating part of an impeller ( 2 . 3 ) and a transmission unit ( 52 ) for transmitting electrical energy between rotating and non-rotating components.

Solar generator according to claim 1, characterized in that the transmission unit ( 52 ) is formed with a sliding contact for direct power transmission.

Solar generator according to claim 2, characterized in that the transmission unit ( 52 ) at least one carbon brush ( 54 ) and at least one slip ring ( 56 ).

Solar generator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that an electronic control unit for connecting and / or disconnecting the at least one solar module ( 50 ) and / or for converting a generated current is provided.

Solar generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission unit ( 52 ) Comprises components for data transmission.

Impeller for an electric bike, comprising one about an axis ( 24 . 34 ) rotating rim ( 22 . 32 ) and a solar generator ( 5 ) with a transmission unit ( 52 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the solar generator ( 5 ) of the rim ( 22 . 32 ) assigned.

Impeller according to claim 6, characterized in that the transmission unit ( 52 ) is housed in a housing.

Impeller according to claim 6 or 7, characterized in that the transmission unit ( 52 ) comprises two subunits, wherein on both sides of the impeller ( 2 . 3 ) is arranged in each case a subunit.

Impeller according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the at least one solar module ( 5 ) on spokes ( 26 . 36 ) of the impeller ( 2 . 3 ) and / or a disc wheel is mounted.

Electric bike with a solar generator ( 5 ) with a transmission unit ( 52 ) according to one of claims 1 to 5 and / or an impeller ( 2 . 3 ) according to one of claims 6 to 9.