ES1281815U - Transmisión para vehículo personal eléctrico - Google Patents

Abstract

Transmisión para vehículo personal eléctrico, con al menos un plato (19) solidario a un eje exterior (5) conectado a medios de accionamiento manual y a un motor eléctrico; al menos un piñón (18) solidario a una rueda motriz; estando los platos (19) y piñones (18) conectados por una cadena (14) de longitud efectiva fija caracterizada por que la conexión del eje exterior (5) a los medios de accionamiento manual está realizada a través de un mecanismo de conexión unidireccional (1) que comprende un eje interior (4) coaxial al eje exterior (5) con una serie de alojamientos (17) perimetrales para sendos gatillos (6) escamoteables y una pluralidad de dientes (7) asimétricos en el interior del eje exterior (5), tubular.

Description

DESCRIPCIÓN

Transmisión para vehículo personal eléctrico

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención pertenece al sector de la bicicleta eléctrica y otros vehículos personales similares, con un motor eléctrico, una batería y una transmisión entre un medio de accionamiento manual y la rueda o ruedas motrices.

El objeto principal de la presente invención es un sistema para devolver la energía cinética del eje de la rueda al motor central, y convertir la frenada en energía útil, siendo por lo tanto un "freno regenerativo". Transforma la energía cinética en energía eléctrica que se almacena en la batería, aumentando la autonomía del vehículo.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Existen muchos modelos de bicicletas y otros vehículos similares eléctricos, con un medio de accionamiento manual (ya sea con el pie o con las manos) y un motor eléctrico alimentado por batería.

En un tipo, el motor se dispone central, cercano al eje del medio de accionamiento, y en otro se dispone en una rueda motriz. En el segundo caso, existe un cierto problema de estabilidad por la situación del peso de los motores, y de falta de multiplicación por no estar conectados a piñones o cajas de cambios. A cambio, se recupera fácilmente la energía como freno regenerativo.

En cambio, las que poseen el motor en una posición alejada de las ruedas son más estables, pero no pueden recuperar la energía cinética. El piñón de gatillo impide el retorno de la energía cinética.

No se conoce ningún sistema que sea capaz de aprovechar adecuadamente la energía cinética del vehículo personal durante la frenada cuando el motor está en posición central.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en una transmisión para vehículo personal eléctrico según la reivindicación primera. Sus diferentes variantes resuelven los problemas reseñados.

Esta transmisión forma un sistema para trasladar la energía cinética del eje de la rueda al motor central, transformando la energía cinética en energía eléctrica (freno regenerativo). El sistema obliga al motor central a actuar como generador eléctrico cuando el ciclista deja de pedalear y la bicicleta sigue en movimiento, transformando la energía cinética en energía eléctrica.

Con la invención, se produce el movimiento continuo de la cadena mientras la bicicleta se desplaza por la energía cinética y el ciclista no pedalea. Esto consigue trasladar la energía cinética del eje de la rueda al motor central, que se usa como generador eléctrico que carga las baterías. El ciclista o usuario puede pedalear y desplazar la bicicleta mientras el motor eléctrico actúa, o no, trasladando toda la potencia del ciclista al sistema. Si está pedaleando, la cadena tensa por la parte superior, si está activando el motor (desde el manillar) también se tensa la parte superior. Si se usa el freno regenerativo, se tensa por la parte inferior. Para ello es necesario que la cadena sea de longitud efectiva fija, es decir, que la longitud de la cadena sea constante con pequeña variación. Así, no tiene un tensor que absorba una parte apreciable de la cadena, como es habitual en cambios de marcha flexibles).

Este efecto requiere de un sistema de transmisión con la cadena justa, o de un cambio de velocidades singular, con la cadena justa, con un tensor leve superior y un tensor leve inferior, tensores que también se utilizarán para cambiar las velocidades.

Para ello, la transmisión para vehículo personal eléctrico tiene al menos un plato solidario a un eje exterior conectado a medios de accionamiento manual y a un motor eléctrico. También tiene al menos un piñón solidario a una rueda motriz. Los platos y piñones están conectados por una cadena de longitud efectiva fija (que no se alarga o acorta sensiblemente con un cambio de marchas). La conexión del eje exterior a los medios de accionamiento manual está realizada a través de un mecanismo de conexión unidireccional que comprende un eje interior, de gatillo, coaxial al eje exterior. El eje interior tiene una serie de alojamientos perimetrales para sendos gatillos escamoteables. Estos gatillos se engranan o liberan a una pluralidad de dientes asimétricos en el interior del eje exterior, que es tubular.

El eje exterior puede tener engranajes para conectarse al motor, pero preferiblemente la transmisión comprende un rotor directamente alrededor del eje exterior, coaxial y un estátor.

En una realización preferida, la transmisión comprende un cambio de marchas singular, cuyo piñón y plato avanza de forma alternativa con el cambio de marcha a una superior o inferior.

Otras variantes se aprecian en el resto de la memoria.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras.

Figura 1.- Es una sección esquemática frontal de una modalidad de realización preferida del mecanismo de conexión unidireccional.

Figura 2.- Es una vista esquemática derecha de una modalidad de realización preferida del mecanismo de conexión unidireccional en despiece.

Figura 3.- Es una vista esquemática izquierda de una modalidad de realización preferida del mecanismo de conexión unidireccional.

Figura 4.- Es una vista esquemática derecha de una modalidad de realización preferida del motor eléctrico con mecanismo de conexión unidireccional en despiece.

Figura 5.- Es una vista esquemática izquierda de una modalidad de realización preferida del motor eléctrico con mecanismo de conexión unidireccional acoplado a la bicicleta.

Figura 6.- Es una vista esquemática derecha de una modalidad de realización preferida del sistema de transmisión simple con piñón fijo.

Figura 7.- Es una vista esquemática derecha de una modalidad de realización preferida del cambio de velocidades singular.

Figura 8.- Es una vista esquemática inferior de una modalidad de realización preferida de cómo actúan y en el orden en el que actúan, las diferentes velocidades en el cambio de velocidades singular. (A) séptima marcha, (B) sexta marcha, (C) quinta marcha, (D) cuarta marcha, (E) tercera marcha, (F) segunda marcha y (G) primera marcha.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

La transmisión mostrada en las figuras parte de una cadena (14) que conecta con un piñón (18) y con un plato (19). El plato (19) es solidario a un eje exterior (5) conectado al motor eléctrico por un engranaje (12). El piñón (18) en cambio se mueve en solidaridad con una rueda motriz del vehículo. El eje exterior (5) está acoplado a un soporte de plato (13), solidario al plato (19). Por otro lado, los pedales son solidarios a un eje interior (4), de gatillo, dispuesto coaxial al eje exterior (5), formando un mecanismo de conexión unidireccional (1). La batería de alimentación no se muestra en las figuras.

Como se aprecia en las figuras, el eje exterior (5) es tubular y posee una serie de dientes (7) por su lado interno. Los dientes (7) no son simétricos, sino que una de sus caras es más larga que la otra, de forma que la pendiente es diferente. El eje interior (4) posee unos gatillos (6), en sendos alojamientos (17), que se proyectan hacia los dientes (7). Si el sentido de giro relativo hace avanzar los gatillos (6) por el lado largo de los dientes (7), se introducen hacia el alojamiento (17) y se desacoplan ambos ejes (4,5). En el giro contrario, el gatillo (6) choca con el diente (7) y ambos ejes giran (4,5) solidarios. Esto se aprecia especialmente bien en la figura 1.

El motor comprenderá un rotor (9) con dientes (7) en su interior

De esta forma, cuando el usuario pedalea o actúa sobre los medios de accionamiento, el eje interior (4) rota en el sentido de acoplamiento con el eje exterior (5) y se transmite el movimiento al plato (19). Cuando, al revés, el usuario deja de pedalear, el motor gira el eje exterior (5) a través del engranaje (12) y no se transmite el movimiento por la retracción de los gatillos (6). En ambos casos, la parte superior de la cadena (14) permanece tensa para transmitir el movimiento.

Cuando el motor se usa como freno, la parte inferior de la cadena (14) se tensa arrastrando el piñón (18) al plato (19). El sentido de giro del eje exterior (5) también produce el desacoplamiento de ambos ejes (4,5). Para ello, se ha de evitar el uso de cambios de velocidades con tensores de ajuste y utilizar cadenas de longitud fija (figura 6) o con tensor leve (20,21) (figuras 7 y 8).

En una realización el motor comprende un rotor (9) solidario al eje exterior (5), o incluso sustituyéndolo, y un estator (8), con una carcasa (10) y dos tapas (11) para aislar el interior y evitar la entrada de polvo o material que afecte al funcionamiento. Este sistema elimina los engranajes (12), aumentando el rendimiento y reduciendo el volumen.

En la figura 8 se aprecia una forma de realización, formando un cambio de marchas singular, en el que el desfase entre plato (19) y piñón (18) es reducido para que la cadena (14) tenga siempre una longitud efectiva similar.

Para ello, el plato (19) y el piñón (18) van cambiando de forma alternativa, primero uno y luego el otro. Así los tensores leves (20,21) no absorben diferencias relevantes, puesto que cada piñón (18) sólo puede estar engranado con dos platos (19) consecutivos diferentes, y viceversa. Las diferentes marchas se aprecian en las figuras 8A-G.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Transmisión para vehículo personal eléctrico, con al menos un plato (19) solidario a un eje exterior (5) conectado a medios de accionamiento manual y a un motor eléctrico; al menos un piñón (18) solidario a una rueda motriz; estando los platos (19) y piñones (18) conectados por una cadena (14) de longitud efectiva fija caracterizada por que la conexión del eje exterior (5) a los medios de accionamiento manual está realizada a través de un mecanismo de conexión unidireccional (1) que comprende

   un eje interior (4) coaxial al eje exterior (5) con una serie de alojamientos (17) perimetrales para sendos gatillos (6) escamoteables y

   una pluralidad de dientes (7) asimétricos en el interior del eje exterior (5), tubular.

   2- Transmisión para vehículo personal eléctrico, según la reivindicación 1, caracterizada por que el motor comprende un rotor (9) con dientes (7) en su interior.

   3- Transmisión para vehículo personal eléctrico, según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende un cambio de marchas cuyo piñón (18) y plato (19) avanza de forma alternativa.