Sistema de transmisión de accionamiento directo que comprende un árbol de accionamiento (15) adaptado para acoplarse a través de un acoplamiento (25) en su extremo interno a un árbol de motor (12),

un elemento de fricción (22) que rota con la rotación del árbol de accionamiento y que puede accionarse longitudinalmente, durante la rotación, en el eje principal de dicho árbol de accionamiento y un tope (21), caracterizado porque el sistema comprende además,

un cojinete de rodamiento (20) que comprende al menos un anillo interno (31) y un anillo externo (32), estando unido dicho cojinete de rodamiento de manera fija alrededor de al menos parte de la periferia de su anillo interno (31) a un extremo de dicho elemento de fricción (22) y en el que dicho anillo interno (31) tiene un diámetro interno que es mayor que el diámetro externo de dicho árbol de accionamiento (15),

en el que dicho tope (21) está unido de manera fija al anillo externo (32) de dicho cojinete de rodamiento (20) y estando adaptado dicho tope para fijar un cable (26), que cuando se tira del mismo, mueve longitudinalmente dicho elemento de fricción (22) hacia el extremo interno de dicho árbol de accionamiento (15) para permitir el engrane de dicho elemento de fricción sobre una superficie de tracción (16) de una rueda motriz (14)

Transmisión de accionamiento directo de velocidad variable.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de transmisión, en particular para scooters, karts, motocicletas o similares, adecuado para aplicaciones de accionamiento directo. La invención prevé el uso de un elemento de fricción que puede moverse en la dirección del eje principal del árbol de accionamiento de motor y que actúa como un cambio que modifica el par motor aplicado a la periferia de una rueda, permitiendo así al conductor conducir el vehículo a una velocidad deseada. El sistema de transmisión según la presente invención permite al conductor cambiar cuando el motor está funcionando y durante la conducción.

Antecedentes de la invención

Últimamente se han propuesto motores impulsados por gasolina para scooters, motocicletas y karts para su uso en la vida diaria. Se trata normalmente de vehículos ligeros, fáciles de usar y económicos, generalmente para su uso en condiciones meteorológicas favorables. Los motores simples impulsados por gasolina propuestos para accionar estos vehículos no tienen, sin embargo, sistemas complicados diferentes de un mecanismo de mariposa básico para modificar las rpm (revoluciones por minuto) del motor. En general, un mecanismo de mariposa básico tiene una capacidad limitada para ajustar la velocidad del vehículo en ausencia de una transmisión que pueda cambiar las rpm transmitidas a la(s) rueda(s) motriz (motrices). Los motores eléctricos, como fuente de alimentación alternativa, sí tienen asimismo circuitos de accionamiento que incrementan el precio del vehículo y pueden servir sólo de manera limitada para modificar la velocidad del vehículo. Además, están limitados por las características del motor y evidentemente, las baterías que lleva el vehículo. El propósito tras estas limitaciones es restringir el peso del vehículo así como reducir el precio asociado con sistemas complejos de variación de velocidad en ambos tipos de motores. Sin embargo, los usuarios aún sienten la necesidad de modificar la velocidad del vehículo o el par motor aplicado a la rueda motriz en diversos momentos. Si la ruta del vehículo es generalmente regular y presenta una baja resistencia al paso del vehículo, los conductores se quejan generalmente de la velocidad relativamente baja del vehículo y desean conducir a velocidades superiores. En otros casos, por ejemplo, cuando la ruta del vehículo presenta una alta resistencia al paso del vehículo o comprende cuestas, los usuarios se quejan normalmente de que el vehículo no es capaz de subir con comodidad la cuesta con una inclinación variable. En este punto, se necesita un sistema de cambio mecánico que contribuya sólo ligeramente al peso del vehículo y que de manera eficaz satisfaga ambas necesidades (alta velocidad en superficies regulares y alto par motor al subir una cuesta) sin que sea necesario instalación de accesorios en el motor o una cantidad adicional en el precio del vehículo.

Una restricción adicional en los sistemas de transmisión para scooters, karts o motocicletas es el hecho de que generalmente hay un espacio muy limitado en el vehículo. Un sistema ideal es aquél que ocupa un volumen mínimo entre la rueda motriz y el sistema de propulsión. Además, debe indicarse que en casos en los que el sistema de transmisión comprende una pluralidad de piezas móviles o rotatorias, su inercia afecta negativamente a la estabilidad dinámica del vehículo, especialmente durante el cambio, lo que constituye un efecto no deseado de tales sistemas de transmisión.

Hasta ahora se han propuesto diversos sistemas de transmisión para scooters, karts o motocicletas que se accionan directa o indirectamente mediante un motor, generalmente un motor eléctrico o motor impulsado por gasolina. Entre éstos, las transmisiones por cadena, transmisiones por engranaje o transmisiones operadas por fluido son las convencionales y ya se conocen desde hace muchas décadas. Adicionalmente a esto, se desarrollaron sistemas de transmisión de accionamiento directo para reducir las pérdidas mecánicas producidas por la presencia de un mecanismo de transmisión que comprende una pluralidad de piezas móviles. Los sistemas de transmisión de accionamiento directo comprenden un actuador que está directamente en contacto con la(s) rueda(s) motriz (motrices) de un vehículo y carecen de un elemento de transmisión accionado por engranaje o correa que podría dar como resultado una pérdida de energía cinemática, generalmente por pérdidas por fricción. Como el sistema de transmisión de la presente invención se refiere a sistemas de accionamiento directo, se han considerado los siguientes documentos como pertinentes.

El documento BE 1002860 A (Meulebroecke, 1989) da a conocer una bicicleta equipada con un sistema de transmisión auxiliar accionado por un motor eléctrico operado por batería. El sistema de transmisión auxiliar propuesto por Meulebroecke comprende un elemento de accionamiento cónico que está directamente en contacto con la rueda motriz y que permite al usuario variar de manera continua la velocidad de la bicicleta. El motor eléctrico operado por batería y el elemento de accionamiento cónico se guían sobre una varilla que está unida de manera fija al chasis de la bicicleta y que permite el movimiento axial de toda la unidad de accionamiento, es decir, del motor eléctrico operado por batería y del elemento de accionamiento cónico. Una vez que la unidad de accionamiento se mueve axialmente sobre su guía, el elemento de accionamiento cónico entra en contacto con el neumático en una ubicación variable en su perímetro externo y modifica las rpm transmitidas a la rueda motriz. Un problema principal asociado con este tipo de sistemas de accionamiento es la necesidad de mover todo el mecanismo de accionamiento hacia delante y hacia atrás incluyendo el motor y el elemento de transmisión, es decir, el elemento de accionamiento cónico y posiblemente, las baterías. La gran masa de estas piezas supone una amenaza que probablemente impedirá el funcionamiento eficaz de la unidad de accionamiento y diferenciar la velocidad aplicada a la rueda motriz. Además, la inercia de todo el sistema de accionamiento y la necesidad de modificar su ubicación durante el accionamiento afectan sin querer a la estabilidad cinemática del vehículo en el que va a instalarse este sistema de accionamiento propuesto. Una desventaja adicional de este sistema de transmisión se demuestra en la dificultad para mover un motor relativamente pesado, el elemento de transmisión y los acoplamientos del mismo con la ayuda de un cable saliente simple a través del que se propone que se deslice fácilmente un cable para mover toda la unidad de accionamiento hacia delante y hacia atrás.

El documento US 3.891.044 (Tiede, 1973) da a conocer un sistema de accionamiento similar al de Meulebroecke en el que la rueda motriz se acciona mediante uno o dos rodillos de forma cónica que entran en contacto con el neumático desde sus superficies laterales. Asimismo, se propone que toda la unidad de accionamiento se mueva con transición para modificar las rpm de la rueda motriz durante la conducción. Otra desventaja se basa en el hecho de que el conductor tiene que retirar una de sus manos del manillar del vehículo y controlar el sistema de transmisión, lo que constituye un posible riesgo frente a la seguridad en la conducción. Es probable que los requisitos de movimiento axial múltiple y estructura compleja del sistema de transmisión propuesto por Tiede produzcan averías frecuentes y elevados costes de mantenimiento. La mayor parte de las desventajas del sistema de transmisión tal como propone Meulebroecke en el párrafo anterior también se aplican al sistema de transmisión de Tiede.

El documento DE 9205672 U (Hofberger, 1992) muestra un sistema de accionamiento que comprende un elemento de accionamiento escalonado acoplado a un motor operado por batería y un mecanismo para engranar y desengranar el sistema de accionamiento al neumático de la bicicleta. El mecanismo requiere que el usuario tire de una varilla que mueve todo el grupo de elementos de transmisión, el motor eléctrico y el elemento de accionamiento escalonado, que después de un desplazamiento suficiente, se presiona contra la superficie de tracción de una rueda motriz. La elevada inercia de todo el sistema de accionamiento es uno de los principales inconvenientes de esta unidad de accionamiento puesto que la inercia total de todos los elementos de transmisión y es probable que la transmisión impida una operación de cambio sencilla y que afecte al movimiento estable del vehículo....

1. Sistema de transmisión de accionamiento directo que comprende un árbol de accionamiento (15) adaptado para acoplarse a través de un acoplamiento (25) en su extremo interno a un árbol de motor (12), un elemento de fricción (22) que rota con la rotación del árbol de accionamiento y que puede accionarse longitudinalmente, durante la rotación, en el eje principal de dicho árbol de accionamiento y un tope (21), caracterizado porque el sistema comprende además,

un cojinete de rodamiento (20) que comprende al menos un anillo interno (31) y un anillo externo (32), estando unido dicho cojinete de rodamiento de manera fija alrededor de al menos parte de la periferia de su anillo interno (31) a un extremo de dicho elemento de fricción (22) y en el que dicho anillo interno (31) tiene un diámetro interno que es mayor que el diámetro externo de dicho árbol de accionamiento (15),

en el que dicho tope (21) está unido de manera fija al anillo externo (32) de dicho cojinete de rodamiento (20) y estando adaptado dicho tope para fijar un cable (26), que cuando se tira del mismo, mueve longitudinalmente dicho elemento de fricción (22) hacia el extremo interno de dicho árbol de accionamiento (15) para permitir el engrane de dicho elemento de fricción sobre una superficie de tracción (16) de una rueda motriz (14).

2. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 1, en el que el elemento de fricción (22) se guía sobre dicho árbol de accionamiento (15) mediante ranuras (24) y resaltes (30) correspondientes ubicados longitudinalmente en dicho árbol de accionamiento y la superficie interna de dicho elemento de fricción.

3. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de fricción (22) tiene una zona cónica (27).

4. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 1, en el que el sistema comprende además un cable saliente (19) unido a una palanca de cambio (17) adaptada para ajustar la ubicación longitudinal de dicho elemento de fricción (22).

5. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 4, en el que el sistema comprende además un elemento saliente (18) que evita que el cable (26) se curve.

6. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 5, en el que el sistema comprende además un resorte (23) ubicado entre el elemento saliente (18) y el tope (21) para evitar que el elemento de fricción (22) se deslice sin querer hacia dentro y cambie la transmisión.

7. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 6, en el que dicho resorte (23) está pretensado antes de la instalación de modo que empuja dicho elemento de fricción (22) hacia el extremo externo del árbol de accionamiento (15) para desengranar el elemento de fricción (22) cuando la palanca de cambio (17) se libera por el usuario.

8. Sistema de transmisión de accionamiento directo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho cojinete de rodamiento (20) es un cojinete de bolas.

9. Sistema de transmisión de accionamiento directo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diámetro externo de dicho cojinete de rodamiento (20) es menor que el diámetro externo de dicho elemento de fricción (22).

10. Sistema de transmisión de accionamiento directo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de fricción (22) está dotado de resaltes y/o rebajes mecanizados longitudinalmente alrededor de la periferia del árbol de accionamiento bien en un ángulo agudo o bien en formación paralela al eje principal de dicho elemento de fricción.

11. Sistema de transmisión de accionamiento directo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el árbol de accionamiento (15) está dotado de resaltes y/o rebajes mecanizados longitudinalmente alrededor de la periferia del árbol de accionamiento bien en un ángulo agudo o bien en formación paralela a las ranuras (24) de guiado.

12. Sistema de transmisión de accionamiento directo según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de fricción (22) tiene al menos dos secciones que tienen diferentes diámetros.

13. Vehículo, en particular un scooter un kart o una motocicleta equipado con el sistema de transmisión de accionamiento directo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.