BR102016027369A2

BR102016027369A2 - sistema de propulsão de biciclo elétrico de acionamento central integrado

Info

Publication number: BR102016027369A2
Application number: BR102016027369A
Authority: BR
Inventors: Philip Williams Cameron; Jager Jiri; G Cole Lawrence; Riha Marek; Koreckek Pavel; J Lannen Richard; H Swales Shawn; L Hayslett Steven
Original assignee: Gm Global Tech Operations Llc
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-06-13
Also published as: DE102016123047A1; US20170158284A1; CN106828759B; DE102016123047B4; CN106828759A; CA2947258A1; US10131402B2

Abstract

sistema de propulsão de biciclo elétrico de acionamento central integrado. a presente invenção refere-se a um sistema de propulsão que pode incluir uma máquina elétrica e um conjunto de engrenagens que pode ser conectado de modo operacional à máquina elétrica. um eixo de manivela pode se estender através da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens. um arranjo de baterias pode ser disposto ao redor da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens.

Description

"SISTEMA DE PROPULSÃO DE BICICLO ELÉTRICO DE ACIONAMENTO CENTRAL INTEGRADO" Campo da técnica [0013 O campo ao qual a revelação geralmente se refere inclui ciclos elétricos e, mais particularmente, ciclos elétricos com sistemas de propulsão de acionamento central.

Antecedentes [002] Um ciclo elétrico pode ter várias disposições de roda e pode incluir um motor elétrico incorporado que pode ser usado para propulsão do ciclo.

Sumário das variações ilustrativas [003] Inúmeras variações podem envolver um sistema de propulsão que pode incluir uma máquina elétrica e um conjunto de engrenagens que pode ser conectado de modo operacional à máquina elétrica. Um eixo de manivela pode se estender através da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens. Um arranjo de baterias pode ser disposto ao redor da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens.

[004] Outras variações ilustrativas dentro do escopo da invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada fornecida no presente documento. Deve-se compreender que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora revelem as variações dentro do escopo da invenção, se destinam apenas a propósitos de ilustração e não pretendem limitar o escopo da invenção.

Breve descrição dos desenhos [005] Os exemplos selecionados das variações dentro do escopo da invenção se tornarão mais completamente entendidos a partir da descrição detalhada e dos desenhos anexos, em que: [006] A Figura 1 ilustra um ciclo elétrico, de acordo com diversas variações.

[007] A Figura 2 ilustra uma vista isométrica de uma unidade de alimentação de ciclo elétrico, de acordo com diversas variações.

[008] A Figura 3 ilustra um corte transversal de contorno esquemático de uma unidade de alimentação de ciclo elétrico, de acordo com diversas variações.

[009] A Figura 4 ilustra uma vista em corte de contorno esquemática isométrica de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[010] A Figura 5 ilustra uma vista em corte de contorno de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[011] A Figura 6 ilustra uma vista em corte esquemática isométrica de contorno de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[012] A Figura 7 ilustra uma vista de contorno esquemática de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[013] A Figura 8 ilustra uma vista de contorno isométrica de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[014] A Figura 9 ilustra uma vista de contorno esquemática de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[015] A Figura 10 ilustra uma vista explodida isométrica de contorno de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3.

[016] A Figura 11 ilustra uma vista em corte de contorno de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3 em um estágio de montagem.

[017] A Figura 12 ilustra uma vista em corte de contorno de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3 em um estágio de montagem.

[018] A Figura 13 ilustra uma vista em corte de contorno de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3 quando montada.

[019] A Figura 14 ilustra uma vista de contorno esquemática de parte da unidade de alimentação elétrica da Figura 3 quando montada.

Descrição detalhada das variações ilustrativas [020] A descrição a seguir das variações é meramente ilustrativa em natureza e não se destina, de maneira alguma, a limitar o escopo da invenção, sua aplicação ou seus usos.

[021] A Figura 1 ilustra diversas variações que podem incluir um ciclo elétrico 40. Em qualquer uma das diversas variações, o ciclo elétrico 40 pode incluir um quadro 42 que pode incluir um tubo superior 44 conectado a um tubo de assento 46. 0 tubo superior 44 pode incluir uma junta articulada 41 para permitir a dobragem do quadro 42, de modo que o ciclo elétrico 40 possa ser mais facilmente transportado e armazenado. Um tubo de direção 45 pode se estender a partir do tubo superior 44. 0 tubo de direção 45 pode ser conectado de modo operacional a um garfo dianteiro 56 que pode ser fixado a uma roda dianteira 54. Um guidom 48 pode ser fixado ao tubo de direção 45 e pode ser usado para controlar a direção da roda dianteira 54 por meio do garfo dianteiro 56. Alavancas de controle 50 podem ser fornecidas no guidom 48 e podem ser construídas e dispostas para se comunicar com um ou mais dispositivos de entrada ou controle e/ou um motor. Os um ou mais dispositivos de controle eletrônico podem incluir componentes de processamento eletrônico para receber sinais de entrada e enviar sinais para controlar vários componentes do ciclo elétrico 40, o que pode incluir enviar sinais de saída para controlar a operação do motor elétrico que pode estar contido em uma unidade de alimentação 60. Em diversas variações, os um ou mais dispositivos de controle eletrônico podem incluir uma memória, um processador e software e/ou hardware para processar sinais de entrada e gerar sinais de saida e podem incluir fórmulas, tabelas de pesquisa ou outros meios para comparar e processar dados. Os um ou mais dispositivos de controle eletrônico 59 (mostrados na Figura 3), podem ser fornecidos em um alojamento 61, e podem incluir eletrônica de potência que inclui um inversor 57 que muda a corrente continua da batería para corrente alternada.

[022] O ciclo elétrico 40 também pode incluir um sistema de propulsão 55 que pode incluir a unidade de alimentação 60. O sistema de propulsão 55 também pode incluir uma montagem de manivela 62 que pode incluir um eixo de manivela 64 que pode ser conectado a uma primeira montagem de pedal 66 e a uma segunda montagem de pedal 70. A primeira montagem de pedal 66 pode incluir um primeiro pedal 68 e a segunda montagem de pedal 70 pode incluir um segundo pedal 72. Um elemento ligado 71, que pode ser uma roda dentada ou uma polia ou outro dispositivo para ligação à roda de acionamento 82, pode ser conectado de modo operacional ao eixo de manivela 64 para acionar um membro de ligação 76. O membro de ligação 76 pode ser uma corrente ou correia ou outra ligação adequada para engatar o elemento ligado 71 e pode ser conectado de modo operacional a um elemento ligado traseiro 78 que pode ser conectado de modo operacional a um cubo central 80 de uma roda de acionamento 82. A roda de acionamento 82 pode ser uma roda de estrada pelo fato de que a mesma entra em contato com a superfície na qual o ciclo 40 opera. O elemento ligado 78 pode ser uma roda dentada ou polia ou outro dispositivo adequado para engate ao membro de ligação 76.

[023] O ciclo elétrico 40 pode ser construído e disposto para permitir que um condutor gire uma primeira e uma segunda montagens de pedal 66, 70 para alimentar o ciclo elétrico 40 ou pode permitir que um condutor use um sistema de propulsão baseado em força de pedal em que a primeira e a segunda montagens de pedal 66, 70 podem ser fixadas em uma posição aproximadamente horizontal de modo que um condutor possa fornecer comandos de entrada intuitivos aplicando-se uma força a um primeiro pedal 68 fixado à primeira montagem de pedal 66 ou a um segundo pedal 72 fixado à segunda montagem de pedal 70 no sentido horário ou anti-horário. Os comandos de entrada podem ser intuitivos ao condutor e podem ser similares a andar em um ciclo não motorizado em que o condutor aplica uma força no sentido horário a uma manivela de ciclo aplicando-se a força a um pedal posicionado para frente para mover o ciclo em uma direção para frente, e o condutor aplica uma força no sentido anti-horário à manivela de ciclo aplicando-se força a um pedal posicionado para trás para desacelerar o ciclo. A referência no presente documento a sentido horário ou sentido anti-horário é feita em relação ao lado direito do ciclo com um operador voltado para a direção para frente do movimento do ciclo elétrico 40. O ciclo elétrico 40 pode ser um biciclo, triciclo ou ciclo elétrico de quatro rodas que tem uma montagem de manivela 62 construída e disposta para permitir que um condutor forneça entrada à mesma com o uso da primeira montagem de pedal 66 e da segunda montagem de pedal 70.

[024] Referindo-se às Figuras 2 e 3, em conjunto com a Figura 1, em diversas variações, o sistema de propulsão 55 do ciclo elétrico 40 pode incluir a unidade de alimentação 60 que pode incluir um invólucro 101 para alojar os vários componentes. O invólucro 101 pode ter uma seção esquerda 123 que pode ser unida a uma seção direita 125, sendo que esquerda e direita são determinadas a partir da perspectiva de um condutor. A unidade de alimentação 60 pode ser vantajosamente embalada para permitir o uso em um quadro dobrável 42. Conforme mostrado na Figura 2, o diâmetro 63 do invólucro 101 em sua circunferência mais externa na parede periférica externa 117 pode ser menor que o diâmetro 65 do elemento ligado 71 em sua circunferência mais externa, através da embalagem eficiente dos componentes internos. Um alojamento 61 pode ser fornecido na parte superior do invólucro 101, ou pode ser formado pelo invólucro 101, para conter dispositivos de controle eletrônico 59. A unidade de alimentação 60 pode ser fixada ao ciclo elétrico 40 no quadro 42. A unidade de alimentação 60 pode transportar o elemento ligado 71, e a montagem de manivela 62 que inclui as montagens de pedal 66, 70 como uma unidade. Uma montagem de manivela 62 pode ser conectada ao elemento de transferência de torque 60 através de um eixo de manivela 64. O eixo de manivela 64 pode se estender para o interior ou através do invólucro 101 e pode ser engatado de modo operacional ao elemento ligado 71 através de um tubo de torque identificado nessa variante como um elemento de transferência de torque 102. O tubo de torque/elemento de transferência de torque 102 pode se estender completamente através do invólucro 101 e pode sair dos lados esquerdo e direito.

[025] Com referência adicional à Figura 4, são mostrados vários componentes de acionamento de diversas variações com o invólucro 101 excluído. Um colar de acionamento 104 e um adaptador 106 também podem ser conectados para transferir torque entre o eixo de manivela 64 e o elemento ligado 71. O colar de acionamento 104 pode ser sustentado para girar por meio de rolamentos 108, 109. O elemento de transferência de torque 102 pode ser de formato tubular, com o eixo de manivela 64 estendendo-se através do mesmo. Diversos rolamentos 108 podem sustentar o elemento de transferência de torque 102 na unidade de alimentação 60. Em diversas variações, quatro dos rolamentos 108 podem ter uma pista interna engatada no elemento de transferência de torque 102. Um acoplamento de engate 110 pode ser conectado de modo operacional entre o elemento de transferência de torque 102 e o colar de acionamento 104. O acoplamento de engate 110 pode incluir uma pista interna 105 que pode ser fixada ao elemento de transferência de torque 102 e uma pista externa 107 que pode ser fixada ao colar de acionamento 104. Diversos elementos de travamento (não mostrados), conforme conhecido na técnica, podem ser transportados entre a pista interna 105 e a pista externa 107 para travar as pistas em uma direção de rotação e para permitir a rotação relativa entre as pistas na direção de rotação oposta. O acoplamento de engate 110 pode ser configurado de modo que quando fechado, o torque possa ser transferido para o elemento ligado 71 a partir da montagem de manivela 62. O acoplamento de engate 110 pode operar como uma embreagem unidirecional que pode ser engatada de modo que o torque possa ser prontamente transferido a partir da montagem de manivela 62 para o elemento ligado 71. Em diversas variações, o acoplamento de engate 110 pode ser uma embreagem e/ou pode incluir um mecanismo de embreagem seletivamente operado, conforme conhecido na técnica, para fornecer os estados aberto e fechado entre o elemento de transferência de torque 102 e o colar de acionamento 104. O acoplamento de engate 110 pode ser atuado mecânica, eletricamente ou, de outro modo, ou por uma combinação dos mesmos. Em diversas variações, o acoplamento de engate 110 pode permitir que o colar de acionamento 104 ultrapasse o elemento de transferência de torque 102.

[026] Em diversas variações, a unidade de alimentação 60 pode incluir uma máquina elétrica 112 que pode ser um motor/gerador elétrico, que pode ser usado para impulsionar o ciclo elétrico 40 e para gerar eletricidade, tal como através de frenagem regenerativa. O motor/gerador 112 pode incluir qualquer um dentre diversos tipos de motores/geradores incluindo, porém, sem limitação, um motor CA de imã permanente. A máquina elétrica 112 pode ser um dispositivo de corrente alternada sustentado pela inclusão do inversor 57, e pode ter baixa ondulação de torque. A máquina elétrica 112 pode incluir uma montagem de estator 114 e uma montagem de rotor 116. A montagem de rotor 116 pode girar dentro da montagem de estator 114 que pode ser retida ou assentada em um invólucro 101 e que pode incluir diversos enrolamentos. A máquina elétrica 112 pode ser alimentada por uma batería ou qualquer quantidade de baterias ou montagens de batería. A unidade de alimentação 60 pode incluir baterias 118, 119 que podem fazer parte do conjunto ou embalagem de baterias chamado de arranjo de baterias 121. O arranjo de baterias 121 pode ser disposto em um padrão circular ao redor da parte interna da unidade de alimentação 60 adjacente a uma parede periférica externa 117 no número de referência 115 da Figura 2. O arranjo de baterias 121, que inclui as baterias 118, 119, pode ser posicionado entre a parede periférica externa 117 do invólucro 101, e a máquina elétrica 112 e um conjunto de engrenagens 120. Cada uma das baterias no arranjo, que incluindo as baterias 118, 119 pode ter sua extremidade 127, no lado do elemento ligado 71, coberta por uma carcaça isolante 129 para reduzir a transferência de calor entre a batería e o invólucro 101. Conforme mostrado na Figura 2, um conector elétrico 67 pode ser conectável ao alojamento 61 ou fornecido no mesmo para carregar o arranjo de baterias 121 a partir de uma fonte externa.

[027] Em diversas variações, um ou mais conjuntos de engrenagens 120 podem estar situados dentro da unidade de alimentação 60 radialmente dentro do arranjo de baterias 121. Em uma variação, o conjunto de engrenagens 120 pode ser um conjunto de engrenagens planetárias, que pode ser conectado de modo operacional à máquina elétrica 112, e pode ser usado para fornecer razões de engrenagem selecionadas entre a máquina elétrica 112 e o elemento ligado 71. O conjunto de engrenagens 120 pode ser disposto ao redor do eixo de manivela 64 adjacente à máquina elétrica 112. Tanto o conjunto de engrenagens 120 quanto a máquina elétrica 112 podem ser alojados dentro de um espaço definido radialmente dentro do arranjo de baterias 121. Em diversas variações, o conjunto de engrenagens 120 pode incluir uma engrenagem 122 que pode ser uma engrenagem solar e que pode ser engatada de modo operacional à montagem de rotor 116 através de um tubo de rotor identificado como elemento de transferência de torque 124. O elemento de transferência de torque 124 pode ser sustentado no invólucro 101 para rotação por meio de um rolamento 111. A engrenagem 122 pode ser sustentada para girar em relação ao elemento de transferência de torque 102 com um dos rolamentos 108 posicionados entre os mesmos. A engrenagem 122 pode ser engatada de modo operacional a uma ou mais engrenagens 126, que podem ser engrenagens planetárias e que podem ser positivamente engrenadas com a engrenagem 122 de modo que quando a engrenagem 122 for girada, a mesma possa fazer com que uma ou mais engrenagens 126 girem. As uma ou mais engrenagens 126 podem se engrenar dentro de uma engrenagem 128, que pode ser uma coroa de reação que pode ser retida e/ou pode ser assentada no invólucro 101. Em diversas variações, as uma ou mais engrenagens 126 podem ser conectadas de modo operacional a um transportador 130 e podem fazer com que o transportador 130 gire quando as uma ou mais engrenagens 126 puderem ser giradas dentro da engrenagem 122. O transportador 130 pode ser sustentado em um estado giratório em relação ao elemento de transferência de torque 102 com um dos rolamentos 108 posicionado entre os mesmos. Em diversas variações, pode haver três dentre as uma ou mais engrenagens 126, cada uma das quais pode ser transportada em pinos do transportador 130 com rolamentos de rolos de agulhas de sustentação, conforme mostrado na Figura 5. As uma ou mais engrenagens 126 podem ser engrenagens de pinhão escalonadas com um pinhão de diâmetro maior 132 que se engrena positivamente com a engrenagem 128, e um pinhão de diâmetro menor 134 engatado a uma engrenagem 136 que pode ser uma coroa com dentes internos que podem se engrenar positivamente com o pinhão 134. A engrenagem 136 pode ser conectada ao colar de acionamento 104. Em diversas variações, a engrenagem 136 pode ser uma engrenagem de saida do conjunto de engrenagens 120. A engrenagem 136 e a engrenagem 128 podem ter números de dentes diferentes .

[028] Em diversas variações, o conjunto de engrenagens 120 pode ser acionado pela máquina elétrica 112 através da montagem de rotor 116, do elemento de transferência de torque 124 e da engrenagem 122. 0 conjunto de engrenagens 120 pode ser conectado de modo operacional ao elemento ligado 71 através da engrenagem 136, do colar de acionamento 104 e do adaptador 106. O elemento ligado 71 pode acionar ou ser acionado pelo elemento ligado traseiro 78 através do membro de ligação 76. Consequentemente, a máquina elétrica 112 pode acionar ou ser acionada pelo elemento ligado 71 através do conjunto de engrenagens 120. Em diversas variações, o acoplamento de engate 110 pode ser construído e disposto de modo que, quando fechado, o torque para o elemento ligado 71 possa ser gerado pela rotação do rotor 102, e o torque de recuperação possa ser passado do elemento ligado traseiro 78 para a máquina elétrica 112 que pode, então, operar como um gerador.

[029] Referindo-se adicionalmente à Figura 5, em diversas variações, as engrenagens 126 podem ser, cada uma, montadas no transportador 130 por um pino 131 que pode ser fixado ao transportador 130. Diversos rolamentos de rolos de agulhas 133 podem ser dispostos entre a engrenagem 126 e o pino 131. A engrenagem 126 pode ser compreendida pelos pinhões escalonados 132 e 134. O pinhão 132 pode ser fabricado como uma peça separada e pode ser montado sobre um eixo tubular 139 que pode se estender a partir do pinhão 134. O pino 131 pode passar através de uma arruela de encosto 135, que pode ser posicionada entre o transportador 130 e a engrenagem 126. O pino 131 pode passar através de outra arruela de encosto 137 que pode ser posicionada em uma extremidade oposta da engrenagem 126 a partir da arruela de encosto 135. A arruela de encosto 137 pode ser disposta entre a engrenagem 126 e o transportador 130. As arruelas de encosto 135 e 137 podem transportar cargas axiais no conjunto de engrenagens 120 e, em particular, cargas que podem ser inerentes a engrenagens helicoidais devido aos pontos de contato móveis através dos dentes engrenados à medida que as engrenagens giram. O conjunto de engrenagens 120 pode fornecer uma razão de engrenagem de 20:1 entre a engrenagem 122, que pode ser uma engrenagem solar, e a engrenagem 136, que pode ser uma coroa de saída. Cada uma das engrenagens 122, 128, 136 e cada um dos pinhões 132, 134 podem ser engrenagens helicoidais para ruído e vibração reduzidos. Em operação, o conjunto de engrenagens 120 pode incorrer em um torque 141 que pode ser aplicado à engrenagem 122, um torque 143 que pode ser aplicado à engrenagem 128 e um torque 145 que pode ser aplicado à engrenagem 136. Os torques 141, 143 e 145 podem resultar em impulsos no conjunto de engrenagens 120 aplicados em uma direção axial 151. Uma força de impulso axial 147 pode ser aplicada pela engrenagem 122 ao pinhão 132. Uma força de impulso axial 148 pode ser aplicada pela engrenagem 128 ao pinhão 132. Uma força de impulso axial 149 pode ser aplicada pela engrenagem 136 ao pinhão 134. Em diversas variações, as forças de impulso axial na engrenagem 126 e, desse modo, no transportador 130 podem ser reduzidas ou eliminadas com o uso de uma combinação exclusiva do ângulo de hélice 153 para o pinhão 132 e do ângulo de hélice 155 para o pinhão 134, com a mesma lateralidade. Conforme será compreendido, a lateralidade dos pinhões 132, 134 pode ser trocada. Os ângulos de hélice e a lateralidade dos pinhões 132 e 134 podem variar conforme necessário de modo que as forças de impulso geradas sejam canceladas. Como resultado, o transportador 130 pode ser isento de forças de impulso axial e as arruelas de encosto 135 e 137 podem ser descarregadas ou substancialmente descarregadas.

[030] Em diversas variações, o colar de acionamento 104 pode ser em formato de tambor e pode ser disposto ao redor do eixo de manivela 64, que pode passar através do colar de acionamento 104. Um aro interior 140 do colar de acionamento 104 pode ser conectado à engrenagem 136 ou formado com a mesma. Uma seção escalonada 144 do colar de acionamento 104 pode se estender para fora do invólucro 101. Um aro exterior 142 do colar de acionamento 104 pode se engatar e ser conectado ao adaptador 106. O acoplamento de engate 110 pode ser disposto dentro de uma área anular 146 definida pelo colar de acionamento 104.

[031] Em diversas variações, um dispositivo de medição de torque 150 pode ser construído e disposto para detectar o torque e pode incluir, porém, sem limitação, um medidor de esforço que opera conforme conhecido na técnica. 0 dispositivo de medição de torque 150 pode ser conectado de modo operacional entre o invólucro 101 e o elemento de transferência de torque 102 e pode ser usado para medir o torque de reação da entrada de pedal na montagem de manivela 62. Isso pode fornecer dados através do torque medido sobre quão forte o condutor está pedalando, que podem ser usados para determinar quando e quanta assistência de acionamento elétrico fornecer. O dispositivo de medição de torque 150 pode medir o torque de reação em resposta ao torque de entrada de condutor através da montagem de manivela 62. O dispositivo de medição de torque 150 pode ser usado para controlar a operação de pelo menos um dentre a propulsão da máquina elétrica 60 ou a frenagem regenerativa através da máquina elétrica 112.

[032] Referindo-se à Figura 6, diversas variações podem incluir a engrenagem 128, que pode assentada no invólucro 101. Na unidade de alimentação 60 as uma ou mais engrenagens 126 podem ter, cada uma, três malhas, uma com a engrenagem 122, uma com a engrenagem 128 e uma com a engrenageml36. Em uma variação com três engrenagens 126, nove malhas no total podem ser resultadas. O equilíbrio da carga nas uma ou mais engrenagens 126 pode ser assistido através de um conjunto de abas 160 e fendas de acoplamento 162 para a transmissão de torque. O invólucro 101 pode incluir uma parede anular 164 que pode se projetar sobre a engrenagem 128. As fendas 162 podem ser formadas pela parede 164, que se estende através de sua extremidade terminal 166. A engrenagem 128 pode ter diversas abas 160, cada uma das quais que pode se projetar radialmente para fora. Cada uma das abas 160 pode ser recebida dentro de sua respectiva fenda 162 e a engrenagem 128 pode ser axialmente presa por um anel de retenção 172 que pode ser preso à parede 164. Com referência adicional à Figura 7, uma folga radial 174 pode ser fornecida entre um diâmetro externo 176 da engrenagem 128 e um diâmetro interno 175 da parede 164. A folga radial 174 pode permitir que a engrenagem 128 se mova radialmente em relação ao invólucro 101 para encontrar uma posição em que a carga nas engrenagens 126 é igualmente compartilhada. 0 espaço de folga 178 e 179 pode ser fornecido entre cada aba 160 e a parede 164 dentro de cada fenda 162. 0 espaço de folga 178,179 pode permitir que a engrenagem 128 se mova angularmente em relação ao invólucro 101 uma quantidade igual ao espaço de folga. 0 espaço de folga 178, 179 pode ser selecionado para permitir a compensação de variações na engrenagem, tal como pode resultar da tolerância de fabricação. O movimento angular da engrenagem 128 pode sustentar a embalagem condensada da unidade de alimentação 60, enquanto fornece serviço estendido e ruído e vibração reduzidos.

[033] Referindo-se à Figura 8, em diversas variações, a engrenagem 136 pode ser engatada ao colar de acionamento 104. O colar de acionamento 104 pode ser rotacionalmente sustentado no invólucro 101 pelos rolamentos 109, conforme mostrado na Figura 3. O colar de acionamento pode girar dentro dos rolamentos 109, mas pode ser restringido axialmente. O movimento angular da engrenagem 136 em relação ao colar de acionamento 104 pode ser permitido de modo que o compartilhamento de carga igual entre as engrenagens 126 seja alcançado. Como resultado, o ruído e a vibração podem ser reduzidos e o serviço pode ser estendido. O movimento angular pode ser realizado através de uma conexão de formato entre a engrenagem 136 e o colar de acionamento 104. A engrenagem 136 pode ser anular e pode incluir diversas fendas 182. O colar de acionamento 104 pode incluir diversas abas 180 que podem ser projetar radialmente para fora e que podem ser recebidas dentro das fendas 182. O torque na engrenagem 136 pode ser transportado pelas abas 180. A conexão pode ser axialmente presa com um anel de retenção 184 que pode ser engatado em uma fenda da engrenagem 136 e que pode capturar as abas 180 nas fendas 182. Com referência adicional à Figura 9, uma folga radial 186 pode ser fornecida entre uma superfície externa 188 do colar de acionamento 104 e uma superfície interna 190 da engrenagem 136. A folga radial 186 pode permitir que a engrenagem 136 se mova radialmente em relação ao colar de acionamento 104, tal como encontrar uma posição em que a carga nas engrenagens 126 é igualmente compartilhada. As folgas 192 e 194 podem ser fornecidas entre cada aba 180 e a engrenagem 136 dentro de uma respectiva fenda 182 para fornecer movimento angular limitado. A quantidade de movimento angular pode permitir a compensação de variações na engrenagem, tal como pode resultar da tolerância de fabricação.

[034] Diversas variações, conforme ilustrado nas Figuras 10 a 14, podem envolver uma montagem 200 da pista externa 107 do acoplamento de engate 110 com o colar de acionamento 104. A pista externa 107 pode incluir um chanfro 202 em uma borda anterior voltada em direção ao colar de acionamento 104 antes da montagem. O chanfro 202 pode ter um diâmetro externo 204 que pode ser menor que um diâmetro interno 206 da abertura 208 formada no colar de acionamento 104. A pista externa 107 pode ter um diâmetro piloto 210 em sua superfície externa 212. O diâmetro piloto 210 pode ser menor que o diâmetro interno 206 e pode ser maior que o diâmetro externo 204. A superfície externa 212 da pista externa 107 pode ter diversos dentes estriados serrilhados 214. Os dentes 214 podem ser estruturas que se estendem axialmente finas que se projetam radialmente para fora da pista externa 107. Os dentes 214 podem ser igualmente distribuídos ao redor do perímetro da pista externa 107 e podem ser espaçados cerca de 15 a 30 graus uns dos outros. Conforme ilustrado na Figura 11, a pista externa 107 pode ser inserida no colar de acionamento 104 com o chanfro de entrada 202 que entra na abertura 208. O chanfro 202 pode centralizar a pista externa 107 dentro da abertura 208. Os dentes 214 podem se estender radialmente para fora além da abertura 208 e podem ser formados axialmente ao longo de apenas uma parte da superfície da pista externa 107 a fim de serem espaçados na direção oposta ao chanfro 202. Com referência à Figura 12, à medida que a pista externa 107 é adicionalmente inserida na abertura 208, os dentes 214 se engatam à superfície 216 do colar de acionamento 104 dentro da abertura 208. Os dentes 214 podem cortar a superfície 216, que pode continuar até a pista externa 107 alcançar a face de extremidade 218 da abertura 208, conforme mostrado na Figura 13. À medida que os dentes 214 são pressionados no colar de acionamento 104 sob força, o material dos dentes e/ou da superfície 216 pode ser deslocado, conforme mostrado na Figura 14. O material deslocado 220 pode ser empurrado próximo aos dentes 214. Para acomodar o material deslocado, uma folga radial 222 pode ser fornecida entre a superfície externa 212 em seu diâmetro menor entre os dentes 214 e a superfície 216 do colar de acionamento 104. Como resultado, a pista externa 107 pode ser precisamente centralizada e presa de maneira segura dentro do colar de acionamento 104. O torque pode ser eficazmente transferido entre a pista externa 107 e o colar de acionamento 104 quando o acoplamento de engate 110 for engatado na direção rotacional travado. A concentricidade precisa obtida pode assegurar que todos os elementos de travamento se engatem simultaneamente.

[035] A descrição a seguir das variantes é apenas ilustrativa dos componentes, elementos, ações, produtos e métodos considerados dentro do escopo da invenção e não se destina a limitar, de nenhum modo, tal escopo pelo que é especificamente revelado ou não expressamente definido. Os componentes, elementos, ações, produtos e métodos, conforme descrito no presente documento, podem ser combinados e redispostos de maneira diferente do que foi expressamente descrito no presente documento e ainda são considerados dentro do escopo da invenção.

[036] A variação 1 pode envolver um sistema de propulsão que pode incluir uma máquina elétrica e um conjunto de engrenagens que pode ser conectado de modo operacional à máquina elétrica. Um eixo de manivela pode se estender através da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens. Um arranjo de baterias pode ser disposto ao redor da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens.

[037] A variação 2 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, e pode incluir um invólucro que circunda o arranjo de baterias, a máquina elétrica e o conjunto de engrenagens.

[038] A variação 3 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 2, em que o arranjo de baterias pode ser disposto em um padrão circular dentro do invólucro.

[039] A variação 4 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 2, em que o conjunto de engrenagens pode incluir uma coroa com abas. O invólucro pode definir fendas dentro das quais as abas podem ser posicionadas. A folga pode ser fornecida entre as abas e o invólucro nas fendas de modo que a coroa possa se mover em relação ao invólucro uma quantidade até a folga.

[040] A variação 5 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, e pode incluir um elemento de transferência de torque que pode ser engatado ao eixo de manivela. 0 eixo de manivela 64 pode se estender através do elemento de transferência de torque 116.

[041] A variação 6 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, em que o conjunto de engrenagens pode acionar um colar de acionamento que pode ter diversas abas. Uma coroa pode ter diversas fendas, cada uma das quais pode receber uma aba. A folga pode ser fornecida entre as abas e a coroa nas fendas de modo que a coroa possa se mover em relação ao colar de acionamento uma quantidade até a folga.

[042] A variação 7 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, e pode incluir um colar de acionamento conectado ao conjunto de engrenagens. Um mecanismo de engate pode ter uma pista externa que pode ser fixada ao colar de acionamento. Uma pista interna pode ser conectada ao eixo de manivela. A pista externa pode incluir diversos dentes que podem cortar o colar de acionamento.

[043] A variação 8 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, em que o conjunto de engrenagens pode incluir diversas engrenagens planetárias, cada uma, com um primeiro pinhão que pode ter primeiros dentes dispostos em um primeiro ângulo de hélice em uma primeira orientação de mão. Um segundo pinhão pode ter segundos dentes dispostos em uma segunda orientação de mão e em um segundo ângulo de hélice de modo que as forças de impulso geradas pelo primeiro e o segundo pinhões possam ser canceladas.

[044] A variação 9 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, e pode incluir um invólucro que pode circundar a máquina elétrica e o conjunto de engrenagens. 0 elemento ligado pode ter uma primeira circunferência mais externa com um primeiro diâmetro e o invólucro pode ter uma segunda circunferência mais externa com um segundo diâmetro. 0 segundo diâmetro pode ser menor que o primeiro diâmetro.

[045] A variação 10 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, e pode incluir uma montagem de manivela que pode ser conectada ao eixo de manivela e através da qual a entrada manual pode ser fornecida para a unidade de alimentação.

[046] A variação 11 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 1, em que a máquina elétrica pode ter um rotor que pode ser conectado ao conjunto de engrenagens através de um elemento de transferência de torque que é em formato tubular. O eixo de manivela 64 pode se estender através do elemento de transferência de torque 116.

[047] A variação 12 pode envolver um sistema de propulsão que pode incluir uma unidade de alimentação. Uma máquina elétrica pode ser incluída na unidade de alimentação. Um conjunto de engrenagens pode ser incluído na unidade de alimentação e pode ser conectado de modo operacional à máquina elétrica. Uma batería pode ser incluída na unidade de alimentação e pode alimentar a máquina elétrica. Um elemento ligado pode ser conectado de modo operacional ao conjunto de engrenagens e pode fornecer saída a partir da unidade de alimentação.

[048] A variação 13 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 12, e pode incluir uma roda. Um segundo elemento ligado pode ser conectado à roda. Um elemento de ligação pode engatar o elemento ligado ao segundo elemento ligado.

[049] A variação 14 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 13, e pode incluir dispositivos de controle eletrônico que podem ser transportados pela unidade de alimentação. Um inversor pode ser fornecido nos dispositivos de controle eletrônico para mudar a corrente contínua para corrente alternada.

[050] A variação 15 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 13, e pode incluir um eixo de manivela que pode se estender através da unidade de alimentação. Uma montagem de manivela pode ser conectada ao eixo de manivela para entrada de alimentação manual através da unidade de alimentação à roda.

[051] A variação 16 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 12, e pode incluir um elemento de transferência de torque que pode ser engatado à engrenagem. Um eixo de manivela pode se estender através da máquina elétrica, do conjunto de engrenagens e do elemento de transferência de torque.

[052] A variação 17 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 16, e pode incluir uma montagem de manivela que pode ser conectada ao eixo de manivela através do qual a entrada manual pode ser fornecida para a unidade de alimentação.

[053] A variação 18 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 12, em que a máquina elétrica pode ter um rotor que pode ser conectado ao conjunto de engrenagens através de um elemento de transferência de torque que pode ser em formato tubular. Um eixo de manivela pode se estender através do elemento de transferência de torque. Uma montagem de manivela pode ser conectada ao eixo de manivela através do qual a entrada manual pode ser fornecida para a unidade de alimentação.

[054] A variação 19 pode envolver um sistema de propulsão para um ciclo e pode incluir uma unidade de alimentação que pode ser montada no ciclo. Uma máquina elétrica pode estar contida na unidade de alimentação. Um conjunto de engrenagens pode ser conectado de modo operacional à máquina elétrica e pode estar contido na unidade de alimentação. Uma batería pode alimentar a máquina elétrica e pode estar contida na unidade de alimentação.

[055] A variação 20 pode incluir o sistema de propulsão, de acordo com a variação 19, e pode incluir uma montagem de manivela que pode ser conectada de modo operacional à unidade de alimentação e que pode transferir torque de entrada manual para a unidade de alimentação.

[056] A descrição acima das variações selecionadas dentro do escopo da invenção é apenas ilustrativa em natureza e, desse modo, variações ou variantes das mesmas não devem ser consideradas como um desvio do espirito e do escopo da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de propulsão caracterizado pelo fato de que compreende uma máquina elétrica, um conjunto de engrenagens conectado de modo operacional à máquina elétrica, um eixo de manivela que se estende através da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens, e um arranjo de baterias disposto ao redor da máquina elétrica e do conjunto de engrenagens.

2. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um invólucro que circunda o arranjo de baterias, a máquina elétrica e o conjunto de engrenagens.

3. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o arranjo de baterias é disposto em um padrão circular dentro do invólucro.

4. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o conjunto de engrenagens inclui uma coroa com abas, e o invólucro define fendas dentro das quais as abas são posicionadas com uma folga entre as abas e o invólucro nas fendas de modo que a coroa se mova em relação ao invólucro uma quantidade até a folga.

5. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento de transferência de torque engatado ao eixo de manivela, em que o eixo de manivela se estende através do elemento de transferência de torque.

6. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de engrenagens aciona um colar de acionamento que tem diversas abas e compreende adicionalmente uma coroa que tem diversas fendas, cada uma das quais recebe uma aba com uma folga entre as abas e a coroa nas fendas de modo que a coroa se mova em relação ao colar de acionamento uma quantidade até a folga.

7. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um colar de acionamento conectado ao conjunto de engrenagens, e um mecanismo de engate que tem uma pista externa fixada ao colar de acionamento e uma pista interna conectada ao eixo de manivela, em que a pista externa inclui diversos dentes que cortam o colar de acionamento.

8. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de engrenagens inclui diversas engrenagens planetárias, cada uma, com um primeiro pinhão que tem os primeiros dentes dispostos em um primeiro ângulo de hélice em uma primeira orientação de mão e um segundo pinhão que tem segundos dentes dispostos em uma segunda orientação de mão e em um segundo ângulo de hélice de modo que as forças de impulso geradas pelo primeiro e o segundo pinhões sejam canceladas.

9. Sistema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento ligado conectado ao conjunto de engrenagens, em que o elemento ligado fornece saída de torque a partir da unidade de alimentação, em que um invólucro circunda a máquina elétrica e o conjunto de engrenagens, em que o elemento ligado tem uma primeira circunferência mais externa com um primeiro diâmetro e em que o invólucro tem uma segunda circunferência mais externa com um segundo diâmetro, em que o segundo diâmetro é menor que o primeiro diâmetro.

10. Si stema de propulsão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma montagem de manivela conectada ao eixo de manivela através da qual a entrada manual é fornecida para a unidade de alimentação.