ES2335810T3 - Transmision de accionamiento directo de velocidad variable. - Google Patents
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Abstract
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).
Description
Transmisión de accionamiento directo de
velocidad variable.
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.
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.
La mayor parte de las desventajas del sistema de transmisión tal
como propone Tiede en el párrafo anterior también se aplican al
sistema de transmisión de Hofberger.
El documento US 4.081.048 da a conocer un
sistema de transmisión de accionamiento directo para un vehículo
según el preámbulo de la reivindicación 1, en el que una rueda
motriz de fricción está montada para engranarse con fricción al
neumático que constituye la periferia de la rueda de tracción de un
vehículo, estando soportada dicha rueda motriz en un puntal montado
para oscilar alrededor de un eje alejado del mismo y que es paralelo
a y está distanciado del eje de la rueda de tracción en una
disposición tal que el puntal está sometido a un par motor de
reacción en respuesta a la fuerza de fricción de accionamiento en
una dirección que a su vez mueve el centro de la rueda motriz hacia
el centro de la rueda del suelo. La rueda motriz tiene una
configuración troncocónica de modo que una variación en la relación
motriz puede realizarla un acumulador.
El documento US 2004/0055803 A1 (Patmont, 2003)
da a conocer una transmisión de velocidad variable para un
scooter. La transmisión de Patmont prevé el uso de dos piezas
que se engranan entre sí que presionan sobre el neumático de
accionamiento y que modifican las rpm aplicadas al neumático al
modificar el diámetro externo de las piezas engranadas. Teniendo en
cuenta que estas piezas que se engranan entre sí son piezas móviles
que son responsables principalmente de transmitir la potencia de
rotación o el par motor aplicado sobre la rueda motriz, los
expertos en la técnica apreciarán fácilmente lo difícil que es
implementar una realización de este tipo, si es que puede
aplicarse. El requisito de mantenimiento elevado del sistema así
como el desgaste excesivo esperado de la superficie de tracción del
neumático están entre otros inconvenientes del sistema de
transmisión propuesto por Patmont. Además, Patmont no enseña un
mecanismo que permita cambiar durante la conducción.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión variable que elimine los
inconvenientes de los sistemas de transmisión existentes indicados
anteriormente.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión que se accione durante la
conducción mediante el movimiento de un elemento de fricción
solamente y que proporcione una transmisión variable de manera
continua o escalonada de las revoluciones del motor para
la(s) rueda(s) motriz (motrices).
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión que esté adaptado para su
instalación como un accesorio en los vehículos existentes, y en
particular, en scooters, que ya estén equipados con un
sistema de transmisión de accionamiento directo que permite o no una
velocidad variable del motor.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión fácil de usar en particular,
adecuado para scooters, karts, motocicletas o
similares y que ocupe un volumen muy pequeño entre la(s)
rueda(s) motriz (motrices) y el sistema de propulsión.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión que no requiera un movimiento
axial o de transición de un motor o un mecanismo de acoplamiento a
lo largo del eje principal de un árbol de accionamiento rotatorio,
por lo que se elimina la inestabilidad originada por el cambio
durante la conducción.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión que pueda adaptarse para
transmitir a la rueda motriz revoluciones más bajas o más altas
durante la conducción, adaptación que requiere el desplazamiento de
un elemento de accionamiento solamente, dando así como resultado una
minimización de la inestabilidad originada por la inercia de las
piezas rotatorias o estacionarias que se mueven axialmente para el
cambio.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión que tenga un número mínimo
de piezas móviles para garantizar una vida útil prolongada con una
minimización de la necesidad de mantenimiento.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión simple y fácil de usar que
permita una instalación sencilla así como la posibilidad de que lo
usen menores de edad o individuos físicamente discapacitados.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión económico y ligero que
proporcione una transmisión de velocidad variable.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema de transmisión variable que pueda cambiar
el conductor sin afectar a la conducción o sin retirar una de sus
manos del manillar.
El sistema de transmisión según la presente
invención elimina los inconvenientes de los sistemas de transmisión
de la técnica anterior mediante la utilización de un sistema de
transmisión de accionamiento directo que comprende un árbol de
accionamiento acoplado a un árbol de motor y un elemento de fricción
guiado longitudinalmente a lo largo del eje principal de dicho
árbol de accionamiento. El elemento de fricción rota con la rotación
del árbol de accionamiento. Un cojinete de rodamiento está unido de
manera fija preferiblemente alrededor de toda la periferia de su
anillo interno al extremo externo del elemento de fricción. Un tope
está unido de manera fija al anillo externo del cojinete de
rodamiento por lo que el tope sujeta de manera fija un cable, que
cuando se tira del mismo, mueve longitudinalmente el elemento de
fricción hacia el extremo interno del árbol de accionamiento para
permitir el engrane de dicho elemento de fricción sobre la
superficie de tracción de la rueda motriz. Está previsto un resorte
para evitar que el elemento de fricción se deslice sin querer hacia
dentro y cambie la transmisión.
Una realización alternativa según la presente
invención utiliza una zona de transición cónica en el elemento de
fricción para un funcionamiento sencillo de dicho elemento de
fricción en su guía en el árbol de accionamiento. La zona cónica
permite conmutaciones simples hacia delante y hacia atrás
longitudinalmente entre los modos de cambio del sistema de
transmisión. Alternativamente, la zona cónica puede utilizarse para
aplicar una transmisión de variación continua en vez de una
transmisión escalonada.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un sistema de transmisión según una primera realización de la
presente invención, en la que el sistema de transmisión está
acoplado a un motor y se muestra en la parte superior de una rueda
motriz.
La figura 2A muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 1 en la que el sistema de
transmisión está engranado con la rueda motriz.
La figura 2B muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 1 en la que el sistema de
transmisión está enganchado con la rueda motriz.
La figura 3A muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 1 en la que el motor está en
posición de ralentí.
La figura 3B muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 1 en la que el motor está en
posición de ralentí.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de
un sistema de transmisión de la figura 1 en la que el sistema de
transmisión está en posición de cambio y engranado con la rueda
motriz.
La figura 5A muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 4 en la que el sistema de
transmisión está en posición de cambio y engranado con la rueda
motriz.
La figura 5B muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 4 en la que el sistema de
transmisión está en posición de cambio y engranado con la rueda
motriz.
La figura 6A muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema en posición de cambio de la figura 4 en la
que el motor está en posición de ralentí.
La figura 6B muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema en posición de cambio de la figura 4 en la
que el motor está en posición de ralentí.
La figura 7 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado del sistema de la figura 1.
La figura 8 es una vista frontal en despiece
ordenado en dos dimensiones de la figura 7.
La figura 9A es una vista en perspectiva de un
elemento de fricción escalonado según la primera realización de la
presente invención.
La figura 9B es una vista frontal en dos
dimensiones del elemento de fricción de la figura 9A.
La figura 10A muestra una vista en perspectiva
de un sistema de transmisión según una primera realización de la
presente invención, en la que el elemento de fricción escalonado no
está en posición de cambio.
La figura 10B muestra una vista en perspectiva
de un sistema de transmisión según una segunda realización de la
presente invención, en la que el elemento de fricción cónico está en
posición de cambio.
La figura 10C muestra una vista en perspectiva
de un sistema de transmisión según una segunda realización de la
presente invención, en la que el elemento de fricción cónico no está
en posición de cambio.
La figura 11 muestra una vista en perspectiva de
un sistema de transmisión según una segunda realización de la
presente invención, en la que el sistema de transmisión está
acoplado a un motor y se muestra en la parte superior de una rueda
motriz en la que presiona el elemento de fricción de manera firme y
tiene una zona de transición cónica.
La figura 12A muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el motor está en
posición de ralentí.
La figura 12B muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el motor está en
posición de ralentí.
La figura 13A muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el sistema de
transmisión está engranado con la rueda motriz.
La figura 13B muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el sistema de
transmisión está engranado con la rueda motriz.
La figura 14 muestra una vista en perspectiva de
un sistema de transmisión de la figura 11 en la que el sistema de
transmisión está en posición de cambio y engranado con la rueda
motriz.
La figura 15A muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el motor está en
posición de ralentí.
La figura 15B muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el motor está en
posición de ralentí.
La figura 16A muestra una vista frontal en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el sistema de
transmisión está engranado con la rueda motriz.
La figura 16B muestra una vista lateral en dos
dimensiones del sistema de la figura 11 en la que el sistema de
transmisión está engranado con la rueda motriz.
La figura 17 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado de la segunda realización de la figura 11.
El sistema de transmisión según la presente
invención comprende un árbol de accionamiento que está acoplado a
través de un acoplamiento a un árbol de motor, un elemento de
fricción que se guía sobre dicho árbol de accionamiento y que rota
con la rotación del árbol de accionamiento, un cojinete de
rodamiento, normalmente un cojinete de bolas que está unido de
manera fija alrededor de la periferia de su anillo interno a dicho
elemento de fricción y que está acoplado a un cable saliente en
cualquier ubicación alrededor su anillo externo, estando adaptado
dicho cable saliente, mediante el movimiento de una palanca de
cambio, para mover hacia delante y hacia atrás el elemento de
fricción en el eje principal de dicho árbol de accionamiento.
Muchos de los scooters tienen un modo de
inclinación en el que el motor simplemente se inclina hacia una
posición en la que el árbol de accionamiento se desengrana de la
rueda motriz o el sistema de transmisión del vehículo. Esto es
especialmente útil cuando el conductor necesita detener
temporalmente el vehículo, por ejemplo delante de semáforos. Cuando
el vehículo debe volver a moverse, el conductor puede simplemente
descender el motor o el árbol de accionamiento sobre la rueda
motriz engranando así el árbol de accionamiento con la rueda
motriz. Este engranaje y desengranaje puede conseguirse fácilmente
mediante el uso de un cable de acero saliente y/o un empujador
cargado por resorte o alternativamente usando un sencillo mecanismo
de inclinación accionado por engranaje.
Según una primera realización preferida de la
presente invención, el sistema de transmisión comprende un árbol de
accionamiento (15) que está acoplado mediante un acoplamiento (25)
al árbol de motor (12). Cuando se arranca el motor (11), la
rotación del árbol de motor (12) se transfiere directamente al árbol
de accionamiento (15). En este momento, el árbol de accionamiento
(15) no se engrana preferiblemente con la rueda motriz (14) que se
conecta al chasis del vehículo mediante el cubo (13). Normalmente,
la mayor parte de los motores para scooters o karts
tienen una posición de inclinación (véase las figuras 3A, 3B, 6A,
6B, 12A, 12B, 15A, 15B) para poner el vehículo en ralentí. Si el
vehículo se detuvo temporalmente y pretende conducirse después de un
periodo corto, tal como en el caso de un semáforo en rojo, el motor
se inclina para desengranar el árbol de accionamiento de la rueda
motriz (14) como se observa por ejemplo en las figuras 3A, 3B.
Cuando el vehículo debe volver a moverse, el motor (11) se quita
del modo de inclinación y el árbol de accionamiento (15) se engrana
con la superficie de tracción (16) de la rueda motriz (14) como se
ilustra por ejemplo en las figuras 2A, 2B. El vehículo acelera y de
manera gradual alcanza su velocidad superior, que se determina
mediante la relación del diámetro del árbol de accionamiento (15) y
el diámetro del árbol de accionamiento (14).
Un sistema de transmisión según la primera
realización comprende un elemento de fricción (22) para proporcionar
rpm superiores, en comparación con las proporcionadas por el árbol
de accionamiento (15) principal, a la rueda motriz (14). El
elemento de fricción (22) se engrana con la superficie de tracción
(16) de la rueda (14) cuando el usuario tira de o activa una
palanca de cambio (17), que como resultado hace que un cable (26) de
metal se deslice a través de un cable saliente (19) y tira de un
cojinete
\hbox{de rodamiento (20) unido en el extremo externo
de dicho elemento de fricción (22).}
El cojinete de rodamiento (20) tiene normalmente
la forma de un cojinete de bolas que tiene un anillo interno (31) y
un anillo externo (32). El anillo interno (31) está unido de manera
fija al extremo externo del elemento de fricción (22) y rota con la
rotación del elemento de fricción o finalmente del árbol de
accionamiento (15). Como se ilustra en la figura 10, un tope (21)
está unido de manera fija en cualquier ubicación deseada en la
periferia del anillo externo (32). Cuando se arranca el motor (11),
el anillo interno (31) del cojinete de rodamiento rota con la
rotación del elemento de fricción (22) acoplado al árbol de
accionamiento (15) mientras que el anillo externo (32) del cojinete
de rodamiento (20) permanece estacionario.
Cuando el usuario tira o activa la palanca de
cambio (17), la cantidad de desplazamiento del cable (26) de metal
dentro del cable saliente (19) es igual que la cantidad de
desplazamiento del elemento de fricción (22) en el eje principal
del árbol de accionamiento (15). El elemento de fricción (22) tiene
resaltes (30) a lo largo de su superficie interna que encajan con
las ranuras (24) correspondientes realizadas en el árbol de
accionamiento (15) para guiar el elemento de fricción (22) a lo
largo del árbol de accionamiento (15) axialmente. El cable (26) de
metal debe tener una longitud máxima que evite que el elemento de
fricción caiga del árbol de accionamiento (15).
El cable (26) de metal pasa a través de un
elemento saliente (18) que preferiblemente es un tubo rígido que
evita que se curve o combe. Un resorte (23) está ubicado entre el
elemento saliente (18) y el tope (21) que está unido de manera fija
al cojinete de rodamiento (20). El cable (26) de metal está unido al
tope (21) para mover el elemento de fricción (22) hacia delante y
hacia atrás a lo largo del eje principal del árbol de accionamiento
(15) dependiendo de la elección del usuario. El resorte (23) sirve
principalmente para evitar que el elemento de fricción se deslice
sin querer hacia dentro y cambie la transmisión. Por tanto, puede
ser preferible pretensar el resorte (23) durante la instalación
para mantener el elemento de fricción (22) en su sitio de manera
segura cuando el usuario no tire de la palanca de cambio (17). Sin
embargo, no debería pretensarse tanto que se impida el fácil
deslizamiento del cable (26) de metal y el funcionamiento eficaz del
elemento de fricción (22) en el árbol de accionamiento (15). En
combinación con esto, el resorte (23) se dispone preferiblemente
para empujar el 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
conductor.
Aparentemente, esta primera realización de la
presente invención puede considerarse como una transmisión de doble
cambio, uno para alta velocidad y otro para baja velocidad. El
usuario puede arrancar fácilmente el motor mientras está en el modo
inclinado y a continuación conmutar al modo de conducción engranando
el árbol de accionamiento con la(s) rueda(s) tras lo
cual puede fácilmente poner el motor en el modo de inclinación
durante la conducción y finalmente tirar de o activar la palanca de
cambio (17) para conseguir una velocidad superior tras engranar el
elemento de fricción (22) en vez del árbol de accionamiento (15) con
la superficie de tracción (16) de la rueda motriz (14). En caso de
que el usuario requiera subir una cuesta, entonces puede
desengranar fácilmente el elemento de fricción (22) poniendo en
primer lugar el motor en el modo de inclinación y activando la
palanca de cambio (17) en sentido contrario y conmutando de vuelta
para accionar la rueda (14) mediante el árbol de accionamiento (15)
que tiene un diámetro menor. Los expertos en la técnica apreciarán
que la relación de cambio puede modificarse fácilmente para alcanzar
velocidades deseadas en ambos casos. En casos en los que se usa un
elemento de fricción escalonado como ya se ha visto en la figura 9a,
puede incrementarse fácilmente el número de etapas o secciones y,
por tanto, cambios.
Como el anillo interno (31) del cojinete de
rodamiento (20) está unido de manera fija al elemento de fricción
(22), se mueven hacia dentro cuando el usuario tira de la palanca de
cambio (17) y engrana el elemento de fricción con la superficie de
tracción (16) de la rueda motriz (14). Aparentemente, el anillo
interno (31) debe tener un diámetro interno que sea mayor que el
diámetro externo del árbol de accionamiento (15). Preferiblemente,
el diámetro interno del anillo interno (31) es ligeramente mayor que
el diámetro interno del elemento de fricción (22) y el diámetro
externo del anillo externo (32) es ligeramente menor que el diámetro
externo del elemento de fricción (22) como se observa en la figura
10.
Según una segunda realización de la presente
invención como se ilustra en las figuras 11, 12A y 12B, el elemento
de fricción (22) tiene una zona (27) de transición cónica. El
elemento de fricción (22) tiene zonas circulares lisas en ambos
extremos de la zona (27) de transición cónica. Esta zona (27) ayuda
a conmutar el elemento de fricción entre sus zonas circulares lisas
en ambos lados. Basándose en la suposición de que ambas zonas lisas
en los lados derecho e izquierdo de la zona (27) cónica tienen un
ancho suficiente para entrar en contacto con la superficie de
tracción (16) de la rueda motriz (14), el sistema de transmisión
tiene ahora tres secciones, es decir siendo la primera sólo el
árbol de accionamiento engranado con el árbol de accionamiento,
siendo la segunda la zona lisa a la izquierda y siendo la tercera
la zona lisa a la derecha de la zona (27) cónica. En este caso, la
palanca de cambio (17) tiene aparentemente tres secciones. Si la
zona (27) cónica del elemento de fricción se ajusta para entrar en
contacto con la superficie de la rueda motriz, puede conseguirse una
transmisión de velocidad variable de manera continua que tiene una
relación de cambio entre el establecido por las zonas circulares en
ambos lados. El uso de un elemento de fricción escalonado o cónico
elimina la posibilidad de un desgaste excesivo del neumático que
podría surgir de la presencia de ranuras en el árbol de
accionamiento.
Las ranuras (24) realizadas en el árbol de
accionamiento ayudarán a un mejor agarre del árbol de accionamiento
(15) con la superficie de tracción (16) de la rueda motriz. Aunque
es cierto que estas ranuras pueden dar como resultado un aumento
del desgaste en el neumático, puede seguir siendo preferible tener
ranuras de longitud similar en las superficies externas del
elemento de fricción (22) si el usuario conduce con frecuencia sobre
superficies resbaladizas.
Para mejorar el agarre entre el árbol de
accionamiento (15) y la superficie de tracción (16) de la rueda
motriz (14), la superficie externa del árbol de accionamiento (15)
y/o el elemento de fricción (22) pueden estar dotados de rebajes
(no mostrados) con una profundidad normalmente menor de unos pocos
milímetros. Asimismo, pequeños resaltes del mismo tamaño pueden
tener la misma función. Estos resaltes y/o rebajes pueden
mecanizarse en la periferia del árbol de accionamiento (15)
longitudinalmente o bien en un ángulo agudo o bien en formación
paralela a las ranuras (24) de guiado.
Claims (13)
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.
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