ES2453218T3 - Accionamiento eléctrico para una bicicleta - Google Patents

Abstract

Accionamiento (20) eléctrico para una bicicleta (10) que comprende un motor eléctrico y un rodillo (40; 132) de contacto que tiene una superficie de contacto externa, en el que el motor eléctrico comprende un estátor (120) que tiene una pluralidad de bobinas de estátor, así como unos elementos (110) de rotor magnéticos correspondientes, estando los elementos de rotor unidos de manera fija a una superficie (134) interna del rodillo (132) de contacto, en el que el rodillo de contacto encierra el estátor.

Description

Accionamiento eléctrico para una bicicleta

Técnica anterior

Las bicicletas eléctricas o e-bikes se accionan mediante un accionamiento por pedal, así como mediante un accionamiento eléctrico suplementario. El accionamiento eléctrico comprende normalmente un motor eléctrico localizado en el eje de la rueda delantera, de la rueda trasera o en el pedalier. Con el fin de alojar la unidad motora, el diseño de una bicicleta eléctrica difiere significativamente del diseño de las bicicletas comunes. Por lo tanto, no puede añadirse un accionamiento eléctrico a las bicicletas comunes sin modificaciones sustanciales, por ejemplo, ampliar la anchura de la horquilla. Más bien, se requieren diseños específicos con respecto al soporte de rueda o el pedalier. Además, los accionamientos eléctricos comunes añaden una cantidad sustancial de peso a la bicicleta.

En el documento US 3.961.678, se muestra un accionamiento eléctrico suplementario para una bicicleta común. Este accionamiento eléctrico suplementario comprende un motor eléctrico CC lateral a la circunferencia de la rueda trasera, en el que el motor eléctrico acciona un rodillo soportado por un brazo oscilante. El rodillo entra en contacto con el neumático circunferencial de la rueda trasera. El accionamiento eléctrico mostrado en este documento de la técnica anterior requiere un espacio significativo, de tal manera que el accionamiento solo puede unirse a una construcción de soporte adicional, es decir, un portaequipajes montado en la rueda trasera. Además, el accionamiento eléctrico del documento US 3.961.678 está unido de manera fija a la bicicleta y se extiende sobre la rueda trasera así como lateral a la misma. Debido al tamaño y la disposición de montaje, el accionamiento eléctrico muestra pobres propiedades de manejo.

Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar un accionamiento eléctrico con un manejo mejorado.

Sumario de la invención

Este problema se resuelve mediante un accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1.

El accionamiento eléctrico de la invención proporciona una disposición integrada de accionamiento y motor que lleva a una significativa reducción del tamaño. Además, la complejidad, así como los costes, del accionamiento eléctrico de la invención, se reducen significativamente a la vez que se aumenta significativamente la eficiencia. La disposición del accionamiento eléctrico de la invención permite integrar el motor y el accionamiento de salida. Por lo tanto, no hay partes del accionamiento de la invención que se extiendan lateralmente en el accionamiento, lo que permite un montaje flexible, en particular en áreas de la bicicleta en las que el espacio es limitado, por ejemplo en el pedalier. Además, se disminuye el tamaño y el peso del motor debido al uso de un motor más compacto. Además, el motor de acuerdo con la invención tiene un desgaste significativamente reducido y permite mayores velocidades de los polos magnéticos en relación con las bobinas de estátor y no se necesita una unidad motriz de reducción adicional, por ejemplo un engranaje. El motor del accionamiento de la invención puede ser un motor eléctrico. Preferentemente, el motor del accionamiento de la invención es un motor sin escobillas en el que no hay un espacio adicional ocupado por un conmutador mecánico. Como alternativa, el motor puede comprender un conmutador mecánico que tenga escobillas. Además, un motor sin escobillas proporciona menos problemas de desgaste y un aumento de las velocidades de rotación. Un motor sin escobillas es un motor eléctrico con una conmutación electrónica, preferentemente un motor eléctrico síncrono. Preferentemente, el accionamiento de la invención comprende un motor eléctrico con un rotor externo (que abarca el estátor del motor) también denominado “motor de rotor externo”, en particular un motor de imanes permanentes sin escobillas.

La invención se refiere a un accionamiento eléctrico para una bicicleta. El accionamiento eléctrico suplementario comprende un motor eléctrico (preferentemente sin escobillas) y un rodillo de contacto que tiene una superficie de contacto externa. Esta superficie externa está adaptada para usarse como un accionamiento de fricción para una rueda de bicicleta. El motor comprende un estátor que tiene una pluralidad de bobinas de estátor, así como unos elementos de rotor magnéticos correspondientes. Los elementos de rotor magnéticos están dispuestos circunferencialmente alrededor del estátor. Además, los elementos de rotor están unidos de manera fija a una superficie interna del rodillo de contacto. El rodillo de contacto (así como los elementos de rotor unidos al mismo) encierra el estátor.

De acuerdo con la invención, los componentes electromecánicos del motor están localizados dentro del rodillo, que proporciona el accionamiento de salida en forma de su superficie (giratoria) externa. El rodillo combina los elementos electromagnéticos del motor, es decir, los elementos de rotor magnéticos, y la superficie de accionamiento de salida, es decir, la superficie de contacto externa. Por lo tanto, hay una conexión directa entre los elementos de rotor magnéticos y la superficie de contacto externa. En particular, los elementos de rotor magnéticos y la superficie de contacto externa están conectados directamente entre sí por la pared del rodillo de contacto. La pared se extiende entre la superficie interna del rodillo de contacto y la superficie de contacto externa. En particular, la pared está cerrada circunferencialmente y es continua, y está provista de un solo cuerpo hueco homogéneo que proporciona la superficie interna así como la superficie de contacto externa, o por un cuerpo hueco que proporciona la superficie interna, estando el cuerpo hueco cubierto con un manguito que proporciona la superficie de contacto externa. El rodillo de contacto encierra el estátor y el elemento de rotor magnético. En particular, el rodillo de contacto encierra las bobinas, es decir, el rodillo de contacto encierra un núcleo de estátor en el que están colocados los enrollamientos. Las bobinas comprenden los enrollamientos y el núcleo, conectando el núcleo magnéticamente las bobinas.

El rodillo de contacto tiene una sección transversal circular y se extiende a lo largo del eje de rotación del motor. La forma del rodillo en la dirección longitudinal del rodillo es preferentemente cóncava, en particular con una curvatura menor que la curvatura complementaria de una superficie de rodadura de un neumático de bicicleta. Como alternativa, el rodillo puede tener una forma cilíndrica con una sección transversal circular constante. El rodillo comprende un metal, en particular acero o una aleación de aluminio con una dureza aumentada. En particular, el rodillo comprende un material magnético que tiene una alta permeabilidad magnética que proporciona una conexión de lazo magnética para cerrar el circuito magnético proporcionado por los elementos magnéticos del motor. El núcleo de las bobinas está conectado magnéticamente al material magnético; en particular, el núcleo comprende (una parte de) el material magnético. El rodillo puede comprender dos materiales, uno que tiene una alta permeabilidad magnética y otro que proporciona una gran dureza. El material que proporciona la dureza proporciona la superficie de contacto. La geometría del rodillo, así como (al menos uno de) el material del rodillo, proporcionan una baja reluctancia magnética.

La superficie de contacto externa del rodillo está estructurada para un aumento de la fricción entre la superficie de contacto y los neumáticos. Preferentemente, la superficie de contacto externa comprende una pluralidad de indentaciones o elevaciones, o ambas. Las indentaciones o elevaciones pueden extenderse solo en una dirección radial o pueden extenderse en una dirección radial así como en una perpendicular a la misma en una dirección inclinada con respecto a una dirección tangencial del rodillo, por ejemplo en forma de ranuras. En otra realización, la superficie de contacto externa puede proporcionarse mediante un manguito adicional ajustado sobre el rodillo. Preferentemente, este manguito puede reemplazarse y está fabricado de un material parcialmente elástico, por ejemplo caucho o plástico. El manguito puede comprender material antideslizante en la superficie de contacto, por ejemplo papel de lija. El manguito puede comprender una capa interna adhesiva que se apoya en el rodillo. El rodillo puede estar provisto de elementos de fijación que se acoplan con los elementos de fijación correspondientes en el manguito. Los elementos de fijación pueden ser elementos mecánicos o elementos adhesivos, por ejemplo una capa adhesiva.

La superficie externa está recubierta, preferentemente, con una capa que comprende partículas de refuerzo, por ejemplo partículas cerámicas fabricadas de un material cerámico o de un material compuesto cerámico. A modo de ejemplo, el material cerámico puede comprender Al2O3 (como corindón), SiC, BN o materiales similares, preferentemente con una dureza de al menos 1000, 2000 o 2500 (de acuerdo con Vickers). De manera ventajosa, la capa comprende, además, un componente aglutinante (es decir, una matriz) para fijar las partículas en el rodillo, por ejemplo aluminio, una aleación de aluminio, o acero, u otro metal o aleación. En lugar de o en combinación con las partículas cerámicas, podrían usarse materiales duros en base a metal o una aleación, por ejemplo carburo de tungsteno, con el fin de proporcionar las partículas de refuerzo. La superficie externa puede proporcionarse por la superficie externa del rodillo o por la superficie externa del manguito. Las partículas de refuerzo y/o el componente aglutinante pueden proporcionarse como una capa pulverizada por arco.

El estátor del motor sin escobillas es un estátor interno, alrededor del que está dispuesto el rotor (como rotor externo). El estátor comprende elementos de núcleo (fabricados de materiales magnéticos), así como enrollamientos dispuestos en el mismo, formando ambos las bobinas. Por lo tanto, el estátor comprende las bobinas proporcionadas por los elementos de núcleo y los enrollamientos respectivos dispuestos en el mismo. Las bobinas pueden agruparse eléctricamente entre sí mediante una conexión eléctrica directa dentro del motor. Las bobinas se agrupan de acuerdo con un sistema trifásico con un desplazamiento de fase mutuo de n x 120º, siendo n un número entero. Las bobinas cercanas se asignan a distintas fases. Las bobinas están dispuestas circunferencialmente en una secuencia que repite periódicamente tres fases distintas en el mismo orden. Los elementos de núcleo (así como el material magnético) están conectados magnéticamente y se fabrican de material magnético altamente permeable, por ejemplo una ferrita o hierro o una aleación de hierro. Los elementos de núcleo se extienden longitudinales con respecto al estátor. El estátor está conectado mecánicamente a una parte estática (no giratoria) de la bicicleta a través de un conjunto de montaje. Los enrollamientos de estátor, es decir, la bobinas de estátor, están conectados eléctricamente a un circuito conmutador eléctrico (electrónico). El estátor comprende una armadura, en la que se disponen los enrollamientos. La armadura comprende los elementos de núcleo de las bobinas así como el material magnético que conecta los elementos de núcleo. Los elementos de núcleo de las bobinas, así como el material magnético que conecta los elementos de núcleo de la armadura, se conectan de manera fija entre sí, proporcionando la armadura la conexión magnética y mecánica. La armadura comprende una abertura interna a través de la que se extiende el árbol de montaje. El árbol de montaje y la armadura se conectan de manera fija entre sí en una pared interna de la abertura interna. El árbol de montaje puede conectarse directamente a la armadura, de tal manera que el árbol de montaje y la armadura entren físicamente en contacto entre sí. En una realización preferida, el árbol de montaje se conecta a la armadura a través de un elemento de amortiguación mecánico, por ejemplo unos bujes elásticos como se describe a continuación. La armadura que comprende los elementos de núcleo y el material magnético que conecta los elementos de núcleo puede proporcionarse como una pila de láminas de material magnéticamente permeable. Las láminas se apilan a lo largo del eje longitudinal del motor. Con el fin de reducir las pérdidas por corrientes de Foucault, las láminas se aíslan eléctricamente, preferentemente mediante un recubrimiento aislante.

Los elementos de rotor magnéticos están dispuestos alrededor del estátor y están soportados por la superficie interna del rodillo de contacto. Los elementos de rotor magnéticos son, preferentemente, imanes permanentes, en particular imanes de tierras raras. Los imanes pueden ser de neodimio, de samario-cobalto o imanes de AINiCo, o imanes de otros materiales con una alta coercitividad.

En una realización preferida, el estátor está provisto de un árbol de montaje unido de manera fija a los enrollamientos de estátor, es decir, unido de manera fija al núcleo de los enrollamientos. En otras palabras, el árbol de montaje está conectado a las bobinas. El árbol de montaje no está adaptado para seguir el movimiento de rotación del rotor. Más bien, el árbol de montaje es un componente fijo del accionamiento de la invención (conectado de manera fija a un conjunto de montaje), en el que el rodillo es giratorio frente al árbol de montaje. El árbol de montaje forma un árbol fijo. En particular, el árbol de montaje está unido indirectamente a los enrollamientos de estátor (es decir, a las bobinas). Preferentemente, el árbol de montaje se conecta mecánicamente con la armadura, es decir, una abertura interna de la armadura. El árbol de montaje está unido de manera fija al núcleo en el que están localizados los enrollamientos, preferentemente sin grados de libertad o al menos sin grados de libertad giratorios. El árbol de montaje puede unirse directamente a la armadura o, como una realización preferida, unirse a la armadura a través de un elemento de amortiguación elástico como se describe a continuación. Cualquier movimiento de amortiguación permitido por el elemento de amortiguación no debe considerarse como un movimiento en el sentido de un grado de libertad.

En una realización específica, el árbol de montaje se forma con dos bujes de montaje, extendiéndose ambos, al menos parcialmente, dentro de una perforación central longitudinal del núcleo, en el que un pasador (longitudinal) conecta los bujes de montaje. El árbol de montaje se extiende longitudinalmente a través del rodillo de contacto. Además, el árbol de montaje comprende dos secciones de unión en las dos caras terminales opuestas del rodillo de contacto. Preferentemente, cada una de las secciones de unión sobresale desde las caras terminales correspondientes del rodillo de contacto. En particular, al menos una de las secciones de unión comprende elementos de unión (por ejemplo, perforaciones o agujeros roscados), al menos uno de los cuales no está localizado en el eje de rotación del motor. Como alternativa o en combinación con el mismo, al menos una de las secciones de unión comprende un elemento de unión no circular. En ambas alternativas, los elementos de unión están adaptados para transmitir el par entre el estátor y una sección de bicicleta a la que está unido el accionamiento de la invención. El árbol de montaje que se extiende junto con el motor (es decir, el estátor) permite, en particular, uniones simétricas, estables y simples en una bicicleta.

En una realización preferida, se proporciona un elemento de amortiguación elástico entre el árbol de montaje y (los núcleos de) las bobinas. El elemento de amortiguación elástico tiene, preferentemente, la forma de dos bujes elásticos dispuestos en los bujes de montaje y los elementos de núcleo. En particular, el elemento de amortiguación elástico está dispuesto entre la armadura, es decir, una abertura interna de la armadura, y el árbol de montaje, que se proporciona preferentemente mediante el montaje de los bujes. El elemento de amortiguación elástico reduce significativamente el ruido resultante del funcionamiento del motor desacoplando mecánicamente los componentes internos del motor (el estátor) del soporte del motor con respecto a las vibraciones (en particular en el intervalo audible).

El elemento de amortiguación se proporciona en el conjunto de montaje en la parte superior. Por lo tanto, el elemento de amortiguación está dispuesto entre (la mayoría de los componentes de) el conjunto el montaje y la bicicleta provista del accionamiento de la invención. El elemento de amortiguación puede proporcionarse en los estribos, en los brazos (en particular, en el punto pivotante, en el que el elemento de amortiguación puede formar un soporte para un cojinete pivotante que conecta los brazos y el árbol de montaje del motor. Por lo tanto, el elemento de amortiguación puede proporcionarse dentro de los componentes del conjunto de montaje que conectan la parte superior y el estátor. Además, el elemento de amortiguación puede proporcionarse dentro del árbol de montaje. El elemento de amortiguación es de material elástico o es una construcción elástica adaptada para absorber las vibraciones. El elemento de amortiguación puede ser una lámina o una almohadilla de material elástico similar al caucho.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el accionamiento eléctrico está provisto de unos cojinetes de rodamiento primero y segundo. Los cojinetes soportan el rodillo frente al estátor o el árbol de montaje. Los cojinetes están localizados en distintas posiciones longitudinales del accionamiento, es decir, en los extremos opuestos del rodillo. Sin embargo, los cojinetes conectan el árbol de montaje y el rodillo de contacto con un grado de libertad giratorio. Los cojinetes están en posiciones longitudinales opuestas del árbol de montaje. Los cojinetes pueden ser cojinetes de rodillos, cojinetes de bolas o cojinetes de agujas. Los elementos giratorios (así como la superficie contactada de este modo) pueden fabricarse de acero, acero endurecido, acero tratado superficialmente o cualquier combinación de los mismos. Además, los elementos giratorios (así como la superficie contactada de este modo) pueden fabricarse de materiales cerámicos o pueden comprender una capa superficial de materiales cerámicos que comprende, en particular, Si3N4 o ZrO2. Los cojinetes primero y segundo, es decir, ambos cojinetes en los extremos opuestos del accionamiento eléctrico, son preferentemente de la misma clase. Preferentemente, los cojinetes tienen dimensiones idénticas y se fabrican del mismo material. En particular, los cojinetes tienen las mismas dimensiones, rendimiento, índice de carga, capacidad de carga radial y/o vida útil. Por lo tanto, los cojinetes son simétricos con respecto a su rendimiento de soporte o su capacidad de carga. En comparación con los motores con escobillas comunes con rotor externo, esta realización proporciona una capacidad de carga simétrica. En otras palabras, la capacidad de carga con respecto a la fuerza radial es igual para ambos cojinetes. De esta manera, el accionamiento eléctrico de la invención proporciona una larga vida útil. Además, la simetría de la mayoría de los componentes permite usar partes muy similares o idénticas que llevan a una reducción de los costes de producción.

En una realización específica, una línea de alimentación eléctrica (conectada a los enrollamientos o las bobinas de estátor) se extiende a través del estátor y, en particular, a través del árbol de montaje. Por lo tanto, el estátor (y, en particular, el árbol de montaje) comprende una sección hueca o un canal interno a través del que se extiende (una parte de) la línea de alimentación. De acuerdo con este aspecto de la invención, el árbol de montaje es hueco, o comprende una sección longitudinal en la que es hueco. Se forma un canal a través del que se extiende la línea de alimentación hacia el exterior del estátor. La línea de alimentación se extiende a través de una cara terminal del árbol de montaje para conectarse con otros componentes eléctricos en el exterior del estátor. El árbol de montaje define un canal interno en el que está localizada una línea de alimentación eléctrica. La línea de alimentación se extiende a través de al menos una de las secciones terminales y/o las caras terminales del árbol de montaje.

De acuerdo con una primera realización, la línea de alimentación está conectada directamente a los enrollamientos de estátor (es decir, conectada a las bobinas). De acuerdo con una segunda realización alternativa, la línea de alimentación está conectada a un circuito de control de motor sin escobillas localizado dentro del rodillo de contacto (por ejemplo, dentro del estátor o, preferentemente, en una cara terminal del árbol de montaje). El circuito de control de motor sin escobillas controla los enrollamientos de estátor (es decir, las bobinas) conectados con el mismo. En la primera realización, la línea de alimentación es una línea multifase que comprende una línea para cada fase (en particular, como complemento de un conductor neutro), por ejemplo una línea trifásica con fases R, S, T. Las bobinas de estátor (es decir, los enrollamientos de las mismas) se agrupan eléctricamente de acuerdo con su fase. En un sistema de N-fase, N enrollamientos en secuencia pertenecen a distintas fases. Las bobinas, entre las que se localizan otras N-1 bobinas (de otras fases), se conectan en serie o en paralelo. N es un número entero e igual a 3 o mayor. Las bobinas de distintas fases se disponen en una secuencia específica de fases, que se repite para todos los enrollamientos. Las bobinas y sus interconexiones proporcionan un campo magnético giratorio cuando se suministran con un sistema de N-fase. Las conexiones entre las bobinas se localizan dentro del estátor. Además, estas conexiones o las bobinas (es decir, los enrollamientos de las mismas) comprenden derivaciones en las que se conecta la línea multifase. También es posible proporcionar líneas para cada una de las bobinas (es decir, los enrollamientos respectivos), en las que la interconexión mutua de las bobinas (y, en consecuencia, la asociación a una fase o grupo específico) se localiza en el exterior del estátor. En este caso, la línea de alimentación está formada por líneas que conducen a los enrollamientos individuales. En la segunda realización, la línea de alimentación comprende, preferentemente, dos conductores de alimentación, por ejemplo unos conductores CC que proporcionan una tensión V+ y GND. Estos se conectan al circuito de control del motor. Al menos una línea más (también conectada al circuito de control del motor), además de las líneas de alimentación, transmite datos de control (por ejemplo, datos de velocidad giratoria o datos de potencia o datos del par como datos de puntos de referencia) y/o datos de sensor (por ejemplo, datos de temperatura o datos de carga proporcionados por el motor o los sensores en el motor). En realizaciones preferidas, la línea de alimentación que se extiende a través del árbol de montaje es una línea trifásica (con tres conductores de fase o tres conductores de fase y un conductor neutro adicional) conectada a los enrollamientos, que se conectan en grupos, es decir, de acuerdo con el sistema de fase. En estas realizaciones preferidas, el circuito de control de motor está localizado en el exterior del árbol de montaje y el estátor, pero es un componente del accionamiento eléctrico, localizado preferentemente dentro de un conjunto de montaje del accionamiento eléctrico. El circuito de control de motor comprende un controlador de motor sin escobillas (como un circuito integrado) e interruptores de etapa de salida (como interruptores electrónicos) accionados de este modo. En general, las características y las propiedades eléctricas de las bobinas se aplican para los enrollamientos de las bobinas respectivas.

El circuito de control de motor puede estar provisto de una entrada de sensor o un sensor para detectar la orientación del campo magnético dentro del motor o la orientación del rotor frente al estátor. La orientación del campo magnético se proporciona como una entrada al controlador para el control orientado al campo (con o sin sensor de campo). Como alternativa, el circuito de control de motor puede proporcionar un control sin sensor. En particular, el control proporcionado de este modo es un control de conmutación. El circuito de control de motor puede proporcionar una conmutación de bloqueo de seis etapas, una conmutación sinusoidal y/o una conmutación orientada al campo. En particular, el conmutador electrónico (es decir, el circuito de control) acciona las bobinas con corrientes o tensiones sinusoidales o trapezoidales de fase desplazada de manera recíproca. Las corrientes o tensiones de accionamiento tienen semiciclos positivos y negativos. La forma trapezoidal comprende una etapa de fase creciente, una constante, y una decreciente para cada uno de los semiciclos. Por lo tanto, la corriente o tensión trapezoidal comprende seis etapas para cada período. Además, la forma de la corriente de accionamiento o de la tensión de accionamiento puede ser cualquier forma aproximada a una forma sinusoidal. Además, la tensión de accionamiento o la corriente de accionamiento puede, teniendo en cuenta las propiedades mecánicas y eléctricas de las bobinas, los imanes del rotor y la armadura, proporcionarse de tal manera que se genere una tensión de fuerza contraelectromotriz que tenga un forma similar a la forma de las corrientes o tensiones de accionamiento mencionadas anteriormente.

El circuito de control de motor proporciona una modulación por ancho de pulso (PWM) para controlar la potencia efectiva, es decir, el RMS de la corriente del motor. El circuito de control de motor está adaptado para el control de conmutación trapezoidal (o cualquier otra forma que lleve a una ondulación del componente o del par de baja o de alta frecuencia, por ejemplo, el control de conmutación sinusoidal). El motor se proporciona como una máquina síncrona de imanes permanentes. Preferentemente, puede enrollarse la armadura para producir una fuerza contraelectromotriz en forma trapezoidal o sinusoidal.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el accionamiento eléctrico comprende una superficie de enfriamiento. Esta superficie de enfriamiento está localizada en un extremo de la superficie de contacto externa. Preferentemente, el accionamiento eléctrico comprende dos superficies de enfriamiento (simétricas) en ambos extremos de la superficie de contacto externa. El área de superficie externa del rodillo de contacto comprende la superficie de contacto dispuesta para entrar en contacto con una rueda de la bicicleta, así como al menos una superficie de enfriamiento. La superficie de enfriamiento está dispuesta en un extremo lateral del área de superficie de contacto externa. Preferentemente, el área de superficie externa del rodillo de contacto comprende dos superficies de enfriamiento en los extremos laterales del rodillo de contacto. Si se proporcionan dos superficies de enfriamiento, la superficie de contacto se dispone entre las superficies de enfriamiento. Preferentemente, las superficies de enfriamiento están provistas de ranuras circunferenciales para aumentar el efecto de enfriamiento. Los efectos de enfriamiento se proporcionan mediante la superficie(s) de enfriamiento, es decir, mediante un flujo de aire, en particular mediante viento generado por el movimiento de la bicicleta. Se proporcionan efectos de enfriamiento adicionales mediante una transferencia de calor desde la superficie de contacto a la rueda en contacto con el rodillo de contacto.

Con el fin de proteger el interior del accionamiento, el accionamiento eléctrico comprende, además, al menos un elemento de cubierta que cubre el estátor en una o preferentemente en ambas caras terminales del estátor o en una

o preferentemente en ambas caras terminales del rodillo de contacto. Los elementos de cubierta se extienden en una dirección radial. Los elementos de cubierta se extienden entre un elemento de rodadura y la superficie interna del rodillo de contacto. Los cojinetes de rodadura están localizados (directamente) en el estátor, preferentemente en el árbol de montaje del estátor, y el elemento(s) de cubierta conecta los cojinetes de rodadura con la superficie interna del rodillo circundante. Las superficies internas de los cojinetes de rodadura se ajustan sobre el árbol de montaje y uno de los elementos de cubierta se ajusta sobre la superficie externa de la superficie de rodadura (que puede girar frente a la superficie interna de la superficie de rodadura). El elemento(s) de cubierta se ajusta en el espacio interior del rodillo de contacto. El elemento(s) de cubierta se une directamente a la superficie interna del rodillo de contacto, preferentemente por un ajuste a presión. Por lo tanto, los elementos de cubierta, junto con los cojinetes de rodadura proporcionan superficies externas cerradas en las caras terminales del rodillo de contacto (o del estátor). Además, los elementos de cubierta, junto con los cojinetes de rodadura, soportan el rodillo de contacto frente al estátor/al árbol de montaje de una manera giratoria. Los elementos de cubierta adicionales pueden cubrir un hueco entre los elementos internos y los externos de los cojinetes de rodadura. El cojinete de rodadura puede ser un cojinete de bolas o un cojinete de rodillos. Preferentemente, el cojinete de rodadura es un cojinete blindado, preferentemente un cojinete de doble blindaje. El elemento de rodadura es una unidad sellada, en la que la única parte móvil que se apoya en el exterior es el anillo externo del elemento de rodadura. Esto permite un sellado completo de las partes internas del motor, de tal manera que no pueda entrar suciedad en el pequeño hueco entre el estátor y el rotor. Además, los elementos de sellado pueden proporcionarse en las caras terminales del estátor o el rodillo de contacto. Los elementos de sellado proporcionan una junta entre el árbol de montaje y el rodillo dejando un pequeño hueco que permite la rotación del rodillo de contacto frente al árbol de montaje (es decir, frente al estátor).

De acuerdo con otros aspectos de la invención, el accionamiento eléctrico comprende un conjunto de montaje para montar el accionamiento eléctrico en la bicicleta, preferentemente en un rebaje de pata de cabra u otro elemento de montaje de pata de cabra en el cuadro de las bicicletas localizado por debajo del pedalier (es decir, en un lado inferior de la caja del pedalier) o en las vainas de cadena, en las vainas de sillín, o en el tubo de sillín. El conjunto de montaje tiene una parte superior, en la que se proporcionan unos primeros elementos de fijación. Los primeros elementos de fijación están adaptados para unirse a un rebaje de pata de cabra o a otra parte del cuadro de la bicicleta como se ha mencionado anteriormente. En general, los primeros elementos de fijación se proporcionan para montarse en un componente de unión de la bicicleta. En una realización específica, los primeros elementos de fijación comprenden una superficie, que es complementaria a (una sección de) el rebaje de pata de cabra. Preferentemente, la parte superior está adaptada para unirse a un rebaje de pata de cabra y comprende una placa atornillable de aproximadamente 62 x 30 mm (largo x ancho) o de 56 x 33 mm (largo x ancho) ± 5%, 2% o 1%. La parte superior está dimensionada para recibirse dentro del rebaje de pata de cabra o para unirse a un elemento de montaje del cuadro de la bicicleta por debajo de la caja del pedalier. La parte superior del conjunto de montaje del accionamiento eléctrico es complementaria a la caja del pedalier. En función del tamaño del elemento de montaje proporcionado para el cuadro de la bicicleta, la parte superior también puede tener un tamaño de 53 x 26 mm (largo x ancho), 53 x 14 mm (largo x ancho), 62 x 30 mm (largo x ancho), 60 x 44 mm (largo x ancho), 29 x 10 mm (largo x ancho), 60 x 31 mm (largo x ancho), 58 x 31 (largo x ancho) ± 5%, 2% o 1%. Además, la parte superior puede estar provista de una perforación o un agujero de ranura que permita un ajuste de la distancia del conjunto al neumático de la bicicleta. El agujero de ranura tiene preferentemente un diámetro o una anchura, respectivamente, de 10 mm ± 5%, 2% o 1%, preferentemente de aproximadamente 10,5 mm. Como alternativa, la parte superior comprende un espárrago que se extiende desde la parte superior. El espárrago está provisto de una rosca de tornillo externa que tiene un diámetro de 10 mm ± 5%, 2% o 1%, preferentemente de aproximadamente 10,5 mm. Como alternativa, la rosca de tornillo externa tiene un diámetro de 4, 6, o 8 mm (± 5%, 2% o 1%), pudiendo proporcionarse un solo espárrago o una pluralidad de espárragos (en particular dos espárragos). Además, pueden proporcionarse elementos de montaje para montar simétricamente la parte superior en las vainas de cadena (vainas de sillín o tubo de sillín), que se unen a la parte superior. La parte superior puede proporcionarse como una placa superior, preferentemente perpendicular a los estribos que se extienden desde la misma.

En una realización alternativa, la parte superior del conjunto de montaje comprende un elemento de fijación de soporte adaptado para proporcionar una conexión mecánica a las dos vainas de cadena de un cuadro de bicicleta, en particular a la sección terminal de las vainas de cadena que se apoya en un pedalier de un cuadro de bicicleta. El elemento de fijación de soporte comprende dos soportes conectados mediante un elemento roscado. El elemento roscado (por ejemplo, un tornillo acoplado en un perno roscado) está adaptado para variar la distancia entre los soportes del elemento de fijación, sujetando de este modo las vainas de cadena entre los soportes del elemento de fijación. Preferentemente, los soportes comprenden secciones convexas adaptadas para recibir una parte superior y una parte inferior, respectivamente, de las vainas de cadena. Cada uno de los soportes comprende dos secciones convexas en los extremos de los soportes, estando las secciones convexas de cada soporte separadas por aproximadamente 60 mm ± 20%, 10% o 5% (de centro a centro). La sección convexa comprende una curvatura con un radio de, al menos, 15 mm, 20 mm o 25 mm. La sección de forma convexa se adapta a la forma de las vainas de cadena a las que se conecta. El elemento roscado tiene una longitud de al menos 15 o 20 mm con el fin de alojar el diámetro de las vainas de cadena entre el elemento roscado.

En una realización específica, la parte superior del conjunto de montaje comprende, además, un componente de fijación adaptado para acoplarse con un tubo de puente que conecta las vainas de cadena cerca (es decir, a una distancia de 30 - 60 mm) del pedalier. Este componente de fijación puede proporcionarse mediante (al menos uno de) los soportes o mediante un elemento adicional (por ejemplo, un soporte). La mayoría de los cuadros de bicicleta comunes comprenden un tubo de puente de este tipo (perpendicular a las vainas de cadena) por razones de estabilidad. El tubo de puente, la sección terminal de las vainas de cadena y el pedalier forman un (pequeño) cuadro. La parte superior del conjunto de montaje comprende elementos de fijación dispuestos para montarse en este cuadro.

En una realización preferida, los primeros elementos de fijación comprenden un elemento elástico, por ejemplo fabricado de caucho, silicona o un material elástico similar. El elemento elástico se monta como una arandela, es decir, entre las partes restantes del accionamiento y la bicicleta. El elemento elástico está dispuesto para reducir las vibraciones del accionamiento de la invención. El elemento elástico tiene la forma de una capa de material elástico, en particular caucho o silicona o un material elástico espumado.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención con respecto al conjunto de montaje del accionamiento eléctrico, el conjunto de montaje comprende uno o más puntos de pivote localizados, preferentemente, en dos estribos laterales que se extienden desde dos bordes paralelos de la parte superior. Por lo tanto, los dos estribos laterales y la parte superior entre ambos pueden tener forma de U, u otra forma, conectando la parte superior los dos estribos laterales y siendo al menos una sección de la parte superior perpendicular a una sección de montaje de los estribos laterales en la que se une el árbol de montaje. Los segundos elementos de fijación comprenden dos brazos, que se conectan de manera pivotante a los puntos de pivote de los estribos laterales en los primeros extremos de los brazos (preferentemente mediante un cojinete pivotante para cada uno de los puntos de pivote). Los brazos pueden pivotar con respecto a los puntos de pivote. Un segundo extremo del brazo se conecta al estátor. Los segundos extremos de los brazos son opuestos a los primeros extremos. Los estribos laterales están separados entre sí proporcionando un espacio adaptado para alojar la longitud del rodillo de contacto. Los estribos laterales se conectan mediante la parte superior en los extremos de los estribos laterales opuestos a los extremos de los estribos laterales conectados a los brazos que soportan el árbol de montaje.

Se empujan los brazos con el fin de presionar el rodillo de contacto contra la rueda accionada por el accionamiento eléctrico. La fuerza (en particular, el componente que genera la fuerza, un elemento de tensión) es preferentemente controlable. Los segundos elementos de fijación comprenden un elemento de tensión que conecta uno de los segundos extremos de los brazos o el estátor a una de las placas laterales. De esta manera, se ejerce sobre el rodillo de contacto una fuerza proporcionada por los segundos elementos de fijación. El elemento de tensión está localizado entre las placas de los estribos laterales y el estátor del rodillo de contacto y proporciona una fuerza de presión o, preferentemente, una fuerza de tracción. El elemento de tensión conecta uno de los segundos extremos de los brazos (o el estátor/el árbol de montaje) y una localización de una de las placas laterales, que está más cerca del primer elemento de fijación que los primeros extremos del brazo. Como alternativa, puede proporcionarse un elemento de tensión para cada uno de los brazos permitiendo un soporte simétrico del rodillo de contacto o cualquier otro lugar. El elemento de tensión ejerce una fuerza elástica sobre el estátor o sobre los segundos extremos de los brazos hacia la placa lateral en la que se conecta el elemento de tensión.

Se empuja el elemento de tensión con el fin de proporcionar una fuerza de empuje o un par de empuje que presione/arrastre el rodillo lejos del conjunto de montaje (hacia la rueda accionada). El elemento de tensión está adaptado para proporcionar una determinada fuerza de empuje en una posición en la que los rodillos entran en contacto con la rueda accionada (es decir, la posición de contacto). La fuerza de empuje se adapta al coeficiente de fricción estática de la superficie de contacto externa del rodillo y la superficie de la rueda accionada de este modo. La fuerza de empuje que mueve el rodillo hacia la rueda se proporciona mediante la fuerza proporcionada por el elemento de tensión, un punto de aplicación de la fuerza elástica generada por el elemento de tensión (es decir, la longitud de palanca efectiva), y el ángulo de contacto del rodillo frente a la superficie de la rueda definida por la dirección de la fuerza de contacto. Preferentemente, la fuerza de empuje (o la fuerza elástica) puede ajustarse de acuerdo con el coeficiente de fricción entre la rueda y el rodillo de contacto, en particular de acuerdo con una condición actual de la carretera (seca/húmeda/polvorienta). Puede proporcionarse un elemento de accionamiento con el fin de ajustar la fuerza de empuje, por ejemplo una palanca conectada al accionamiento de la invención a través de un cable bowden (o un equivalente electromecánico). Tal mecanismo que comprende un elemento de tensión y un control también se describe con detalle a continuación.

Con el aumento (disminución) del par motor y, en particular, con el aumento (disminución) de la fuerza tangencial ejercida por el rodillo de contacto sobre la rueda, se aumenta (disminuye) de este modo la fuerza de contacto por la que se impulsa el rodillo de contacto contra la rueda accionada. La dependencia monotónica estrictamente creciente entre el par motor y la fuerza de contacto (= fuerza normal) que impulsa el rodillo de contacto contra la rueda (es decir, en una dirección lejos del conjunto de montaje) se debe al hecho que se impulsa el rodillo hacia la rueda en dirección opuesta a la fuerza motriz (tangencial) ejercida por el rodillo de contacto sobre la rueda debida al par del motor. La dependencia (en el primer orden de magnitud) es aproximadamente una dependencia lineal, correspondiéndose el desplazamiento de la dependencia lineal (en relación con la fuerza de presión) con la fuerza de empuje y definiéndose la pendiente de la dependencia lineal por la orientación del rodillo de contacto frente al punto pivotante en el que los brazos que sujetan el rodillo de contacto se soportan mediante el estribo(s) lateral. En particular, la pendiente es r*t/n, siendo r el radio del rodillo de contacto, siendo t la distancia entre el punto pivotante de los brazos y la tangente del rodillo en el punto de contacto, y siendo n el desplazamiento tangencial entre el punto pivotante de los brazos que sujetan el rodillo y el punto de contacto del rodillo, es decir, la distancia entre el punto de contacto y el punto pivotante en la dirección de la tangente. La definición de n se refiere a un desplazamiento tangencial en el punto de contacto (es decir, la tangente del rodillo o de la rueda en el punto de contacto) frente al punto pivotante de los brazos en el estribo(s) lateral. El punto de contacto del rodillo es el punto (= vista en sección transversal de una línea de contacto) en el que el rodillo y la rueda están en contacto físico. La distancia n refleja el ángulo de inclinación entre (los brazos de) el conjunto de montaje en relación con la dirección de la fuerza de contacto, correspondiéndose n con un lado de un triángulo rectángulo (que refleja la orientación de los brazos) opuesto al ángulo.

La pendiente de esta dependencia puede proporcionarse de acuerdo con un (determinado) coeficiente de fricción estática que refleja una dependencia proporcional entre la fuerza de contacto (fuerza normal) y la fuerza tangencial máxima resultante. La fuerza tangencial máxima que resulta del elemento de fricción estática es mayor que la fuerza tangencial ejercida por el rodillo de contacto para todos los pares motores realizables por el motor. Esto evita el deslizamiento.

En particular, al menos una de las magnitudes físicas de r, t y n que definen las dimensiones del accionamiento de la invención puede proporcionarse de acuerdo con las propiedades superficiales del rodillo y la rueda (en ciertas condiciones convencionales) y el coeficiente de fricción resultante. Además, a modo de ejemplo, t o n pueden adaptarse de acuerdo con las condiciones actuales de la calle, es decir, de acuerdo con el coeficiente de fricción actual, por ejemplo mediante un mecanismo de adaptación que comprenda, por ejemplo, una palanca, un cable bowden, un accionador electromecánico. Además, pueden proporcionarse distintos puntos de soporte en el estribo(s) con el fin de permitir distintos puntos pivotantes para el brazo. Al proporcionar distintos puntos de pivote (al menos dos) para los brazos que soportan el rodillo de contacto, pueden proporcionarse distintos tamaños de t o n. De la misma manera, pueden proporcionarse distintos puntos de aplicación para el elemento de tensión en los brazos o distintos puntos de anclaje para el elemento de tensión en los estribos. El punto de anclaje en el que se conecta el elemento de tensión es el punto de aplicación. Pueden seleccionarse puntos específicos de los puntos de soporte (que proporcionan el punto pivotante), los puntos de aplicación y/o los puntos de anclaje con el fin de seleccionar un determinado t y/o n. Para distintos puntos, t y/o n son distintos. Esto permite definir y seleccionar una determinada dependencia deseada entre la fuerza de contacto y el par motor, en particular en función de un coeficiente de fricción actual resultante de las condiciones actuales de la calle. Una orientación adaptada (resultante de una dependencia adaptada entre la fuerza de contacto y el par motor) puede proporcionarse mediante distintas orientaciones discretas del rodillo frente a la rueda, es decir, mediante los puntos pivotantes, los puntos de aplicación y los puntos de anclaje. Además, puede proporcionarse una adaptación de este tipo mediante una orientación adaptable continua proporcionada, por ejemplo, mediante un mecanismo que comprende un tornillo de ajuste o un tornillo de fijación con el fin de adaptar al menos uno de entre t o n. Tal mecanismo se proporciona mediante el conjunto de montaje.

El elemento de tensión presiona o tira del estátor (es decir, el árbol de montaje/el rodillo) en la dirección que se crea presionando con una fuerza normal de precarga el rodillo contra la rueda, que corresponde al empuje de la fuerza de contacto tratada anteriormente. Además de la precarga (empuje) constante, el par motor proporcionado por el rodillo aumenta mecánicamente la fuerza que presiona el rodillo contra la rueda, de acuerdo con la relación mencionada anteriormente. Un par más fuerte da como resultado una fuerza de presión más fuerte, de acuerdo con la relación lineal indicada anteriormente. De esta manera, en un modo crucero de par menor la eficiencia del sistema general se aumenta en comparación con una fuerza de presión fija establecida. La fuerza de contacto es suficiente para evitar el deslizamiento, pero no conduce a una deformación innecesaria de la rueda por el rodillo de contacto, lo que de otro modo reduciría significativamente la eficiencia. En particular, esto permite reducir la flexión adicional de la rueda a un mínimo.

Los brazos que sujetan el rodillo de contacto tienen una longitud de preferentemente 35 - 100 mm, medida desde el punto pivotante y el eje del rodillo de contacto, es decir, el punto de conexión de los brazos y el árbol de montaje. El conjunto de montaje está adaptado para definir una inclinación de los brazos de preferentemente 45º - 10º, en particular de 32º - 20º. La inclinación se proporciona por un ángulo entre el brazo oscilante (la línea entre el punto pivotante y el eje del rodillo de contacto) y la línea entre la rueda de la bicicleta y el punto pivotante. La inclinación se proporciona para el caso de que el rodillo esté en contacto con el neumático accionado de este modo.

En una realización adicional, el accionamiento comprende un tope o contrafuerte que limita el movimiento del rodillo en una dirección lejos del conjunto de montaje. El tope se proporciona en el conjunto de montaje, en particular en uno de los estribos. El tope está dispuesto en el intervalo de los brazos con el fin de acoplarse con los brazos en una posición terminal predefinida proporcionada por el tope. La posición terminal predefinida se define por la orientación espacial del tope con respecto a los brazos. Si los brazos se localizan en la posición terminal, el rodillo está en una posición de contacto con la rueda.

El elemento de tensión puede proporcionarse mediante un resorte, un cable bowden, un servomotor, un solenoide, un elemento neumático o hidráulico o una combinación de los mismos. El cable bowden se conecta, preferentemente, con un elemento de accionamiento como una palanca para un accionamiento manual. Además, puede proporcionarse un control conectado con el elemento de tensión, por ejemplo un control mecánico (por ejemplo, un cable bowden) o un control eléctrico. Además, el elemento de tensión puede conectarse al brazo/al segundo elemento de fijación respectivo. Además, puede proporcionarse un elemento de accionamiento mecánico o eléctrico, que se conecta al segundo elemento de fijación. En particular, el elemento de accionamiento mecánico puede ser una palanca adaptada para accionarse manualmente. Además, pueden proporcionarse medios de enganche, conectados preferentemente al elemento de accionamiento. En una realización específica, una palanca para el accionamiento manual se combina con los medios de enganche, controlando ambos un elemento de tensión elástico en el segundo elemento de fijación. La palanca está adaptada para ajustar el grado de compresión del elemento de tensión, es decir, para controlar la fuerza generada por el elemento de tensión. El elemento de tensión ejerce una fuerza sobre el brazo presionando (o tirando de) el rodillo de contacto hacia una rueda de la bicicleta (por ejemplo, en un modo de acoplamiento). El elemento de enganche mantiene el grado de compresión del elemento de tensión de manera que ya no se acciona más el elemento de accionamiento. Además, el elemento de accionamiento está adaptado para liberar el elemento de enganche. Preferentemente, un resorte adicional mueve el rodillo de contacto hacia atrás desde la rueda, si se libera el elemento de enganche, por ejemplo en un modo de desacoplamiento.

El control está adaptado para controlar la orientación de los brazos proporcionando un modo de acoplamiento y un modo de desacoplamiento. En el modo de acoplamiento, se ejerce sobre los brazos una fuerza proporcionada por el elemento de tensión que se dirige lejos del conjunto de montaje. Esto mueve el rodillo de contacto hacia una rueda de una bicicleta en la que está montado el accionamiento. En el modo de desacoplamiento, el elemento de tensión o el control coloca el rodillo de contacto hacia el conjunto de montaje. Además, el elemento de accionamiento puede colocar el rodillo de contacto hacia el conjunto de montaje, es decir, lejos de una rueda de una bicicleta en la que está montado el accionamiento. El rodillo de contacto se mueve cambiando la orientación de los brazos con respecto al conjunto de montaje (es decir, con respecto a los estribos).

En una realización específica, los segundos elementos de fijación comprenden carriles de guía que soportan el estátor (es decir, el árbol de montaje), presionando un elemento de tensión el árbol de montaje en una dirección lejos del conjunto de montaje (y hacia la rueda). El elemento de tensión puede comprender un convertidor de fuerza centrífuga adaptado para convertir una parte de la potencia giratoria del motor en una fuerza longitudinal que presione el estátor (o los brazos) lejos del conjunto de montaje y hacia la rueda. El convertidor de fuerza centrífuga puede proporcionarse como unas masas de péndulo giratorias y una guía axial movida por la fuerza centrífuga de las masas. De esta manera, se proporciona un elemento de ajuste mecánico que permite controlar la fuerza de contacto (es decir, la fuerza ejercida sobre el rodillo de contacto que presiona el rodillo sobre la rueda y lejos del conjunto de montaje, también denominada fuerza normal). En general, el conjunto de montaje puede comprender una unidad de retirada para retirar el rodillo de contacto de la rueda, si no se desea soporte eléctrico. Dicha unidad de retirada puede proporcionarse mediante el elemento de tensión y puede proporcionarse electromecánicamente (un servomotor o un solenoide) o mecánicamente (como un convertidor de fuerza centrífuga). La unidad de retirada y el elemento de tensión que controla la fuerza de contacto pueden proporcionarse mediante el mismo elemento mecánico o electromecánico, por ejemplo, una unidad servo.

Además, los elementos de tensión pueden controlarse mediante la velocidad de rotación del motor o mediante la potencia de salida mecánica del motor o mediante el par proporcionado por el motor. Como alternativa, los elementos de tensión pueden controlarse usando dos sensores que detectan la diferencia de velocidad del rodillo y de la rueda de la bicicleta, es decir, un deslizamiento entre la unidad y la rueda. Puede proporcionarse un control conectado a los mismos adaptado para aumentar la fuerza de contacto si se detecta un deslizamiento.

Un elemento de ajuste está adaptado para controlar la fuerza generada por el elemento de tensión en función de la velocidad de rotación, la potencia de salida mecánica o el par. Aumentando la velocidad de rotación, la potencia de salida mecánica o el par, el elemento de ajuste aumenta la fuerza generada por el elemento de tensión. La fuerza se ejerce sobre el rodillo de contacto moviendo el rodillo de contacto desde el conjunto de montaje, es decir, hacia la rueda. El elemento de ajuste puede proporcionarse mediante un circuito electrónico conectado al motor o al circuito de control de motor. El elemento de ajuste comprende un puerto de salida conectado a un elemento de tensión, o en particular a un servomotor que presiona el rodillo de contacto desde el conjunto de montaje de acuerdo con la velocidad de rotación, la potencia de salida mecánica o el par del motor.

De acuerdo con una realización específica del accionamiento eléctrico de la invención, el conjunto de montaje comprende un ajuste a presión que conecta la parte superior a una base adaptada para unirse de manera fija a la bicicleta, preferentemente en una posición adaptada para montar una pata de cabra. El ajuste a presión comprende un elemento de liberación rápida. El elemento de liberación rápida está adaptado para liberar la conexión proporcionada por el ajuste a presión tras el accionamiento. El conjunto de montaje comprende un tope, una guía, o ambos. El tope y la guía están adaptados para colocar la parte superior en relación con la bicicleta. El tope o la guía, respectivamente, proporcionan una posición de encaje a presión para la parte superior o para un elemento de guía unido de manera fija a la parte superior. Esto permite una retirada y una inserción sencilla del accionamiento eléctrico restante en esta parte del conjunto de montaje.

Otros aspectos del accionamiento eléctrico de la invención se refieren a unos elementos de control para accionar el motor. El accionamiento eléctrico comprende un controlador de motor sin escobillas y unos interruptores de etapa de salida conectados con el mismo. Una entrada de control de los interruptores de etapa de salida se conecta a una salida del controlador. Una entrada de alimentación de los interruptores de etapa de salida se conecta con una fuente de alimentación eléctrica (en particular un acumulador o un paquete de baterías) o se conecta a un puerto de entrada de la fuente de alimentación (que forma una parte del accionamiento eléctrico). La fuente de alimentación eléctrica puede ser una parte del accionamiento de la invención y puede comprender una conexión de encaje a presión adaptada para acoplarse con una conexión de encaje a presión montada en la bicicleta. La fuente de alimentación puede alojarse dentro del conjunto de montaje. El controlador y los interruptores de etapa de salida forman un circuito de control de motor sin escobillas. Los interruptores de etapa de salida (en particular, una salida de los mismos) se acoplan con las bobinas de estátor, es decir, los enrollamientos. Los interruptores de etapa de salida o los interruptores de etapa de salida así como el controlador de motor sin escobillas se alojan dentro del conjunto de montaje, en particular entre las paredes laterales. Los interruptores de etapa de salida son interruptores semiconductores (FET, MOSFET, GTO, IGBT o MCT), que son transistores bipolares en conexión térmica con el conjunto de montaje. Puede proporcionarse un interruptor de alimentación para encender y desactivar el accionamiento completo, por ejemplo en forma de un interruptor eléctrico o electrónico o un retransmisor electromecánico. Además, puede proporcionarse un interruptor principal para encender y desactivar el motor que está dispuesto para accionarse cuando el rodillo de contacto entra en contacto con la rueda y no accionarse cuando el rodillo de contacto no entra en contacto con la rueda o viceversa. El interruptor principal puede localizarse en la carcasa o en un control manual del elemento de tensión. Preferentemente, el interruptor principal se localiza en una palanca de accionamiento manual de un cable bowden que controla la posición del rodillo de contacto. En particular, el interruptor principal es un interruptor sellado, por ejemplo un interruptor magnético accionado por un imán permanente cuya presencia controla el estado del interruptor principal.

El circuito de control de motor sin escobillas se proporciona como un convertidor o conmutador de potencia electrónico. El circuito de control de motor sin escobillas (en particular, el controlador de motor sin escobillas) comprende un puerto de entrada para controlar la velocidad de rotación, la potencia de salida mecánica y/o el par de salida. Proporcionar al menos una parte de los componentes electrónicos en el exterior del estátor (en el exterior del rodillo de contacto) aumenta la compacidad del motor y permite enfriar los componentes electrónicos (en particular, la etapa de salida) a través del conjunto de montaje sin calentar el rodillo de contacto o el estátor.

Un aspecto adicional de la invención es la conexión directa entre el motor y la rueda sin necesidad de usar un engranaje. En este sentido, el motor (número de enrollamientos por bobina, disposición y número de bobinas, control, velocidad de rotación nominal, diagrama característico de potencia de salida, eficiencia, o par frente a velocidad de rotación) así como el rodillo de contacto se dimensionan para permitir velocidades de conducción de al menos 10, 20 o 25 km/h (o incluso 30 km/h). Aunque el rodillo de contacto acciona directamente la rueda de la bicicleta, la velocidad de rotación circunferencial del rodillo de contacto es idéntica a la velocidad de rotación circunferencial de la rueda accionada de este modo y es idéntica a la velocidad de conducción de la bicicleta. Además, el accionamiento eléctrico (y, en particular, el rodillo de contacto) se dimensiona para ajustarse por debajo del pedalier o por debajo de las vainas de cadena sin disminuir significativamente la distancia al suelo cuando está montado en una bicicleta. En una realización preferida, la altura del accionamiento eléctrico/del rodillo de contacto no es mayor que el radio de una rueda de cadena delantera común de una bicicleta. De acuerdo con este aspecto de la invención, el diámetro exterior del rodillo de contacto es de 30 - 80 mm, 40 - 60 mm o 45 - 55 mm. En la realización más preferida, el diámetro es de aproximadamente 50 mm. El rodillo de contacto o el accionamiento, respectivamente, se proporciona en una anchura significativamente menor que la distancia lateral entre las bielas de los pedales. En particular, la anchura del accionamiento de la invención no supera la anchura de la caja del pedalier. La anchura de la caja del pedalier es de aproximadamente 60 - 80 mm, preferentemente de aproximadamente 70 mm, 72 mm o 80 - 85 mm, dependiendo del fabricante. El motor y el rodillo están dispuestos para proporcionar una velocidad de rotación de 6,5 - 7 m/s de la superficie externa (denominada velocidad circunferencial) con una eficiencia que es, al menos, un 70%, 80%, 90% o 95% de la eficiencia máxima. Esta velocidad se proporciona en una tensión de accionamiento nominal correspondiente a una tensión nominal de una fuente de alimentación eléctrica, por ejemplo un paquete de baterías. La tensión nominal puede ser 7,2 V, 12 V, 24 V, 36 V, 48 V o similar. La eficiencia máxima del motor se produce a una velocidad de rotación por debajo de 6,5 - 7 m/s de la superficie externa, de manera que 6,5 -7 m/s está más allá de la velocidad vinculada con la eficiencia máxima. El diámetro D del rodillo de contacto en milímetros y la máxima velocidad de rotación permitida en N revoluciones por minuto del motor está preferentemente de acuerdo con I * D * N = 22... 35, 24... 32, o 25... 30 km/h. La máxima velocidad de rotación permitida en N revoluciones por minuto del motor está definida por la clasificación mecánica. Puede proporcionarse un control de velocidad (electrónico) adicional que limite la máxima velocidad x * D * N en 25 km/h, 30 km/h, 35 km/h o cualquier otro límite de velocidad legal.

Una realización específica de la invención comprende un diámetro de rodillo de 50 mm (± 10%, 25%, 50%). La realización específica del motor comprende, preferentemente, 14 polos y 12 ranuras/dientes, estando cada uno cargado con una bobina de 20 - 34 enrollamientos en configuración delta (también puede usarse una configuración en estrella equivalente de 11 - 20 enrollamientos). Esta realización específica de un diseño del motor (diseño de estátor/rotor) proporciona una máxima velocidad de rotación permitida de aproximadamente 26 (o 35 o 45) km/h (clasificación mecánica) y/o una eficiencia máxima a una velocidad de 20 -22 km/h. Más allá de esta máxima velocidad de rotación permitida, la potencia de salida disminuye rápidamente, formando de este modo una limitación de velocidad. El diseño de motor vinculado intrínsecamente con esta dependencia de la velocidad y la eficiencia se adapta a un límite de velocidad de las bicicletas eléctricas o pedelecs establecido por la legislación local. El motor puede comprender 10, 12, 14 o 16 bobinas y 10, 12, 14, 16 polos magnéticos respectivos. Cada bobina comprende una pluralidad de enrollamientos, por ejemplo, 20 - 40, 24 - 34 o aproximadamente 34 enrollamientos.

Además de los límites de velocidad y la potencia del diseño del motor la invención comprende, preferentemente, una unidad de control que desactiva o reduce la potencia del accionamiento eléctrico en velocidades superiores a una determinada velocidad. En un caso preferido, 25 km/h se corresponden con el límite de velocidad legal, en este caso de Europa. Este puede dimensionarse para cualquier otra velocidad para cumplir con cualquier legislación.

Adicionalmente, la invención puede comprender además un sensor de temperatura cerca del estátor del motor, un sensor del par en el motor y/o un sensor de velocidad en el rodillo de contacto o adaptado para disponerse en la bicicleta, que se conectan a una unidad de control. Se proporcionan unos valores máximos para el sensor de temperatura y el sensor de par. Si la temperatura detectada por el sensor de temperatura o el par detectado por el sensor de par supera el valor respectivo, la unidad de control (conectable a los sensores) se adapta para desactivar el accionamiento eléctrico (y, además, para retirar el rodillo de contacto de la rueda).

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, el accionamiento eléctrico puede usarse como un generador, en particular para transformar la energía cinética de la bicicleta en energía eléctrica. Esta energía regenerada puede almacenarse en un acumulador, que se usa como almacenamiento para energía de tracción o puede usarse para otros elementos eléctricos o electrónicos de la bicicleta (por ejemplo, un control de iluminación o para cargar cualquier otro dispositivo, por ejemplo, un teléfono móvil, un dispositivo GPS, un reproductor de música, un ordenador, etc.).

En una realización de la invención, el conjunto de montaje comprende un elemento de montaje de fuente de energía para conectar mecánicamente un conjunto de acumulador, es decir, un paquete de baterías. En otras realizaciones, el conjunto de acumulador se une al conjunto de montaje mediante el elemento de montaje de batería. El elemento de montaje de fuente de energía comprende, preferentemente, un elemento de encaje a presión liberable, comprendiendo la fuente de energía (paquete de baterías) un elemento de encaje a presión complementario.

La unidad eléctrica puede usarse para bicicletas, scooters, triciclos, sillas de ruedas o cualquier otro vehículo en base a ruedas o incluso en otras aplicaciones para accionar otra pieza giratoria (por ejemplo, un tambor de lavadora).

El accionamiento de la invención puede estar provisto de un interruptor de llave, es decir, una unidad de entrada de usuario, que permite establecer un límite de velocidad o un límite de potencia en el control del motor. El interruptor de llave comprende al menos una posición fuera de la carretera para velocidades por encima de un límite de velocidad, una posición de circulación pública en la que se activa el límite de velocidad legal, y una posición de velocidad baja, proporcionando la clavija un control parental al poder establecer un límite de velocidad seleccionable

o definible por debajo de un límite legal de velocidad o un límite de potencia por debajo de un valor nominal (por ejemplo, para controlar la velocidad máxima de los conductores no adultos).

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una aplicación de una realización de la presente invención.

La figura 2 muestra un motor eléctrico y un rodillo de contacto de una realización de la presente invención en una vista despiezada.

La figura 3 muestra una realización del accionamiento de la invención en una vista lateral.

Descripción detallada de los dibujos

La figura 1 muestra una aplicación del accionamiento eléctrico de la invención, en la que el accionamiento 20 eléctrico está montado en una bicicleta 10. El accionamiento 20 comprende un conjunto 30 de montaje, así como un rodillo 40 conectado al mismo a través de los brazos 50. Los brazos 50 están conectados de manera pivotante a los estribos 32 del conjunto de montaje en un punto 52 de pivote de los estribos 32. El conjunto de montaje comprende además una parte superior que tiene unos primeros elementos 60 de fijación. Los elementos 60 de fijación están montados en un componente de unión de la bicicleta adaptado para montar una pata de cabra en el mismo. Tal componente de unión puede ser un rebaje de pata de cabra o una placa que tiene un agujero de montaje. Como alternativa, el componente de unión de la bicicleta en el que pueden montarse los primeros elementos 60 de fijación puede proporcionarse mediante vainas de cadena. Como una alternativa adicional, el componente de unión de la bicicleta en el que pueden montarse los primeros elementos de fijación son vainas de sillín o un tubo de sillín de la bicicleta (no mostrados). En la figura 1, los primeros elementos 60 de fijación comprenden un espárrago con una rosca de tornillo externa que se extiende a través de un componente de unión correspondiente (por ejemplo, el lugar entre las vainas de cadena o una perforación dentro de una placa de montaje de pata de cabra) de la bicicleta.

Los brazos 50 están conectados a un árbol de montaje del motor abarcado por el rodillo 40 de contacto. El árbol de montaje está unido de manera fija a los brazos 50 con respecto a los movimientos giratorios, con el fin de generar una fuerza motriz en un punto 70 de contacto. En el punto 70 de contacto, el rodillo 40 de contacto entra en contacto con la rueda 12 trasera de la bicicleta 10. Además, el árbol de montaje está unido de manera fija a los brazos 50 con respecto a los movimientos de traslación, con el fin de generar una fuerza normal que impulse el rodillo 40 de contacto hacia la rueda 12, es decir, lejos del conjunto de montaje. La fuerza normal se genera mediante un elemento de tensión, que se realiza como un conjunto 80 de resorte en la realización mostrada en la figura 1. El elemento 80 de tensión está unido a uno de los estribos 32 en un punto 82 de anclaje de los estribos 32. El punto 82 de anclaje se desplaza con respecto al punto de pivote con el fin de permitir una fuerza de impulso del rodillo 40 de contacto en una dirección tangencial de los brazos 50.

La figura 2 muestra un motor eléctrico y un rodillo de contacto de una realización de la presente invención en una vista despiezada. El rodillo 132, 132’ de contacto (correspondiente al rodillo 40 de contacto de la figura 1) encierra la mayoría de las partes del motor, en particular todas las partes excepto los componentes de unión laterales. El motor comprende una pluralidad de elementos 110 de rotor magnéticos que están dispuestos circunferencialmente dentro de una superficie 134 interna del rodillo de contacto y unidos a la misma. Los elementos 110 de rotor magnéticos se extienden en paralelo al eje del motor y tienen la forma de una barra. El rodillo de contacto comprende un elemento en forma de un cilindro 132 hueco con una sección transversal cilíndrica. Este cuerpo 132 cilíndrico es de un material magnéticamente permeable para proporcionar una conexión de lazo magnética. Los elementos 110 de rotor magnéticos son equidistantes. Los elementos de rotor magnéticos son imanes permanentes y están fabricados de material magnético con una alta coercitividad. El cuerpo 132 cilíndrico es de un material magnético con una alta permeabilidad, por ejemplo un material ferromagnético, Mu-metal, permalloy, ferrita o similares o, al menos, comprende dicho material. El material magnético forma la superficie 134 interna del rodillo de contacto. En correspondencia con los elementos 110 de rotor magnéticos, se proporciona una armadura 120 como un parte del estátor, estando la armadura fabricada de un material magnéticamente permeable. La armadura comprende unos elementos 122 de núcleo y un material 124 magnético, que conecta magnéticamente los elementos 122 de núcleo. El material magnético proporciona una perforación 126 interna para unir la armadura a otros componentes del motor. Los enrollamientos de las bobinas (no mostrados por razones de claridad) abarcan los elementos de núcleo. Las líneas de alimentación eléctrica del motor 127 (solo se muestran en un ejemplo por razones de claridad) pasan a través del árbol 150 de montaje hueco y el cojinete 170. La armadura comprende además unas áreas 128 de polos externas orientadas hacia los elementos de rotor magnéticos. Con el fin de evitar la transmisión de vibraciones, se proporcionan dos elementos 140 de amortiguación, que están dispuestos dentro de la perforación 126 interna de la armadura, introduciéndose los elementos 140 de amortiguación desde lados opuestos en la perforación 126 interna de la armadura 120. Al menos uno de los elementos 140 de amortiguación es hueco con el fin de proporcionar un canal para las conexiones eléctricas en las bobinas dispuestas en la armadura 120. Además, los elementos 140 de amortiguación tienen la forma de un buje con el fin de recibir parcialmente los bujes 150 de montaje. Los elementos 140 de amortiguación y los bujes 150 de montaje pueden denominarse árbol de montaje. Las conexiones eléctricas entre las bobinas y el exterior del motor (no mostradas por razones de claridad) se extienden a través del árbol de montaje, es decir, a través del al menos uno de los elementos 140 de amortiguación y del al menos uno de los bujes 150 de montaje. Además, la perforación interna de la armadura 120, al menos uno de los bujes de montaje, o uno de los elementos de amortiguación, pueden estar provistos de perforaciones radiales a través de las que se extienden las conexiones eléctricas.

El rodillo de contacto comprende además dos tapas 132’ terminales que se acoplan lateralmente con el cuerpo 132 cilíndrico desde ambos lados del cuerpo cilíndrico. Cada tapa 132’ terminal proporciona un área 136 de soporte circunferencial externa que recibe un extremo del cuerpo 132 cilíndrico. El área 136 de soporte circunferencial externa está conectada a las secciones terminales laterales de la superficie 134 interna del cuerpo 132 cilíndrico, preferentemente por un ajuste a presión. Además, cada tapa 132’ terminal proporciona un área 138 de soporte circunferencial interna conectada a uno de los bujes 150 de montaje a través de uno de los elementos 140 de amortiguación. La superficie circunferencial externa de las tapas 132’ terminales comprende unas ranuras 137 circunferenciales para aumentar el área de superficie, dando como resultado un efecto de enfriamiento aumentado. Las tapas 132’ terminales y el cuerpo 132 cilíndrico son preferentemente del mismo material.

El accionamiento de la invención comprende, además, unos cojinetes 170 de rodadura, soportando cada cojinete de rodadura uno de los bujes 150 de montaje. Los lados internos de los cojinetes 170 de rodadura están en contacto con los bujes 150 de montaje, y los lados externos de los cojinetes 170 de rodadura están en contacto con el rodillo de contacto. En particular, los lados externos de los cojinetes 170 de rodadura están en contacto con las áreas 138 de soporte circunferenciales internas de las tapas 132’ terminales del rodillo de contacto.

Los elementos 151 de fijación que se extienden axialmente se proporcionan dentro de los bujes 150 de montaje, que están desplazados con respecto al eje 120. Los elementos 151 de fijación que se extienden axialmente son perforaciones roscadas que reciben los tornillos 180 que permiten unir el árbol de montaje (en particular: los bujes 150 de montaje) a un conjunto de montaje (no mostrado). Debido al desplazamiento, el estátor no puede girar en relación con el componente del conjunto de montaje, que entra directamente en contacto con el buje de montaje. Además, un elemento 182 de fijación axial que se extiende a lo largo del eje 120 se proporciona para unir el rodillo y el motor a un conjunto de montaje. Los elementos 154 de sellado se proporcionan para cubrir un hueco entre los elementos internos y externos del cojinete de rodadura, en los que se proporcionan las bolas o los cilindros del cojinete de rodadura.

Preferentemente, todos los elementos de la figura 2, excepto los tornillos 180 y el elemento 182 de fijación axial, se unen permanentemente entre sí, por ejemplo mediante un ajuste a presión.

En la figura 3, se muestra una realización del accionamiento de la invención en una vista lateral. La realización de la figura 3 comprende un motor y un rodillo de contacto similares a los de la realización representada en la figura 2. Además, el accionamiento mostrado en la figura 3 es similar al accionamiento mostrado en la figura 1.

El accionamiento eléctrico mostrado en la figura 3 comprende un rodillo 232 de contacto (similar al rodillo 132, 132’ de contacto de la figura 2). Una tapa 232’ terminal se extiende entre la superficie interna del rodillo 232 de contacto y un lado externo de un cojinete 270 de rodadura. El cojinete 270 de rodadura se asienta en un árbol de montaje (en particular: en un buje de montaje). Los elementos 251 de fijación en forma de tornillos unen el árbol de montaje a un brazo 250. En una realización alternativa (no mostrada), solo se proporciona un elemento de fijación desplazado radialmente con respecto al eje del árbol de montaje/de los bujes de montaje. En la figura 3, el accionamiento comprende dos brazos, cada uno en uno de los extremos axiales del motor/rodillo, mostrando la figura 3 solo uno de estos brazos debido a la representación en vista lateral. Los brazos son parte de un conjunto de montaje. El brazo 250 (así como el otro brazo, no mostrado) tiene un primer extremo en el que se conecta de manera pivotante a un punto de pivote de un estribo 232 lateral del conjunto de montaje. Debido a la representación en vista lateral, solo se muestra un estribo lateral de los dos estribos 232 laterales. En el primer extremo, el brazo 250 (así como el otro brazo, no mostrado) se conecta al estribo 232 a través de un cojinete 252’ pivotante. El cojinete 252’ pivotante se conecta a un punto 252 de pivote del estribo 232. El brazo 250 (así como el otro brazo) comprende además un segundo extremo opuesto al primer extremo en el que el brazo 250 se conecta al estátor (o árbol de montaje) del motor a través de los elementos 251 de fijación. En el segundo extremo del brazo 250, se proporcionan unos agujeros 254 pasantes a través de los que se extienden las conexiones eléctricas (no mostradas) a las bobinas de estátor (no mostradas).

El brazo comprende además un tope 290 (o contrafuerte) que tiene una ranura en la que se acopla un pasador conectado al estribo. Las dimensiones de la ranura definen el intervalo de movimiento del brazo 250.

Además, el conjunto de montaje mostrado en la figura 3 comprende un elemento de tensión en forma de un conjunto 280 de resorte, que conecta un punto 282 de anclaje del estribo 232 con una palanca 284. La palanca 284 está unida al brazo 250, en particular al segundo extremo del brazo 250, en el que también se une el árbol de montaje del motor al brazo 250. La palanca 284 se inclina hacia el brazo 250, en particular con un ángulo de aproximadamente 90º. La palanca 284 proporciona un desplazamiento perpendicular a la dirección en la que se extiende el brazo. Esto permite generar un fuerza normal que impulsa el rodillo de contacto desde el conjunto de montaje (es decir, desde los estribos 232) como resultado de la fuerza proporcionada por el conjunto de resorte. En el punto de anclaje, se proporciona un tornillo 286 de fijación con el fin de establecer y ajustar la tensión de empuje proporcionada por el elemento de tensión. En lugar de un tornillo de fijación, podría proporcionarse una pluralidad de puntos de conexión específicos con el fin de seleccionar la tensión de empuje de acuerdo con la localización del punto de ajuste seleccionado. Además, puede proporcionarse una pluralidad de puntos de anclaje, cuya selección define la curva característica de la presión e inclinación normal del brazo 250. Además, la longitud efectiva de la palanca 284 permite ajustar la curva característica. Por lo tanto, el punto de conexión entre el conjunto 280 de resorte y la palanca 284 podría ser un punto seleccionable, por ejemplo proporcionando una pluralidad de dichos puntos en la palanca 284, en el que uno de los puntos seleccionado se conecta al conjunto 280 de resorte. Puede proporcionarse una pluralidad de puntos mediante una secuencia de conjuntos o elementos de acoplamiento salientes. En general, cualquiera de los puntos en los que el elemento 280 de tensión ejerce su fuerza sobre el brazo 250 es distinto al eje del rodillo 232, o el punto 282 de anclaje es distinto al punto 252 de pivote, o ambos. Esto permite que el elemento de tensión genere una fuerza en una dirección tangencial del brazo con respecto al punto 252 de pivote. La orientación entre el punto 252 de pivote y el punto 282 de anclaje, así como la orientación de la palanca 284, define una fuerza normal de empuje así como una relación de incremento, ajustándose la fuerza normal de empuje de acuerdo con el coeficiente de fricción entre el rodillo de contacto y la rueda, y definiendo la relación de incremento el aumento de la fuerza normal en función del par motor suministrado por el accionamiento a la rueda. La relación de incremento, así como la fuerza normal de empuje, se ajustan de tal manera que, en un par motor máximo, la fuerza normal resultante es mayor que una fuerza mínima por debajo de la que se produce un deslizamiento entre el rodillo de contacto y la rueda. La fuerza mínima depende del par motor máximo y el coeficiente de fricción entre la rueda y el rodillo.

El conjunto de montaje comprende además una parte 261 superior que tiene unos primeros elementos 260 a-d de fijación. Estos primeros elementos de fijación son una placa 260a saliente, un perno o espárrago 260b roscado que se extiende desde la placa 260a saliente, una placa 260c de arandela a través de la que se extiende el espárrago 260b, y una tuerca 260d que tiene una rosca interna que se acopla a la rosca externa del espárrago 260b. El espárrago 260b tiene una longitud que le permite extenderse a través de un componente de unión complementario en un cuadro de bicicleta, estando la tuerca 260d y la arandela 260c adaptadas para montar los primeros elementos de fijación en los componentes de unión complementarios de un cuadro de bicicleta. Puede proporcionarse un elemento de amortiguación como una almohadilla o una lámina de material elástico por debajo de la placa 260c de arandela, por encima de la placa 260a saliente, o una combinación de las mismas. Tal elemento de amortiguación puede combinarse con elementos de amortiguación en el árbol de montaje (es decir, en el estátor). Además, puede proporcionarse un elemento de amortiguación en el brazo 250, como por ejemplo un soporte elástico en el punto 252 de pivote. En particular, el elemento de amortiguación puede combinarse con el cojinete 252’ de pivote, por ejemplo como un soporte elástico que recibe el cojinete 252’ de pivote.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Accionamiento (20) eléctrico para una bicicleta (10) que comprende un motor eléctrico y un rodillo (40; 132) de contacto que tiene una superficie de contacto externa, en el que el motor eléctrico comprende un estátor (120) que tiene una pluralidad de bobinas de estátor, así como unos elementos (110) de rotor magnéticos correspondientes, estando los elementos de rotor unidos de manera fija a una superficie (134) interna del rodillo (132) de contacto, en el que el rodillo de contacto encierra el estátor.

2. 2.

   Accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el estátor está provisto de un árbol (140, 150) de montaje unido de manera fija a las bobinas de estátor, en el que el árbol de montaje se extiende longitudinalmente a través del rodillo (132) de contacto y comprende dos secciones (151, 182) de unión en los extremos opuestos del rodillo (132) de contacto.

3. 3.

   Accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende, además, unos cojinetes (170) de rodadura primero y segundo que conectan el árbol (140, 150) de montaje y el rodillo (132) de contacto en las posiciones longitudinales opuestas del árbol de montaje, en el que los cojinetes primero y segundo tienen sustancialmente las mismas dimensiones, rendimiento, índice de carga y/o vida útil.

4. 4.

   Accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el árbol de montaje comprende al menos una sección longitudinal, en el que el árbol (150) de montaje es hueco y define un canal interno en el que se localiza una línea (127) de alimentación eléctrica, en el que la línea de alimentación se extiende a través de al menos una de las secciones terminales del árbol de montaje, y en el que la línea de alimentación está conectada directamente a las bobinas de estátor o los enrollamientos de las mismas o en el que la línea de alimentación está conectada a un circuito de control de motor sin escobillas localizado dentro del rodillo de contacto, controlando el circuito de control de motor sin escobillas las bobinas de estátor conectadas con el mismo.

5. 5.

   Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el accionamiento eléctrico comprende, además, al menos una superficie (137) de enfriamiento en un extremo de la superficie de contacto externa que tiene ranuras, en el que el accionamiento eléctrico comprende, además, al menos un elemento

   (154) de cubierta que cubre el estátor en una cara terminal y/o en una cara frontal del estátor.
6. 6. Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, un conjunto de montaje adaptado para montarse en un elemento de montaje de pata de cabra de un cuadro de bicicleta

   o un conjunto de montaje que tiene una parte (261) superior, en el que se proporcionan unos primeros elementos (260a-d) de fijación, en el que los primeros elementos de fijación están adaptados para unirse a un rebaje de pata de cabra, preferentemente una placa atornillable de aproximadamente 62 x 30 mm o de 56 x 33 mm ± 5%, 2% o 1%, o en particular, una parte superior con una perforación o un agujero de ranura que tiene un diámetro o una anchura, respectivamente, de 10 mm ± 5%, 2% o 1%, o de manera ventajosa un espárrago (260b) que se extiende desde el conjunto de montaje, que está provisto de una rosca de tornillo externa que tiene un diámetro de preferentemente 10 mm ± 5%, 2% o 1%, o un conjunto de montaje que comprende un elemento de fijación de soporte adaptado para proporcionar una conexión mecánica a las dos vainas de cadena de un cuadro de bicicleta, en particular a una sección terminal de las vainas de cadena que se apoya en un pedalier de una bicicleta.
7. 7. Accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el conjunto de montaje comprende, además, dos estribos (232) laterales que se extienden desde la parte (261) superior; en el que los segundos elementos de fijación del conjunto de montaje comprenden dos brazos (250), que están conectados de manera pivotante a los estribos laterales en los primeros extremos de los brazos (250) y están conectados al estátor o al árbol de montaje o a los bujes de montaje en los segundos extremos de los brazos opuestos a los primeros extremos, comprendiendo los segundos elementos de fijación, además, un elemento (280) de tensión que conecta uno de los segundos extremos de los brazos o el estátor a uno de los estribos (232) laterales, preferentemente en una localización (282) de uno de los estribos (232) laterales, que está más cerca de la parte (261) superior que los primeros extremos del brazo, ejerciendo el elemento (280) de tensión una fuerza elástica sobre el estátor o sobre los segundos extremos de los brazos hacia el estribo lateral en el que está conectado el elemento (280) de tensión, en el que los brazos

   (250) tienen una longitud de preferentemente 35 - 100 mm.
8. 8. Accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el elemento (280) de tensión comprende un resorte, un cable bowden, un servomotor, un solenoide, un elemento neumático o hidráulico o una combinación de los mismos, y en el que el accionamiento eléctrico comprende preferentemente, además, un control conectado al elemento de tensión, siendo el control un control mecánico, preferentemente en forma de un cable bowden, o siendo un control eléctrico, en el que el control está adaptado para controlar la orientación de los brazos proporcionando un modo de acoplamiento, en el que se ejerce una fuerza sobre los brazos dirigida lejos del conjunto de montaje proporcionada por el elemento de tensión, así como un modo de desacoplamiento, en el que el elemento de tensión

   o el control coloca el rodillo de contacto hacia el conjunto de montaje.

9. 9.

   Accionamiento eléctrico de acuerdo con la reivindicación 6, 7 u 8, en el que el conjunto de montaje comprende un ajuste a presión que conecta la parte superior a una base del conjunto de montaje adaptada para unirse de manera

   fija a la bicicleta, comprendiendo el ajuste a presión, además, un elemento de liberación rápida, cuyo accionamiento libera la conexión proporcionada por el ajuste a presión, en el que el conjunto de montaje comprende, además, un tope, una guía o ambos, proporcionando el tope o la guía, respectivamente, una posición de encaje a presión para la parte superior o para un elemento de guía unido a la parte superior.

10. 10.

    Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 - 9, en el que el motor es un motor sin escobillas eléctrico, comprendiendo el accionamiento, además, un controlador de motor sin escobillas y unos interruptores de etapa de salida conectados con el mismo que forman un circuito de control de motor sin escobillas, estando los interruptores de etapa de salida acoplados con las bobinas de estátor o los enrollamientos de las mismas, en el que los interruptores de etapa de salida, o los interruptores de etapa de salida así como el controlador de motor sin escobillas, se alojan dentro del conjunto de montaje y en el que los interruptores de etapa de salida son interruptores semiconductores que están en conexión térmica con el conjunto de montaje.

11. 11.

    Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 - 10, en el que se proporciona un elemento de amortiguación mecánico dentro del conjunto de montaje en la parte superior que proporciona contacto con una bicicleta, o en el que el elemento de amortiguación se proporciona dentro de los componentes del conjunto de montaje que conectan la parte superior y el estátor, o en el que el elemento de amortiguación está dispuesto en o dentro de un árbol (140) de montaje, en el que el elemento de amortiguación comprende un material elástico o es una construcción elástica adaptada para absorber las vibraciones.

12. 12.

    Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el diámetro exterior del rodillo (132) de contacto es de 30 - 80 mm, 40 - 60 mm o 45 - 55 mm, y en el que el motor y el rodillo están dispuestos para proporcionar una velocidad de rotación de 6,5 - 7 m/s de la superficie externa con una eficiencia que es, al menos, un 80%, 90% o 95% de la eficiencia máxima, en el que la eficiencia máxima del motor se produce a una velocidad de rotación menor de 6,5 - 7 m/s de la superficie externa.

13. 13.

    Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el accionamiento comprende, además, al menos un elemento (154) de sellado en las caras terminales del estátor (120) o del rodillo

    (134) de contacto, o en el que el accionamiento eléctrico está provisto de unos cojinetes (170) de rodadura primero y segundo que soportan el rodillo frente al estátor o el árbol de montaje, en el que el cojinete de rodadura es un cojinete blindado.

14. 14.

    Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el accionamiento eléctrico comprende, además, un interruptor eléctrico localizado dentro de o en un conjunto de montaje, o localizado en un elemento de accionamiento de un cable bowden que controla la posición del rodillo de contacto, en el que el interruptor es un interruptor principal que conecta una fuente de alimentación eléctrica al motor y en el que el interruptor es un interruptor sellado o un interruptor no sellado, o en el que el accionamiento eléctrico comprende, además, un interruptor de llave conectado a un control del motor, en el que el interruptor de llave y el control están dispuestos para permitir distintos límites de velocidad, que pueden seleccionarse mediante la posición del interruptor de llave, en el que los límites de velocidad comprenden, preferentemente, al menos uno de entre un límite de velocidad legal, un límite de velocidad fuera de la carretera y un límite de velocidad baja.

15. 15.

    Un accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de montaje comprende un elemento de montaje de fuente de energía para conectar mecánicamente una fuente de energía, en particular un conjunto de acumulador, en el que elemento de montaje de fuente de energía comprende un elemento de encaje a presión liberable adaptado para recibir un elemento de encaje a presión complementario de la fuente de energía.