ES2860756T3 - Acoplamiento entre una batería eléctrica y un cuadro de una bicicleta eléctrica, bicicleta eléctrica y proceso de acoplamiento - Google Patents

Acoplamiento entre una batería eléctrica y un cuadro de una bicicleta eléctrica, bicicleta eléctrica y proceso de acoplamiento Download PDF

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Abstract

Un acoplamiento entre una batería eléctrica (1) y un cuadro de una bicicleta eléctrica, del tipo de acoplamiento en el que la batería eléctrica (1) se introduce en un alojamiento (2) de un tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta eléctrica, caracterizado por que la batería eléctrica (1) presenta, en, al menos, una de dos caras menores (1.1), una conicidad en recíproca correspondencia con una conicidad que presenta, al menos, una de dos caras menores (2.1) del alojamiento (2); de manera que al introducirse la batería eléctrica (1) en el alojamiento (2), las caras menores (1.1 y 2.1) en conicidad entran en correspondencia recíproca estableciendo un acoplamiento a modo de cola de milano entre la batería eléctrica (1) y el tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta que la aloja.

Description

DESCRIPCIÓN
Acoplamiento entre una batería eléctrica y un cuadro de una bicicleta eléctrica, bicicleta eléctrica y proceso de acoplamiento
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la formación estructural de bicicletas eléctricas y, en particular, con el montaje de una batería eléctrica para la alimentación de un motor de accionamiento para la propulsión en este tipo de bicicletas, proponiendo un acoplamiento entre una batería eléctrica y un cuadro de una bicicleta eléctrica que mejora las características de las bicicletas eléctricas.
Estado de la técnica
El accionamiento de propulsión de las bicicletas eléctricas se actúa convencionalmente mediante un motor eléctrico, el cual es alimentado para su funcionamiento por una batería eléctrica que se incorpora en el conjunto estructural de la bicicleta, generalmente en su cuadro.
Para ello, una solución de incorporación de la batería eléctrica de alimentación del motor de accionamiento de la propulsión en las bicicletas eléctricas es sujetar la batería eléctrica con una fijación de cualquier tipo en una posición externa sobre el cuadro de la bicicleta; lo cual tiene el inconveniente de que la batería eléctrica queda expuesta a fáciles manipulaciones y robo por personas ajenas, así como a influencias perjudiciales de los agentes atmosféricos.
Para eliminar este inconveniente, se han desarrollado soluciones de integración de la batería eléctrica dentro de alguno de los elementos componentes del cuadro de la bicicleta; tal como la realización, por ejemplo, que propone el documento WO03/022671, que dispone una batería eléctrica en el interior del tubo diagonal del cuadro de la bicicleta, con lo cual la batería eléctrica queda protegida y oculta, salvando los inconvenientes de las soluciones de disposición externa de la batería eléctrica en las bicicletas. No obstante, esta solución dispone la batería eléctrica en un montaje fijo dentro del tubo diagonal del cuadro, lo cual hace dificultoso el desmontaje y la sustitución de la batería eléctrica en caso de mantenimiento, y para la recarga de la batería eléctrica obliga al traslado de la bicicleta completa hasta donde se disponga de un punto de conexión para recargar la batería. Además, el acceso a la batería eléctrica se realiza por la parte inferior del tubo diagonal del cuadro, lo cual obliga a voltear la bicicleta en caso de requerir acceder a la batería eléctrica, con el consiguiente daño estructural que pueden sufrir el manillar y el sillín en el proceso.
El documento WO99/26837 propone otra solución de incorporación de una batería eléctrica dentro del tubo diagonal del cuadro de una bicicleta, disponiendo la batería eléctrica insertada por la parte inferior del tubo diagonal del cuadro que confluye en el eje pedalier de la bicicleta, en el que el alojamiento de la batería eléctrica se cierra con un tapón que se acopla en la embocadura del alojamiento. Esta solución facilita la extracción de la batería eléctrica, para llevarla a recargar hasta un punto de conexión de recarga, sin necesidad de tener que desplazar la bicicleta hasta el lugar de recarga; pero tiene el inconveniente de que, para determinar el alojamiento de la batería, es necesario desplazar el montaje del eje pedalier de la bicicleta a una posición por encima, o por debajo, de la confluencia de las barras que conforman el cuadro de la bicicleta, con lo cual el eje pedalier queda en un montaje de menos resistencia que en una bicicleta convencional, además de la modificación estructural necesaria de la bicicleta para dicho montaje.
La patente europea EP 2913261, de la misma titular que la presente invención, proponía, para salvar los inconvenientes anteriores, un cuadro de bicicleta eléctrica, que comprende un tubo diagonal con un alojamiento definido en su interior en el que está insertado un conjunto de batería eléctrica y en el que el alojamiento del tubo diagonal tiene una embocadura de inserción en su parte superior para la introducción del conjunto de batería eléctrica.
La patente alemana DE 102013 108313 plantea una solución en la que también existe un alojamiento en el cuadro de la bicicleta, para alojar la batería, presentando este alojamiento unos medios de cierre.
La patente WO2015/039785 divulga también un alojamiento con una tapa pivotante que lleva un cierre, el cual en su posición operativa se fija al bastidor de la bicicleta. El modelo de utilidad chino CN2030 64153U también propone un alojamiento con una tapa provista de medios de cierre.
El documento KR 2015 0128014 A divulga los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 7.
En definitiva, todas estas soluciones que proponen un alojamiento en la estructura del cuadro de la bicicleta incorporan soluciones de cierre de dicho alojamiento, con una tapa provista de medios de cierre, lo que conlleva una diversidad de piezas, complejidad en el montaje, puntos de depósito de la suciedad y problemas de mantenimiento.
Objeto de la invención
De conformidad con la presente invención, se propone un acoplamiento entre una batería eléctrica y un cuadro de una bicicleta eléctrica en el que la batería eléctrica se introduce en un alojamiento definido en un tubo diagonal del cuadro de la bicicleta eléctrica, en donde la batería eléctrica presenta, en, al menos, una de sus dos caras menores, una conicidad en recíproca correspondencia con una conicidad que presenta, al menos, una de las dos caras menores del alojamiento; de manera que al introducirse la batería eléctrica en el alojamiento, las caras menores en conicidad entran en correspondencia recíproca, estableciendo un acoplamiento a modo de cola de milano entre la batería eléctrica y el tubo diagonal del cuadro de la bicicleta.
Además, en la base de la batería y en la base del alojamiento del tubo diagonal del cuadro de la bicicleta que ha de quedar enfrentada a esa base, existen unos medios que permiten establecer un acoplamiento recíproco tipo machihembrado que posibilita el giro radial guiado de la batería eléctrica respecto del alojamiento, pudiendo ser dichos medios, por ejemplo, una cavidad y un pivote alojable en dicha cavidad.
Con esta solución de alojamiento cónico invertido y configuración en correspondencia de la batería, a diferencia de las soluciones actuales, se absorben los movimientos de vibración verticales de la bicicleta en su uso cotidiano, impidiendo que la batería se mueva en vertical e impidiendo perder las conexiones. Por lo tanto, se solventan los problemas de ajuste de la batería en sentido vertical.
Por otro lado, la manera de insertar la batería de lado y fijarla mediante una rotación permite acercar el tubo superior del cuadro de la bicicleta al tubo diagonal tanto como lo permita la dimensión longitudinal o la altura del pivote de giro. Con este montaje lateral en lugar de un montaje con desplazamiento ascendente como ocurre en la mayoría de las soluciones convencionales, en las que se tira de la batería desde un extremo hacia arriba, se suprime el riesgo de tocar con la batería en el tubo superior.
En definitiva, se trata de un montaje en el que se aprovecha al máximo el espacio entre el tubo diagonal y el tubo superior del cuadro de la bicicleta.
Con este montaje, la batería queda asegurada frente a los movimientos en dirección vertical, que son los más habituales que soporta una bicicleta al realizar saltos, superar obstáculos, etc. Sin embargo, se ha previsto que la batería eléctrica y el alojamiento comprendan medios de enganche que impidan el giro radial involuntario de la batería eléctrica una vez montada en el alojamiento, pudiendo ser dichos medios de enganche unas patillas que sobresalen desde las caras menores de la batería eléctrica y unos receptáculos definidos en las caras menores del alojamiento, siendo las patillas insertables en dichos receptáculos.
Asimismo, la invención también propone una bicicleta eléctrica que incorpora un acoplamiento, tal como el indicado.
Además, la invención también propone un proceso de acoplamiento entre la batería eléctrica y el correspondiente tubo diagonal del cuadro de la bicicleta, que comprende las siguientes fases:
- disposición de la batería eléctrica girada radialmente respecto del tubo diagonal que la va a alojar.
- acercamiento de la batería eléctrica al tubo diagonal hasta que los medios de acoplamiento entran en recíproca correspondencia.
- giro de la batería eléctrica hasta alinearla con el tubo diagonal para que entren en correspondencia las caras menores.
- fijación de la batería eléctrica en su posición de montaje.
Se consigue así una solución de acoplamiento para la batería eléctrica que es muy segura, que no requiere de elementos o medios de enganche o cierre complementarios, por lo que se simplifica en gran medida su aplicación, que permite un sencillo montaje y desmontaje de la batería y que posibilita que tanto la batería eléctrica como el tubo diagonal del cuadro en donde se aloja esta puedan presentar una superficie externa uniforme continua que impide el depósito de suciedad.
Descripción de las figuras
La figura 1 es una vista en alzado de un cuadro de bicicleta en el que una batería eléctrica se monta en un acoplamiento de un tubo diagonal de un cuadro de bicicleta eléctrica, de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2 es una vista como la de la figura 1, en donde el cuadro de la bicicleta no tiene un tubo superior.
La figura 3 es una vista lateral que muestra la batería eléctrica y el tubo diagonal del cuadro sin haber sido acoplados.
La figura 4 es una vista en planta superior y esquemática que muestra la batería eléctrica girada sobre el acoplamiento del tubo diagonal una vez que un pivote ha entrado en una cavidad.
La figura 5 es una vista como la de la figura 4, pero con la batería eléctrica en línea respecto del acoplamiento del tubo diagonal.
La figura 6 es una vista como la de la figura 3, pero con el conjunto de batería eléctrica ya acoplada en el alojamiento del tubo diagonal.
La figura 7 es una vista en perspectiva de la batería eléctrica sin acoplar en el tubo diagonal, de acuerdo con una variante de realización práctica.
La figura 8 es una vista como la de la figura 7, con la batería eléctrica girada sobre el acoplamiento del tubo diagonal, pero en donde el pivote ya se encuentra insertado en la cavidad.
La figura 9 es una vista como las dos anteriores, pero con la batería eléctrica ya acoplada correctamente en el tubo diagonal.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere al acoplamiento de una batería eléctrica (1) de una bicicleta eléctrica en un alojamiento (2) del correspondiente tubo del cuadro de dicha bicicleta, preferentemente un tubo diagonal (3). La invención también se refiere a la propia bicicleta, que presenta este acoplamiento, y al proceso para realizar este acoplamiento.
El alojamiento (2) está abierto por sus caras mayores y comprende una base (2.2) y dos caras menores (2.1). De acuerdo con la presente invención, al menos una de las dos caras menores (2.1) contrapuestas se configura con una conicidad invertida a modo de media cola de milano.
Por su parte, la batería eléctrica (1) comprende una base (1.2) y dos caras menores (1.1) laterales. En correspondencia con la configuración del alojamiento (2), al menos una de dichas caras menores (1.1) tiene una configuración en conicidad invertida.
En las figuras 3 a 6, se representa un ejemplo de realización práctica no limitante, de acuerdo con el cual las dos caras menores (2.1) del alojamiento (2) presentan una conicidad invertida y, en reciprocidad con esta configuración, también las dos caras menores (1.1) de la batería eléctrica (1) ofrecen esa misma configuración en conicidad invertida, lo que permite, como se describirá más en detalle posteriormente, un acoplamiento a modo de cola milano entre la batería eléctrica (1) y las caras menores (2.1) del alojamiento (2) del tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta eléctrica.
En la base (1.2) de la batería eléctrica (1) y en la base (2.2) del alojamiento (2) hay unos medios que permiten establecer un acoplamiento recíproco tipo machihembrado que posibilita el giro radial guiado de la batería eléctrica (1) respecto del alojamiento (2).
Preferentemente, tal y como se aprecia en la figura 3, de la base (1.2) de la batería eléctrica (1) sobresale un pivote (6) central; mientras que, en la base (2.2) del alojamiento (2), hay una cavidad (7) central en correspondencia con dicho pivote (6).
Con la batería eléctrica (1) dispuesta girada radialmente respecto del alojamiento (2), tal y como se representa en la figura 4, es posible aproximar la batería eléctrica (1) al alojamiento (2) del tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta hasta que el pivote (6) penetre en la cavidad (7). En ese momento, se puede proceder al giro de la batería eléctrica (1), tal y como se muestra en la figura 4; de manera que la batería eléctrica (1) gira radialmente alrededor de un eje (5) hasta que quede alineada con el tubo diagonal (3), tal y como se representa en las figuras 5 y 6. Al llegar a esta posición, las dos caras menores (1.1) de la batería eléctrica (1) entran en correspondencia con las dos caras menores (2.1) del alojamiento (2), estableciéndose un acoplamiento entre la batería eléctrica (1) y el tubo diagonal (3) que impide los desplazamientos de la batería eléctrica (1) en la dirección del eje (5).
La batería eléctrica (1) y el alojamiento (2) presentan unos medios de enganche que impiden el giro radial involuntario de la batería eléctrica (1) una vez acoplada en el alojamiento (2).
Preferentemente, dichos medios de enganche pueden ser unas patillas (9) que sobresalen desde las caras menores (1.1) de la batería eléctrica (1) y unos receptáculos (10) definidos en las caras menores (2.1) del alojamiento (2), siendo las patillas (9) insertables en dichos receptáculos (10). De ese modo, cuando la batería eléctrica (1) queda montada, tal y como se aprecia en la figura 5, las patillas (9) penetran en los receptáculos (10), dando origen a un enganche que impide el movimiento radial involuntario de la batería eléctrica (1) necesario para su desmontaje, si no es que el usuario actúa sobre la batería eléctrica (1) forzando que se libere ese enganche.
Asimismo, en lugar de dos patillas (9) y dos receptáculos (10), podrían existir únicamente una patilla (9) y un receptáculo (10) en correspondencia, siempre y cuando se consiga una retención radial suficiente de la batería eléctrica (1) en su alojamiento (2).
Además, los medios de enganche podrían ser otros elementos cualesquiera que provoquen un enganche convencional, tal como, por ejemplo, elementos que provoquen el enganche mediante clipeado elástico. Por ejemplo, estos medios alternativos de enganche podrían situarse en las bases (1.2) y (2.2) de la batería eléctrica (1) y del alojamiento (2) respectivamente; o en el pivote (6) y en la cavidad (7) o en cualquier otra ubicación que, mediante rozamiento, clipeado elástico o solución similar convencional establezca la retención de la batería eléctrica (1) en el alojamiento (2).
Se ha previsto que, además de este enganche de la batería eléctrica (1), se dote al conjunto del acoplamiento de una cerradura convencional no representada, para impedir que, cuando la bicicleta está aparcada teniendo montada la batería eléctrica (1) y el usuario no esté junto a su bicicleta, un tercero pueda soltar y llevarse la batería eléctrica (1).
Asimismo, en estas figuras 3 a 6 se ha representado un ejemplo de realización práctica, de acuerdo con el cual las dos caras menores (1.1) de la batería eléctrica (1) y las dos caras menores (2.1) del alojamiento (2) presentan una conicidad invertida para dar lugar a un acoplamiento a modo de cola de milano. Sin embargo, dicha conicidad invertida podría presentarse únicamente en una de las caras menores (1.1) y en su correspondiente cara menor (2.1), tal y como se representa en las figuras 7 a 9.
En este caso, el acoplamiento sería en media cola de milano. Es más, tal y como se aprecia en la figura 7 se ha previsto que no toda la superficie de las caras menores (1.1) y (2.1) tenga que ser en conicidad, si no que pueda combinarse la conicidad con partes rectas (1.3) y (2.3) o incluso con otras configuraciones.
En las figuras 7 a 9 se muestra cómo se realiza el proceso de montaje de la batería eléctrica (1) en el tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta. Así, en la figura 7 se muestra cómo se realiza el acercamiento de la batería eléctrica (1) hacia el tubo diagonal (3), estando girada la batería eléctrica (1) respecto del tubo diagonal (3). En la figura 8 se muestra cómo, una vez que se ha producido la inserción del pivote (6) en la cavidad (7), puede girarse la batería eléctrica (1) hasta llegar a la disposición de la figura 9, en la que la batería eléctrica (1) queda ya alineada con el tubo diagonal (3) y montada en el alojamiento (2) de dicho tubo diagonal (3).
Con este montaje, la batería eléctrica (1) no puede salirse de su alojamiento (2) en la dirección del eje (5) que es donde se producen los esfuerzos más importantes a soportar, por los saltos que puede dar una bicicleta, vibraciones, superación de obstáculos, etc.
También en esta figura 7 se puede apreciar como la batería eléctrica (1) y el tubo diagonal (3) quedan en una perfecta continuidad, con una superficie exterior uniforme y sin huecos en los que se pueda depositar la suciedad.
En la figura 1 se muestra la batería eléctrica (1) ya montada en el cuadro de una bicicleta, para poder apreciar que por el montaje lateral que se hace de la batería eléctrica (1), la distancia entre el tubo diagonal (3) y un tubo superior (4) del cuadro de la bicicleta puede ser mínima, sin riesgo de que la batería eléctrica (1) colisione contra el tubo (4) en el montaje o desmontaje de la batería eléctrica (1). Prácticamente esta separación únicamente vendría limitada por la longitud del pivote (6).
En la figura 2 se muestra la batería eléctrica (1) montada en un cuadro de bicicleta que no incorpora tubo superior (4).

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un acoplamiento entre una batería eléctrica (1) y un cuadro de una bicicleta eléctrica, del tipo de acoplamiento en el que la batería eléctrica (1) se introduce en un alojamiento (2) de un tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta eléctrica, caracterizado por que la batería eléctrica (1) presenta, en, al menos, una de dos caras menores (1.1), una conicidad en recíproca correspondencia con una conicidad que presenta, al menos, una de dos caras menores (2.1) del alojamiento (2); de manera que al introducirse la batería eléctrica (1) en el alojamiento (2), las caras menores (1.1 y 2.1) en conicidad entran en correspondencia recíproca estableciendo un acoplamiento a modo de cola de milano entre la batería eléctrica (1) y el tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta que la aloja.
2. El acoplamiento entre una batería eléctrica (1) y un cuadro de una bicicleta eléctrica, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde en una base (1.2) de la batería eléctrica (1) y en la base (2.2) del alojamiento (2) hay unos medios que permiten establecer un acoplamiento recíproco tipo machihembrado que posibilita el giro radial guiado de la batería eléctrica (1) respecto del alojamiento (2).
3. El acoplamiento entre una batería eléctrica (1) y un cuadro de una bicicleta eléctrica, de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los medios que permiten establecer un acoplamiento recíproco tipo machihembrado son una cavidad (7) y un pivote (6) alojable en dicha cavidad (7).
4. El acoplamiento entre una batería eléctrica (1) y un cuadro de una bicicleta eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la batería eléctrica (1) y el alojamiento (2) comprenden medios de enganche que impiden el giro radial involuntario de la batería eléctrica (1), una vez montada en el alojamiento (2).
5. El acoplamiento entre una batería eléctrica (1) y un cuadro de una bicicleta eléctrica, de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dichos medios de enganche son unas patillas (9) que sobresalen desde las caras menores (1.1) de la batería eléctrica (1) y unos receptáculos (10) definidos en las caras menores (2.1) del alojamiento (2), siendo las patillas (9) insertables en dichos receptáculos (10).
6. Una bicicleta eléctrica que incorpora un acoplamiento entre la batería eléctrica (1) y el tubo diagonal (3) del cuadro de la bicicleta eléctrica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
7. Un proceso que utiliza el acoplamiento entre la batería eléctrica (1) y el alojamiento (2) del correspondiente tubo diagonal (3) del cuadro de una bicicleta, según se define en la reivindicación 1, caracterizado por que se desarrolla según las siguientes fases:
- disposición de la batería eléctrica (1) girada radialmente respecto del tubo diagonal (3) que la va a alojar.
- acercamiento de la batería eléctrica (1) al tubo diagonal (3) hasta que unos medios de acoplamiento (6, 7) de la batería eléctrica (1) y el alojamiento (2) entran en recíproca correspondencia.
- giro de la batería eléctrica (1) hasta alinearla con el tubo diagonal (3) para que entren en correspondencia las dos caras menores (1.1) de la batería eléctrica (1) y las dos caras menores (2.1) del alojamiento (2).
- fijación de la batería eléctrica (1) en su posición de montaje.
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