MXPA02011778A - Bateria para un vehiculo montable por ninos. - Google Patents

Bateria para un vehiculo montable por ninos.

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MXPA02011778A
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Chuck J Crofut
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Abstract

Se describe una bateria mejorada para vehiculos (10) montables por ninos. La bateria incluye un alojamiento sellado (28) que contiene un cortacircuito interno (60) que desconecta el flujo de energia de la bateria (44) hacia uno o mas motores (30) del vehiculo, despues del accionamiento. Despues del retiro del evento de accionamiento, el cortacircuito (60) se reajusta automaticamente para restablecer el circuito electrico que conecta la bateria (44) y uno o mas motores (30) del vehiculo. La bateria (44) puede incluir alternativamente un reajuste manual que es accesible externo al alojamiento (28). Adicionalmente, la bateria (44) puede tambien incluir un fusible monoestable interno para proteger contra la falla catastrofica de la bateria (44).

Description

BATERÍA PARA UN VEHÍCULO MONTABLE POR NIÑOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a los vehículos montables , energizados para niños, y más particularmente una batería para un vehículo montable por niños .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los vehículos montables energizados para niños, utilizan típicamente una batería recargable que suministra energía a un motor eléctrico que impulsa una o más ruedas sobre el vehículo. Un conductor infantil puede controlar el movimiento del vehículo al pisar o liberar un interruptor de pedal para pie, interpuesto entre la batería y el motor. Los vehículos para montar están sujetos a ser manejados sobre una variedad de superficies, incluyendo concreto, tierra y pasto, así como hacia arriba y hacia abajo de colinas. Como resultado, los requerimientos de energía para los vehículos de montar varían dramáticamente durante la operación. En particular, cuando el nivel de manejo o pendiente abajo sobre superficies duras, el motor extrae relativamente poca corriente, tal como una corriente de 2-5 amperios. No obstante, cuando se viaja colina arriba o sobre superficies no lisas como pasto y tierra es requerida sustancialmente más corriente. Similarmente, cuando un niño arranca instantáneamente el vehículo a toda velocidad, tal como al pisar el pedal desde una posición no accionada hacia una posición completamente accionada es extraída una corriente instantánea muy grande de la batería. Esta corriente típicamente puede ser de aproximadamente 100 amperios. De este modo, el motor, los interruptores, la batería y el cableado deben ser capaces de manejar corrientes relativamente altas . No obstante, los vehículos necesitan todavía protegerse contra los cortocircuitos, las sobrecargas de corriente y otras condiciones de la batería que pueden dañar el vehículo, así como a su conductor. En el pasado, las baterías con fusibles externamente accesibles han sido utilizadas con vehículos para montar por niños. Cuando ocurre un evento de disparo, el fusible se quema y necesita ser reemplazado antes de que pueda reasumirse la operación de energizamiento del vehículo. Debido a que los fusibles son externamente accesibles, los adultos y niños son capaces de tener acceso a los fusibles, el portador que recibe el fusible, y en algunas modalidades, el cableado que interconecta el fusible con el resto de la batería. Este acceso es indeseable debido a que objetos diferentes de los fusibles aceptables pueden ser utilizados cuando un fusible aceptable no está disponible. Esto solo puede dar como resultado daño al usuario, a la batería o al vehículo. Esto puede también dar como resultado la soltura de las terminales utilizadas para conectar el fusible con la batería. Además, esto puede dejar a la batería no protegida contra cortocircuitos y sobrecargas. Similarmente, los adultos o niños pueden ser heridos o dañados, o la batería puede ser dañada, si el adulto o el niño tiene acceso al cableado de la batería, a las celdas y a otros componentes que están normalmente alojados dentro de su coraza o armazón.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una batería mejorada para vehículos montables por niños, la batería incluye un alojamiento sellado que contiene un cortacircuito interno que desconecta el flujo de energía proveniente de la batería hacia uno o más motores del vehículo, después del accionamiento. Después del retiro el evento de accionamiento, el cortacircuito se reajusta automáticamente para reestablecer el circuito eléctrico que conecta la batería y uno o más motores del vehículo. La batería puede incluir alternativamente un reajuste manual que es accesible externamente del alojamiento. Adicionalmente, la batería puede también incluir un fusible interno monoestable o no reajustable. Muchas otras características de la presente invención se volverán evidentes para aquellos expertos en la técnica, después de hacer referencia a la descripción detallada siguiente, y a las láminas de los dibujos anexas, en las cuales las modalidades preferidas que incorporan los principios de esta invención son descritas como ejemplos ilustrativos únicamente .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en planta superior de un vehículo energizado, montable por niños, de acuerdo a la presente invención. La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema eléctrico del vehículo de la figura 1.
La figura 3 es una vista de elevación lateral esquemática de una modalidad de la batería de la figura 2. La figura 4 es una vista en elevación lateral esquemática de otra modalidad más de la batería de la figura 2. La figura 5 es una vista en elevación lateral esquemática de otra modalidad más de la batería de acuerdo a la presente invención. La figura 6 es una vista en perspectiva, en despiece, de una batería de acuerdo a la presente invención. La figura 7 es una vista en elevación lateral esquemática de otra modalidad más de una batería de acuerdo a la presente invención. La figura 8 es una vista en elevación lateral, esquemática, de otra modalidad más de una batería de acuerdo a la presente invención. La figura 9 es una vista en elevación lateral, esquemática de otra modalidad más de la batería de la figura 8.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Y MEJOR MODALIDAD DE LA INVENCIÓN Un vehículo montable por niños, energizado, de acuerdo a la presente invención, es mostrado en general en 10 en la figura 1. El vehículo 10 incluye un cuerpo o chasis 12, una pluralidad de ruedas 14, un montaje de dirección 16, un control de velocidad 18 y un asiento 20 de tamaño adecuado para acomodar a un niño. Como es mostrado, el cuerpo 12 se asemeja en general a un automóvil de tamaño real y completo. Se debe entender, no obstante, que los vehículos montables por niños son vehículos a escala reducida diseñados para ser operados por niños a velocidades muy reducidas, en comparación a los automóviles de tamaño real. Típicamente, los vehículos son de tamaño adecuado para acomodar a uno o dos niños pequeños, y están adaptados para ser manejados a velocidades de unos cuantos kilómetros por hora. La forma del cuerpo 12 puede variar para asemejarse a varios vehículos de tamaño real, tales como automóviles, camiones, motocicletas, vehículos de todo terreno y similares. El cuerpo 12 típicamente está parcialmente formado de plástico, y a menudo es al menos sustancialmente formado de plástico. El montaje de dirección 16 se comunica con al menos una de las ruedas del vehículo para controlar la dirección a la cual gira el vehículo durante la operación energizada. Típicamente, el montaje de dirección incluye una columna de dirección 22 que se acopla a una o más de las ruedas del vehículo, o a los ejes 24, después de los cuales están montadas las ruedas. Como se muestra en la figura 1, el montaje de dirección 16 toma la forma de un volante 26. El montaje de dirección 16 puede tener otras formas diferentes al volante 26. Por ejemplo, el montaje de dirección puede incluir una palanca giratoria en vez de un volante. El control de velocidad 18 regula la velocidad a la cual el vehículo se mueve, al controlar selectivamente el flujo de la corriente desde una o más baterías 28 del vehículo, hacia uno o más motores 30 que están adaptados para impulsar las ruedas del vehículo. El control de velocidad 18 puede ser ya sea un control de dos o de tres posiciones o de encendido/apagado, o alternativamente puede ser capaz de variar las velocidades del vehículo, dependiendo de la posición relativa del control. Como se muestra, en el control de velocidad 18 incluye un pedal para pie 32, no obstante, éste puede también o alternativamente, incluir uno o más interruptores de encendido/apagado, interruptores delanteros e inversos, interruptores de alta y de baja velocidad. Similarmente, el control de velocidad puede ser colocado en cualquier sitio sobre el cuerpo del vehículo o sobre su montaje de dirección. En la figura 2, el sistema eléctrico del vehículo es mostrado en 40. Como se muestra, el sistema 40 incluye el control de velocidad 18 del vehículo, el motor o motores 30, y la batería o baterías 28. En la figura 2, el control de velocidad 18 es mostrado hacia el pedal de pie 32, y un interruptor de reversa 42. Como se muestra, la batería 28 incluye un alojamiento 44 que contiene una pluralidad de celdas 46 y un enchufe 48 que puede ser selectivamente acoplado a una clavija 50 correspondiente, para conectar eléctricamente la batería con el motor o motores 30 del vehículo. El enchufe 48 puede también ser utilizado para conectar eléctricamente la batería con un cargador 52, el cual como se muestra incluye una sonda de carga 54, y un transformador 56 en comunicación con una fuente de energía AC 58. Se debe entender que la batería 28 puede incluir una clavija, en oposición al enchufe 48. En esta versión, la clavija está adaptada para acoplarse con los enchufes correspondientes en la carga, y el resto del sistema eléctrico del vehículo.
También en la figura 2, se muestra un cortacircuitos 60, el cual está conectado a las celdas 46 de la batería dentro del alojamiento 44. El número de celdas en una batería particular 28 puede variar. Por ejemplo, la celdas de plomo-ácido son en general celdas de dos voltios que pueden ser acopladas entre sí para alcanzar el voltaje deseado para la batería. Para una batería de seis voltios, tres celdas están conectadas en series, para una batería de doce voltios, seis celdas son utilizadas, etc. En la figura 3, el cortacircuito es mostrado en serie entre las celdas 46. En la figura 4, el cortacircuito está conectado en serie externo a las celdas. También, en las figuras 3 y 4, se muestran también los enlaces 61 que interconectan las celdas 46, diferentes de aquellas conectadas por el cortacircuito 60. En contraste a un fusible, el cual debe ser reemplazado después de la sobrecarga, el cortacircuíto 60 puede ser reajustado después del enfriamiento, o después de que ha pasado el evento de accionamiento o la carga. El cortacircuito puede reajustarse automáticamente después del enfriamiento. Alternativamente, la batería 28 puede incluir un reajuste manual 62 que es accesible desde la parte externa del alojamiento 28 de la batería, tal como se muestra en la figura 5. Los ejemplos de los reajustes manuales 62 adecuados son interruptores, botones de empuje u otras palancas adecuadas que incluyen una porción 64 accesible al usuario, que puede ser accedida desde la parte externa del alojamiento de la batería, y una porción interna 66 que se comunica con el cortacircuito para reajustar el cortacircuito. Preferentemente, el alojamiento 44 es un alojamiento sellado que no puede ser abierto por un usuario. Como tal, el alojamiento 44 puede ser denominado como un alojamiento resistente a las manipulaciones ociosas o imprudentes. Específicamente, el alojamiento puede estar integralmente formado como una unidad monolítica, o más comúnmente es formada a partir de dos componentes que son sellados entre sí, tal como mediante soldadura ultrasónica, adhesivos, sujetadores permanentes (en oposición a los tornillos, tuercas de mariposa y otros sujetadores reutilizables) y similares. Por ejemplo, en la figura 5, el alojamiento 44 se muestra incluyendo un compartimiento principal 68 y una parte superior, o cubierta, 70 que es permanentemente asegurada al compartimiento principal después del montaje de los componentes internos de la batería. Debido a que el alojamiento 28 es sellado, esto elimina la posibilidad de que el usuario desvíe la protección de sobrecarga y con esto incrementa la seguridad de la batería y el vehículo. Esto hace también posible, pero no requiere, que los componentes de la batería sean cableados o de otro modo permanentemente asegurados entre sí debido a que los componentes no necesitan ser movidos uno con relación al otro. Por ejemplo, el cortacircuito puede ser directamente soldado o de otro modo acoplado a los postes de las celdas, con lo cual se eliminan los alambres que podrían proporcionar corto desprotegído de la batería. Una modalidad de la batería 28 es mostrada en la figura 6, para fines de ilustración. Como se muestra, el enchufe 48 de la batería está colocado en una depresión de enchufe 72. Los alambres 74 y 76 se extienden desde el enchufe 48 a lo largo de los canales 78 y 80 de encaminamiento de cables hacia los postes de celda positivo y negativo, 82 y 84. La batería también incluye una depresión 86 de cortacircuito en la cual están colocados los postes de plomo 88. Los postes de plomo están conectados a las celdas adyacentes 46 dentro de la batería. El cortacircuito 60 es recibido dentro de la depresión 86 del cortacircuito, y proporciona una conexión eléctrica entre los postes de plomo 88. Se debe entender que la construcción mostrada en la figura 4 es para fines de ilustración, y que puede ser utilizada cualquier otra construcción adecuada. Por ejemplo, la batería 28 puede tener una construcción interna que no incluye las depresiones 72 y 86. Otra modalidad más de la batería de la invención es mostrada en la figura 7, y en general indicada en 100. A no ser que se especifique de otro modo, la batería 100 contiene la misma estructura que la batería 28, y está también adaptada para el uso con un vehículo montable por niños . Además de la estructura descrita con respecto a la batería 28, la batería 100 incluye además un fusible interno 102 que no puede reajustarse después del accionamiento. Por lo tanto, si el fusible 102 es accionado, o quemado, la batería debe ser reemplazada debido a que el alojamiento sellado de la batería previene el retiro y el reemplazo del fusible. Como el cortacircuito previamente descrito, el fusible 102 puede acoplar entre sí a las celdas adyacentes. El fusible 102 puede ser conectado alternativamente externo a las celdas, o acoplado con el cortacircuito 60. El fusible 102 protege contra la "falla catastrófica" de la batería, tal como un cortacircuito entre las celdas, las cuales al no ser verificadas, podrían dañar severamente la batería, así como al vehículo y a sus usuarios. El fusible 102 está diseñado para accionar, o quemarse, a una extracción de corriente sostenida más alta que el cortacircuito 60. Por lo tanto, bajo operación normal, ni el cortacircuito ni el fusible son accionados. Cuando la corriente extraída alcanza una extracción sostenida que cede un primer umbral, el cortacircuito 60 es accionado para detener el flujo de corriente proveniente de la batería hacia el resto del sistema eléctrico del vehículo. No obstante, si la extracción de corriente continúa elevándose por arriba de un segundo umbral, mayor que el primer umbral, entonces es accionado el fusible 102. El cortacircuito 60 y el fusible 102 son adaptados para accionarse únicamente si la corriente extraída a través de éstos excede el umbral correspondiente por más de un intervalo de tiempo predeterminado. Esto es debido a que pueden existir extracciones de corta duración que exceden ambos umbrales, pero debido a su brevedad no imponen peligros a la batería, al vehículo o al usuario. Como un ejemplo, el cortacircuito 60 puede accionarse a un umbral en el intervalo de aproximadamente 35-40 amperios, pero el fusible 102 no puede accionarse hasta que sea alcanzada una extracción sostenida en el intervalo de 45 a 50 amperios. A pesar de esto, las extracciones instantáneas de hasta y mayores de 100 amperios pueden ser experimentadas, tales como cuando un vehículo en descanso es rápidamente impulsado a su velocidad plena máxima. Por lo tanto, el cortacircuito y el fusible deben ser sintonizados para requerir una extensión de corriente que sea sostenida por un periodo de tiempo más prolongado que aquellos experimentados para los pulsos recurrentes o sobretensiones que ocurren durante la operación normal del vehículo. Típicamente, estas sobretensiones o extracciones instantáneas duran algunos milisegundos, mientras que las extracciones sostenidas necesitan durar al menos un segundo, y muchas veces un periodo de tiempo de varios segundos, tal como en el intervalo de 2-5 segundos. Los periodos de tiempo y las corrientes de umbral fuera de los intervalos anteriores están dentro del alcance de la presente invención, siempre y cuando se satisfagan los requerimientos relativos discutidos anteriormente . En la figura 8, es mostrada otra modalidad más de la batería de la invención, e indicada en general en 110. De manera contraria a las baterías previamente discutidas, la batería 110 no contiene un cortacircuito interno. No obstante, éste no contiene un fusible interno 102 alojado dentro del alojamiento sellado de la batería, para proteger contra la falla catastrófica de la batería. La batería 110 puede incluir fusibles adicionales o cortacircuitos externos al alojamiento, tal como para proteger contra las sobrecargas que exceden las condiciones de operación normales de la batería, pero no son suficientemente significativas para accionar el fusible 102. En la figura 8, el fusible 102 está conectado en serie entre las celdas. En la figura 9, el fusible 102 está conectado en serie externo a las celdas. Se cree que la descripción divulgada anteriormente abarca múltiples invenciones distintas con utilidad independiente. Mientras que cada una de estas invenciones ha sido descrita en su forma preferida, las modalidades específicas de las mismas, como se describen y se ilustran en la presente no tienen que ser consideradas en un sentido limitante ya que son posibles numerosas variaciones. La materia de interés de las invenciones incluye todas las combinaciones y subcombinaciones novedosas y no obvias de los diversos elementos, características, funciones y/o propiedades descritas en la presente. Donde las reivindicaciones indican "un" o "un primer" elemento o equivalentes de los mismos, tales reivindicaciones deben de ser comprendidas como incluyentes de la incorporación de uno o más de tales elementos, ni requiriendo ni excluyendo dos o más de tales elementos. Las siguientes reivindicaciones indican ciertas combinaciones y subcombinaciones que están dirigidas a una de las invenciones descritas, y se cree que son novedosas y no obvias. Las invenciones ejemplificadas en otras combinaciones y subcombinaciones, de características, funciones, elementos y/o propiedades pueden ser reclamadas a través de la enmienda de las presentes reivindicaciones o la presentación de nuevas reivindicaciones en ésta o en una solicitud relacionada. Tales reivindicaciones enmendadas o nuevas, ya sea que estén dirigidas a una invención diferente o dirigidas a la misma invención, ya sea diferentes, más amplias, más estrechas o iguales en alcance a las reivindicaciones originales, son también consideradas como incluidas dentro de la materia de interés de la invenciones de la presente descripción.

Claims (23)

REIVINDICACIONES
1. Un vehículo montable por niños, que comprende: un cuerpo que tiene una pluralidad de ruedas; al menos un motor eléctricamente energizado, adaptado para impulsar rotablemente al menos una de la pluralidad de ruedas; y al menos una batería adaptada para proporcionar energía al menos a un motor, en donde cada una de al menos una de las baterías comprende: un alojamiento sellado; una pluralidad de celdas selladas dentro del alojamiento y conectadas eléctricamente entre sí; y un cortacircuito reajustable, sellado dentro del alojamiento, y eléctricamente conectado con la pluralidad de celdas.
2. El vehículo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el cortacircuito está adaptado para reajustarse automáticamente.
3. El vehículo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el cortacircuito está adaptado para ser reajustado manualmente por un usuario.
4. El vehículo de conformidad con la reivindicación 3, en donde cada una de al menos una batería incluye un reajuste manual accesible por un usuario, externo al alojamiento y en comunicación con el cortacircuito sellado dentro del alojamiento.
5. El vehículo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el cortacircuito está conectado en serie con la pluralidad de celdas.
6. El vehículo de conformidad con la reivindicación 5, en donde el cortacircuito está conectado entre un par de la pluralidad de celdas.
7. El vehículo de conformidad con la reivindicación 1, en donde cada una de al menos una de las baterías incluye además un fusible no reajustable, sellado dentro del alojamiento.
8. El vehículo de conformidad con la reivindicación 7, en donde el cortacircuito está adaptado para accionarse si la corriente sostenida extraída de la batería excede un primer umbral, y el fusible está adaptado para accionarse si la corriente sostenida extraída de la batería excede un segundo umbral, mayor que el primer umbral.
9 . El vehículo de conformidad con la reivindicación 7, en donde el cortacircuito está conectado en serie con la pluralidad de celdas.
10. El vehículo de conformidad con la reivindicación 9, en donde el cortacircuito está conectado entre un par de la pluralidad de celdas.
11. El vehículo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el cuerpo es al menos sustancialmente formado de plástico.
12. El vehículo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el vehículo es una versión a escala reducida de un vehículo de tamaño completo, y está ajustado a tamaño para ser operado por un niño.
13. Una batería para un vehículo montable por un niño, la batería comprende: un alojamiento, sellado; una pluralidad de celdas selladas dentro del alojamiento y eléctricamente conectadas entre sí; y un cortacircuito reajustable, sellado dentro del alojamiento y eléctricamente conectado con la pluralidad de celdas.
14. La batería de conformidad con la reivindicación 13, en donde el cortacircuito está adaptado para reajustarse automáticamente.
15. La batería de conformidad con la reivindicación 13, en donde el cortacircuito está adaptado para ser reajustado manualmente por un usuario.
16. La batería de conformidad con la reivindicación 15, en donde la batería incluye un reajuste manual accesible por un usuario externo al alojamiento, y en comunicación con el cortacircuito sellado dentro del alojamiento.
17. La batería de conformidad con la reivindicación 13, en donde el cortacircuito está conectado en serie con la pluralidad de celdas.
18. La batería de conformidad con la reivindicación 17, en donde el cortacircuito está conectado entre un par de la pluralidad de celdas.
19. La batería de conformidad con la reivindicación 13, que comprende además un fusible no reajustable, sellado dentro del alojamiento.
20. La batería de conformidad con la reivindicación 19, en donde el cortacircuito está adaptado para accionarse si la corriente sostenida extraída de la batería, excede un primer umbral, y el fusible está adaptado para accionarse si la corriente sostenida, extraída de la batería excede un segundo umbral mayor que el primer umbral .
21. La batería de conformidad con la reivindicación 19, en donde el cortacircuito está conectado en serie con la pluralidad de celdas.
22. La batería de conformidad con la reivindicación 21, en donde el cortacircuito está conectado entre un par de la pluralidad de celdas .
23. Una batería para un vehículo montable por niños, la batería comprende: un alojamiento sellado; una pluralidad de celdas selladas dentro del alojamiento y eléctricamente conectadas entre sí; y un fusible no reajustable, sellado dentro de un alojamiento y eléctricamente conectado con la pluralidad de celdas.
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