DE10061923A1

DE10061923A1 - Ergometer

Info

Publication number: DE10061923A1
Application number: DE10061923A
Authority: DE
Inventors: David Clus; Volker Marquart; Martin Fraenkel
Original assignee: FEO ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: FEO ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-13
Also published as: WO2002047551A2; DE50113951D1; EP1361822B1; AU2002235768A1; WO2002047551A3; EP1361822A2; ATE394068T1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Ergometer für Geräte, insbesondere für Fahrräder (10), mit einer Welle (11), an der zumindest zwei in axialer Richtung (12, 13) versetzt angeordnete Antreibmittel (14, 15) angeordnet sind, und mit zumindest einer im unmittelbaren Bereich einer Lagerung (16) der Welle (11) angeordneten Sensoreinheit (17, 18), über die wenigstens eine Kenngröße für eine eingeleitete Kraft an der Welle (11), insbesondere eine Kenngröße für eine Lagerkraft, erfaßbar ist, und mit wenigstens einer Auswerteeinheit (19, 35). DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß über die Sensoreinheit (17, 18) eine Kenngröße erfaßbar ist, über die mit der Auswerteeinheit (19, 35) an den zumindest zwei Antreibmitteln (14, 15) eingebrachten Kräfte getrennt ermittelbar sind.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ergometer nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Aus der DE 38 13 681 A1 ist ein gattungsbildender Ergometer für Geräte, insbesondere für Fahrräder, bekannt, bei denen über eine Welle eine Drehbewegung einleitbar ist. Im Bereich einer Lagerung der Welle ist ein Kraftaufnehmer angeordnet, der mit einem Rechner verbunden ist, in den Daten über den zurückgelegten Weg eingebbar ist. Mit dem Rechner kann eine eingebrachte Arbeit ermittelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsbil denden Ergometer weiterzuentwickeln, und zwar insbesondere hinsichtlich seiner Nützlichkeit für ein effektives Training. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un teransprüchen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Ergometer für Geräte, insbe sondere für Fahrräder, mit einer Welle, an der zumindest zwei in axialer Richtung versetzt angeordnete Antreibmittel ange ordnet sind, und mit zumindest einer im unmittelbaren Bereich einer Lagerung der Welle angeordneten Sensoreinheit, über die wenigstens eine Kenngröße für eine eingeleitete Kraft an der Welle, insbesondere eine Kenngröße für eine Lagerkraft, er faßbar ist, und mit wenigstens einer Auswerteeinheit bzw. Re cheneinheit.

Es wird vorgeschlagen, daß über die Sensoreinheit eine Kenn größe erfaßbar ist, über die mit der Auswerteeinheit an den zumindest zwei Antreibmitteln eingebrachten Kräfte getrennt ermittelbar sind. Es kann mit einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Sensoreinheit ein gezieltes Training einzel ner Gliedmaßen, insbesondere der Beine, beim Fahrradfahren erreicht werden. Im Leistungssport kann ein gleichmäßiger Tritt und eine Leistungssteigerung erreicht werden. Bei einer Therapie können beispielsweise je Bein gezielte Leistungsvor gaben eingehalten, die Therapie kann beschleunigt und der Therapieerfolg kann einem Bediener sichtbar gemacht werden. Durch die Gestaltung der Sensoreinheit in der Weise, daß Kenngrößen für Lagerkräfte der Welle erfaßt werden können, kann diese mit geringem konstruktiven Aufwand an bestehende Systeme einfach angepaßt werden.

Die Sensoreinheit kann auf verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Arten ausgeführt sein, um die gewünsch te Kenngröße bzw. Kenngrößen erfassen zu können. Konstruktiv einfach kann dies insbesondere erreicht werden, wenn über die Sensoreinheit zumindest zwei in axialer Richtung versetzt an greifende Kräfte erfaßbar sind. Besitzt die Lagerung zumin dest zwei axial versetzt angeordnete Lager, wird vorteilhaft auf beiden Lagern zumindest ein Sensor der Sensoreinheit an geordnet. Es kann ein vorteilhaft großer axialer Abstand zwi schen den Sensoren und es können besonders exakte Meßwerte erreicht werden. Grundsätzlich wäre jedoch auch möglich zwei axial versetzte Sensoren auf einem Lager der Sensoreinheit anzuordnen.

Ferner wird vorgeschlagen, daß über die Sensoreinheit eine Kenngröße erfaßbar ist, über die mit der Auswerteeinheit an zumindest einem Antreibmittel, vorzugsweise an beiden An treibmitteln, zumindest zwei in Umfangsrichtung versetzt an greifende Kräfte ermittelbar sind, so daß insbesondere eine am Antriebsmittel eingebrachte Kraft in zumindest zwei ver schiedenen Winkelstellungen des Antriebsmittels erfaßbar bzw. daß insbesondere eine Kraft in zumindest einer Ebene nach Be trag und Richtung auflösbar ist. Dadurch kann insbesondere beim Einsatz an einem Fahrrad erreicht werden, daß ein soge nannter Runder-Tritt gezielt trainierbar ist, und daß eine Krafteinleitung vom linken und vom rechten Bein getrennt vor teilhaft über den gesamten zeitlichen Bewegungsablauf über 360° gezielt erfaßt, korrigiert und verbessert werden kann. Einzelne Muskelpartien können je Bein gezielt trainiert wer den, was neben dem Leistungssport auch insbesondere für The rapiezwecke von großem Vorteil ist.

Konstruktiv einfach können die entsprechenden Kenngrößen er faßt werden, indem zumindest zwei Sensoren der Sensoreinheit in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, und zwar insbe sondere jeweils an einem Lager. Anstatt mehrere Sensoren in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung versetzt anzu ordnen, können auch vorteilhaft Sensoren verwendet werden, die sich über einen axialen, radialen und/oder über einen Um fangsbereich erstrecken und über die Kenngrößen für einen Kräfteverlauf über dem Bereich erfaßbar sind. Einzelne Senso ren, Bauraum, Gewicht und Montageaufwand können eingespart werden. Ferner können mit wenigen Sensoren viele Kenngrößen bzw. Meßwerte erfaßt werden.

Ist über die Sensoreinheit eine Kenngröße erfaßbar, über die mit der Auswerteeinheit zumindest eine in axialer Richtung der Welle eingebrachte Kraft an wenigstens einem Antreibmit tel, vorzugsweise an beiden Antreibmitteln ermittelbar ist, können uneffektive Krafteinleitungen vermieden und eine er höhte Antriebsleistung erreicht werden.

Die Sensoren der Sensoreinheit können an verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Stellen der Lagerung der Welle angeordnet sein. Vorteilhaft sind die Sensoren der Sen soreinheit jedoch zu einem Gehäuseteil des Geräts bzw. zu ei nem Rahmenteil des Fahrrads ruhend angeordnet, wodurch eine einfache Datenübertragung von der Sensoreinheit zu der Aus werteeinheit erreicht werden kann. Möglich ist jedoch auch, die Sensoren drehfest mit der Welle zu verbinden und die Da ten beispielsweise über Funk, über Infrarot oder über einen Schleifkontakt usw. zu übertragen.

Die Sensoren können vorteilhaft zwischen der Welle und einem Innenring eines Lagers oder zwischen einem Außenring eines Lagers und einer Lagerstelle im Gehäuse bzw. in einem Rahmen teil angeordnet werden, wobei vorteilhaft im Bereich der Sen soren, entsprechende radiale Ausnehmungen vorgesehen werden, um zu vermeiden, daß diese bei der Montage abgeschert werden. Zusätzlich kann auch ein Schutz- und/oder Sensorring vorgese hen werden, an dem die Sensoren vorteilhaft vormontiert und möglicherweise geschützt vor äußeren Einflüssen eingegossen sein können. Ferner kann mit einem zusätzlichen Sensorring bei einer bestimmten Belastung eine definierte Verformung er reicht werden, unabhängig von bereits bestehenden Bauteilen.

Mit den Sensoren kann direkt eine Druckkraft erfaßt werden oder eine Verformung eines Bauteils, von der auf eine be stimmte Druckkraft geschlossen werden kann. Die Sensoren kön nen insbesondere dadurch an einer Stirnseite eines Lagerbau teils, beispielsweise an einem Lagerring eines Lagers, an ei ner Nabe eines Fahrradrahmens oder an einem speziellen Sen sorring der Lagerung angeordnet werden, wodurch Ausnehmungen für die Sensoren vermieden und die Sensoren besonders unemp findlich montiert werden können.

Es sind verschiedenartige, dem Fachmann als sinnvoll erschei nende Sensoren denkbar, die infolge von Widerstandsänderungen und/oder Spannungsänderungen usw. auf bestimmte Verformungen oder Kräfte schließen lassen, wie beispielsweise Dehnmeß streifen, folienförmige Piezo-Sensoren, folienförmige Poly mer-Sensoren usw. Besonders vorteilhaft werden jedoch Senso ren verwendet, die in eine Beschichtungsverfahren positio nierbar sind, wie in einem Lackierverfahren oder insbesondere in einem Siebdruckverfahren usw. Die Sensoren können kosten günstig, exakt positioniert und besonders platzsparend, leicht und einen Bereich abdeckend ausgeführt werden, wodurch derartige Sensoren vorteilhaft bei Fahrräder eingesetzt wer den können. Derartige Sensoren können jedoch auch vorteilhaft bei anderen Lagern zur Erfassung von Lagerkräften eingesetzt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge schlagen, daß in der Auswerteeinheit neben den von der Sen soreinheit erfaßten Kenngrößen zumindest eine weitere Kenn größe von einer weiteren Sensoreinheit auswertbar ist. Durch die gemeinsame Auswertung können weitere vorteilhafte Infor mationen gewonnen werden, die insbesondere zur Verbesserung der Technik und der Leistungsfähigkeit genutzt werden können.

Neben üblichen Kenngrößen, wie für eine Geschwindigkeit, ei ner zurückgelegten Strecke, einer Fahrzeit, einer Trittfre quenz, einer Herzfrequenz, einen Kalorienverbrauch, eine Um gebungstemperatur usw. können im Zusammenhang mit der erfin dungsgemäßen Lösung Kenngrößen für einen Fahrtwind, für eine Gewichtsverteilung an einem Sitz, Kenngrößen für eine geogra phische Höhe, Kenngrößen für eine vorliegende Steigung und/oder Kenngrößen für einen geographischen Standort beson ders von Vorteil sein. Insbesondere mit Kenngrößen über den Fahrtwind, der tatsächlichen Geschwindigkeit, der eingebrach ten Arbeit bzw. Leistung und der vorliegenden Steigung kann auf eine vorteilhafte oder unvorteilhafte Sitzhaltung ge schlossen werden, wobei zudem Kenngrößen über eine Gewichts verteilung an einem Sitz bzw. Sattel mit einbezogen werden können. Ferner können unerwünschte Schaukelbewegungen auf ei nem Sattel erkannt und eliminiert werden.

Der Einsatz beider Beine kann abhängig von unterschiedlichen Randbedingungen überwacht und entsprechend verbessert werden. Durch die Kombination mit einer Einrichtung zur Bestimmung eines geographischen Standorts und beispielsweise einer ge planten Wegstrecke, können zukünftige Randbedingungen, bei spielsweise zukünftig anstehende Steigungen, gezielt in eine aktuelle Leistungsabgabe mit eingebunden werden, wodurch bei spielsweise ein effektives Intervalltraining für das linke und/oder rechte Bein und/oder einzelne Muskelpartien erreicht werden kann, und der Trainingseffekt enorm gesteigert werden kann. Ferner können Strecken für bestimmte Trainingszwecke vorteilhaft ausgewählt und abhängig von aktuellen Daten auch korrigiert werden. Die Einheit zur Bestimmung des geographi schen Standorts kann beispielsweise von einem handelsübli chen, auf einer Satellitenkommunikation basierenden GPS (GPS: Global-positioning-system) aus der Kraftfahrzeugtechnik ge bildet sein. Mit einem derartigen System kann auch auf andere wichtige Informationen geschlossen werden, beispielsweise auf eine vorliegende geographische Höhe, eine vorliegende Stei gung usw., wodurch andere Sensoreinheiten bzw. Sensoren ein gespart werden können.

Ferner wird vorgeschlagen, daß ausgehend von einzelnen und insbesondere mehreren Kenngrößen über die Auswerteeinheit ei ne Kenngröße für eine vorteilhafte Übersetzung ermittelbar ist. Übersteigt beispielsweise die eingeleitete Kraft eines Beins über einen bestimmten Winkelbereich einen vorbestimmten Wert, kann mit einer entsprechenden Übersetzungsvorgabe dage gen gesteuert werden. Es können gezielt bestimmte Trainings strategien und/oder Fahrtechniken verfolgt werden, wie bei spielsweise stets mit einer relativ hohen Trittfrequenz und einem relativ kleinen Kraftaufwand oder umgekehrt zu fahren, wofür entsprechende Daten bzw. Kennlinien in der Auswerteein heit hinterlegt sein können. Ferner kann abhängig von be stimmten Trainingszuständen und Trainingswünschen eine Über setzung vorgegeben werden, beispielsweise abgestimmt auf ein Regenerationstraining, ein Muskelaufbautraining, ein Berg training usw.

Die Übersetzung kann ausschließlich über eine entsprechende Ausgabeeinheit akustisch und/oder optisch ausgegeben werden, oder es kann mit einer Steuereinheit ein entsprechender Schaltvorgang eines Getriebes zumindest teilweise automatisch eingeleitet werden. Der Komfort kann gesteigert und es kann sicher gestellt werden, daß bestimmte Trainingsrichtlinien konsequent eingehalten werden.

Um Daten von einer am Gerät bzw. Fahrrad angebrachten Auswer teeinheit auf eine andere, möglicherweise leistungsstärkere Auswerteeinheit übertragen zu können, besitzt die mobile Aus werteeinheit am Gerät bzw. am Fahrrad vorteilhaft eine Schnittstelle, über die zumindest Daten an eine zweite Aus werteeinheit und/oder Ausgabeeinheit übermittelt werden kön nen. Die Daten können seriell und/oder parallel über Daten leitungen und/oder schnurlos mit einer Sende- und Empfangs einheit über Funk und/oder Infrarot übertragen werden, und zwar insbesondere von der zweiten Auswerteeinheit zur mobilen Auswerteeinheit. Dabei kann es auch von Vorteil sein, daß die mobile Auswerteeinheit vom Fahrrad schnell abnehmbar ausge führt ist, beispielsweise indem diese mit einer lösbaren Rastverbindung mit dem Fahrrad verbunden ist.

Die Daten können nach einem Trainingsintervall und/oder wäh rend eines Trainingsintervalls übermittelt werden. Um insbe sondere das Fahrverhalten eines Fahrradfahrers von außen überwachen und möglicherweise beeinflussen zu können, bei spielsweise von einem Arzt, einem Trainer und/oder von einem interessierten Zuschauer bei einem hochrangigen Rennen, sind vorteilhaft von der mobilen Auswerteeinheit mit einer Einheit über Funk Daten an die zweite Auswerte- und/oder Ausgabeein heit übermittelbar. Die Einheit kann von einer reinen Sende einheit oder vorteilhaft von einer Sende- und Empfangseinheit gebildet sein, wodurch mit der mobilen Auswerteeinheit auch Informationen empfangen werden können.

Der erfindungsgemäße Ergometer kann bei verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Geräten eingesetzt wer den, wie insbesondere bei Fahrrädern, Heimtrainern oder Gerä ten, die anstatt mit den Beinen entsprechend mit den Händen angetrieben werden usw.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen fassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Fahrrad mit ei nem erfindungsgemäßen Ergometer,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Tretlager aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Tretlagers aus der Richtung III in Fig. 2 ohne Sicherungsring,

Fig. 4 eine Variante zu Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt V aus Fig. 4 und

Fig. 6 eine Ansicht des Tretlagers aus der Richtung VI in Fig. 5.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein Fahrrad 10 mit einem erfindungsgemäßen Ergo meter. Das Fahrrad 10 besitzt eine Welle 11, an dessen Enden zwei Antreibmittel 14, 15 mit jeweils einer Tretkurbel und einem Pedal angeordnet sind (Fig. 2 und 3).

Eine Lagerung 16 der Welle 11 besitzt zwei in axialer Rich tung 12, 13 versetzt angeordnete Kugellager 20, 21 mit je weils einem auf der Welle 11 drehfest angeordneten Innenring und einem zu einer Nabe 39 eines Fahrradrahmens 26 drehfest angeordneten Außenring. Lagerkräfte der Welle 11 werden je weils über den Innenring, Kugeln des Wälzlagers, über den Au ßenring und über einen Sensorring 40 einer Sensoreinheit 17 in der Nabe 39 radial nach außen abgestützt. Der Sensorring 40 besitzt an seinem Außenumfang vier gleichmäßig über den Umfang verteilt eingebrachte Ausnehmungen, in denen jeweils ein Piezo-Drucksensor 22 angeordnet ist. Die Piezo- Drucksensoren 22 sind zur Nabe 39 und zum Fahrradrahmen 26 ruhend angeordnet und liegen radial nach innen an dem Sensor ring 40 und radial nach außen an der Nabe 39 an, so daß über die Piezo-Drucksensoren 22 Lagerkräfte der Kugellager 20, 21 erfaßt werden können. Anstatt an einem Außenumfang eines Sen sorrings könnten die Piezo-Sensoren 22 auch an einer anderen Stelle des Kraftflusses zwischen der Welle 11 und der Nabe 39 angeordnet sein.

Die Piezo-Drucksensoren 22 des Kugellagers 20 besitzen einen axialen Abstand zu den Piezo-Drucksensoren 22 des Kugellagers 21 und besitzen untereinander einen Abstand in Umfangsrich tung 24, so daß vorteilhaft über die Sensoreinheit 17 erfin dungsgemäß Kenngrößen erfaßt werden können, über die mit ei ner an einem Lenker 38 des Fahrrads 10 lösbar befestigten Auswerteeinheit 19 bzw. Recheneinheit getrennt an den An treibmitteln 14, 15 eingebrachte Kräfte jeweils in deren Be wegungsrichtung über 360° ermittelbar sind.

Ferner sind über die Sensoreinheit 17 Kenngrößen erfaßbar, über die mit der Auswerteeinheit 19 in axialer Richtung 12, 13 der Welle 11 eingebrachte Kräfte über die Antreibmittel 14, 15 ermittelbar sind. Die Sensoreinheit 17 besitzt hierfür zwei ringförmige Piezo-Drucksensoren 25, die im radial inne ren Bereich, an der axial nach innen weisenden Seite der In nenringe der Kugellager 20, 21 sich jeweils über den gesamten Umfang erstrecken. Die Kugellager 20, 21 sind als Festlager ausgebildet, und zwar sind diese axial nach außen jeweils über einen Sicherungsring 41 in der Nabe 39 gesichert. Die Sicherungsringe 41 überdecken zudem die Ausnehmungen mit den Piezo-Drucksensoren 22 und schützen diese vor direkten äuße ren Einflüssen. Wird über ein Antreibmittel 14 oder 15 eine Kraft in axialer Richtung 12 oder 13 eingeleitet, kann diese über die Piezo-Drucksensoren 25 erfaßt werden.

In der Auswerteeinheit 19 sind neben den von der Sensorein heit 17 erfaßten Kenngrößen Kenngrößen von weiteren Sen soreinheiten 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 auswertbar. Über die Sensoreinheit 27 können mit einem Staudruckrohr Kenngrößen für einen Fahrtwind, über die Sensoreinheit 28 können mit Drucksensoren Kenngrößen für eine Gewichtsverteilung an einem Sattel 42 des Fahrrads 10, über die Sensoreinheit 29 können mit einem Neigungssensor Kenngrößen für eine vorliegende Steigung, über die Sensoreinheit 30 können mit einem Magnet schalter Kenngrößen für eine Trittfrequenz, über die Sen soreinheit 31 können mit einem im Lenker 38 integrierten Pulsmesser Kenngrößen für eine Herzfrequenz, über die Sen soreinheit 32 können mit einem Barometrischen-Drucksensor Kenngrößen für eine geographische Höhe und über die Sen soreinheit 33 können mit einem Tachometer Kenngrößen für eine vorliegende Geschwindigkeit und eine zurückgelegte Strecke erfaßt werden. Die Sensoreinheiten 17, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 sind über nicht näher dargestellte Datenleitungen mit der Auswerteeinheit 19 verbunden. Ferner kann mit einer GPS- Einheit 34 ein geographischer Standort bestimmt und mit in der Auswerteeinheit 19 verarbeitet werden.

Mit den Kenngrößen über den Fahrtwind, der tatsächlichen Ge schwindigkeit, der eingebrachten Arbeit bzw. Leistung und der vorliegenden Steigung kann mit der Auswerteeinheit 19 auf ei ne vorteilhafte oder unvorteilhafte Sitzhaltung geschlossen werden, wobei zudem Kenngrößen über die Gewichtsverteilung an dem Sattel 42 mit einbezogen werden.

Ferner sind in der Auswerteeinheit 19 Kennlinien für ver schiedene Trainingsziele, Trainingsarten und Leistungsstan dards hinterlegt, abhängig von denen und abhängig von erfaß ten Kenngrößen, insbesondere für Trittfrequenz und für Kräfte je Antreibmittel 14, 15, einem Fahrer über eine Ausgabeein heit 43 am Lenker 38 eine vorteilhafte Übersetzung akustisch und optisch ausgegeben werden kann. Über die Ausgabeeinheit 43 können ferner Informationen über die eingebrachten Kräfte je Antreibmittel 14, 15 über 360° sowie eine Kennzahl für ei ne vorliegende Sitzhaltung optisch und akustisch ausgegeben werden. Dabei können Graphiken und Statistiken von einem Be diener über einen Bildschirm abgerufen werden. Ferner kann die Auswerteeinheit 19 derart eingestellt werden, daß bei un terschreiten und überschreiten bestimmter Kenngrößen, bei spielsweise einer Kenngröße für eine Kraft in einer bestimm ten Richtung, ein Warnsignal ausgegeben wird.

Während der Fahrt können mit einer Sende- und Empfangseinheit 37 über Funk Daten an eine zweite Auswerteeinheit 35 und Da ten an eine reine Ausgabeeinheit 36, und zwar an eine Fern sehstation mit Endgeräten übermittelt werden. An der zweiten Auswerteeinheit 35, die von einem tragbaren Computer bzw. ei nem Laptop gebildet wird, können über eine nicht näher darge stellte Sende- und Empfangseinheit auch Informationen an die Auswerteeinheit 19 über Funk übermittelt werden.

In den Fig. 4 bis 6 ist eine alternative Sensoreinheit 18 dargestellt. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Fer ner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 5 verwiesen werden. Die nachfolgende Beschreibung be schränkt sich im wesentlichen auf die Unterschiede zum Aus führungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3.

Die Kugellager 20, 21 sind jeweils radial nach außen über ei nen Sensorring 44 abgestützt, deren axial nach innen weisende Stirnseiten über den gesamten Umfang jeweils mit einem Sensor 23 aus einer Dickschichtpaste in einem Siebdruckverfahren be schichtet sind. Die Sensorringe 44 und mit ihnen die Sensoren 23 sind ruhend zum Fahrradrahmen 26 angeordnet.

Steigen die Lagerkräfte in eine Richtung, werden die Sensor ringe 44 entsprechend definiert verformt und mit ihnen die Sensoren 23, dessen Verformungsgrade aufgrund von Wider standsänderungen erfaßt werden können. Die Widerstandsände rungen werden mit Hilfe von nicht näher dargestellten Brüc kenschaltungen gemessen, wobei die Sensoren 23 mit nicht nä her dargestellten flexiblen Leiterplatten kontaktiert sind. Über die Sensoren 23 können somit Kenngrößen für die Lager kräfte erfaßt werden, über die mit der Auswerteeinheit 19 ge trennt an den Antreibmitteln 14, 15 eingebrachte Kräfte er mittelt werden können, und zwar jeweils über 360° in Bewe gungsrichtung der Antreibmittel 14, 15.

Bezugszeichen

10

Fahrrad

11

Welle

12

Richtung

13

Richtung

14

Antreibmittel

15

Antreibmittel

16

Lagerung

17

Sensoreinheit

18

Sensoreinheit

19

Auswerteeinheit

20

Lager

21

Lager

22

Sensor

23

Sensor

24

Umfangsrichtung

25

Sensor

26

Gehäuseteil

27

Sensoreinheit

28

Sensoreinheit

29

Sensoreinheit

30

Sensoreinheit

31

Sensoreinheit

32

Sensoreinheit

33

Sensoreinheit

34

Einheit

35

Auswerteeinheit

36

Ausgabeeinheit

37

Einheit

38

Lenker

39

Nabe

40

Sensorring

41

Sicherungsring

42

Sitz

43

Ausgabeeinheit

44

Sensorring

Claims

1. Ergometer für Geräte, insbesondere für Fahrräder (10), mit einer Welle (11), an der zumindest zwei in axialer Rich tung (12, 13) versetzt angeordnete Antreibmittel (14, 15) an geordnet sind, und mit zumindest einer im unmittelbaren Be reich einer Lagerung (16) der Welle (11) angeordneten Sen soreinheit (17, 18), über die wenigstens eine Kenngröße für eine eingeleitete Kraft an der Welle (11), insbesondere eine Kenngröße für eine Lagerkraft, erfaßbar ist, und mit wenig stens einer Auswerteeinheit (19, 35), dadurch gekennzeichnet, daß über die Sensoreinheit (17, 18) eine Kenngröße erfaßbar ist, über die mit der Auswerteeinheit (19, 35) an den zumin dest zwei Antreibmitteln (14, 15) eingebrachten Kräfte ge trennt ermittelbar sind.

2. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Sensoreinheit (17, 18) zumindest zwei in axialer Richtung (12, 13) versetzt angreifende Kräfte erfaßbar sind.

3. Ergometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (16) zumindest zwei axial versetzt angeord nete Lager (20, 21) aufweist, und auf beiden Lagern (20, 21) jeweils zumindest ein Sensor (22, 23) der Sensoreinheit (17, 18) angeordnet ist.

4. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Sensoreinheit (17, 18) eine Kenngröße erfaßbar ist, über die mit der Auswerteeinheit (19, 35) an zumindest einem Antreibmittel (14, 15) zumindest zwei in Umfangsrich tung (24) versetzt angreifende Kräfte ermittelbar sind.

5. Ergometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Sensoren (22) der Sensoreinheit in Um fangsrichtung (24) versetzt angeordnet sind.

6. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Sensoreinheit (17, 18) eine Kenngröße erfaßbar ist, über die mit der Auswerteeinheit (19, 35) zumindest eine in axialer Richtung (12, 13) der Welle (11) eingebrachte Kraft an wenigstens einem Antreibmittel (14, 15) ermittelbar ist.

7. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Sensor (23) der Sensoreinheit (18) über einen Bereich erstreckt und mit dem Sensor (23) Kenngrö ßen für einen Kräfteverlauf über dem Bereich erfaßbar sind.

8. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (22, 23, 25) der Sensoreinheit (17, 18) zu einem Gehäuseteil (26) ruhend angeordnet ist.

9. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (23) der Sensoreinheit (18) an einer axialen Stirnseite eines Lagerbauteils (44) angeordnet ist.

10. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (23) in einem Beschichtungsverfahren positionierbar ist.

11. Ergometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (23) in einem Siebdruckverfahren po sitionierbar ist.

12. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit (19, 35) neben den von der Sen soreinheit (17, 18) erfaßten Kenngrößen zumindest eine weite re Kenngröße von einer weiteren Sensoreinheit (27, 28, 29, 30, 31, 32) auswertbar ist.

13. Ergometer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest eine weitere Sensoreinheit (27) eine Kenn größe für einen Fahrtwind erfaßbar ist.

14. Ergometer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest eine weitere Sensoreinheit (28) Kenngrößen für eine Gewichtsverteilung an einem Sitz (42) erfaßbar sind.

15. Ergometer nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest eine weitere Sensoreinheit (32) eine Kenn größe für eine geographische Höhe erfaßbar ist.

16. Ergometer nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest eine Einheit (34) ein geographischer Standort bestimmbar ist.

17. Ergometer nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest eine weitere Sensoreinheit (29) eine Kenn größe für eine Steigung erfaßbar ist.

18. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß über die Auswerteeinheit (19, 35) eine Kenngröße für eine vorliegende Sitzhaltung ermittelbar ist.

19. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß über die Auswerteeinheit (19, 35) eine Kenngröße für eine vorteilhafte Übersetzung ermittelbar ist.

20. Ergometer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kenngröße für eine vorteilhafte Übersetzung mit einer Steuereinheit ein Schaltvorgang eines Getriebes ein leitbar ist.

21. Ergometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mobile Auswerteeinheit (19, 35) eine Schnittstelle aufweist, über die zumindest Daten an eine zweite Auswerte einheit (35) und/oder Ausgabeeinheit (36) übermittelbar sind.

22. Ergometer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß von der mobilen Auswerteeinheit (19, 35) mit einer Ein heit (37) über Funk Daten an die zweite Auswerteeinheit (35) und/oder Ausgabeeinheit (36) übermittelbar sind.