DE19913415A1 - Heim-Trainingsgerät - Google Patents

Abstract

Bei einem Heim-Trainingsgerät nach Art eines Standfahrrades mit einem Rahmen und mit einer Tretkurbel, wobei abgeleitet von der Tretkurbel über ein Riemen-Getriebe die Scheibe einer Wirbelstrombremse angetrieben wird, wobei über eine Meßeinrichtung die momentane Bremsleistung der Wirbelstrombremse erfaßt und über eine Regelung durch Beeinflussung des Stromes der Spule der Wirbelstrombremse, die der Scheibe durch einen Luftspalt von dieser getrennt zugeordnet ist, die Bremsleistung entsprechend einer voreingestellten Bremsleistung konstant gehalten wird, ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtung zur Erfassung der momentanen Bremsleistung eine Einrichtung zur Messung der Veränderung der Breite des Luftspaltes zwischen Elektromagneten und Scheibe umfaßt.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Heim-Trainingsgerät nach Art eines Standfahrrades mit einem Rahmen und mit einer Tretkurbel, wobei abge­ leitet von der Tretkurbel über ein Riemen-Getriebe die Scheibe einer Wir­ belstrombremse angetrieben wird, wobei über eine Meßeinrichtung die momentane Bremsleistung der Wirbelstrombremse erfaßt und über eine Regelung durch Beeinflussung des Stromes der Spule der Wirbelstrom­ bremse, die der Scheibe durch einen Luftspalt von dieser getrennt zugeord­ net ist, die Bremsleistung entsprechend einer voreingestellten Bremslei­ stung konstant gehalten wird.

Bei derartigen Trainingsgeräten unterscheidet man einerseits solche, wel­ che lediglich für Fitnesszwecke eingesetzt werden, wobei bei solchen Ge­ räten die Norm eine Genauigkeit der tatsächlich wirksam werdenden Bremsleistung im Vergleich zu der voreingestellten Bremsleistung von +/- 10% ausreichen läßt. Zur Erzielung dieser Genauigkeit kann mit einer An­ steuerung der Bremsspule über eine Pulsbreitensteuerung gearbeitet wer­ den, wobei eine Regelung mit Erfassung der tatsächlichen Bremsleistung entbehrlich ist.

Andererseits wird für medizinische Zwecke eine Genauigkeit von +/- 5% gefordert, die mit einer Steuerung jedenfalls unter Berücksichtigung von Alterungsvorgängen nicht erzielbar ist.

Es ist dementsprechend schon bekannt, die Torsion der Wellen im An­ triebsbereich als Maß für die momentane Bremsleistung zu erfassen. Die bekannten diesbezüglichen Einrichtungen sind allerdings technisch relativ aufwendig, dementsprechend empfindlich und auch teuer.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Heim- Trainingsgerät der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es den Anforderungen für medizinisch einsetzbare Geräte genügt, wobei diese An­ forderungen auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden sol­ len.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßeinrich­ tung zur Erfassung der momentanen Bremsleistung eine Einrichtung zur Messung der Veränderung der Breite des Luftspaltes zwischen Elektroma­ gneten und Scheibe umfaßt.

Üblicherweise beträgt der Luftspalt zwischen den Polenden des Magneten und der Scheibe der Wirbelstrombremse 0,3 bis 0,4 mm. Je stärker die Bremsleistung ist, desto geringer wird der Spalt, so daß man davon ausge­ hen kann, daß Bremsleistung und Spaltbreitenänderung direkt korreliert sind. In erster Näherung kann von einem proportionalen Zusammenhang ausgegangen werden. Zur Erzielung einer noch größeren Genauigkeit ist es aber auch vorstellbar, daß die Abhängigkeit von Luftspaltbreite und Bremsleistung zunächst empirisch erfaßt und in Form einer Tabelle oder Kurve abgespeichert wird, wobei die Regelung dann jeweils auf diese ab­ gespeicherten Daten zurückgreift.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Einrichtung zur Erfassung der Veränderung der Luftspaltbreite die Durchbiegung der Lagerplatte mißt, wobei diese günstigerweise mittels eines Dehnungsmeßstreifens erfaßt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines gattungsgemäßen Trainingsgerätes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Montageplatte und ihrer Lagerung.

Ein in der Zeichnung dargestelltes Trainingsgerät umfaßt einen Rahmen 1 bestehend aus miteinander verschweißten Metallprofilen, wobei der Rah­ men 1 über Klammerelemente 2 mit einem vorderen, quer verlaufenden Ständerteil 3 zu einem hinteren, quer verlaufenden Ständerteil 4 verbunden und dementsprechend gegen seitliches Umkippen gesichert ist.

Von dem hinteren Ende des Rahmens 1 erstreckt sich als Sattelaufnahme ein rechteckiges Stahlrohr 5 nach hinten oben. In dieses Stahlrohr 5 ist ein korrespondierendes Stahlrohr 6 teleskopartig eingesetzt. An dem oberen Ende dieses zweiten Stahlrohres 6 ist ein Sattel 7 über eine in der Zeich­ nung im einzelnen nicht dargestellte Einrichtung 8 nach vorne und hinten positionseinstellbar auswechselbar befestigt. Über eine Feststellschraube 9 kann die Verschiebbarkeit des Stahlrohrs 6 relativ zum Stahlrohr 5 unter­ bunden werden, das heißt eine Höhneneinstellung vorgenommen werden.

Ausgehend von einem oberen, schräg nach vorne verlaufenden Rahmenteil 10 des Rahmens 1 erstreckt sich nach oben ein als Lenkeraufnahme die­ nendes Stahlrohr 11, welches über Haltewinkel 12 abgestützt ist.

In dem Stahlrohr 11 ist ein handelsüblicher Triathlonlenker 13 über eine Schraube 14 höhenverstellbar festgelegt.

Von dem unteren Abschnitt des Stahlrohrs 11 erstreckt sich schräg nach oben ein Träger 15, an dessen oberem Ende eine Meßanzeigeeinrichtung 16 angeordnet ist. Diese umfaßt einen Dreh-Einstellknopf 17, der vom Lenker 13 aus ohne Verlassen der Fahrposition betätigbar ist.

An dem Stahlrohr 11 ist ein Halter 18 für zwei Getränkeflaschen 19 ange­ ordnet.

Im Inneren des Rahmens 1 ist ein Riemengetriebe 20 angeordnet, umfas­ send eine Tretkurbel 21, welche mit einem Schwungrad 22 in Verbindung steht und einen um eine Umlenkrolle 23 geführten Treibriemen, der um eine Scheibe 24 der Wirbelstrombremse geführt ist.

An der Tretkurbel sind Pedale 25 auswechselbar derart befestigt, daß der Rennfahrer ihm gewohnte übliche Fahrpedale anbringen kann. Der Rahmen 1 ist seitlich mit transparenten Abdeckplatten 26 aus Acrylglas abgedeckt, welche über Distanzschrauben 27 auf Abstand zum Rahmen 1 gehalten werden, so daß entstehende Wärmeenergie entweichen kann.

In Fig. 2 ist schematisch der linke untere Bereich innerhalb des Rahmens 1 in Fig. 1 dargestellt. Dieser Bereich umfaßt die bereits erwähnte Scheibe 24 der Wirbelstrombremse, die gleichzeitig auch als Schwungscheibe wirkt, weiterhin den Elektromagneten 29 der Wirbelstrombremse sowie die Rie­ menspannanordnung (als solche in der Zeichnung nicht dargestellt) mit der Umlenkrolle 23. Die Scheibe 24 ist über ein Kugellager 30 gelagert.

Auf einer Montageplatte 31 in Form einer massiven Metallplatte sind die Scheibe 24, der Elektromagnet 29 und der Riemenspanner mit der Um­ lenkrolle 23 angebracht. Das Lager 30 sitzt in einem Lagerbock 32, der in eine Bohrung 33 der Montageplatte eingeklebt ist.

An der Montageplatte 31 ist an der Oberseite durch Abkanten eine Metal­ leiste 35 angeformt, welche sich - in Fig. 2 gesehen - nach hinten weg er­ streckt und ebenfalls durch Abkanten eine Metalleiste 37, welche sich nach vorne weg erstreckt. Zwischen der Metalleiste 37 und dem unteren Holm 38 des Rahmens 1 sind Stoßdämpfungseinrichtungen 39 zur Abdämpfung vertikaler Stöße in Form von Gummiblöcken angeordnet. An der Rückseite der Montageplatte 31 ist eine weitere Stoßdämpfungseinrichtung 39 zwi­ schen der Rückseite und einem in der Zeichnung nicht dargestellten Rah­ menteil befestigt, die zur Aufnahme horizontaler Stöße dient.

Die untere Leiste 37 weist Bohrungen 40 auf, durch die sich an dem unte­ ren Rahmenteil 38 angeschweißte Bolzen 41 derart erstrecken, daß die Lei­ ste 37 zwar einerseits in vertikaler Richtung relativ zu diesen Bolzen be­ weglich ist, andererseits aber in horizontaler Richtung von diesen Bolzen positioniert wird. An der Oberseite der Bolzen 41 ist eine Sicherungsmutter 42 aufgebracht.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung dient die Montageplatte gleich­ zeitig auch als Vorfertigungs-Einheit, die das Lager für die Wirbelstrom­ bremse, den Elektromagneten und die Steuerungselektronik aufnimmt, so daß es im Prinzip möglich ist, mit einer vorgefertigten Montageplatte unter­ schiedliche Trainingsgeräte auszustatten.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß zwischen den Polen 43 des Magneten 29 und der Scheibe 24 ein Luftspalt A existiert, dessen Breite etwa 0,4 mm beträgt und dementsprechend in der Zeichnung zur besseren Erkennbarkeit deut­ lich vergrößert dargestellt ist. In dem Bereich zwischen dem Magneten 29 und der Scheibe 24 ist ein Dehnungsmeßstreifen 44 angeordnet, der eine Veränderung des Luftspaltes iN indirekt dadurch mißt, daß die Montage­ platte 31 proportional zur Bremsleistung durchgebogen wird. Hierauf spricht der Dehnungsmeßstreifen 44 an und liefert dementsprechend ein Signal für die Regelung, welches als Ist-Signal für die momentan aufge­ brachte Bremsleistung in die Regelung eingespeist wird.

Claims (3)

1. Heim-Trainingsgerät nach Art eines Standfahrrades mit einem Rahmen und mit einer Tretkurbel, wobei abgeleitet von der Tretkurbel über ein Riemen-Getriebe die Scheibe einer Wirbelstrombremse angetrieben wird, wobei über eine Meßeinrichtung die momentane Bremsleistung der Wirbelstrombremse erfaßt und über eine Regelung durch Beein­ flussung des Stromes der Spule der Wirbelstrombremse, die der Schei­ be durch einen Luftspalt von dieser getrennt zugeordnet ist, die Bremsleistung entsprechend einer voreingestellten Bremsleistung kon­ stant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Erfassung der momentanen Bremsleistung eine Einrichtung zur Messung der Veränderung der Breite des Luftspaltes zwischen Elektromagneten und Scheibe umfaßt.

2. Heim-Trainingsgerät nach Anspruch 1, wobei eine gemeinsame Mon­ tageplatte für Elektromagneten und Scheiben-Lager vorgesehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der Veränderung der Luftspaltbreite die Durchbiegung der Lagerplatte mißt.

3. Heim-Trainingsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbiegung mittels eines Dehnungsmeßstreifens gemessen wird.