DE19963523A1 - Fahrrad und Heimtrainer mit Computer - Google Patents

Abstract

Das beschriebene Fahrrad mit Computer und der beschriebene Heimtrainer mit Computer zeichnen sich dadurch aus, daß der Computer den momentanen und/oder den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Fahrers erfaßt und abhängig hiervon die Einstellung eines daran angepaßten Übersetzungsverhältnisses am Fahrrad bzw. Tretwiderstandes am Heimtrainer veranlaßt. Ein solches Fahrrad und ein solcher Heimtrainer sind einfach und preiswert herstellbar und ermöglichen es, daß der Fahrer bzw. der Trainierende unter allen Umständen zuverlässig einen durch das Fahrrad bzw. den Heimtrainer angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand erreichen kann. Die erzielten Erfolge sind quantitativ kontrollierbar und spornen den Fahrer bzw. den Trainierenden an, seine Lebensgewohnheiten so zu verändern, daß er dem angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand mit großem Ehrgeiz entgegenstrebt und aufrechterhalten möchte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14, d. h. ein Fahrrad mit Computer (Patentanspruch 1) und einen Heimtrainer mit Com­ puter (Patentanspruch 14).

Fahrräder mit Computern sind seit vielen Jahren in unzähligen Ausführungsformen bekannt. Die Computer dienen dabei ins­ besondere zur Ermittlung und Anzeige von Daten wie bei­ spielsweise der momentanen, der durchschnittlichen und/oder maximalen Fahrgeschwindigkeit und/oder der gefahrenen Strec­ ke. Derartige Computer können den Fahrer mit genauen Informa­ tionen über die erbrachte und/oder noch zu erbringende Leis­ tung versorgen. An solchen Informationen ist der Fahrer inte­ ressiert, weil er damit seine Leistungsfähigkeit einschätzen kann und/oder weil er damit überwachen kann, ob die von ihm erbrachte Leistung eine von ihm angestrebte Leistung erreicht, überschreitet, oder unterschreitet. Letzteres, d. h. die Überwachbarkeit der Leistung ist insbesondere bei Perso­ nen von Interesse, die aus gesundheitlichen Gründen Fahrrad fahren und dadurch eine Verbesserung oder Aufrechterhaltung ihres körperlichen oder gesundheitlichen Zustandes erreichen wollen.

Zu diesen Personen gehören beispielsweise Personen, die durch das Fahrradfahren abnehmen oder den Fettanteil in ihrem Körper reduzieren wollen. Die Reduzierung des Fettanteils ist nämlich nicht proportional zu der vom Fahrer erbrachten Leistung und/oder kann bei bestimmten Leistungen von unan­ genehmen Nebeneffekten begleitet sein. Der optimale Fettabbau stellt sich ein, wenn konstant nur ein bestimmter Bruchteil der Maximal-Leistung erbracht wird; je näher sich die er­ brachte Leistung der Maximal-Leistung annähert, in desto größerem Umfang werden zusätzlich oder alternativ auch Mus­ keln abgebaut, was im allgemeinen unerwünscht ist.

Die bekannten Fahrrad-Computer können jedoch nur einen groben Anhaltspunkt für die vom Fahrer erbrachte Leistung liefern. Insbesondere lassen sich aus der gefahrenen Geschwindigkeit nur sehr bedingt Rückschlüsse auf die vom Fahrer erbrachte Leistung ziehen. Die vom Fahrer erbrachte Leistung hängt nämlich nicht nur von der gefahrenen Geschwindigkeit, sondern auch von der Steigung der Fahrstrecke, den Windverhältnissen, der Temperatur, und vielen anderen Parametern ab.

Um die vom Fahrer erbrachte Leistung genauer ermitteln zu können, muß das Fahrrad mit Sensoren ausgestaltet werden, die mehr als nur die gefahrene Geschwindigkeit und die zurück­ gelegte Strecke erfassen, und deren Meßergebnisse zuverläs­ sigere Rückschlüsse auf die vom Fahrer erbrachte Leistung gestatten. Solche Fahrräder sind aber sehr teuer und können zudem nicht gewährleisten, daß der durch das Fahrradfahren angestrebte Erfolg erreicht wird.

Entsprechendes gilt zumindest in gewissem Umfang auch für die sogenannten Heimtrainer, auf welchem zu Hause oder in Fitneßstudios die verschiedenen Bewegungsabläufe simuliert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach und preiswert herstellbares Fahrrad mit Computer bzw. einen möglichst einfach und preiswert herstellbaren Heimtrainer mit Computer zu schaffen, welches bzw. welcher es ermöglicht, daß der Fahrer bzw. der Trai­ nierende unter allen Umständen zuverlässig den durch das Fahrradfahren bzw. den durch den Heimtrainer angestrebten körperlichen und/oder gesundheitlichen Zustand erreichen oder aufrechterhalten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchten Merkmale bzw. durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 14 beanspruchten Merkmale gelöst.

Demnach ist vorgesehen,

• - daß der Computer den momentanen und/oder den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Fahrers erfaßt und abhängig hiervon die Einstellung eines daran angepaßten Übersetzungsverhältnisses am Fahrrad veranlaßt (kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1), bzw.
• - daß der Computer den momentanen und/oder den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Trainie­ renden erfaßt und abhängig hiervon die Einstellung eines daran angepaßten Tretwiderstandes am Heimtrainer veranlaßt (kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 14).

Das Fahrrad gemäß Patentanspruch 1 erweist sich in mehrfacher Hinsicht als vorteilhaft: einerseits, weil es sich selbstän­ dig automatisch so einstellen kann wie es zum Erreichen des angestrebten körperlichen und/oder gesundheitlichen Zustandes des Fahrers erforderlich ist, und andererseits weil die Ein­ stellung abhängig vom tatsächlichen körperlichen Zustand des Fahrers erfolgt.

Durch den Umstand, daß das Fahrrad sich (das Übersetzungs­ verhältnis) automatisch selbständig einstellt, kann erreicht werden, daß der Fahrer den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand besonders einfach, schnell und zu­ verlässig erreicht.

Der Umstand, daß dies nicht etwa abhängig von einem (basie­ rend auf Fahr- oder Umgebungsdaten) geschätzten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand, sondern abhängig vom durch di­ rekte Messung am Fahrer ermittelten, also abhängig vom tat­ sächlichen körperlichen oder gesundheitlichen Zustand erfolgt, ermöglicht es, daß die Daten, in Abhängigkeit von welchen die automatische Einstellung des Übersetzungsver­ hältnis des vorgenommen wird,

• - insbesondere wegen der verhältnismäßig geringen Anzahl der zu messenden Parameter schnell und einfach besorgt werden können, und
• - eine ideale Grundlage für eine optimale Einstellung des Übersetzungsverhältnisses bilden.

Das beanspruchte Fahrrad ist dadurch einfach und preiswert herstellbar und ermöglicht es, daß der Fahrer unter allen Umständen zuverlässig den durch das Fahrradfahren angestreb­ ten körperlichen und/oder gesundheitlichen Zustand erreichen oder aufrechterhalten kann.

Entsprechendes gilt für den Heimtrainer gemäß Patentanspruch 14.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteran­ sprüchen, der folgenden Beschreibung, und den Figuren ent­ nehmbar.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des nachfolgend näher beschriebenen Fahrrades, und

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kegelscheiben-Paares des Fahrrades gemäß Fig. 1.

Das vorliegend betrachtete Fahrrad ist - abgesehen von den nachfolgend näher beschriebenen Besonderheiten - ein normales Fahrrad mit einem (Fahrrad-)Computer. Der grundlegende Aufbau des Fahrrades und die Einsatzmöglichkeiten des Fahrrades sind prinzipiell keinen Einschränkungen unterworfen. Das heißt, bei dem Fahrrad kann es sich sowohl um ein normales Straßen­ fahrrad handeln, als auch um ein für besondere Zwecke speziell ausgebildetes Fahrrad wie etwa ein Mountainbike oder ein Rennrad.

Das betrachtete Fahrrad weist einen Mechanismus auf, durch welchen das Übersetzungsverhältnis der Tretbewegungen in die Fahrradbewegungen wunschgemäß veränderbar ist.

Insbesondere (aber nicht ausschließlich) bei dem betrachteten Fahrrad erweist es sich als besonders günstig, wenn das Über­ setzungsverhältnis stufenlos veränderbar ist. Es sei jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die nachfolgend näher beschriebenen Besonderheiten des vorliegend betrachte­ ten Fahrrades auch bei Fahrrädern zum Einsatz kommen können, bei welchen das Übersetzungsverhältnis durch die bekannten Gangschaltungen (Kettenschaltungen, Nabenschaltungen) "nur" in vorbestimmten Stufen verstellt werden kann.

Das vorliegend betrachtete Fahrrad zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Computer den momentanen und/oder den an­ gestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Fahrers erfaßt und abhängig hiervon die Einstellung eines daran angepaßten Übersetzungsverhältnisses am Fahrrad veran­ laßt.

Der angestrebte körperliche oder gesundheitliche Zustand kann der nach der betreffenden Fahrradfahrt angestrebte Zustand oder der bis zu einem bestimmten oder unbestimmten anderen Zeitpunkt angestrebte Zustand sein.

Die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses kann unter zu­ sätzlicher Berücksichtigung von durch Messungen am Fahrrad (Fahrgeschwindigkeit, Tretfrequenz, Tretkraft etc.) erhalte­ nen Daten und/oder vom durch Messung von Umgebungsbedingungen (Fahrbahnsteigung, Fahrbahnbeschaffenheit, Temperatur, Luft­ feuchtigkeit, Windrichtung, Windgeschwindigkeit etc.) erhal­ tenen Daten erfolgen.

Die Erfassung des momentanen und/oder des angestrebten kör­ perlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Fahrers erfolgt durch am Fahrer vorgenommene Messungen oder durch entspre­ chende Eingaben des Fahrers in den Computer.

Die Daten, die hierbei erfaßt werden, umfassen

• - das Geschlecht des Fahrers,
• - das Alter des Fahrers,
• - die Größe des Fahrers,
• - das momentane und/oder das angestrebte Gewicht und/oder der angestrebte Gewichtsverlust des Fahrers,
• - der momentane und/oder der angestrebte Fettanteil im Körper des Fahrers und/oder die angestrebte Fettanteilsreduzie­ rung,
• - die momentane und/oder die maximal zulässige Pulsfrequenz des Fahrers, und/oder
• - sonstige Parameter, die über den interessierenden Aspekt des momentanen und/oder des angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Fahrers Auskunft geben oder diesen repräsentieren.

Im betrachteten Beispiel möge das Ziel des Fahrers in einer Verringerung seines Körpergewichtes und/oder einer Reduzie­ rung des im Körper enthaltenen Fettanteils bestehen.

Dies läßt sich bekanntlich dadurch erreichen, daß sich der Fahrer beim Fahrradfahren einer vorbestimmten körperlichen Belastung aussetzt, wobei diese Belastung nur einen bestimm­ ten Bruchteil (vorzugsweise ca. 60%-70%) der Maximal-Bela­ stung des Fahrers sein soll.

Die vorstehend genannten, vom Computer erfaßten Daten werden daher (ggf. zusammen mit der Fahrstrecke, die der Fahrer zurücklegen möchte, oder mit der gewünschten Fahrtdauer) in die Belastung oder den zeitlichen Verlauf der Belastung um­ gerechnet, der sich der Fahrer aussetzen muß, um den von ihm angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand er­ reichen, in einem bestimmten oder unbestimmten Umfang näher­ kommen oder aufrechterhalten zu können.

Im betrachteten Beispiel wird als Maß für die körperliche Be­ lastung des Fahrers die Pulsfrequenz desselben verwendet.

In diesem Fall wird zunächst die Pulsfrequenz oder der zeit­ liche Verlauf der Pulsfrequenz festgelegt, die bzw. der sich beim Fahrt einstellen muß, damit der Fahrer den von ihm an­ gestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand er­ reichen näherkommen oder aufrechterhalten kann.

Im Anschluß daran wird das Übersetzungsverhältnis am Fahrrad automatisch so eingestellt, daß sich die zuvor festgelegte Pulsfrequenz bzw. der zuvor festgelegte Pulsfrequenzverlauf beim Fahrer einstellt.

Ob dies der Fall ist, wird durch fortlaufende Messungen der Pulsfrequenz am Fahrer ermittelt. Meßgeräte zur Erfassung des Pulsschlages oder der Pulsfrequenz und Übermittlung der er­ faßten oder berechneten Signale oder Daten an einen Computer sind bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung. Vor­ zugsweise wird ein Meßgerät verwendet, daß die Signale und /oder Daten drahtlos zum Computer übermittelt.

Liegt die Pulsfrequenz des Fahrers über einem eine Soll-Be­ lastung des Fahrers repräsentierenden Pulsfrequenz-Sollwert, so ist die Belastung des Fahrers höher als sie sein sollte, und das eingestellte Übersetzungsverhältnis am Fahrrad wird verringert. Durch die Verringerung des Übersetzungsverhält­ nisses sinken (bei gleichbleibender Tretfrequenz) die Belas­ tung und damit auch die Pulsfrequenz des Fahrers.

Liegt die Pulsfrequenz des Fahrers unter dem die Soll-Belas­ tung des Fahrers repräsentierenden Pulsfrequenz - Sollwert, so ist die Belastung des Fahrers niedriger als sie sein sollte, und das eingestellte Übersetzungsverhältnis am Fahr­ rad wird erhöht. Durch die Erhöhung des Übersetzungsverhält­ nisses steigen (bei gleichbleibender Tretfrequenz) die Belas­ tung und die Pulsfrequenz des Fahrers.

Der Pulsfrequenzwert, bei dessen Überschreiten das Über­ setzungsverhältnis am Fahrrad verringert wird, ist vorzugs­ weise höher als der Pulsfrequenzwert, bei dessen Unterschrei­ ten das Übersetzungsverhältnis erhöht wird. In diesem Fall wird überprüft, ob sich die Pulsfrequenz des Fahrers inner­ halb eines bestimmten Pulsfrequenzbereiches befindet: wenn und so lange sich die Pulsfrequenz in dem bestimmten Puls­ frequenzbereiches befindet, wird das Übersetzungsverhältnis beibehalten; verläßt die Pulsfrequenz den bestimmten Puls­ frequenzbereich, so wird das Übersetzungsverhältnis so lange verändert, bis die Pulsfrequenz (wieder) im bestimmten Puls­ frequenzbereich liegt.

Wenn der angestrebte körperliche oder gesundheitliche Zustand (der zu verändernde Parameter) des Fahrers mit vertretbarem Aufwand gemessen werden kann, kann vorgesehen werden, die Auswirkung des Fahrradfahrens auf den körperlichen oder ge­ sundheitlichen Zustand (den zu verändernden Parameter) des Fahrers zu überprüfen.

Diese Möglichkeit besteht beispielsweise, wenn wie vorliegend der Fettanteil im Körper des Fahrers verringert werden soll. Der Fettanteil kann durch entsprechende Messungen bestimmt werden und zur Überprüfung der durch das Fahrradfahren er­ zielten Wirkung verwendet werden oder - zur Motivation des Fahrers - auf dem Computer angezeigt werden.

Der Fettanteil im Körper des Fahrers läßt sich unter Verwen­ dung der sogenannten bioelektrischen Impedanzanalyse ermit­ teln. Dabei werden am Körper, dessen Fettanteil zu ermitteln ist, Elektroden angebracht, über welche ein Strom durch den Körper des Fahrers geschickt wird. Diese Elektroden können beispielsweise an den Griffen des Fahrrad-Lenkers vorgesehen sein, so daß der Fahrer beim Anfassen der Griffe automatisch mit diesen in Kontakt kommt und dadurch an das den Fettanteil messende Meßgerät angeschlossen wird. Grundsätzlich kann zur Messung des Fettanteils aber auch ein separates, d. h. ein nicht in das Fahrrad integriertes Meßgerät verwendet werden, und die von diesem ermittelten Daten (vorzugsweise drahtlos) zum Computer übertragen werden.

Stellt sich bei einer solchen Überprüfung heraus, daß das vom Fahrer angestrebte Ziel nicht oder langsamer als gewünscht oder schneller als gewünscht erreicht wird, kann die bis dahin geltende Soll-Belastung bzw. die diese repräsentierende Soll-Pulsfrequenz bzw. der diese repräsentierende Soll-Puls­ frequenzbereich angepaßt werden.

Sofern sich der oder die durch das Fahrradfahren zu verän­ dernden Parameter (im betrachteten Beispiel der Fettanteil) schnell genug ändern, können auch gleich die gemessenen Werte dieser Parameter zur Festlegung des Übersetzungsverhältnisses herangezogen werden.

Eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses kann bei her­ kömmlichen Fahrrädern durch Einlegen eines anderen Ganges bewerkstelligen werden. Es sind Mechanismen bekannt, durch welche der Gang automatisch, d. h. ohne Zutun des Fahrers wunschgemäß gewechselt werden kann. Ob und gegebenenfalls wann der Gang zu wechseln ist, und gegebenenfalls in welchen Gang zu wechseln ist, wird im betrachteten Beispiel durch den Computer festgelegt.

Der Computer kann dadurch selbständig automatisch dafür sor­ gen, daß sich der gewünschte Effekt beim Fahrer einstellt.

Beim vorliegend betrachteten Fahrrad ist es möglich, die Ver­ stellung des Übersetzungsverhältnisses stufenlos erfolgen zu lassen. Das betrachtete Fahrrad weist nämlich zur Kraftüber­ tragung von der Tretkurbel auf das angetriebene Rad ein stufenlos verstellbares Umschlingungsgetriebe (CVT-Getriebe) auf. Der grundsätzliche Aufbau, die Funktion und die Wir­ kungsweise von geeigneten Umschlingungsgetrieben sind bei­ spielsweise aus der DE 196 43 437 A1 und der DE 197 30 400 A1 bekannt.

Beim Einsatz eines Umschlingungsgetriebes zur Kraftübertra­ gung am Fahrrad erfolgt die Kraftübertragung von der Tret­ kurbel auf das anzutreibenden Rad nicht mehr wie allgemein üblich über an der Tretkurbel und am anzutreibenden Rad vor­ gesehene Zahnräder und eine über diese gespannte Kette, son­ dern über an der Tretkurbel und am anzutreibenden Rad vor­ gesehene Kegelscheiben-Paare und ein über diese gespanntes, beispielsweise durch einen Riemen gebildetes Umschlingungs­ glied.

Dies ist in Fig. 1 veranschaulicht. Die Fig. 1 zeigt das vorliegend betrachtete Fahrrad. Das Fahrrad ist mit dem Be­ zugszeichen 1 bezeichnet, dessen Computer mit dem Bezugs­ zeichen 11, das an der Tretkurbel vorgesehene Kegelscheiben- Paar mit dem Bezugszeichen 12, das am anzutreibenden Rad (am Hinterrad) vorgesehene Kegelscheiben-Paar mit dem Bezugs­ zeichen 13, und der die Kegelscheiben-Paare 12 und 13 umlau­ fende Riemen mit dem Bezugszeichen 14.

In Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines der zwei Kegelschei­ ben-Paare gezeigt. Das zweite Kegelscheiben-Paar ist im be­ trachteten Beispiel identisch oder ähnlich aufgebaut.

Ein Kegelscheiben-Paar besteht, wie die Bezeichnung schon an­ deutet, aus zwei Kegelscheiben 121 und 122. Vorzugsweise sollten die beweglichen Kegelscheiben diagonal versetzt sein, damit der Riemen nicht schräg läuft. Diese Kegelscheiben sind koaxial angeordnet und so ausgebildet, daß sich zwischen ihnen ein im wesentlichen V-förmiger Zwischenraum 123 bildet. Durch diesen Zwischenraum läuft der Riemen 14 hindurch. Der Riemen 14 steht im bestimmungsgemäß angeordneten Zustand seitlich mit den Kegelscheiben 121 und 122 in Kontakt und kann durch die sich zwischen dem Riemen und den Kegelscheiben einstellende Reibung die Kegelscheiben antreiben oder von den Kegelscheiben angetrieben werden. Die Kegelscheiben sind axial relativ zueinander verschiebbar, wodurch der gegen­ seitige Abstand der Kegelscheiben veränderbar ist. Durch die Veränderbarkeit des Abstandes der Kegelscheiben kann sich auch die relative Lage des Riemens zu diesen verändernden: weisen die Kegelscheiben einen großen Abstand voneinander auf, so läuft der Riemen relativ weit innen (in Achsnähe) zwischen diesen hindurch; weisen die Kegelscheiben einen geringen Abstand voneinander auf, so läuft der Riemen relativ weit außen (in der Nähe des äußeren Randes der Kegelscheiben) zwischen diesen hindurch.

Im betrachteten Beispiel sind die Kegelscheiben-Abstände der Kegelscheiben-Paare so miteinander gekoppelt, daß eine Ver­ änderung des Abstandes der Kegelscheiben eines Kegelscheiben- Paares eine gegenläufige Veränderung des Abstandes der Kegel­ scheiben des jeweils anderen Kegelscheiben-Paares zur Folge hat. Das heißt, wenn die Kegelscheiben des an der Tretkurbel vorgesehenen Kegelscheiben-Paares einen großen Abstand von­ einander aufweisen, der Riemen also relativ weit innen zwi­ schen diesen hindurchläuft, weisen die Kegelscheiben des am anzutreibenden Rad vorgesehenen Kegelscheiben-Paares einen geringen Abstand voneinander auf, so daß der Riemen relativ weit außen zwischen diesen hindurchläuft, wohingegen im Fall, daß die Kegelscheiben des an der Tretkurbel vorgesehenen Kegelscheiben-Paares einen geringen Abstand voneinander auf­ weisen, der Riemen also relativ weit außen zwischen diesen hindurchläuft, die Kegelscheiben des am anzutreibenden Rad vorgesehene Kegelscheiben-Paares einen großen Abstand von­ einander aufweisen, so daß der Riemen relativ weit innen zwischen diesen hindurchläuft.

Wenn der Riemen beim an der Tretkurbel vorgesehenen Kegel­ scheiben-Paar weit außen zwischen den Kegelscheiben hindurch­ läuft und beim am anzutreibenden Rad vorgesehenen Kegel­ scheiben-Paar weit innen zwischen den Kegelscheiben hindurch­ läuft ergibt sich ein sehr großes Übersetzungsverhältnis; wenn der Riemen beim an der Tretkurbel vorgesehenen Kegel­ scheiben-Paar weit innen zwischen den Kegelscheiben hindurch­ läuft und beim am anzutreibenden Rad vorgesehenen Kegel­ scheiben-Paar weit außen zwischen den Kegelscheiben hindurch­ läuft, ergibt sich ein sehr kleines Übersetzungsverhältnis.

Der Abstand der Kegelscheiben der Kegelscheiben-Paare kann im betrachteten Beispiel stufenlos verändert werden, wodurch eine stufenlose Veränderung des Übersetzungsverhältnisses er­ reicht werden kann.

Im betrachteten Beispiel wird der Abstand der Kegelscheiben bei einem der Kegelscheiben-Paare durch einen (in den Figuren nicht gezeigten) Elektromotor verstellt, wobei es keine Rolle spielt um welches der Kegelscheiben-Paare es sich dabei han­ delt; beim anderen Kegelscheiben-Paar erfolgte die Ein­ stellung des Kegelscheiben-Abstandes durch eine (in den Fi­ guren ebenfalls nicht gezeigten) Feder. Die Feder sorgt im betrachteten Beispiel dafür, daß Veränderungen des Kegel­ scheiben-Abstandes beim einen (bei dem mit dem Motor aus­ gestatteten) Kegelscheiben-Paar gegenläufige Veränderungen des Kegelscheiben-Abstandes beim anderen (bei dem mit der Feder ausgestatteten) Kegelscheiben-Paar zur Folge haben. Sie tut dies, indem sie die durch sie verstellbaren Kegelscheiben zueinander hindrückt, so weit es der zwischen den betreffen­ den Kegelscheiben hindurchlaufende Riemen gestattet.

Wenn beim Kegelscheiben-Paar, bei welchem der Kegelscheiben- Abstand durch den Motor verstellt wird, der Kegelscheiben- Abstand vergrößert wird, kann der Riemen weiter innen zwi­ schen den betreffenden Kegelscheiben hindurchlaufen als es vorher der Fall war und verliert dadurch kurzzeitig etwas an Spannung. Die Abnahme der Riemen-Spannung ermöglicht es, daß die Kegelscheiben des anderen Kegelscheiben-Paares durch die diese zusammendrückende Feder weiter zusammengedrückt werden können als es vorher der Fall war, wodurch der Riemen dort nach außen wandert (wandern muß). Dies wiederum hat zur Folge, daß der Riemen beim Kegelscheiben-Paar, bei welchem der Kegelscheiben-Abstand durch den Motor verstellt wird, nach innen wandert. Nach erfolgter Umstellung der wie be­ schrieben gekoppelten Kegelscheiben-Abstände läuft der Riemen also bei dem Kegelscheiben-Paar, bei welchem der Kegel­ scheiben-Abstand durch den Motor vergrößert wurde, weiter innen als es vorher der Fall war, und bei dem Kegelscheiben- Paar, dessen Kegelscheiben durch die Feder zusammengedrückt werden, weiter außen als es vorher der Fall war.

Wenn beim Kegelscheiben-Paar, bei welchem der Kegelscheiben- Abstand durch den Motor verstellt wird, der Kegelscheiben- Abstand verringert wird, muß der Riemen dort weiter nach außen wandern. Dies hat zur Folge, daß der Riemen beim anderen Kegelscheiben-Paar nach innen wandert und dadurch die betreffenden Kegelscheiben gegen die Federkraft der diese zusammendrückenden Feder auseinander drückt. Nach erfolgter Umstellung der wie beschrieben gekoppelten Kegelscheiben- Abstände läuft der Riemen also bei dem Kegelscheiben-Paar, bei welchem der Kegelscheiben-Abstand durch den Motor ver­ ringert wurde, weiter außen als es vorher der Fall war, und bei dem Kegelscheiben-Paar, dessen Kegelscheiben durch die Feder zusammengedrückt werden, weiter innen als es vorher der Fall war.

Es dürfte einleuchten, daß keine Einschränkung darauf be­ steht, daß der Kegelscheiben-Abstand bei einem Kegelscheiben- Paar durch einen Motor, und beim anderen Kegelscheiben-Paar durch eine Feder verstellt wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Kegelscheiben-Abstand bei beiden Kegel­ scheiben-Paaren durch einen Motor zu verstellen. Anstelle des Motors können auch andere Verstellmechanismen wie beispiels­ weise hydraulisch oder pneumatisch betätigte Verstellmecha­ nismen zum Einsatz kommen. In diesen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn ein in den Figuren nicht gezeigter Mechanismus zum automatischen Spannen des Riemens vorgesehen ist. Wenn ein Riemenspannmechanismus vorgesehen wird, ist es unter Umständen ausreichend, wenn nur an einem der Kegel­ scheiben-Paare der Kegelscheiben-Abstand verstellbar ist; das andere Kegelscheiben-Paar kann dann durch eine normale Riemenscheibe ersetzt werden.

Eine Verstellung der Kegelscheiben-Abstände hat eine Verän­ derung der Riemenführung und damit gleichzeitig auch eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zur Folge. Da sich die Kegelscheiben-Abstände stufenlos verändern lassen, können auch die Veränderungen der Riemenführung und des Übersetzungsverhältnisses stufenlos erfolgen.

Durch die stufenlose Veränderbarkeit des Übersetzungsverhält­ nisses kann die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit vom angestrebten körperlichen oder gesundheitli­ chen Zustand des Fahrers unter allen Umständen optimal an die gegebenen Verhältnisse und/oder die Wünsche des Fahrers an­ gepaßt werden. Der Versuch, dem angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand durch Fahrradfahren zu er­ reichen oder näherzukommen, erweist sich damit als besonders effizient und wirkungsvoll.

Unabhängig davon macht eine stufenlose Veränderbarkeit des Übersetzungsverhältnisses das Fahrradfahren angenehmer für den Fahrer; im Idealfall merkt der Fahrer überhaupt nichts von vorgenommenen Übersetzungsverhältnis-Veränderungen.

Daß beim betrachteten Fahrrad ein Umschlingungsgetriebe der vorstehend beschriebenen Art verwendet wird, erweist sich nicht nur als Vorteil, weil sich hier das Übersetzungsver­ hältnis stufenlos verändern läßt. Es erweist sich auch als vorteilhaft, weil keine Kette mehr vorgesehenen werden muß.

Das Vorsehen einer Kette zur Kraftübertragung von der Tret­ kurbel auf das anzutreibende Rad ist insbesondere nachteilig, weil

• - die Kette bei Kettenschaltungen mitunter schräg läuft und dadurch einem relativ hohen Verschleiß ausgesetzt ist,
• - die Kette regelmäßig gewartet (gereinigt und geölt) und/oder nachgestellt (nachgespannt) werden muß,
• - die Kette mitunter von den durch sie zu umschlingenden Zahnrädern herunterspringt und dann von Hand wieder auf­ gelegt werden muß, was bekanntlich eine langwierige und schmutzige Angelegenheit ist,
• - das Verändern des Übersetzungsverhältnisses nur in mehr oder weniger großen Stufen möglich ist,
• - das Verändern des Übersetzungsverhältnisses zumindest bei Kettenschaltungen kompliziert ist (der Fahrer muß wissen, ob die Kette nur vorn oder nur hinten oder vorn und hinten versetzt werden muß, um in den nächst höheren oder den nächst niedrigeren Gang zu schalten),
• - das Verändern des Übersetzungsverhältnisses bisweilen meh­ rere Schaltvorgänge erfordert, die unter Umständen sogar in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen müssen, wobei mit­ unter in Kauf genommen werden muß, daß kurzzeitig mit einem Übersetzungsverhältnis gefahren werden muß, das noch un­ geeigneter ist, als das zu verändernde Übersetzungsverhält­ nis,
• - die Tretbewegung während des Veränderung des Übersetzungs­ verhältnisses verlangsamt oder unterbrochen werden muß,
• - die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses von einem Rucken begleitet wird, was nicht nur für den Fahrer un­ angenehm ist, sondern auch die Lager belastet,
• - im Stillstand des Fahrrades keine Veränderung des Über­ setzungsverhältnisses möglich ist, und
• - das Übersetzungsverhältnis sowohl bei Verwendung einer Ket­ tenschaltung als auch bei Verwendung einer Nabenschaltung nur innerhalb eines relativ kleinen Bereiches veränderbar ist.

All diese Nachteile treten nicht auf, wenn das Kettengetriebe durch ein Umschlingungsgetriebe der vorstehend beschriebenen Art ersetzt wird. Die Verwendung eines Umschlingungsgetriebes bei Fahrrädern erweist sich auch bei "normalen" Fahrrädern, d. h. bei Fahrrädern, die nicht speziell zur Erlangung eines angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustandes ausgebildet sind, als vorteilhaft.

Unabhängig von der Art und Weise der Einstellung und Ver­ stellung des Übersetzungsverhältnisses am Fahrrad besteht keine Einschränkung darauf, die automatische Verstellung des Übersetzungsverhältnisses auf Fälle wie das vorstehend be­ schriebene Beispiel (zur Reduzierung des Fettanteils im Kör­ per) zu beschränken.

Obgleich dies vorliegend nicht im einzelnen erläutert wird, dürfte es einleuchten, daß sich durch eine Fahrradeinstellung der vorstehend beschriebenen Art auch andere Ziele als eine Reduzierung des Fettanteils im Körper erzielen lassen; das Ziel des Fahrers könnte beispielsweise auch darin bestehen, das Körpergewicht zu reduzieren, oder einen Muskelaufbau zu betreiben, oder die Knochen und Gelenke der Beine bestimmten Belastungen und/oder Bewegungsabläufen auszusetzen, oder das Herz oder die Lunge in einem bestimmten Umfang zu belasten, was beispielsweise (aber nicht ausschließlich) nach Krankhei­ ten, Verletzungen, und/oder Operationen von besonderem Inter­ esse sein kann.

Es besteht ferner keine Einschränkung darauf, daß als Maß für die körperliche Belastung, welche beim vorstehend beschriebe­ nen Beispiel der Parameter war, in Abhängigkeit von welchem das Übersetzungsverhältnis am Fahrrad eingestellt wurde, die Pulsfrequenz des Fahrers verwendet wird. Zusätzlich oder alternativ könnte beispielsweise vorgesehen werden, die Belastung des Fahrers unter Berücksichtigung des Blutdrucks des Fahrers, vorbestimmter Blutwerte des Fahrers, der Schweißabsonderung des Fahrers, und/oder der Atemfrequenz zu beurteilen.

Der Parameter, in Abhängigkeit von welchem das Übersetzungs­ verhältnis am Fahrrad eingestellt wird, muß auch nicht die körperliche Belastung des Fahrers sein. Es können beliebige andere Parameter des körperlichen und/oder gesundheitlichen Zustandes des Fahrers sein, die der Einstellung des Über­ setzungsverhältnisses am Fahrrad zugrundegelegt werden. Bei­ spielsweise kann im Fall, daß die Lunge des Fahrers trainiert werden soll, die Atemfrequenz oder das eingeatmete und aus­ geatmete Luftvolumen der Parameter sein, in Abhängigkeit von welchem das Übersetzungsverhältnis eingestellt wird.

Demzufolge kann das Fahrrad auch mit zusätzlichen und/oder anderen Meßgeräten und Sensoren ausgestattet sein als es beim vorstehend beschriebenen Fahrrad der Fall ist. Vorzugsweise ist das Fahrrad auch mit den Meßgeräten und Sensoren aus­ stattbarer, die bei "normalen" Fahrrädern üblicherweise vor­ gesehen sind. Dann kann das vorstehend beschriebene Fahrrad auch als ein ganz normales Fahrrad verwendet werden. Die Meß­ geräte und Sensoren, die hierfür vorgesehen werden können, umfassend beispielsweise Meßgeräte und Sensoren zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit, der zurückgelegten Strecke, der Tretfrequenz, der beim Treten aufgebrachten Kraft usw.

Der Computer, die Meßgeräte, und der Mechanismus zur Verände­ rung des Übersetzungsverhältnisses werden im betrachteten Beispiel durch Batterien mit Energie versorgt. Die Batterien sind vorzugsweise wiederaufladbare Batterien, die beispiels­ weise unter Verwendung eines Dynamos und/oder von photo­ voltaischen Elementen aufgeladen werden können.

Einer der Aspekte des vorstehend beschriebenen Fahrrades, genauer gesagt die automatische Einstellung desselben in Ab­ hängigkeit von erfaßten Daten über den momentanen und/oder angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand, kann nach entsprechender Anpassung auch bei einem Heimtrainer zum Einsatz kommen.

Heimtrainer sind bekanntlich Standgeräte, auf welchem zu Hause oder in Fitneßstudios das Fahrradfahren simuliert wer­ den kann. Startet man einen solchen Heimtrainer mit einem ähnlich wie beim vorstehend beschriebenen Fahrrad aufgebauten und funktionierenden Computer aus und läßt diesen den momen­ tanen und/oder den angestrebten körperlichen oder gesund­ heitlichen Zustand des Fahrers ermitteln, so kann der Heim­ trainer ähnlich wie das Fahrrad automatisch nach den Wünschen des Fahrers eingestellt werden. Dabei wird allerdings nicht das Übersetzungsverhältnis sondern der Tretwiderstand an die erfaßten Daten angepaßt. Die Anpassung des Tretwiderstandes erfolgt vorzugsweise durch eine entsprechende Einstellung einer Bandbremse oder - noch besser - einer sogenannten Mag­ netbremse. Der Tretwiderstand kann aber auch auf beliebige andere Art und Weise eingestellt werden; es werden allerdings Verstellmechanismen bevorzugt, die eine stufenlose Verände­ rung des Tretwiderstandes gestatten.

Durch einen solchen Heimtrainer lassen sich im wesentlichen auf die selbe Art und Weise wie beim Fahrrad im wesentlichen die selben Effekte und Vorteile wie beim Fahrrad erzielen.

Aus den vorstehenden Erläuterungen geht hervor, daß sich das vorstehend beschriebene Fahrrad in mehrfacher Hinsicht aus­ zeichnet. Es ist insbesondere einfach und preiswert herstel­ lbar und ermöglicht es, daß der Fahrer unter allen Umständen zuverlässig den durch das Fahrradfahren angestrebten Erfolg erzielen kann.

Das beschriebene Fahrrad und der beschriebene Heimtrainer passen sich nicht nur automatisch an den momentanen und oder den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Fahrers bzw. des Trainierenden an, sondern können dem Fahrer bzw. des Trainierenden auch dabei behilflich sein, den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand genau zu ermitteln oder genauer zu definieren und/oder seine Lebensgewohnheiten so zu verändern, daß er den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand ohne größere An­ strengung erreichen und aufrechterhalten kann. Die erzielten Erfolge sind quantitativ kontrollierbar und spornen den Fahrer an, sein Ziel ehrgeizig weiterzuverfolgen und sich ge­ gebenenfalls neue Ziele zu stecken.

Bezugszeichenliste

1

Fahrrad

11

Computer

12

Kegelscheiben-Paar

13

Kegelscheiben-Paar

14

Riemen

121

bewegbare Kegelscheibe eines Kegelscheiben-Paares

122

feste Kegelscheibe eines Kegelscheiben-Paares

123

V-förmiger Zwischenraum zwischen den Kegelscheiben

121

und

122

Claims (26)

1. Fahrrad mit Computer, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (11) den momentanen und/oder den angestreb­ ten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Fahrers erfaßt und abhängig hiervon die Einstellung eines daran an­ gepaßten Übersetzungsverhältnisses am Fahrrad veranlaßt.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (11) das einzustellende Übersetzungsverhält­ nis unter Berücksichtigung von vom Fahrer eingegebenen Daten festlegt.

3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (11) das einzustellende Übersetzungsverhält­ nis unter Berücksichtigung von durch Messungen am Fahrer er­ mittelten Daten festlegt.

4. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (11) das einzustellende Übersetzungsverhält­ nis unter Berücksichtigung von durch Messungen am Fahrrad er­ mittelten Daten festlegt.

5. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (11) das einzustellende Übersetzungsverhält­ nis unter Berücksichtigung von durch Messungen von Umgebungs­ bedingungen ermittelten Daten festlegt.

6. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des momentanen und/oder angestrebten kör­ perlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Fahrers durch am Fahrer vorgenommene Messungen und/oder durch entsprechende Eingaben des Fahrers in den Computer (11) erfolgen.

7. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Erfassung des momentanen und/oder angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Fahrers Da­ ten über das Geschlecht des Fahrers, über das Alter des Fah­ rers, über die Größe des Fahrers, über das momentane und/oder das angestrebte Gewicht und/oder den angestrebten Gewichts­ verlust des Fahrers, über den momentanen und/oder den an­ gestrebten Fettanteil im Körper des Fahrers und/oder die an­ gestrebte Fettanteilsreduzierung, über die momentane und/oder die maximal zulässige Pulsfrequenz des Fahrers, und/oder über sonstige Parameter, die über den interessierenden Aspekt des momentanen und/oder des angestrebten körperlichen oder ge­ sundheitlichen Zustandes des Fahrers Auskunft geben oder diesen repräsentieren, erhalten werden.

8. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der angestrebte körperliche oder gesundheitlichen Zustand in einer Reduzierung des Fettanteils im Körper des Fahrers besteht.

9. Fahrrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis am Fahrrad so eingestellt wird, daß der Fahrer durch das Fahrradfahren einer vorbe­ stimmten körperlichen Belastung ausgesetzt wird.

10. Fahrrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die körperliche Belastung des Fahrers dessen Pulsfrequenz verwendet wird.

11. Fahrrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis am Fahrrad so eingestellt wird, daß sich dadurch beim Fahrer durch das Fahrradfahren eine vorbestimmte Pulsfrequenz einstellt.

12. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis stufenlos veränderbar ist.

13. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von der Tretkurbel auf das anzutrei­ bende Rad unter Verwendung eines Umschlingungsgetriebes (12, 13, 14) bewerkstelligt wird.

14. Heimtrainer mit Computer, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer den momentanen und/oder den angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustand des Trainierenden erfaßt und abhängig hiervon die Einstellung eines daran angepaßten Tretwiderstandes am Heimtrainer veranlaßt.

15. Heimtrainer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer den einzustellenden Tretwiderstand unter Be­ rücksichtigung von vom Trainierenden eingegebenen Daten festlegt.

16. Heimtrainer nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer den einzustellenden Tretwiderstand unter Be­ rücksichtigung von durch Messungen am Trainierenden ermit­ telten Daten festlegt.

17. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer den einzustellenden Tretwiderstand unter Be­ rücksichtigung von durch Messungen am Heimtrainer ermittelten Daten festlegt.

18. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer das einzustellende Übersetzungsverhältnis unter Berücksichtigung von durch Messungen von Umgebungsbe­ dingungen ermittelten Daten festlegt.

19. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des momentanen und/oder angestrebten kör­ perlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Trainierenden durch am Fahrer vorgenommene Messungen und/oder durch ent­ sprechende Eingaben des Trainierenden in den Computer erfol­ gen.

20. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Erfassung des momentanen und/oder angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Trainieren­ den Daten über das Geschlecht des Trainierenden, über das Alter des Trainierenden, über die Größe des Trainierenden, über das momentane und/oder das angestrebte Gewicht und/oder den angestrebten Gewichtsverlust des Trainierenden, über den momentanen und/oder den angestrebten Fettanteil im Körper des Trainierenden und/oder die angestrebte Fettanteilsreduzie­ rung, über die momentane und/oder die maximal zulässige Puls­ frequenz des Trainierenden, und/oder über sonstige Parameter, die über den interessierenden Aspekt des momentanen und/oder des angestrebten körperlichen oder gesundheitlichen Zustandes des Trainierenden Auskunft geben oder diesen repräsentieren, erhalten werden.

21. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der angestrebte körperliche oder gesundheitlichen Zustand in einer Reduzierung des Fettanteils im Körper des Trainie­ renden besteht.

22. Heimtrainer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Tretwiderstand am Heimtrainer so eingestellt wird, daß der Trainierende durch den Heimtrainer einer vorbestim­ mten körperlichen Belastung ausgesetzt wird.

23. Heimtrainer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die körperliche Belastung des Trainierenden dessen Pulsfrequenz verwendet wird.

24. Heimtrainer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Tretwiderstand am Heimtrainer so eingestellt wird, daß sich dadurch beim Trainierenden durch den Heimtrainer eine vorbestimmte Pulsfrequenz einstellt.

25. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Tretwiderstandes durch eine einstel­ lbare Bremse erfolgt.

26. Heimtrainer nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Tretwiderstand stufenlos veränderbar ist.