DE2054214A1

DE2054214A1 - Energieabsorbierungsapparat

Info

Publication number: DE2054214A1
Application number: DE19702054214
Authority: DE
Inventors: John R Chicago Mateja Edward J Westchester Marusarz Bruno J Chicago 111 Lulaly (V St A )
Original assignee: American Gage & Machine Company, Chicago, 111 (VStA)
Priority date: 1969-11-05
Filing date: 1970-11-04
Publication date: 1971-05-19
Also published as: CA938627A; GB1321655A; FR2071688A5; SE366918B; BE758547A; US3705721A; CH516317A

Description

DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ 3. November 1970

6 Frankfurt am Main 70 Gzh/lla

Sdwedcnhof*. 27-MM 707i American Gage & Machine Company) Chicago, Illinois / USA Energicrabsorbierungsapparat

Diese Erfindung betrifft Energieabsorbierungsgeräte und insbesondere solche vom Dynamometertyp, die besonders nützlich in Übungsgeräten sind. Stationäre Übungsgeräte jenes Typs, bei dem der Benutzer durch Bewegen seiner Arme oder Beine ein Rad dreht, das mit einer Energieabsorbierungsanlage verbunden ist, haben justierbare Bremsen benutzt, um die Energie zu absorbieren und den Widerstand der Radbewegung einzustellen. Während solche Systeme in mancher Hinsicht zufriedenstellend sind, leiden sie an einer Anzahl von Nachteilen. Die meisten von ihnen verlangen eine dauernde Wiedereinstellung der Bremsen oder anderer Reibungskräfte durch den Benutzer in dem Bemühen, auf seiner Seite einen gleichmäßigen Energieaufwand zu erreichen. Soweit es sich um Reibungsvorrichtungen handelt, sind dieses Abnutzungsgegenstände und erfordern daher ein periodisches Auswechseln. In vielen Situationen ist es ein zusätzliches Problem, wenn von einem Arzt eine übungeweise einem Patienten sorgfältig vorgeschrieben wird, der an Störungen gelitten hat, die ihn ganz oder teilweise arbeitsunfähig gemacht haben. In solchen Situationen ist es sehr wichtig, daß der Betrag der von dem Patienten aufzubringenden Energie rigoros eingestellt werden kann. Wenn ein Übungsgerät Bit der bekannten Reibungeveränderung für diesen Zweck benutzt wird, manchen der Mangel an Präzision und Variierungsmögllenkeiten diese« Gerät unpassend.

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Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen Übungsapparat zu schaffen, der eine akurate und gleichbleibende Einstellbarkeit des Betrages der von dem Benutzer aufzuwendenden Energie gewährleistet.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, einen neuen Übungsapparat zu schaffen, der haltbar ist und alt einem Minimum an Teilen auskommt, die der Abnutzung unterliegen und ihren Wert mindern.

Obwohl eine besondere Anwendung dieser Erfindung die Kombination mit einem Übungsgerät ist, gibt es mehrere andere Situationen, für die es erwünscht ist, einen Apparat zu schaffen, der die Energie rotierender Wellen absorbiert. Daher wird die Erfindung in einer Hinsicht als Dynamometer angesehen, der, wo immer erwünscht, benutzt werden kann, die Leistung rotierender Maschinen, wie Brennkraftmaschinen, Transmissionen, elektrische Motoren oder ähnliches zu messen.

Zusammengefaßt werden das obige und andere Ziele durch eine Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, daß ein regulierter elektrischer Generator vorgesehen ist, der von einem rotierenden Element angetrieben werden kann und eine Last speist, deren Größe von einem Bedienenden bestimmt werden kann. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Leistungsausgang des Generators konstant zu halten, auch wenn Änderungen in der Geschwindigkeit des rotierenden Elementes auftreten sollten.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von

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- 3 -AusfUhrungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung der Erfindung, in der eine stationäre Übungsvorrichtung als das Eleaent gezeigt wird, das die zu absorbierende Energie erzeugt,

Fig. 2 eine Darstellung eines Schaltpultes für einen Benutzer, das in Verbindung alt der Ausführung nach Fig. 1 benutzt werden kann,

Fig· 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgenäflen Ausführung, Flg. k eine scheaatische Schaltung der Ausführung nach Fig, 2,

Fig. 5 ein Blockdiagram einer anderen Ausführung einer Lastkoapensationsregelung, die einen Teil der Erfindung bildet,

Fig. 6 ein Blockdiagram einer weiteren Ausführung einer Lastkoapensationsregelung, die einen Teil der Erfindung bildet, und

Fig. 7 ein Blockdiagraaa einer anderen Ausbildung der Erfindung.

Eine Energieabsorbierungsvorrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausführung ist allgemein in Fig. 1 dargestellt. In dieser Zeichnung weist ein stationäres Übungsgerät des Fahrradtyps einen !lähmen 2 auf. Aa vorderen Ende des Rahmens ist eine Gabel k

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angebracht, die ein Rad 6 für die Drehung trägt. Die Gabel 4 erstreckt eich.in ein passendes Bodenstück 8, von dem das Had in einem Abstand gehalten wird, so daß es in der Position gedreht werden kann. Ein Sitz 10 ist für den Benutzer vorgesehen, so daß seine Füße mit einem Pedalenpaar 12 zusammenwirken und eine Rotation erzeugen können. Das Pedalenpaar 12 ist an einem Antriebszahnrad 14 befestigt, welches dadurch eine Kette 16 antreibt, die um ein getriebenes Zahnrad 18 geführt ist, welches mit dem Rad 6 verbunden ist. Gewöhnliche Lenkstangen 22 sind vorgesehen, an denen sich der Bedienende festhalten kann· Die gezeigte und beschriebene Ausführung repräsentiert eine Form dieser Ansicht der Erfindung. Andere Typen von Übungsgeräten, die denkbar sind, wo es erwünscht ist, BeinÜbung sappara te zu schaffen, die den Benutzer erlauben, zwischen einer stehenden, sitzenden oder liegenden Position zu wählen, können benutzt werden. Als weitere Möglichkeit kann eine Ausführung konstruiert werden, bei der das Rad 6 unter Benutzer der Arme in Drehung versetzt wird.

In weiterer Übereinstimmung mit der Erfindung weist der Apparat einen elektrischen Generator 24 auf, der durch eine passende Klammer oder einen Träger 26 an dem Rahmen 2 befestigt 1st. Die Welle des Generators 24 ist mit einem Antriebsrad oder einer Riemenscheibe 28 versehen, die mit dem Had 6 zusammenwirkt, um dadurch angetrieben zu werden. Wie in Flg. 1 nicht gezeigt, aber in Fig. 3 dargestellt, versorgt der Ausgang des Generators eine Hauptlast 30 und eine Hilfslast 32. Wie später genauer erklärt wird, stellen ein Regler 34 und eine Lastkompensationskontrolle 36 eine Einrichtung dar, um den Ausgang des Generators so zu regeln, daß er konstant bleibt. Diese letzteren Elemente können so verpackt werden, daß der Zugriff

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durch andere als Service-Techniker möglichst gering gehalten wird und das Auge des Verbrauchers angesprochen wird, und an passenden Stellen in dem Rahmen 2 oder einem Grundaufbau für den Übungsapparat montiert werden.

Ein Instrumentenpult 38 kann an den Lenkstangen 22 befestigt werden und, wie in Fig, 2 zu sehen, Informations- und Kontrollelemente für den Bedienenden enthalten. Das Instrumentenpult kann einen Startschalter 40, eine Bedienungslampe 42, einen Lastwahlschalter 44 und einen Geschwindigkeits- oder Tachometer 46 aufweisen, welcher als Eingang eine Verbindung mit dem Rad 6 hat. Die Lampe 42 und die Schalter 40 und 44 sind mit dem Schaltkreis verbunden, der eine Ansicht der Erfindung darstellt, wie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen, ist der Generator ein Wechselstromgenerator, der einen sterngeschalteten Stator 48 hat und eine vom Rotor 50 gebildete Feldwicklung. Der Ausgang des Generators ist mit einer Gleichrichterschaltung 52 verbunden zur Schaffung eines positiven Poles 54 und eines negativen Poles 56. Wie zu sehen, ist der Generator selbst "erregt. In einer verwirklichten Ausführung der Erfindung war der benutzte Generator ein sogenannter "Alternator" von dem Typ, wie sie in Motorfahrzeugen benutzt werden. Solche Generatoren sind ohne Schwierigkeiten zu erhalten, wirtschaftlich, verhältnismäßig leicht und verlässlich. Offensichtlich erfordert die Ausführung dieser Erfindung nicht einen solchen Generator, aber seine Vorteile machen ihn attraktiv. Falls erwünscht, kann ein Kondensator 58 mit den Klemmen 54 und 56 verbunden werden, um den Ausgang durch das Alisfiltern jeglicher Wechsel spannungskoiaponenten zu glätten.

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Um eine Last für den Generator zu schaffen, dessen Grüße durch den Benutzer ausgewählt werden kann, ist der Ausgang des Generators über die Leitungen 60 und 62 an den Schalter 44 angeschlossen, der als Vielfachschalter ausgewählt ist und ein Rotorelement 64 und eine Vielzahl fester Anschlüsse 66 hat. Die Leitung 62 ist mit der Rotorklemme 64 verbunden, während d'ie'Leitung 60 mit einem Ende 68 einer Vielzahl von in Serie geschalteten Widerständen 70 bis 82 verbunden ist. Zwischenpunkte 84 bis 94 der Widerstände sind mit entsprechenden Punkten der festen Klemmen 66 verbunden, während ein Endpunkt 96 mit seinem entsprechenden Punkt der Klemmen 66 verbunden ist. Auf diese Weise kann durch Veränderung des Schalters 44 ein leitender Ansatz auf seinem Rotorelement 64 in Kontakt mit jeder der Klemmen 66 bewegt werden, um einen oder mehrere der Widerstände mit den Leitungen 60 und 62 zu verbinden, um so die Last für den Generator 24 zu verändern. Wie aus dieser Zeichnung zu er-. sehen,, bewirkt die Drehung des Elementes 64 im Uhrzeigersinn ein Anwachsen der Last, weil weniger Widerstand mit dem Kreis verbunden wird: es gibt viele Variationen in dem Lastauswahlkxjeie, was jenen bekannt ist, die darin Erfahrung haben. Zum Beispiel können Schalter 44 und Lastkreis 30 durch eine kontinuierlich variierbare Widerstandsausführung gebildet werden.

Wie bereits vorher festgestellt, ist es im allgemeinen wünschenswert, den Ausgang des Generators konstant zu halten, so daß, wenn er in Gebrauch ist, der Benutzer, wenn es sich um ein Übungsgerät handelt, sicher sein kann, daß er die ausgewählte Last mit einer konstanten Spannung speist, oder, wenn die Erfindung für ein Dynamometertestgerät vorgesehen ist, der Ausgang unabhängig von Lastanderungen konstant bleibt. Zu diesem Zweck ist der Regler 34 vorgesehen. Fig. 4 zeigt in Einzelheiten einen

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Hegler, der besonders für den Gebrauch dieser Erfindung nützlich ist. Jedoch sollte verstanden werden, daß jeder Regler, vorzugsweise in Festkörperschaltung, der als Eingang die Standardelemente aufweist, um den Generatorausgang abzunehmen, bei dem ein Referenzwert zu erhalten ist und der einen Fehlsignaldifferenzverstärker hat, um die Felderregung zu regeln, benutzt werden kann.

In Fig. 4 ist an die Generatorausgangsleitungen 60 und 62 ein Spannungsteiler angeschlossen, der aus einem Widerstand 98, einer Zenerdiode 100 und einem Widerstand 102 besteht. Die Kathode der Zenerdiode 100 ist mit der positiven Leitung 60 über den Widerstand 98 verbunden, so daß, wenn die positive Spannung die Zenerspannung übersteigt, die Zenerdiode in der rückwärtigen Richtung durchlässig wird. Ein Widerstand 104 bildet einen Nebenweg zur Diode 100, so daß nur ein Teil der Ausgangsspannung als Eingang für den Regler benutzt wird. Die Basis eines NPN-Transistors 106 ist mit der Verbindung der Diode 100 mit dem Widerstand 102 verbunden, so daß, wenn die Diode 100 leitend wird, der Transistor 106 ebenfalls leitet. Der Kollektor des Transistors 106 ist durch einen Strombegrenzungswiderstand 108 mit der positiven Leitung 60 verbunden, und mit der Basis eines anderen NPN-Transistors 110 wie ein Emitterfolger. Wenn daher der Transistor 106 leitet als Folge des Leitens der Diode 100, wird der Transistor 110, welcher vorher leitend war, die Leitung zu beenden trachten, weil die Kollektorspannung des Transistors 106 als Folge des Leitens dieses Transistors abnimmt. Der Emitter des Transistors 110 ist mit der Basis eines dritten NPN-Transistors 112 verbunden, dessen Kollektor mit der positiven Leitung 60 verbunden ist und dessen Emitter mit einem Schleifring 114 verbunden ist. Der Schleifring 114 ist an eine Seite der Feldwicklung 50 des Gene-

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rators angeschlossen, während die andere Seite dieser Feldwicklung durch einen weiteren Schleifring Il6 mit der negativen oder Masseleitung 62 verbunden ist. Wie zu sehen, sind die Verbindungen und relativen Spannungen derart, daß der Emitterfolger 110 normalerweise in leitenden Stadium ist, so daß der Transistorverstärker 112 gleichfalls leitet. Angenommen daher, der Generator 2% arbeitet, dann wird das Feld 50 von einer Spannungsregelung versorgt, verbunden durch die Leitung des Transistors 112, um eine Selbsterregung zu schaffen. Sollte die Ausgangsspannung über einen Vert ansteigen, der durch die inverse Charakteristik der Zenerdiode 100 bestimmt ist, dann wird der Transistor 106 leitend, wodurch die Leitung der Transistoren 110 und 112 abnimmt und damit auch die Spannung für das Feld 50. Wenn die Feldspannung fällt, nimmt auch der Feldstrom ab, um die Ausgangespannung bis zu einem gewünschten Vert zur Abnahme zu zwingen.

Soweit der Generator 24 selbst-erregt ist, ist es nötig, das Feld 50 am Anfang und solange mit einer Spannung zu versorgen, bis sich der Ausgang aufbaut, um eine ausreichende Spannung zu liefern, die die Schwellspannung der Gleichrichter 52 übersteigt und eine Arbeitsspannung für den Regler 34 liefert. Eine Batterie 117» deren negativer Pol mit der Leitung 62 verbunden ist, ist mittels eines Schalters 40, der normalerweise mit dem Schleifring 114 in Verbindung steht, verbunden. Dieser Schalter, der am Instrumentenpult 38 angebracht werden kann, wird zum Startseltpunkt von dem Handhabenden geschlossen. Wenn der Generator durch die Rotation des Rades 6 oder anderer Mittel gedreht wird, wird seine Ausgangsspannung allmählich zu einem Vert ansteigen, bei dem die Leitung durch den Transistor 112 ausreicht, um eine Erregung zu erhalten. Dies kann durch den

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Handhabenden durch einen Blick auf die Lampe 42 bemerkt werden, die aufleuchtet, so daß er den Schalter 40 loslassen kann.

Es ist wünschenswert, vorzusehen, daß der Leistungsausgang des Generators unabhängig von Änderungen, die sich als Folge des Wechsels in den U.p.m. ergeben, konstant bleibt. In einem Übungsgerät ist es sehr wahrscheinlich, daß der Benutzer keine konstante Drehzahl erhält und der Ausgang sich ändert, bedingt durch das Variieren interner Maschinenverluste, welche eine Funktion der Drehzahl sind. Folglich, auch wenn eine bestimmte Last durch einen Arzt vorgeschrieben und von dem Benutzer ausgewählt wurde, wird der Betrag der von dem Benutzer aufzubringenden Energie nicht den gewünschten konstanten Wert haben, bis die Generatorleistung auf einem konstanten oder im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird unabhängig von Veränderungen der Generatordrehzahl. Obwohl der Regler arbeitet, um die Generatorausgangsleistung konstant zu halten, gibt es Energieverluste, die sich mit der Drehzahl ändern. Diese enthalten Verluste in rotierenden oder bewegten Teilen wie Riemen, Lager, Zahnräder, Ketten usw.. Zusätzlich gibt es Verluste in dem Generator selbst wie Hysteresis- und Wirbelstromverluste, die sich ebenfalls mit der Drehzahl ä£d.ern, Dahersol^te^ "£££ der Ausgang konstant gehalten werden solTyund wo dieses wegen der Veränderungen In der Drehzahl durch den Benutzer nicht der Fall ist, lind Mittel erwünscht, um diese Veränderungen zu kompensieren.

Allgemein beinhaltet diese Erfindung die Möglichkeit durch Ableitung eines Signale, das der Generatorfrequenz und daher der Drehzahl entspricht und durch Benutzen dieses Signale,

den Energieeingang des Systems konstant zu halten unabhängig von FrequenzVeränderungen.

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In der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführung der Erfindung benutzt ein Apparat für diesen Zweck eine Verbindung zu einem Ende einer Statorwicklung. Auf diese Weise wird der Vechselspannungsausgang von einer Phase des Generators abgeleitet, und zum gleichstrommäßigen Entkoppeln durch einen Kondensator 120 geführt und durch einen Strombegrenzungswiderstand 122 auf die Basis eines Transistors 124. Der Kollektor des Transistors 124 ist über einen Lastwiderstand 125 mit der Leitung 60 verbunden, welcher ausgewählt ist, um zu erlauben, daß der Transistor 124 einen konstanten Wert der Kollektorsättigungsspannung erreicht und einen konstanten Abschaltstrom mittels der Verte des zugeftihrten Stromes. Folglich wird sein Ausgang ein Rechtecksignal sein, das dieselbe Frequenz hat, wie die an seiner Basis anliegende Sinuswelle. Ein Schutz des Transistors 124 gegen zu starke negative Spannung kann durch eine Diode erreicht werden, die - gepolt wie in der Zeichnung gezeigt -zwieohen der Basis und der Leitung 62 liegt.

Der Ausgang des rechteck-bildenden Kreises, der von dem Transistor 124 gebildet wird, wird an ein Differenzierglied, bestehend aus dem Kondensator 128 und dem Widerstand 130, geführt. Eine Diode 132 liegt zwischen dem Kondensator 128 und der Leitung 62 und ist gepolt, um die negativen Auegangsspitzen des Differentiators von dem Signal abzuschneiden, um eine Serie positiver Spitzen zu erzeugen, die eine Frequenz gleich der Ausgangefrequenz des Generators haben.

Diese Spitzen werden an einen IntegratJlonskreis bestehend aus einem Widerstand 134, einem Kondensator 136 und einem Transistor 138 geführt, um am Ausgang des Transistors ein invertiertes Signal zu erzeugen, dessen Grüße proportional der

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Geneiratorfrfequenz let. Dieses Signal wird an die Basis eines TtreneletjOai» 140 geführt und dabei in der Impedanzcharakteristik angepaßt» um die Basis eines Transistors 141 zu treiben. Das invertierte Signal ist an die Basis eines Transistors 141 geführt, der zwischen der positiven Leitung 60 und einem justierbaren Widerstand 142 liegt, der mit der negativen Leitung 62 verbunden ist.

Die Funktionsweise dieser Schaltung ist so, daß, wenn die Frequenz ansteigt, das Signal, das von dem Transistor 140 an die Basis des Transistors 141 gelangt, ein Abschwächen seiner Leitfähigkeit bewirkt. Venn die Frequenz ansteigt, wird dadurch ein kleinerer Prozentsatz der Generatorleistung in dem Widerstand 142 vernichtet und wenn die Generatorausgangsfrequenz abfällt, wird ein größerer Prozentsatz der Generatorleistung an den Widerstand geführt. Auf diese Weise werden Veränderungen in der Drehzahl und folgUch der Generatorfrequenz kompensiert durch Zuführung von mehr oder weniger der Generatorausgangsspannung zu dem Kompensationswiderstand 142. Das System ist daher bestrebt, eine Leistung zu erhalten, die konstant oder im wesentlichen konstant ist unabhängig von Veränderungen der Generatordrehzahl. In einer anderen Ausführung dieser Erfindung ist, wie in Fig. 5 gezeigt, der Generatorwechselspannungsausgang an einen Rechteck bildenden Kreis 150 geführt. Der Ausgang des rechteck-bildenden Kreises 1st an einen monostabilen Multivibrator (one-shot multivibrator), dessen Ausgang ein wahlweises Schalten der Hilfslast 32 an den Gleichspannungsausgang des Generators bewirkt, geführt.

Die Funktionsweise dieser Ausführung ist folgende: Der Multivibrator 152, getrieben durch den Ausgang des Rechteck bildenden Kreises 150, schaltet die Hilfslast 32 für ein vorgewähltes,

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fest eingestelltes Zeltintervall jeder Drehung des Alternators 4b. Wenn die Frequenz ansteigt, nehmen die festen Intervalle der Zeit, während der die Last ausgeschaltet ist, pro Zeiteinheit zu. Dadurch wird die mittlere Länge der Zeit, während der dl*. Last 32 Leistung verbraucht, vermindert^ wenn die Frequenz ansteigt. Auf diese Weise wird ein Kompensationseffekt'geschaffen abhängig von der Alternatordrehzahl, der so gerichtet ist, daß ansteigende Verluste des Alternators korrigiert werden.

ln<Fig. 6 1st noch eine andere Einrichtung dargestellt,;um eine fiequenzeapfindllche Regelung zu erzeugen« In dieser Ausführung wird ein der Frequenz entsprechendes Signal'mittels einer Einrichtung zur Umwandlung der Drehzahl in ein Spannungssignal; 154 als Eingang an den Regler 34 geführt ^ so dafipdie Spannungsregelung frequenz- und amplitudenabhängig ist in eineriWeise, 4aß die Ausgangsspannung reduziert wird, wenn die Frequenz ansteigt. Um für jeden Lastwechsel eine Eichelnstellung zu schaffen, kann eine Einrichtung 156 vorgesehen werden zwischen dem Konverter 154 und dem Regler. Die Eichelnstellungseinrichtung kttnnte die Form einer Anzahl von Widerständen haben, die so angeordnet sind, daß sie wahlweise verbunden werden können. Da« Sohalten dieser Widerstände kann durch Gebrauch eines Sohalten 44* erfolgen, ähnlich dem Schalter 44 für die Auswahl der Last.

Inι Flg. 7 1st eine Ausführung dargestellt, worin eine Einrichtung 158 vorgesehen 1st, um den Feldstrom wahrzunehmen und ein proportionales Gleichspannungssignal davon abzuleiten. Das Gleichspannungesignal wird als Eingang auf den Regler 34 geführt, so daß die Regelung, wie In den Fall der Ausführung nach Fig. 6, durch Signale erfolgt, die dem Amplituden- und

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Frequenzausgang entsprechen. Wiederum, wie in dem Fall der Ausführung nach Fig. 6, kann eine Eicheinstellung l60 vorgesehen werden, die, wie durch gestrichelte Linien khⁿ angedeutet, mit dem Lastwahlschalter kh gekoppelt ist.

Der Feldstrom ist von der Drehzahl des Generators abhängig, weil die Ausgangsspannung proportional d0/dt ist. Ein großer Feldstrom wird einen größeren totalen magnetischen Fluß 0 erzeugen. Die Rotation des Rotors zwingt das Feld, 0 um den Betrag d0/dt zu verändern, bedingt durch die Maschinenkonstruktion. Der Feldstrom, der erforderlich ist, um eine konstante Ausgangsspannung zu erhalten, steht in einem umgekehrten Verhältnis zur Drehzahl (wie von den Grundprinzipien dieses Maschinentyps, des Alternators oder Wechselspannungsgenerators bekannt) des Rotors. Durch Abnahme dieses Feldstromes und Gebrauch dieses Signals, um die Einstellung des Reglers 3^lt zu höheren Werten ansteigen zu lassen (bei kleiner Drehzahl, wo der Feldstrom am höchsten ist), kann die Last 30 benutzt werden, um variable Verluste zu kompensieren. Bei höherer Drehzahl ist der Feldstrom kleiner und die angestiegene Einstellung des Spannungsreglers wird reduziert.

Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit einer Anzahl verschiedener Ausführungen beschrieben wurde, ist beabsichtigt durch die Ansprüche, die einen Teil dieser Beschreibung bilden, alle Möglichkeiten zu überdecken, die in dem Bereich dieser Ansprüche und der Offenbarung fallen.

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Claims

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- 1.4 -Patentansprüche

1.J übungsgerät mit einem ersten, von einem Bedienenden anzutreibenden drehbaren Element und einem zweiten dadurch angetriebenen Element, gekennzeichnet durch einen Wechselstromgenerator, der an dem Übungsapparat befestigt ist und eine mechanische Verbindung zu dem zweiten getriebenen Element hat, um dadurch angetrieben zu werden, Lastmittel, eine selektive Schalteinrichtung, die mit dem Ausgang des besagten Generators und mit den besagten Lastmitteln verbunden ist, einen Regler, um den Ausgang des Generators auf einer konstanten vorbestimmten Spannung zu halten, und eine Einrichtung, die von der Ausgangsfrequenz des Generators abhängig ist, zum Kompensieren der Veränderungen in der Auegangsfrequenz, um den Leistungseingang des Generators auf einem konstanten Wert zu halten.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmittel aus einer Mehrzahl von in Serie geschalteten Widerständen besteht, und die selektive Schalteinrichtung einen Vielfachschalter enthält, der mit Zwischenpunkten der besagten in Serie verbundenen Widerstände verbunden ist.

3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung aus einer Schaltung besteht, die ein elektrisches Signal proportional zur Ausgangsfrequenz des Generators erzeugt, einer Hilfslast und einer Schalteinrichtung zwischen der Hilfslast und dem Ausgang des besagten Generatore, der durch das elektrische Signal geregelt wird·

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4. Apparat nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die das elektrische Signal erstellende Einrichtung aus Mitteln besteht, tut eine Rechteckwelle mit einer Frequenz proportional ^! der Ausgangsfrequenz des Generators zu erzeugen, aus Mitteln, ua eine Hälfte der besagten Rechteckwelle zu differenzieren, und Mitteln, um die differenzierte eine Hälfte der Rechteckwelle zu integrieren.

5* Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung, die zwischen der besagten Hilfslast und dem Ausgang des Generators liegt, einen Transistor enthält und daß das integrierte elektrische Signal an die Basis des besagten Transistors geführt wird, um dadurch das Stadium seiner Leitfähigkeit zu regeln.

6. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, um das besagte elektrische Signal zu produzieren, eine Schaltung aufweist, um einen Rechteckwellenausgang proportional der Ausgangsfrequenz des Generators zu erzeugen und daß die Schalteinrichtung aus einem monostabilen Multivibrator besteht.

7* Eine Einrichtung, um eine geregelte Spannung an eine Last zu legen, bestehend aus einem Wechselstromgenerator, einer Regeleinrichtung für den Ausgang des Generators, um die Ausgangespannung auf einem im wesentlichen konstanten Vert zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ausgangsfrequenz des Generators abhängige Mittel vorgesehen sind, die ein Kompensationssignal als Antwort auf Veränderungen der Ausgangsfrequenz erzeugen, und daß eine Einrichtung vorgesehen 1st, die abhängig von dem Kompensationssignal den Eingang

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des besagten Generators auf einem konstanten Wert hält.

8. Die Kombination nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die letztgenannte Einrichtung die Spannungsversorgung für die Last als Antwort auf Veränderungen in der Generatorfrequenz variiert.

9* Die Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfslast vorgesehen ist, und Mittel, um die Erregung der besagten Hilfslast in Abhängigkeit des Kompensationssignals zu regeln.

10, Die Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Koapensationssignal den besagten Regler versorgt, um den Ausgang des besagten Generators in Abhängigkeit von dem besagten Kompensationssignal zu verändern.

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