DE3113242C2 - - Google Patents
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- A63B21/22—Resisting devices with rotary bodies
- A63B21/225—Resisting devices with rotary bodies with flywheels
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Heim-Trainer mit einem aus vier gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehenden Rahmen, von denen der untere Rahmenteil über ein zwischen seinem vorderen und hinteren Ende angeordnetes Gelenk und der vordere Rahmenteil horizontal beweglich an einem Stativ gelagert sind, der obere Rahmenteil einen Sattel und der vordere Rahmenteil einen Handgriff trägt, am unteren Rahmenteil Fußstützen angebracht sind und die Bewegung eines Rahmenteils relativ zu einem anderen Rahmenteil oder dem Stativ über ein Pleuel und eine Kurbel auf ein drehfest mit dieser verbundenes Antriebsrad übertragbar ist, welches über eine Transmission mit einer Übersetzungsstufe eine Schwungscheibe treibt.The invention relates to home trainers with one four hinged parts of existing frames, of which the lower frame part over a between his front and rear end arranged joint and the front Frame part mounted horizontally on a tripod are, the upper frame part a saddle and the front frame part carries a handle, footrests on the lower part of the frame are attached and the movement of a frame part relative to another frame part or the tripod over one Connecting rods and a crank on a non-rotatably connected one Drive wheel is transferable, which via a transmission a flywheel with a gear ratio drives.
Ein derartiger Heim-Trainer ist in der DE 29 32 041 A1 beschrieben. Er unterscheidet sich von den bisher üblichen Heim-Trainern in Form stationärer Fahrräder oder Rudergeräte im wesentlichen dadurch, daß Sattel, Fußstützen und Handgriffe koordinierte gekoppelte Bewegungen ausführen, die durch abwechselnde Gewichtsverlagerung des Übenden auf Sattel und Fußstützen sowie durch Armarbeit erzeugt werden, wobei sich das Niveau des Schwerpunktes ändert und an den Umkehrpunkten der Bewegung Hilfsmaßnahmen erforderlich sind, um die Totpunktsituationen zu überwinden.Such a home trainer is described in DE 29 32 041 A1. It differs from the usual ones Home trainers in the form of stationary bicycles or rowing machines essentially in that saddle, footrests and handles perform coordinated coupled movements that by alternately shifting the weight of the practitioner to the saddle and footrests, as well as by arm work, whereby the level of the center of gravity changes and at the turning points the movement is required to aid the movement To overcome deadlock situations.
Für das dem bezeichneten Heim-Trainer entsprechende Zweirad gemäß DE 29 27 896 A1 kommen als derartige Hilfsmaßnahmen zur Totpunktüberwindung wahlweise im wesentlichen zwei verschiedene Energiespeicher in Frage: Entweder eine Feder, welche die gelenkig verbundenen Rahmenteile durch die Totpunktlagen zieht, oder die Ausnutzung der Energie der fahrenden Massen, wozu eine drehfeste Verbindung zwischen dem angetriebenen Hinterrad und dem Kurbelgetriebe des Gelenkrahmens erforderlich ist. Die erstgenannte Konstruktion mit Feder kommt dann zur Anwendung, wenn das Zweirad wie üblich, einen Freilauf haben soll. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem angetriebenen Hinterrad und dem Kurbelgetriebe ist die einfachste Lösung, wenn kein Wert auf den Freilauf gelegt wird und die Gangschaltung entbehrlich ist, denn die üblichen Fahrradgangschaltungen setzen einen Freilauf voraus.For the two-wheeler corresponding to the designated home trainer according to DE 29 27 896 A1 come as such auxiliary measures To overcome dead center, two different options are available Energy storage in question: either a spring, which one the hinged frame parts through the dead center positions pulls, or harnessing the energy of the moving Masses, including a non-rotatable connection between the driven Rear wheel and the crank mechanism of the articulated frame required is. The first design with spring comes to use when the two-wheeler, as usual, a freewheel should have. A non-rotatable connection between the driven Rear wheel and crank gear is the simplest Solution if no value is placed on the freewheel and the Gear shift is unnecessary, because the usual bicycle gear shifts require a freewheel.
Auch bei dem eingangs bezeichneten Heim-Trainer könnte zur Überwindung der Totpunkte der Gelenkrahmenbewegung eine Feder Verwendung finden. Für den Übenden angenehmer ist jedoch der Einsatz der Schwungscheibe als Energiespeicher mit drehfester Bewegung zum Kugelgetriebe, weil dadurch zusätzlich eine Vergleichmäßigung des gesamten Bewegungsablaufs erzielt wird. Außerdem besteht bei einem Heim-Trainer, anders als bei einem Zweirad, keine Veranlassung, einen Freilauf oder eine Gangschaltung vorzusehen. Es bedarf lediglich einer Bremse, um die vom Übenden gewünschte Belastung einzustellen.The home trainer mentioned at the beginning could also be used Overcoming the dead center of the articulated frame movement a spring Find use. However, it is more pleasant for the practitioner Use of the flywheel as a non-rotatable energy storage Movement to the ball gear, because this also makes it more even of the entire movement is achieved. There is also a home trainer, unlike one Two-wheeler, no reason, a freewheel or a gear shift to provide. All it takes is a brake to to set the load desired by the practitioner.
Der in der DE 29 32 041 A1 beschriebene Heim-Trainer stellt eine erste, besonders einfache Ausführung dar, die, wie sich inzwischen gezeigt hat, noch wesentlich verbessert werden kann. Vor allem folgende Probleme müssen gelöst werden:The home trainer described in DE 29 32 041 A1 provides a first, particularly simple version, which, how has shown to be significantly improved can. The main problems to be solved are:
- 1. Wenn man wie bisher, nur daran denkt, die Schwungscheibe anstelle des Hinterrades eines Zweirades einzusetzen ist und entsprechend wie diese anzutreiben, muß die Schwungscheibe verhältnismäßig groß und/oder schwer sein.1. If you just think of the flywheel as before to be used instead of the rear wheel of a two-wheeler and according to how to drive this, the flywheel must be relatively large and / or heavy.
- 2. Weil der Achsenabstand zwischen dem mit dem Kurbeltrieb verbundenen treibenden Kettenrad und dem mit der Schwungscheibe verbundenen getriebenen Kettenrad trotz der Bewegung der Rahmenteile relativ zueinander und zum Stativ konstant sein muß, müssen bei der Ausführung gemäß DE 29 32 041 A1 beide am unteren Rahmenteil gelagert sein. Da jedoch die Schwungscheibe verhältnismäßig schwer ist, kommt als Lagerstelle für sie praktisch nur die feste Achse in Frage, auf welcher der untere Rahmenteil am Stativ gelagert ist. Eine Lagerung der schweren Schwungscheibe mit Zwischenabstand zur Drehachse des unteren Rahmenteils würde das statische Gleichgewicht des Gelenkrahmens stören und als unangenehm empfunden werden. Andererseits kann bei einer auf der festen Drehachse des unteren Rahmenteils gelagerten Schwungscheibe nur deren Rotationsenergie als Energiespeicher ausgenutzt werden, nicht jedoch die Bewegungsenergie einer zusätzlichen Bewegung zusammen mit deren Rahmenteil.2. Because the center distance between the crank drive connected driving sprocket and with the flywheel connected driven sprocket despite the movement the frame parts relative to each other and to the tripod Must be constant, must be in the execution according to DE 29 32 041 A1 both be mounted on the lower part of the frame. There however the flywheel is relatively heavy comes as a storage point for them practically only the fixed one Axis in question, on which the lower frame part on the tripod is stored. Storage of the heavy flywheel with spacing from the axis of rotation of the lower one Part of the frame would create the static balance of the articulated frame disturb and be felt as uncomfortable. On the other hand can with a on the fixed axis of rotation the lower frame part of the flywheel mounted only Rotational energy can be used as energy storage, but not the kinetic energy of an additional movement together with their frame part.
- 3. Es ist bei Heim-Trainern üblich, als Bremse eine Reibungsbremse zu verwenden. Dabei bereitet es Schwierigkeiten und erfordert einen verhältnismäßig großen Aufwand, die Reibungs-Bremsenergie, welche der vom Übenden geleisteten körperlichen Arbeit entspricht, genau zu messen und anzuzeigen. Es ist zwar aus der DE-PS 8 80 871 ein Heim-Trainer mit einem Generator als Bremseinrichtung bekannt, aber solch ein elektrischer Bremsgenerator ist wesentlich schwerer als eine Reibungsbremse und deshalb bei dem bekannten Heim-Trainer auf dem Boden gelagert.3. It is common for home trainers to use a friction brake as a brake to use. It is difficult and requires a relatively large amount of effort, the frictional braking energy, which is the one performed by the practitioner physical work corresponds to measure accurately and display. It is from DE-PS 8 80 871 Home trainer with a generator known as a braking device but such an electric brake generator is essential heavier than a friction brake and therefore at the well-known home trainer stored on the floor.
Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, einen Heim-Trainer der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei welchem mit einer kleineren Schwungscheibe ein gleichmäßiger, harmonischer Bewegungsablauf und eine bessere Totpunktüberwindung erzielt werden können.The invention has for its object a home trainer to create the type described at the beginning, in which with a smaller flywheel an even, harmonic Movement sequence and a better overcoming dead center can be achieved.
Die Erfindungsaufgabe wird nach einen ersten Vorschlag dadurch gelöst, daß in der Transmission zwischen dem Abtriebsrad und der Schwungscheibe wenigstens eine weitere Übersetzungsstufe angeordnet ist und die Schwungscheibe über eine Antriebsverbindung mit einem elektrischen Generator verbunden ist, wobei die Schwungscheibe und der Generator auf entgegengesetzten Seiten des Gelenks zwischen dem Stativ und dem unteren Rahmenteil an diesem gelagert sind.The task of the invention becomes after a first proposal solved that in the transmission between the driven gear and the flywheel at least one further gear ratio is arranged and the flywheel via a drive connection is connected to an electrical generator, wherein the flywheel and the generator on opposite Sides of the hinge between the tripod and the lower frame part are stored on this.
Die durch die Erfindung vorgeschlagene Drehzahlerhöhung der Schwungscheibe in Verbindung mit dem dann ebenfalls mit hoher Drehzahl rotierenden Generator ergibt einerseits schon bei einem verhältnismäßig kleinen Generator eine ausreichende Bremsleitung, und andererseits wirkt sein Rotor ebenfalls als Schwungmasse, so daß die Schwungscheibe entsprechend kleiner und leichter sein kann. Da beide Einheiten am unteren Rahmenteil mit Zwischenabstand zu dessen Drehachse gelagert sind braucht kein störendes statisches Ungleichgewicht zu entstehen, weil sich die beiden Gewichte rechts und links der Drehachse gegenseitig ausgleichen. Indem nunmehr diese Gewichte zusammen mit dem unteren Rahmenteil schwingen, ergibt sich eine weitere Energiespeicherung durch bewegte Masse zur Totpunktüberwindung und Vergleichmäßigung des Bewegungsablaufes, so daß die Masse der Schwungscheibe weiter reduziert werden kann.The speed increase proposed by the invention Flywheel in connection with the then also with high On the one hand, the rotating generator already gives a sufficient for a relatively small generator Brake line, and on the other hand its rotor also works as a flywheel, so that the flywheel accordingly can be smaller and lighter. Since both units are at the bottom Frame part stored with an intermediate distance to its axis of rotation do not need a disturbing static imbalance arise because the two weights on the right and left of the Compensate the axis of rotation with each other. Now by these weights swing together with the lower frame part results further energy storage by moving mass Overcoming dead center and smoothing out the movement, so that the mass of the flywheel is further reduced can be.
Nach einem zweiten Vorschlag wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß in der Transmission zwischen dem Antriebsrad und der Schwungscheibe wenigstens eine weitere Übersetzungsstufe angeordnet ist und die Schwungscheibe über eine Antriebsverbindung mit einem elektrischen Generator verbunden ist, wobei das Antriebsrad, die weitere Übersetzungsstufe, die Schwungscheibe und der Generator am Stativ angeordnet sind und das Pleuel am unteren oder vorderen Rahmenteil gelagert ist. Man erreicht damit im wesentlichen dieselben Vorteile, wie bei dem ersten Vorschlag, wobei vor allem das ortsfest gelagerte Antriebsrad einen sehr harmonischen Bewegungsablauf bewirkt. According to a second proposal, the invention task solved that in the transmission between the drive wheel and the flywheel at least one further gear ratio is arranged and the flywheel over a Drive connection connected to an electrical generator is, the drive wheel, the further gear ratio, the flywheel and the generator are arranged on the tripod are and the connecting rod on the lower or front frame part is stored. You can essentially achieve the same Advantages like the first proposal, but above all that stationary drive wheel a very harmonious Movement sequence causes.
Vorzugsweise sind die Schwungscheibe und der Generator durch eine Transmission in Form einer Kette oder eines Riemens mit Drehzahlübersetzung verbunden. Die beiden getrennten Einheiten lassen sich räumlich günstig plazieren, z. B. in einem sehr schmalen und auch nicht zu hohen Gehäuse.The flywheel and the generator are preferably through a transmission in the form of a chain or a belt with Speed ratio connected. The two separate units can be conveniently placed, e.g. B. in one very narrow and not too high housing.
Als Generator kann ein Elektromotor dienen, wie er z. B. in großen Serien hergestellt wird, um das Lüftergebläse in Personenkraftwagen anzuteiben. Je nach Wahl bzw. Einstellung des elektrischen Widerstands im Stromkreis des Generators kann entsprechend der jeweiligen Körperkraft ein gewünschtes Bremsmoment eingestellt werden. Die vom Generator erzeugte, leicht zu messende Leistung und Arbeit ist unmittelbar ein Maß für die momentane Trainingsleistung bzw. die innerhalb einer bestimmten Zeit geleistete körperliche Arbeit.As a generator, an electric motor can serve, as z. B. in large series is manufactured to the fan blower in passenger cars to push. Depending on the choice or setting of the electrical resistance in the generator circuit a desired one according to the respective physical strength Braking torque can be set. The generated by the generator easy to measure performance and work is an immediate Measure of the current training performance or within one physical work performed at a certain time.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Asuführungsbeispieles näher erläutert. Sie zeigt in Fig. 1 und Fig. 2 einen Heim-Trainer jeweils in einer vereinfachten Seitenansicht.The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows in Fig. 1 and Fig. 2 a home trainer each in a simplified side view.
Bei beiden gezeigten Ausführungsbeispielen hat der Heim-Trainer einen Rahmen 10, der aus einem oberen Rahmenteil 12, einem unteren Rahmenteil 14, einem vorderen Rahmenteil 16 und einem hinteren Rahmenteil 18 besteht. Der obere Rahmenteil 12 ist durch ein Gelenk 20 mit dem vorderen Rahmenteil 16 und durch ein Gelenk 22 mit dem hinteren Rahmenteil 18 verbunden. Der gesamte Rahmen 10 wird von einem Stativ 28 getragen, wobei der untere Rahmenteil 14 mittels eines Drehlagers 30 am Stativ abgestützt ist, während der vordere Rahmenteil 16 über ein Gelenk 32 auf einer Stange 34 abgestützt ist, die ihrerseits wiederum über ein unteres Gelenk 36 am Stativ 28 gelagert ist. Der obere Rahmenteil 12 trägt einen Sattel 38. Am unteren Rahmenteil 14 sind Fußstützen 40 angebracht, und der vordere Rahmenteil 16 trägt Handgriffe 42, welche im wesentlichen wie an einer Fahrradlenkstange ausgebildet sind. Außerdem trägt im Beispielsfall der vordere Rahmenteil 16 Meß- und Anzeigeinstrumente 44 zur Leistungskontrolle.In both of the exemplary embodiments shown, the home trainer has a frame 10 which consists of an upper frame part 12 , a lower frame part 14 , a front frame part 16 and a rear frame part 18 . The upper frame part 12 is connected by a joint 20 to the front frame part 16 and by a joint 22 to the rear frame part 18 . The entire frame 10 is supported by a stand 28 , the lower frame part 14 being supported on the stand by means of a rotary bearing 30 , while the front frame part 16 is supported on a rod 34 via a joint 32 , which in turn is supported on a lower joint 36 Tripod 28 is mounted. The upper frame part 12 carries a saddle 38 . Footrests 40 are attached to the lower frame part 14 , and the front frame part 16 carries handles 42 which are designed essentially like a bicycle handlebar. In addition, the front frame part 16 carries measuring and display instruments 44 for performance control in the example.
In Verbindung mit dem Rahmen 10 kommen bei beiden Ausführungsbeispielen auch dieselben Getriebeteile zur Anwendung, und zwar sind dies ein drehfest mit einer Kurbel 46 verbundenes Antriebsrad 48, ein über eine Kette 50 mit dem Antriebsrad 48 verbundenes kleines Kettenrad 52, ein koaxial und drehfest mit dem letzteren verbundenes großes Kettenrad 54, ein mit diesem über eine weitere Kette 56 verbundenes kleines Kettenrad 58, eine mit diesem in koaxialer Lage drehfest verbundene Schwungscheibe 60 und ein Generator 62, auf dessen Drehachse eine kleine Rundscheibe 64 sitzt, die über einen Riemen 66 angetrieben wird, welcher in einer äußeren Umfangsnut der Schwungscheibe geführt ist. Es versteht sich, daß der erwähnte Riementrieb zwischen der Schwungscheibe 60 und dem Antriebsrad 64 des Generators 62 durch einen Kettentrieb ersetzt werden kann, wie auch umgekehrt statt der Ketten 50 und 56 Riemen Verwendung finden können.In connection with the frame 10 also have the same gear parts come in both embodiments for the application, namely, these are fixed for rotation with a crank 46 connected driving wheel 48, a via a chain 50 connected to the drive wheel 48 small sprocket 52, a coaxially and rotatably to the the latter connected large sprocket 54 , a small sprocket 58 connected to it via a further chain 56 , a flywheel 60 non-rotatably connected to it in a coaxial position, and a generator 62 on whose axis of rotation a small round pulley 64 sits, which is driven by a belt 66 , which is guided in an outer circumferential groove of the flywheel. It is understood that the belt drive mentioned between the flywheel 60 and the drive wheel 64 of the generator 62 can be replaced by a chain drive, and vice versa instead of chains 50 and 56 belts can be used.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist die Schwungscheibe 60 am linken Arm des unteren Rahmenteils 14 gelagert, während das Antriebsrad 48, die aus den beiden Kettenrädern 52 und 54 bestehende Übersetzungsstufe und der Generator 62 am rechten Arm des unteren Rahmenteils 14 gelagert sind. Durch die Lagerung dieser Teile auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse 30 des unteren Rahmenteils 14 findet ein Gewichtsausgleich statt.In the embodiment according to FIG. 1, the flywheel 60 is mounted on the left arm of the lower frame part 14 , while the drive wheel 48 , the transmission stage consisting of the two chain wheels 52 and 54 and the generator 62 are mounted on the right arm of the lower frame part 14 . By storing these parts on opposite sides of the axis of rotation 30 of the lower frame part 14 , a weight balance takes place.
Ebenso wie bei Fig. 1 wirkt auch bei Fig. 2 die Kurbel 46 über ein Gelenk 68 mit einem Pleuel 70 zusammen, welches über ein Glenk 72 mit dem oberen Rahmenteil 12 verbunden ist. Abweichend von Fig. 1 sind jedoch bei der Ausführung nach Fig. 2 die Schwungscheibe 60 und der Generator 62 am Stativ 28 gelagert. Die aus den Kettenrädern 52 und 54 bestehende Übersetzungsstufe ist auf der festen Drehachse 30 des unteren Rahmenteils 14 gelagert. Durch die niedrige Anordnung der Schwungscheibe und des Generators wird die Standfestigkeit des Gerätes verbessert.As in FIG. 1, the crank 46 in FIG. 2 also interacts with a connecting rod 70 via a joint 68 , which is connected to the upper frame part 12 via a Glenk 72 . Deviating from FIG. 1, however, the flywheel 60 and the generator are in the embodiment of Figure 62 mounted on the stand 28th. 2 The transmission stage consisting of the chain wheels 52 and 54 is mounted on the fixed axis of rotation 30 of the lower frame part 14 . The low arrangement of the flywheel and the generator improves the stability of the device.
Es genügt bei beiden Ausführungen ein einziges, am unteren Rahmenteil 14 befestigtes Gehäuse für die Abdeckung der rotierenden Räder und Scheiben.In both versions, a single housing, fastened to the lower frame part 14 , is sufficient for covering the rotating wheels and disks.
Bei den Ausführungsbeispielen beträgt das Übersetzungsverhältnis vom Antriebsrad 48 auf das kleine Zahnrad 52 46 : 13, das Übersetzungsverhältnis vom Zahnrad 54 auf das mit der Schwungscheibe 60 und der kleinen Riemenschiebe 64 auf der Welle des Generators 62 190 : 45. Dies sind jedoch nur beispielhafte Maßangaben. Es versteht sich, daß ohne weiteres auch andere Übersetzungsstufen gewählt werden können, wobei statt der Ketten- und Riementriebe ggf. auch Zahnradübersetzungen oder andere Getriebe zur Drehmomentübertragung und Drehzahlvervielfachung verwendet werden können.In the exemplary embodiments, the transmission ratio from the drive wheel 48 to the small gear 52 is 46:13, the transmission ratio from the gear 54 to that with the flywheel 60 and the small belt slide 64 on the shaft of the generator 62 190: 45. However, these are only exemplary dimensions . It goes without saying that other gear ratios can also be selected without any problems, and instead of the chain and belt drives it is also possible to use gear ratios or other gears for torque transmission and speed multiplication.
Der Generator ist im Beispielfall ein Gleichstromgenerator, der bei 50 Hz eine Spannung von 12 Volt und eine Leistung von ca. 120 Watt liefert.In the example, the generator is a direct current generator, which at 50 Hz has a voltage of 12 volts and a power of delivers about 120 watts.
Claims (4)
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