DE3603854A1 - Ergometer, insbesondere fahrrad-ergometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ergometer, insbesondere Fahr­ rad-Ergometer, mit einer Antriebshebelanordnung, insbe­ sondere Pedalanordnung, und einer einstellbaren Bremsein­ richtung an einer Scheibe, welche durch die Hebelanordnung, insbesondere Pedalanordnung antreibbar ist, wobei die Bremseinrichtung in der Ausführung als Wirbelstrombremse ein Magnetelement aufweist.

Der Ausdruck "Ergometer" umfaßt auch andere Ergometer als Fahrrad-Ergometer, insbesondere Handkurbel-Ergometer, Laufband-Ergometer und dergleichen. Solche Ergometer, die im Drehsinne antreibbar sind, haben eine Bremseinrichtung an einer Scheibe als Wirbelstrombremse. Die Erfindung be­ trifft insbesondere die einstellbare Bremseinrichtung in diesem Zusammenhang.

Aus der DE-OS 33 15 441 ist bekannt, an einem zylindrischen Ring einer Bremsscheibe außen einen Elektromagneten mit von außen gegen den Ring weisenden Polen anzuordnen, so daß sich ein Luftspalt zwischen den Polen und der Außenseite des Ringes ergibt. Dieser Ring besteht aus Grauguß und beeinflußt daher den magnetischen Luftspalt in seiner Wirkung. Die Ausführung arbeitet einerseits sehr aufwendig und andererseits ungenau, weil die Wärmeabführung durch den Ring gering ist und sich der Ring unter Veränderung des Luftspalts im Betrieb ausdehnt, wobei sich die Verän­ derung des magnetischen Luftspaltes auswirkt. Dadurch er­ geben sich Verfälschungen in einer eingestellten Brems­ wirkung.

In der bekannten Ausführung geht man davon aus, daß durch die Erwärmung des Ringes auch die Verlustleistung kleiner würde, was durch die Verminderung des Luftspalts durch die Erwärmung kompensiert würde. Diese Abstimmung ist aber praktisch ungenau, so daß undefinierte Bremswirkungen ent­ stehen.

Deshalb ist auch eine besondere Meßwicklung außer der Er­ regerwicklung vorgesehen, in welcher durch um den Umfang des Ringes in ihm verteilt angeordnete Nuten Schwankungen des magnetischen Flusses aufgenommen werden. Eine dabei er­ faßte, im wesentlichen sinusförmige Spannung entspricht der Drehzahl der Scheibe, und von dieser Spannung kann eine Bremsleistung abgenommen werden. Diese Bremsleistung ist aber aus den oben angegebenen Gründen schwankend, und außerdem ergibt sich bei der Anordnung des magnetischen Kreises ein hoher Strombedarf für die Erregung.

Aus der DE-AS 15 41 145 ist ein Ergometer mit einer Magnet­ bremse bekannt, bei welcher eine Bremsscheibe als Wirbel­ stromscheibe von Dauermagneten umfaßt wird. Wenn sich die Wirbelstromscheibe aufgrund einer Erwärmung ausdehnt, ändert sich aber die Eintauchtiefe der Wirbelstromscheibe in das Magnetsystem, so daß dadurch die Bremsmomente ver­ ändert werden, als ob eine andere Einstellung erfolgt. Au­ ßerdem ist der Rand einer solchen Scheibe bekanntlich ohne Einsatz eines besonders großen Aufwandes nicht stabil in einer Ebene zu führen, so daß ein besonders großer Luft­ spalt erforderlich ist.

Aus dem DB-GM 75 23 938 ist ein Fahrrad-Ergometer mit einer Wirbelstrombremse und kreisförmigem Permanentmagneten be­ kannt, welcher in axialer Richtung gegen eine Federabstüt­ zung durch einen mittels einer Spindel einstellbaren Keil­ antrieb in bezug zu einer Wirbelstromscheibe einstellbar ist. Eine solche Einstelleinrichtung wird auch bei der Er­ findung benutzt. In der bekannten Ausführung befindet sich an dem Magnetträger eine Belastung, gegen welche der Magnet der Wirbelstrombremse arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ergometer der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß eine Scheibe geschaffen wird, die eine gegenüber den bekannten Ausführungen genauere Bemessung der Bremsleistung zuläßt und darüber hinaus mit geringem Raum auskommt, wobei die Magnetanordnung wenigstens teilweise in der Kontur einer solchen Scheibe mit guter Wärmeabführung untergebracht werden kann. Das hat auch den Zweck, ein Ergometer so schmal wie möglich auszuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Scheibe aus elektrisch leitendem Material ohne ferro-magne­ tische Eigenschaften besteht und zugleich als Schwungschei­ be in einer Ausgestaltung für gute Wärmeabführung ausge­ führt ist, wobei mit Abstand von der Nabe außen an einem scheibenförmig flachen Mittelteil ein ringförmiger Massen­ körper vorgesehen ist, der wenigstens einseitig über eine Seite des scheibenförmig flachen Mittelteils vorspringt, und der Massenkörper mit insbesondere von beiden Seiten in Axialrichtung im wesentlichen bis zu einer durch den scheibenförmig flachen Mittelteil bestimmten Ebene ein­ greifenden Schlitzen versehen ist. Hierdurch ergibt sich überraschend eine Scheibe, insbesondere aber mit einer solchen Scheibe ein Ergometer, das sehr flach bezüglich der Seitenerstreckung, d.h. für eine bequeme Ausführung für die Beine der benutzenden Person ausgeführt sein kann, wobei ein gleichmäßiger Betrieb durch die Ausgestaltung als Schwungscheibe gewährleistet ist, aber zugleich durch die Wärmeabführungsfähigkeit bei Eintauchen des Magnetelemen­ tes in die Scheibe eine kompakte und flache Ausführung er­ reicht wird. Durch die Ausführung der Scheibe aus elek­ trisch leitendem Material ohne magnetische Eigenschaften wird dabei im Bereich des Luftspaltes jegliche Auslenkung durch Magnetwirkung vermieden. Praktisch wird ein magne­ tischer Luftspalt in einem Magnetkreis geschaffen.

Wenn Schlitze erwähnt sind, liegt eine vorteilhafte Ausge­ staltung darin, daß der ringförmige Massenkörper mit Ring­ schlitzen versehen ist. Solche Ringschlitze können von bei­ den Seiten eingebracht werden, wobei sie bezüglich der verschiedenen Seiten gegeneinander versetzt sind. Dadurch läßt sich eine erhebliche Masse einbehalten, die aber durch Schlitze unterteilt ist und große Oberfläche zur Kühlung aufweist.

Dabei wird bevorzugt, daß die Schlitzbreite etwa 50% in bezug zur Breite zwischen benachbarten Schlitzen verblei­ bender Masseteile des ringförmigen Massenkörpers beträgt.

Solche ringförmigen Schlitze reißen die Luft mit und er­ zeugen durch die gebildete Verwirbelung eine gute Kühlung.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist der ringför­ mige Massenkörper mit im wesentlichen in radialer Richtung, insbesondere auch gekrümmt verlaufenden Schlitzen versehen. Solche im wesentlichen radialen Schlitze führen beim Umlauf der Scheibe dazu, daß Luft nach außen geschleudert wird und nachgezogen wird, so daß ein Kreislauf entsteht, der eine starke Kühlung gewährleistet. Bezüglich der radialen Rich­ tung können gekrümmt ausgeführte Schlitze die Kühlung för­ dern, insbesondere wenn die Krümmung nach außen entgegen der Drehrichtung liegt.

Im Rahmen der Erfindung ist die Scheibe mit dem magneti­ schen Eingriff durch das Magnetelement im Zusammenhang mit der Kühlung dadurch besonders wirkungsvoll, daß sie aus Aluminium besteht, d.h. einem nicht ferro-magnetischen Material. Dadurch wird eine gute Bremsung bei bemessener Energie-Einbringung und guter Kühlung gewährleistet.

Bei einer Ausführung der Scheibe liegt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, daß an einem außer­ halb des ringförmigen Massenkörpers angesetzten Scheiben­ abschnitt der Scheibe ein Randsteg unter Abwinklung ange­ ordnet ist. Durch die Abwinklung des Randsteges gegenüber dem Mittelkörper der Scheibe wird dabei aufgrund der er­ höhten Stabilität des Winkelbauteiles aber eine seitli­ che Auslenkung in Form von Ausschlägen des äußeren Randes bei hoher Geschwindigkeit im Sinne einer Pendelung vermie­ den. Selbst wenn sich der Mittelteil der Scheibe ausdehnt, so handelt es sich bei der besonderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit einem ringförmigen Massenkörper und den angegebenen Belüftungsschlitzen um eine Ausdehnung nur in sehr geringem Umfang. Der Massenkörper verhindert dabei auch aufgrund seiner in ihm innewohnenden Stabilität einen undefinierten Ausschlag, weil der abgewinkelte Randsteg aufgrund der Konfiguration eine stabile Lage beibehält.

Hierbei wird einbezogen, daß ein solcher Randsteg auch als Teil eines Ventilators mit eingebrachten Schlitzen oder Flügeln ausgeführt sein kann, die durch schrägen Anschnitt der Öffnungen oder Ausrichtung der Flügel zu einem Luft­ transport beiträgt.

Einbezogen wird dabei zweckmäßig, daß der Randsteg im we­ sentlichen parallel zur Achse der Scheibe verläuft. Hier­ bei ist der im wesentlichen zylindrische Randsteg vorteil­ haft konisch ausgeführt und weist einen Konuswinkel von etwa 5° im Sinne einer Erweiterung zum freien Ende auf.

In einer Ausführung mit einem Permanentmagneten für die Wirbelstrombremse, welcher ringförmig an einem drehbar und insbesondere axial auf der Achse der Scheibe verschiebbar gelagerten Magnetträger befestigt ist, sieht eine bevor­ zugte Ausgestaltung vor, daß der ringförmige Permanent­ magnet mit seinem Träger im mittleren Raum innerhalb des ringförmigen Massenkörpers eintauchend verlagerbar geführt ist, wobei zur Einstellung und Bewegung eine an sich be­ kannte Lager- und Einstellanordnung vorgesehen ist. Dieses schafft eine flache Ausführungsform, aber im Sinne der Erfindung deshalb überraschend, weil der Permanentmagnet mit einer zur Wärmeabführung besonders günstig ausgestal­ teten Schwungscheibe eingesetzt wird. In dieser Ausführung wird die Scheibe in ihrem mittleren Bereich ausgenutzt.

Einbezogen wird jedoch auch eine Ausführungsform mit einem Magneten, welcher einen weitgehend geschlossenen Magnet­ körper mit einem Luftspalt aufweist. Dabei liegt eine be­ sonders vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß der Luft­ spalt den abgewinkelten Randsteg der Scheibe einfaßt und mit zwei sich gegenüberliegenden Polen den festen Luft­ spalt an dem Randsteg bildet. Der in den Luftspalt ein­ greifende Randsteg dehnt sich im wesentlichen bei Erwär­ mung in der Ebene des Luftspaltes über ihn hinaus, so daß keine undefinierte, insbesondere seitliche Verlagerung entsteht, die in den abgewinkelten Randsteg durch die Wir­ belstrombremse induzierte Erwärmung führt zu einer Ausdeh­ nung, die im wesentlichen parallel zur Achsrichtung der Scheibe verläuft und somit den magnetisch wirksamen Luft­ spalt zwischen den Polen nicht beeinflußt, und zwar auf­ grund des Materials der Scheibe. Eine seitliche Verlage­ rung des Randsteges innerhalb des sehr klein zu haltenden Luftspaltes spielt bei der besonderen Ausführung der Schei­ be keine Rolle.

Beispielsweise hat der Randsteg eine Stärke in der Größen­ ordnung zwischen etwa 1,3 und 1,5 mm und der Luftspalt eine Breite in der Größenordnung zwischen 2,2 und 2,5 mm. Das ist eine bevorzugte Ausgestaltung, wobei hier zwischen dem geometrischen oder mechanischen Luftspalt und dem magnetischen Luftspalt zu unterscheiden ist. Der magneti­ sche Luftspalt bleibt sich immer gleich, unabhängig davon, wie der Randsteg zu ihm verläuft, und der mechanische Luftspalt ergibt sich aus der Differenz zwischen der Brei­ te des Luftspaltes und der Stärke des Randsteges. Hierbei wird durch die aufgrund der Abwinkelung und dem Aufbau der Scheibe geschaffene Ausrichtung der miteinander in Ein­ griff kommenden Teile und ihrer Anordnung an sich eine besonders günstige Lösung geschaffen.

Vorteilhaft weist der Magnet einen im wesentlichen ge­ schlossenen Magnetkörper auf, der lediglich durch den den Luftspalt-Schlitz bildenden Zwischenraum unterbrochen ist, wobei sich gegenüberliegende, im wesentlichen axial zuein­ ander ausgerichtete Magnetkörper-Abschnitte als Pole vor­ gesehen sind und ein Teil des Magnetkörpers mit einer eine Seite des Luftspalts begrenzenden Polfläche in den ein­ seitig offenen Raum zwischen dem Randsteg und dem zur gleichen Seite gerichteten ringförmigen Massenkörper ein­ greifend angeordnet ist. Hierbei taucht ein wesentlicher Teil des Magnetelements überhaupt in die Scheibe ein bzw. ist in ihr versenkt, so daß die schmale Ausführung gewähr­ leistet ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Magnet als Elektromagnet ausgeführt und weist wenigstens eine Erre­ gerwicklung auf. Dieses erbringt die Möglichkeit, auch durch die Erregung die Bremsung zu steuern und besonders von der Erregungssteuerung abhängige Anzeigen einzusetzen.

Bevorzugt wird dabei, daß der magnetische Rückschlußkörper mit zwei Wicklungen versehen ist. Hierbei ist zweckmäßig eine Wicklung konstant erregt und die andere Wicklung mit regelbarem Erreger versehen, so daß dadurch verhältnis­ mäßig feine Steuerungsmöglichkeiten geschaffen werden.

Einbezogen wird aber auch, daß eine der beiden Wicklungen eine Meßwicklung ist, welche den magnetischen Fluß im Rückschlußkörper überwacht und in Abhängigkeit davon Anzei­ gen gibt. Insbesondere in einer solchen Ausführungsform ist der magnetische Rückschlußkörper festgestellt.

Es versteht sich aber im Zusammenhang mit einem Magneten an sich, daß er vorteilhaft an einem Magnetträger ange­ ordnet ist, welcher axial zu der Scheibe, insbesondere auf der Scheibenachse, verschiebbar gelagert ist. Insbesondere bei der Ausführung als Permanentmagnet läßt sich dabei die Bremskraft einstellen, und auch in dieser Ausgestaltung ist der Magnetträger in einer zweckmäßigen Ausführungsform in radialer Richtung der Scheibe fest angeordnet, und die Scheibe ist in bezug zum Magnetträger drehbar.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist der Magnetträger pendlungsfähig um die Achse der Scheibe ge­ lagert, und am Magnetträger, insbesondere Magnetpendel­ träger, greift ein Zuggestänge an, welches mit einer Last­ feder in Verbindung steht, die ein Zwischenglied zu einer Anzeigeeinrichtung ist. Hierdurch wird dann eine Anzeige am Ergometer bewirkt, insbesondere im Zusammenhang mit einer auszulenkenden Lastfeder, deren Auslenkung einen Zeiger eines Anzeigegerätes, insbesondere über eine Über­ setzung antreibt. Dadurch kann nicht nur das Moment, son­ dern auch die Leistung besonders angezeigt werden.

Bevorzugt wird in einer besonderen Ausgestaltung, daß der ringförmige Massenkörper zu einer Seite, an welcher das Magnetelement gelagert bzw. eine Pendelanordnung für das Magnetelement angeordnet ist, höher bezüglich des schei­ benförmigen Mittelteils ausgeführt ist als an der anderen Seite des scheibenförmigen Mittelteils. Dadurch ergibt sich eine einseitige, aber doch schmale Ausführung im Hinblick darauf, daß die Magnetelement-Ausführung und die Scheibe ineinander eingreifend geschlossen wirken.

Einbezogen wird zweckmäßig, daß durch Ringschlitze ge­ schaffene Rippen an der Seite der Scheibe, von welcher der Randsteg abgewinkelt ist, auch im Bereich des nach außen sich über den ringförmigen Massenkörper fortsetzenden Scheibenabschnittes angeordnet sind. Dadurch werden be­ sonders günstige Ausführungen der Scheibe gerade für ein Ergometer geschaffen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ergometers mit einer eine Scheibe auf­ weisenden Bremseinrichtung.

Fig. 2 einen diagonalen Schnitt durch diese Scheibe nach Fig. 1 zur Erläuterung einer Ausführung einer Wirbelstrombremse mit einem Permanentmagneten;

Fig. 2a einen Ausschnitt aus Fig. 2 zur Erläute­ rung einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt zur Erläuterung einer Ausführung mit einer Wirbelstrombremse mit einem ge­ steuerten erregbaren Elektromagneten in pendelfähiger Anordnung an der Achse der Scheibe;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungs­ form mit einer anderen Magnetanordnung:

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine besondere Aus­ führungsform der Scheibe.

Das Fahrrad-Ergometer nach Fig. 1 hat einen üblichen Grundaufbau. Auf den Bodenstützen 1, 2 des Gestells 3 ist an einem Ende ein höhenverstellbarer Sattel 4 und an dem anderen Ende eine lenkstangenartige Halterung 5 an einer Säule 6 angeordnet. Im Bereich des unteren Teiles 7 dieser Säule ist eine Schwungscheibe 8 gelagert. Die Schwungscheibe 8 kann in der dargestellten Ausführung die Scheibe sein, welche auch die Bremseinrichtung auf­ weist.

In der Nähe der Stütze 9 des Sattels 4 befindet sich die Pedalanordnung 10 in üblicher Weise. Von dem Antriebsrad 11 der Pedalanordnung 10 wird die Schwungscheibe 8 ange­ trieben. An dieser befindet sich eine in Fig. 1 nur schema­ tisch gezeigte Bremseinrichtung 13, wie sie noch beschrie­ ben wird.

An der Säule 6 für die lenkstangenartige Halterung 5 ist in Richtung zum Sattel 4 hin ein Paneel 14 angeordnet, dessen Oberseite im wesentlichen horizontal liegt oder aber etwas zur Sattelseite hin abgesenkt ist. In diesem Paneel befindet sich wenigstens ein Anzeigeinstrument bzw. eine Skala 15 für ein solches Anzeigeinstrument, das von der auf dem Sattel sitzenden Person von oben leicht und genau im gesamten Umfang überblickt werden kann.

Einbezogen wird, daß auf dem Paneel ein weiteres Anzeige­ instrument für die Drehzahl vorgesehen ist, welches durch eine biegsame Welle angetrieben ist.

Auf dem Paneel 14 befindet sich ferner ein Einstellknopf 64 für eine Justierung des Gerätes. In einen vor die Säule 6 ragenden Ansatz des Paneels 14 kann ein Zuggestänge 12 führen, falls ein Magnetträger der Bremseinrichtung pend­ lungsfähig gelagert ist. Ferner ist an den Ansatz eine Spindel 36 geführt, der am Ansatz ein Stellhebel 66 zuge­ ordnet ist, um in noch zu beschreibender Weise die Brems­ einrichtung einstellen zu können.

Im folgenden wird die Scheibe 8 bzw. Schwungscheibe mit der Bremseinrichtung 13 näher beschrieben. Dafür gibt es zwei Ausführungsformen.

Nach Fig. 2 hat die Scheibe 8 eine Nabe 16, die mittels eines Lagers 17, 17′ auf einer Welle 18 angeordnet ist, die in dem beschriebenen Gestell des Ergometers nach Fig. 1 gelagert ist. Die vorspringende Nabe ist zugleich als Antriebsscheibe ausgebildet, auf welcher ein Band 65 zum Antrieb läuft.

Die Scheibe 8 setzt sich neben der Nabe 16 durch einen scheibenförmig flachen Mittelteil 19 nach außen fort, und zwar bis zu einem ringförmigen Massenkörper 20, der einen Wulst bildet. Dieser Wulst erhebt sich an einer Seite des scheibenförmig flachen Mittelteils 19 besonders stark her­ vor und bildet einen besonderen Körperauftrag 21, während an der anderen Seite eine vergleichsweise flache Erhöhung 22 angeordnet ist. Dieser Massenkörper 20 ist mit Schlit­ zen 23 bis 25 von einer Seite, 26, 27 ... 28 von der anderen Seite durchsetzt, um eine gute Wärmeabführung und damit Kühlung zu erreichen. Dieses ist von besonderer Bedeutung, um nämlich im Zusammenhang mit einer Wirbelstrombremse die durch diese erzeugte Erwärmung günstig abzuführen.

Eine besondere, im wesentlichen radiale und auch gekrümmte Schlitzausbildung ist in Fig. 4 gezeigt.

Gemäß Fig. 2 befindet sich zwischen dem ringförmigen Mas­ senkörper 20 und dem Bereich der Nabe 16 im Bereich der Welle 18 ein mittlerer Raum 29. In diesen taucht ein ring­ förmiger Permanentmagnet 30 einstellbar ein. Dieser ring­ förmige Permanentmagnet ist an einem Magnetträger 31 an­ geordnet, der über ein Lager 32 in bezug zu der Welle 18 verdrehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Der Mag­ netträger sitzt auf einem buchsenartigen Achsabschnitt 33 mit einem Keilkopf 34. Der Achsabschnitt ist verdrehbar und axial verschiebbar an der Welle 18 gelagert. Dem Keil­ kopf 34 ist ein ergänzender Einstellkeil 35 zugeordnet, der mittels der Spindel 36 gegen eine Feder 37 bewegbar ist, um den ringförmigen Magneten 30 mehr oder weniger in den Raum 29 einzuführen. Auch der Keilkopf 34 ist zur Welle 18 verlagerbar, aber in radialer Richtung zur Welle 18 drehfest angeordnet, wobei er beispielsweise in U-för­ miger Ausgestaltung mit seinem Schlitz die Welle 18 um­ gibt.

Die Spindel 36 greift in eine Spindelmutter 38 ein, die als Einstellkeil ausgeführt ist, so daß auch der Keilkopf 34 zur Welle 18 verdrehbar ist und in dieser Ausführung die Magnetanordnung mit dem Permanentmagneten 30 und ihren Einstellmitteln gegenüber der Welle 18 verdrehbar gelagert ist, wobei aber der Magnetträger 31 auch noch gegenüber den Einstellmitteln verdrehbar ist.

Bei der Drehung der Scheibe, die von dem Antriebsrad 11 her angetrieben wird, bildet die Mitnahmekraft für die drehbar gelagerte Magnetanordnung ein Maß für die Brems­ wirkung. Um diese aufzunehmen, greift an den Magnetträger 31 ein Zuggestänge 12 an, das zum Beispiel zu einem un­ gleicharmigen Übersetzungshebel führt, der an einer Last­ feder abgestützt ist, so daß dadurch ein Bremsmoment auf ein Anzeigeinstrument mit einer Skala 15 übertragen wird.

Die Anlenkung des Zuggestänges 12 ist in Fig. 2 nicht ge­ zeigt. Sie befindet sich am Magnetträger 31 mit Abstand von seiner Mitte.

Insofern ist eine einfache Ausführung für die Übertragung beschrieben und eine vorteilhafte Ausführung für die Bremseinrichtung 13 mit der Scheibe 8.

In Fig. 2a sind für gleiche Teile wie in Fig. 2 gleiche Bezugszeichen verwendet. Die Fig. 2a unterscheidet sich dadurch, daß zwar der buchsenartige Achsabschnitt 33 mit dem Keilkopf 34 axial verschiebbar auf der Welle 18 ange­ ordnet ist, aber der Magnetträger 31 drehfest an dem buch­ senartigen Achsabschnitt befestigt ist, beispielsweise angeschweißt ist. Dadurch wird der Magnetträger bezüglich seiner Umfangsrichtung stationär gehalten, weil beispiels­ weise der buchsenartige Achsabschnitt 33 durch den Ein­ stellkeil 35 und die Spindel 36 in Umfangsrichtung fest­ gehalten wird. Die Änderung der Bremsung erfolgt lediglich durch Veränderung der Annäherung des Permanentmagneten 30 an die Scheibe 8, wobei das Maß der Einstellung für diese Annäherung gleichzeitig das Maß des erzeugten Momentes in der Bremseinrichtung bildet. Dieses Maß kann beispiels­ weise von der Dreheinstellung der Spindel 36 abgenommen werden, oder es befindet sich eine Meßeinrichtung zwischen einem stationären Bauteil des Gestells einerseits und dem Magnetträger 31 andererseits.

Auch in Fig. 3 sind der Fig. 2 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Hierbei liegt aber in­ sofern eine andere Ausgestaltung vor, als das scheiben­ förmig flache Mittelteil 19 über den ringförmigen Massen­ körper hinaus einen ringscheibenförmigen Verlängerungsab­ schnitt 40 aufweist, an dessen äußerem Ende ein Randsteg 41 der Scheibe abgewinkelt ist. Dieser Randsteg 41 befin­ det sich in einem Luftspalt 42 zwischen zwei Polen 43, 44 bzw. den Luftspalt begrenzenden Endflächen mit sehr ge­ ringerem Abstand. Diese Pole 43, 44 setzen sich in einem geschlossenen, im wesentlichen rechteckigen Magnet-Rück­ schlußkörper 45 fort, an dessen beiden Schenkeln 46, 47 Wicklungen 48, 49 angeordnet sind. Diese können insgesamt oder teilweise als Erregerwicklung zur Erzeugung des mag­ netischen Flusses vorgesehen sein oder aber auch bezüglich einer Wicklung als Meßwicklung.

Der Rückschlußkörper 45 hat einen Schenkel oder einen Arm 50, welcher in den Umfangsraum 51 zwischen dem ringförmigen Massenkörper 20 innen und dem Randsteg 41 außen eintaucht und den von ihm getragenen Pol 44 unmittelbar neben dem Randsteg 41 hält. Der Arm 50 ist dabei an einem Pendelarm 52 gehalten, der um die Welle 18 verdrehbar gelagert ist. Die Lagermittel sind mit 53 und 53′ bezeichnet. In Fig. 3 ist der Pendelarm zweiarmig ausgeführt. Der andere Arm 52′ ermöglicht die Anordnung eines zweiten Spulenkörpers oder aber auch eines Gegengewichtes zum Massenausgleich, ent­ sprechend den Teilen 43-50. In der Anordnung eines zwei­ ten Magneten oder aber auch Gegengewichtes liegt ein be­ sonderes Merkmal. Es versteht sich, daß auch in diesem Zu­ sammenhang an dem Pendelarm ein Zuggestänge bei 54 in der oben beschriebenen Weise angreifen kann. Weiter versteht sich, daß der Rückschlußkörper 45 als Magnetelement ent­ sprechend schräg gestellt ist wie der Randsteg 41, so daß sich Parallelität zwischen diesem und dem Luftspalt 42 er­ gibt.

Aufgrund der besonderen Ausführungen der gezeigten Scheibe ist die radiale Ausdehnung gering und die unmittelbar in den Randsteg 41 eingebrachte Wärme dehnt den Randsteg paral­ lel zum Luftspalt aus, so daß dadurch keine Verfälschungen erfolgen, abgesehen davon, daß bei der kompakten Ausführung mit dem ringförmigen Massenkörper 20 auch keine Pendelungen bezüglich der Nabe auftreten. Deshalb wird eine Steuerung der Bremsung mit höchster Genauigkeit erzielt.

Entsprechend der Ausführung nach Fig. 2 wird auch bei der Anordnung eines Elektromagneten (Magnet-Rückschlußkörper 45, Schenkel 46, 47, Arm 50) mit Fremderregung durch die Wicklungen 48, 49 gemäß Fig. 2a eine Gestaltung einbezo­ gen, in der der Elektromagnet nicht pendlungsfähig, son­ dern in radialer Richtung fest bezüglich der Mittellinie der Scheibe angeordnet ist. In diesem Fall wird die Brems­ kraft durch Regelung einer der Erregerwicklungen, bei­ spielsweise der Wicklung 48, gesteuert, so daß hierdurch eine Bezugsgröße für das Moment erlangt wird.

Grundsätzlich hat die Ausführung der Scheibe 8 mit dem äußeren Randsteg 41 am Verlängerungsabschnitt 40 Vorteile hinsichtlich der Belüftung, aber auch bei Anordnung eines Magneten hinsichtlich der Genauigkeit der Einwirkung zwecks möglicher feinfühliger Regelung der Bremskraft. Während in der Fig. 2 ein ringförmiger Permanentmagnet 30 gezeigt ist, ist in Fig. 4 auf den Randsteg 41 ein im wesentlichen U-förmiger Permanentmagnet 67 aufgesetzt. Auch dieser Permanentmagnet 67 kann an den Enden seiner Schenkel mit nach innen gerichteten Polstücken ausgeführt sein. Das wird bevorzugt. Dieser Permanentmagnet 67 ist auf einem Magnetträger 68 angeordnet, der an einem buchsenartigen Achsabschnitt 33 angeordnet ist, und zwar entweder dreh­ bar, wie für den Magnetträger 31 in Fig. 2, oder undreh­ bar, wie für diesen Magnetträger in Fig. 2a gezeigt ist. Bei der pendelnden Aufhängung greift an den Magnettrager 68 ein Zuggestänge 12 an, oder bei der festen Anordnung wird die Einstellung des buchsenartigen Achsabschnittes 3 entsprechend dem Doppelpfeil 69 als Maßstab für die Mo­ menten-Entwicklung genommen.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Scheibe 8, in welcher der Massenkörper 20, insbesondere sein größerer Körperauf­ trag 21, mit den im wesentlichen in radialer Richtung ver­ laufenden Schlitzen 55, 56 dargestellt ist. Diese Schlitze sind bogenförmig gekrümmt. Hierdurch lassen sich besonders günstige Belüftungen erreichen.

Claims (23)

1 Ergometer, insbesondere Fahrrad-Ergometer, mit einer An­ triebshebelanordnung, insbesondere Pedalanordnung, und einer einstellbaren Bremseinrichtung an einer Scheibe, welche durch die Hebelanordnung, insbesondere Pedalanord­ nung antreibbar ist, wobei die Bremseinrichtung in der Ausführung als Wirbelstrombremse ein Magnetelement auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (8) aus elektrisch leitendem Material ohne ferro-magnetische Ei­ genschaften besteht und zugleich als Schwungscheibe in einer Ausgestaltung für gute Wärmeabführung ausgeführt ist, wobei mit Abstand von der Nabe (16) außen an einem scheibenförmig flachen Mittelteil (19) ein ringförmiger Massenkörper (20) vorgesehen ist, der wenigstens einsei­ tig über eine Seite des scheibenförmig flachen Mittelteils (19) vorspringt, und der Massenkörper (20) mit insbesonde­ re von beiden Seiten in Axialrichtung im wesentlichen bis zu einer durch den scheibenförmig flachen Mittelteil (19) bestimmten Ebene eingreifenden Schlitzen (23-25; 26-28; 55, 56) versehen ist.

2. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Massenkörper (20) mit Ringschlitzen (23-28) versehen ist.

3. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Massenkörper (20) mit im wesentlichen in radialer Richtung, insbesondere auch gekrümmt verlau­ fenden Schlitzen (55, 56) versehen ist.

4. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Schlitze (23-28; 55, 56) von beiden Seiten der Scheibe (8) eingebracht sind.

5. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schlitzbreite etwa 50% in bezug zur Breite zwischen benachbarten Schlitzen verbleiben­ der Masseteile des Massenkörpers (20) beträgt.

6. Ergometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmt verlaufenden Schlitze (55, 56) eine Krüm­ mung nach außen entgegen der Drehrichtung haben.

7. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Scheibe (8) aus Aluminium besteht.

8. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem außerhalb des ringförmigen Massenkörpers (20) angesetzten Scheibenabschnitt (40) der Scheibe (8) ein Randsteg (41) unter Abwinklung an­ geordnet ist.

9. Ergometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Randsteg (41) im wesentlichen parallel zur Achse der Scheibe (8) verläuft.

10. Ergometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen zylindrische Randsteg (41) konisch ausgeführt ist und einen Konuswinkel von etwa 5° auf­ weist im Sinne einer Erweiterung zum freien Ende.

11. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Permanentmagneten für die Wirbelstrombremse, welcher ringförmig an einem drehbar und insbesondere axial auf der Achse der Scheibe verschiebbar gelagerten Magnet­ träger befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Permanentmagnet (30) mit seinem Träger (31) im mittleren Raum (29) innerhalb des ringförmigen Massen­ körpers (20) eintauchend verlagerbar geführt ist, wobei zur Einstellung und Bewegung eine an sich bekannte La­ ger- und Einstellanordnung (34-36) vorgesehen ist.

12. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Magneten, welcher einen weitgehend geschlossenen Mag­ netkörper mit einem Luftspalt aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftspalt den abgewinkelten Randsteg (41) der Scheibe (8) einfaßt und mit zwei sich gegen­ überliegenden Polen (43, 44) den festen Luftspalt (42) an dem Randsteg (41) bildet.

13. Ergometer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Randsteg (41) eine Stärke in der Größenordnung zwi­ schen etwa 1,3 und 1,5 mm und der Luftspalt (42) eine Breite in der Größenordnung zwischen 2,2 und 2,5 mm hat.

14. Ergometer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnet einen im wesentlichen ge­ schlossenen Magnetkörper (45) aufweist, der lediglich durch den den Luftspalt-Schlitz (42) bildenden Zwi­ schenraum unterbrochen ist, wobei sich gegenüberlie­ gende, im wesentlichen axial zueinander ausgerichte­ te Magnetkörper-Abschnitte als Pole (43, 44) vorgesehen sind und ein Teil (50) des Magnetkörpers (45, 67) mit einer eine Seite des Luftspalts begrenzenden Polfläche in den einseitig offenen Raum (51) zwischen dem Rand­ steg (41) und dem zur gleichen Seite gerichteten ring­ förmigen Massenkörper (20) eingreifend angeordnet ist.

15. Ergometer nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet als Elektromagnet (45, 46, 47, 50) ausgeführt ist und wenigstens eine Erreger­ wicklung (48, 49) aufweist.

16. Ergometer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Rückschlußkörper (45) mit zwei Wicklun­ gen (48, 49) versehen ist.

17. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (30, 45, 67) an einem Magnetträger (31, 52, 68) angeordnet ist, welcher axial zu der Scheibe (8), insbesondere zu der Scheibenachse, verschiebbar gelagert ist.

18. Ergometer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (31, 52, 68) in radialer Richtung der Scheibe (8) fest angeordnet ist und die Scheibe (8) in bezug zum Magnetträger drehbar ist.

19. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (31, 52, 68) pend­ lungsfähig um die Achse der Scheibe (8) gelagert ist und am Magnetträger, insbesondere Magnetpendelträger, ein Zuggestänge (12) angreift, welches mit einer Last­ feder in Verbindung steht, die ein Zwischenglied zu einer Anzeigeeinrichtung (15) ist.

20. Ergometer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einer Erregerwicklung (48) eines Elektro­ magneten oder die Einstellung eines Permanentmagneten in bezug zur Scheibe (8) ein Maß für ein erzeugtes Mo­ ment in der Bremseinrichtung bilden.

21. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der ringförmige Massenkörper (20) zu einer Seite, an welcher das Magnetelement (30; 45-50, 67) gelagert bzw. eine Pendelanordnung für das Magnet­ element angeordnet ist, höher bezüglich des scheiben­ förmigen Mittelteils (19) ausgeführt ist als an der anderen Seite des scheibenförmigen Mittelteils (19).

22. Ergometer nach einem der Ansprüche 4 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ringschlitze (23-28) ge­ schaffene Rippen an der Seite der Scheibe (8), von wel­ cher der Randsteg (41) fortweisend abgewinkelt ist, auch im Bereich des nach außen sich über den ringför­ migen Massenkörper (20) fortsetzenden Scheibenabschnitts (40) angeordnet sind.

23. Ergometer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiarmiger Pendelarm (52, 52′) vorgesehen ist und ein zweiter Magnet (45) oder ein Gegengewicht zum Mas­ senausgleich angeordnet ist.