DE7523938U

DE7523938U - Fahrrad-Ergometer

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Publication number: DE7523938U
Application number: DE19757523938
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-26
Filing date: 1975-07-26
Publication date: 1976-01-29

Description

"Fahrrad-Ergometer¹¹

Bei einem solchen Fahrrad-Ergometer sitzt eine Testperson auf dem Sattel eines fahrradähnlichen Gestells, hält sich an Handgriffen fest und tritt Pedale wie bei einem Fahrrad. Dabei muß eine Leistung erbracht werden, weil über eine Bremseinrichtung ein Bremsmoment erzeugt wird. An einer Instrumententafel wird diese Leistung bei verschiedenen Geschwindigkeiten angezeigt.

Bei einem bekannten Fahrrad-Ergometer dieser Art besteht die Bremseinrichtung aus einem Bremsband, das um eine angetriebene Bremsscheibe gelegt ist und dort Reibung erzeugt· Auf Grund des dabei entstehenden Verschleißes sind Nachjustierungen und gegebenenfalls Erneuerungen der Bremsbeläge erforderlich.

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Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, ein Fahrrad-Ergometer der durcll den Oberbegriff des Hauptanspruchs bestimmten Art mit einer wartungsfreien, präzise einstellbaren und konstruktiv relativ einfachen Bremseinrichtung auszurüsten.

Diese Aufgaben werden durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche beinhalten besonders zweckmäßige Ausführungsformen eines solchen Fahrrad-Ergometers als besonders vorteilhafte Lösung der gestellten Aufgaben.

Bei einem solchen Fahrrad-Ergometer erfolgt die Bremsung nach dem Prinzip der sogenannten Wirbelstrombremse durch die Bildung von Wirbelströmen in der Wirbelstromscheibe hervorgerufen durch die danebenliegende Magnetscheibe, die von der Wirbelstrom—

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scheibe einen äestentsprechenden Abstand hat* Das Bremsmoment ergibt sich dadurch, daß die Magnetscheibe das Bestreben zeigt, den Umdrehungen der angetriebenen Wirbelstromscheibe zu folgen, jedoch durch die Schwerkraft des an der Magnetscheibe fest angebrachten starren Pendelgewichtes gehalten wird. Die Winkelstel- j lung des Pendelgewichtes und der Magnetscheibe entspricht dem jeweiligen Bremsmoment. Durch ein mit der Magnetscheibe fest I ! verbundenes Markierungselement wird die Winkelstellung der Mag- j

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ι netscheibe und damit die Größe des Bremsmomentes an der Skala !

j

angezeigt. Die Größe des Bremsmomentes wird durch Einstellung i des Abstandes zwischen Wirbelstromscheibe und Magnetscheibe be—

stimmt. Es ergibt sich bei dieser Bremsung kein Verschleiß, weil !

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es zwischen Wirbelstromscheibe und Magnetscheibe keine Reibung gibt, denn es ist auch bei Einstellung eines höchsten Bremsmomentes noch ein Abstand eingehalten. Dadurch, daß der Ab s tan JLs-j-

einstellung sehr genau ausgeführt werden kann, ergibt sich auch | eine präzise und differenzierte Einstellmöglichkeit für die Bremsmomente. ;

Bei der konstruktiven Ausführung nach Anspruch 2 erfolgt die j

Anzeige an der Skala mit Hilfe eines unmittelbar an der Mag- !

j netscheibe angebrachten Markierungsbleches. Besondere Über- i tragungseinrichtungen bedarf es bei dieser gemäßen Ausführung nicht.

Anspruch 3 der Neuerung beinhaltet die konstruktive Ausführung einer Einstellvorrichtung für die Bremseinrichtung, die sich einerseits durch ihre präzise Arbeitsweise, andererseits durch den relativ geringen konstruktiven Aufwand auszeichnet.

Dadurch daß nach Anspruch 4 der Neuerung in der getrieblichen Verbindung zwischen den Pedalen und der Bremseinrichtung ein Schwungrad eingebaut ist, besteht eine Gewähr für die Gleichmäßigkeit des Umlaufs und der Anzeige.

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: Durch den Einbau eines Freilaufes ist die Testperson von dem ; Zwang, fortgesetzt ununterbrochen treten zu müssen, befreit, ohne daß dadurch die Anforderungen und die Leistungen verringert

•werden.

Durch den Einbau einer Distanzscheibe aus Kunststoff zwischen der Riemenscheibe und der Wirbelstromscheibe wird eine gegenseitige elektrische oder thermische Beeinflussung verhindert.

Gemäß der weiteren Neuerung werden Schwingungen der Magnet-

** : scheibe während des Betriebs durch eine an der Magnetscheibe angreifende Dämpfungseinrichtung beseitigt bzw. weitgehend reduziert. Die Neuerung enthält einen Vorschlag für eine solche Dämpfungseinrichtung, die mit mechanischer Reibung arbeitet und ; einen Vorschlag für eine pneumatisch arbeitende Dämpfungsein— richtung.

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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird im folgenden näher beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen,

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines betriebsbereiten Fahri^d-Ergometers gemäß der Neuerung.

Fig. 2 ist eine Ansicht auf die Instrumententafel in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1

Fig. 3 ist eine Ansicht der Bremseinrichtung in Richtung des Pfeiles III von Fig. 1 bei abgenommenem Verkleidungsteil,

Fig. 4
Fig. 5

ist eine Ansicht der Bremseinrichtung in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 3.

ist eine Ansicht der Bremseinrichtung gemäß Fig. 3,

jedoch bei größerem Abstand zwischen Wirbelstromscheibe und Magnetscheibe.
Fig. 6-8 zeigen Ausführungsbeispiele für Dämpfungseinrichtungen

j Zunächst wird auf Fig. 1 hingewiesen.

Das wie ein Fahrrad ausgebildete Gestell 10 des Fahrrad-Ergometers ist mit einem höhenverstellbaren Sattel 11 ausgerüstet, wo die Testperson Platz nehmen kann, sowie mit einer ebenfalls hühenversteilbaren Gabel 12 mit einem horizontalen Rohr, an dem um die Rohrachse schwenkbar und feststellbar zwei U-förmige Bügel 13 angebracht sind. Bei der Betätigung des Fahrrad-Ergometers faßt die Testperson an den Griffen der Bügel an. Die Winkelstellung der Bügel ist unterschiedlich einstellbar.

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An der Gabel ist außerdem eine Spindel 21 mit einem Drehknopf 22 gelagert, wc die Testperson das beim Treten der Pedale wirksame Bremsmoment einstellen kann.

Am Gestell 10 sind die Pedale 14 gelagert, sowie vorne ein Schwungrad 15, welches von den Pedalen aus über eine Kette angetrieben wird. Das zugehörige auch an der Achse des Schwungrades 15 gelagerte Kettenrad ist mit einem Freilauf versehen.

Ein fest"am Gestell angebrachter Rahmen 20 dient zur Lagerung der Bremseinrichtung. Die getriebliche Verbindung zwischen Bremseinrichtung und Schwungrad 15 besteht aus einem Riemenantrieb, wobei das Schwungrad die Aufgabe einer Riemenscheibe übernimmt.

Auf Fig. 1 erkennt man weiter Rollen an der Vorderseite des Gestells, ein seitliches Verkleidungsteil 16, ein vord&rseitiges das Schwungrad 15 umgebendes Verkleidungsteil 17, eine von der Ach?e des Schwungrades zu einem Tachometer führende biegsame Tachometerwelle 19, eine zur Bremseinrichtung gehörende Magnetscheibe 29 mit einer Dämpfungsscheibe 37, savie ein die Gabel umgebendes Verkleidungsteil 18 und ein am Rahmen 20 angebrachtes

Verkleidungsteil X, an dem eine für die Testperson sichtbare Instrumententafel ausgebildet ist. Schließlich ist auf Fig. 1 das zur Bremseinrichtung gehörende Pendelgewicht 31 zu erkennen.

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Die Ausbildung der Instrumenter.taf el am Verkleidungsteil 40

ist aus Fig. 2 erkennbar. Für den Durchgang der Spindel 21 ist j

eine Durchbrechung 41 vorgesehen. Durch ein Fenster 42 ist ; ein Skalenblech 45 zu erkennen mit einer Nm-Skala (Newtonmeter- j Skala) und mit drei nach Watt geeichten Leistungsskalen 48a,b,c,S die für unterschiedliche Geschwindigkeiten ge'.ten. An einer j langgestreckten Ausnehmung 46 des Skalenbleches erkennt man | eine durch eine Farbe dargestellte Markierung an einem unter ; dem Skalenblech angeordneten Markierungsblech 32.

Die Instrumententafel weist außerdem einen Tachometer 43 auf, \ ä*e sowohl in Stundenkilometer als auch in Umdrehung pro Sekunde geeicht ist, und ferner eine Zeituhr 44» Bezüglich der Bremseinrichtung wird auf Fig. 3 und 4 hingewiesen. Im Rahmen 20
ist fest eine Achse 2g angebracht. Auf dieser Achse ist mittels ■ eines Kugellagers drehbar, jedoch nicht achsial verschiebbar,
eine Riemenscheibe 24 gelagert, die vom Schwungrad aus über
den Riemen 25 angetrieben wird. Mit dieser Riemenscheibe ist
über eine Distanzscheibe 26 aus Kunststoff eine Wirbelstromscheibe 27 aus Aluminium fest verbunden.

Mit einem Abstand 29a von der Wirbelstromscheibe 27 ist drehbar und zugleich auch achsial verschiebbar auf der Achse 23 eine
Magnetscheibe 29 mit eineir. Dauermagneten gelagert. Zwischen
Magnetscheibe und Wirbelstromscheibe ist eine Schraubenfeder 28 angeordnet. An der gegenüberliegenden Seite der Magnetscheibe 29

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ist: auf der Achse 23 eine Druckscheibe 33 unverdrehbar, jedoch achsial verschiebbar und ohne Verbindung mit der Magnetscheibe gelagert.

Am Rahmen 20 ist eine Halterung 35 befestigt, in der ein Schieber 34 radial zur Achse 23 verschiebbar gelagert ist. Für die radiale Bewegung des Schiebers 34 ist die Spindel 21 vorgesehen, die mit einem Gewinde in den Schieber geschraubt ist. Schieber 34 und Druckscheibe 33 liegen mitptftiefen Ebenen aufeinander. Wird der Schieber durch Betätigung der Spindel 21 von der Achse 23 wegbewegt, so drückt die Feder 28 die Magnetscheibe 29 nach außen und der Abstand 29a vergrößert sich, wie auf Fig.5 dargestellt. Wenn sich der Schieber zur Achse 23 hinbewegt, so wird die Magnetscheibe zur Wirbelstromscheibe 27 hingedrückt entgegen dem Druck der Feder 28 und der Abstand 29a verringert sich. Durch die zwischen Magnetscheibe und Wirbelstrcmscheibe untergebrachte Feder bleibt stets ein minimal Abstand vorhanden.

Man erkennt aus Fig. 3 und 4 dass an der Magnetscheibe ein Markierungsblech 32 fest angebracht ist, auf dessen zylindrischer Fläche, die konzentrisch zur zylindrischen Fläche der Magnetscheibe verläuft, eine Farbmarkierung angebracht ist. Man er kennt außerdem auf Fig. 3 und 4 auch das ebenfalls kreisbogen- j förmige Skalenblech 45, aas ebenfalls am Rahmen 20 befestigt ist j und an dessen Ausnehmung 46 die Markierung des Markierungsbleches! an der Instrumententafel sichtbar gemacht ist. >

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Weiter erkennt man aus Fig. 4 das Pendelgewicht 31 das mit einem starren Arm fest an der Magnetscheibe angebracht ist. Auf Fig.4 ist die lotrechte Stellung des Pendelgewichtes mit durchgehenden Linien gezeichnet. Eine Stellung des Pendelgewichtes in einem Winkel zur Lotrechten, wie sie sich bei Wirkung eines Bremsmomentes einstellt, ist gestrichelt angedeutet.

Wenn bei Betätigung des Fahrrad-Ergometers ein Bremsmoment wirksam ist, und das Pendelgewicht eine Winkelstellung zur Lotrechten einnimmt, dann sollen Schwingungen des Pendelgewichtes und der Magnetscheibe möglichst vermieden werden. Dazu ist eine Dämpfungsscheibe 37 vorgesehen, die einstellbar an einem Arm 36 gehalten ist und mit einem Filzbelag einen zweckentsprechenden Druck auf die zylindrische Fläche der Magnetscheibe ausübt. Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer Dämpfungseinrichtung. Fig. 6 zeigt eine achsiale Ansicht dieser Dämpfungseinrichtung bei Stillstand des Fahrrad-Ergometers. Fig. 7 ist ein Schnitt nach VII-VII von Fig. 6. Fig. 8 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 6, jedoch bei ausschlagendem Pendel.

Bei dieser Dämpfungseinrichtung ist an der Magnetscheibe 29 fest ein U-förmiger Bügel 55 angebracht. An dem freien Schenkel derselben ist mittels eines Gelenkes 54 ein Zylinder 52 angebracht. Dieser ist gelenkseitig durch einen Stopfen 53 mit einem Luftkanal 53a verschlossen. Der Zylinder nimmt verschiebbar einen Kolben 50 auf, der mit seinem freien Ende mittels eines Gelenkes 51 am Rahmen 20 angebracht ist.

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Wenn die Magnetscheibe eine Pendelbewegung ausführt, dann wird der Kolben 50 im Zylinder 52 verschoben. Die Dämpfung erfolgt dadurch, daß dabei über den Luftkanal 53a Luft in den Zylinderraum gesaugt bzw. aus diesem heraus gepreßt wird.

Die Stellung des Kolbens und des Zylinders bei Pendelausschlag ist aus Fig. 8 zu erkennen.

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Claims

Schutzansprüche

Ί .) Fahrrad-Ergometer mit einem nach Art eines Fahrrades ausgebildeten Gestell, mit einer Bremsvorrichtung und einer dazugehörigen angetriebenen Bremsscheibe, mit einer Einstellvorrichtung für einen Bremsmoment, einem dieses anzeigenden Markierungselement und einer nach Leistung geeiffK&ten Skala auf einer Instrumententafel dadurch gekennzeichnet, daß auf einer festen Achse (23) eine angetriebene Wirbelstromscheibe (27) gelagert ist, daß daneben drehbar au.,: dieser Achse eine/ in der Wirbelstromscheibe Wirbelströme erzeugende permanente Magnetscheibe (29) gelagert ist, daß an dieser ein starres Pendelgewicht (31) befestigt ist, daß der Abstand zwischen Magnetscheibe "and Wirbelstromscheibe mittels der Einstellvorrichtung für das Bremsmoment einstellbar ist und ^.aß die Magnetscheibe mit den ihre Winkelstellung auf der Skala anzeigen den Markierungselement verbunden ist.
2. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an der Magnetscheibe ein Markierungsblech (32) befestigt ist, daß eine Markierungsfläche auf einer zylindrischen Fläche des Markierungsbleches, welcher die zylindrische Fläche der Magnetscheibe konzentrisch umgibt, angebracht ist, und daß ·· di Markierungsfläche an einer Ausnehmung (4ό) eines dazu konzentrischen Skalenbleches (45) sichtbar ist·

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3. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung für das Bremsmoment aus folgenden Teilen Gesteht;

a) Aus einer zwischen der Wirbelstromscheibe und der Magnetscheibe gelagerten Druckfeder,

b) aus einer an der gegenüberliegende: Seite der Magnetscheibe auf der Achse (23) verschiebbar gelagerten Druckscheibe (33),

c) aus einem senkrecht zur Achse verschiebbar neben der Druckscheibe gelagerten Schieber (34),

d) aus am Schieber und an der Druckscheibe angeformten aufeinanderllegenden und bei Betätigung des Schiebers aufeinandergleitenden schiefen Ebenen,

e) aus einer am Gestell gelagerten mit einem Drehknopf (22) versehenen den Schieber betätigenden Spindel (21).
4. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Gestell ein Schwungrad (15) gelagert ist, welches über einen Kettentrieb mit den Pedalen (14) verbunden ist und welches getrieblich mit einem Riemen (25) mit der Bremseinrichtung verbunden ist, wobei das Schwungrad als Riemen .-scheibe dient.
5. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Achse des Schwungrades sitzendes Kettenrad mit einem Freilauf ausgerüstet ist.

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6. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Achse (23) der Bremseinrichtung drehbar gelagerte Riemenscheibe (24) mittels einer dazwischen liegenden aus Kunststoff bestehenden Distanzscheibe (26) fest mit der Wirbelstromscheibe (27) verbunden ist.
7. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung mit einer bei Pendelausschlag Schwingungen der Magnetscheibe dämpfenden Einrichtung ear ausgerüstet ist,
8. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfende Einrichtung aus einer an der Magnetscheibe (29) anliegend gehaltenen Dämpfungsscheibe (37) mit Filzbelag besteht.
9. Fahrrad-Ergometer nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet,

daß die schwingungsdämpfende Einrichtung aus folgenden Teilen besteht:

ein an der Magnetscheibe mittelbar angelenkter Zylinder (52) mit einem zu seinem Zylinderraum führenden Luftkanal (53a) und aus einem am Rahmen (20) angelenkten, im Zylinder verschiebbaren, und luftansäugenden bzw. auspressenden Kolben (50).

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