DE9107308U1

DE9107308U1 - Ergometer

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Publication number: DE9107308U1
Application number: DE9107308U
Authority: DE
Original assignee: EPL MEDIZINTECHNISCHE PRODUKTIONSGESELLSCHAFT MBH 6752 WINNWEILER DE
Current assignee: EPL MEDIZINTECHNISCHE PRODUKTIONSGESELLSCHAFT MBH 6752 WINNWEILER DE
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1991-08-08
Anticipated expiration: 2001-06-14

Description

Patentanwalt! Dijplli -PJiys . H. KlosePatent Attorney! Dijplli -PJiys . H. Klose

Zugelassener Vertrete*?'vois.äen" Europäischen Patentamt
D-6700 Ludwigshafen, Kurfürstenstraße 32Authorized representative of the European Patent Office
D-6700 Ludwigshafen, Kurfürstenstrasse 32

Anmelderin: EPL Medizintechnische Produktionsgesellschaft mbH Industriestraße 4
6752 WinnweilerApplicant: EPL Medizintechnische Produktionsgesellschaft mbH Industriestraße 4
6752 Winnweiler

ErgometerErgometer

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ergometer mit zwei Riemenscheiben gemäß dnn im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an ergometer with two pulleys according to the features specified in the preamble of claim 1.

Ergometer der genannten Art sind medizinische Arbeitsmessgeräte und ermöglichen eine vorgebbare Belastung einer Person zu Untersuchungszwecken. So kann bspw. mittels eines Ergoroeters der Sauerstoffverbrauch einer Person gemessen werden, um hieraus Rückschlüsse auf die Gesamtleistungsfähigkeit des Organismus vornehmen zu können. Ergometer der genannten Art können als Fahrradergometer oder Drehkurbelergometer ausgebildet sein. Die Krafteinieitung erfolgt mitteis Pedalen und Drehkurbeln auf die erste Riemenscheibe, welche regelmäßig als die große Riemenscheibe ausgebildet ist. Die große Riemenscheibe steht über den Riemen mit der kleinen Riemenscheibe in Wirkverbindung, mit welcher insbesondere eine Bremsscheibe drehfest gekoppelt ist. Zur Kraftübertragung sind grundsätzlich Mittel zur Vorspannung des Riemens erforderlich, wobei bisher Spannrollen zum Einsatz gelangten, welche über Federn oder Exzenter die Vorspannung des Riemens gemäß Vorschrift des Herstellers ermöglichten. Eine derartigeErgometers of the type mentioned are medical work measuring devices and enable a person to be subjected to a specified load for examination purposes. For example, a person's oxygen consumption can be measured using an ergometer in order to draw conclusions about the overall performance of the organism. Ergometers of the type mentioned can be designed as bicycle ergometers or rotary crank ergometers. The force is applied using pedals and rotary cranks to the first pulley, which is usually designed as the large pulley. The large pulley is operatively connected via the belt to the small pulley, to which a brake disk in particular is coupled in a rotationally fixed manner. In order to transmit the force, means for pre-tensioning the belt are generally required, whereby tensioning rollers have previously been used which enabled the belt to be pre-tensioned using springs or eccentrics in accordance with the manufacturer's instructions. Such a

Vorspannung führt zu erhöhten Reibungswerten, welche im unteren Lastenbereich der Ergometrie einer genauen Leistungsmessung entgegenstehen. Die fortwährende Beaufschlagung des Riemens mit Vorspannung bedingt einen nachteiligen Einfluß auf die Lebensduer.Pre-tensioning leads to increased friction values, which prevent accurate performance measurement in the lower load range of ergometry. The continuous application of pre-tensioning to the belt has a detrimental effect on its service life.

Hiervon ausgehend Ii -?gt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, &igr; einen Ergometer der genannten Art dahingehend weiterzubilden,Based on this, the invention is based on the object of developing an ergometer of the type mentioned in such a way that

daß Reibungsw* rte reduziert werden und vor allem iia unteren I Lastbereicli oine genaue Leistungsmessung ermöglicht wird. Diethat friction values are reduced and, above all, precise power measurement is possible in the lower load range.

Leerlaufleistung soll bei funktionssicherer Konstruktion j reduziert werden und Präzision der Leistungsregelung sollIdle power should be reduced with a functionally reliable design j and precision of power control should be

i verbessert werden.i can be improved.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the features specified in the characterizing part of claim 1.

f Das vorgeschlagene Ergometer zeichnet sich box einfacherf The proposed ergometer is characterized by box simpler

f. Konstruktion durch eine hohe Funktionssicherheit aus, zumal der Riemen so lange ohne jegliche Vorspannung bleibt, alsf. Construction is characterized by a high level of functional reliability, especially since the belt remains without any pre-tension as long as

i über die Pedale keine Krafteinleitung erfolgt. Mittels der i no force is introduced via the pedals. By means of the

J Lasthebelrolle wird die Leerlaufleistung wesentlich reduziertJ Load lever roller, the idle power is significantly reduced

⁸ und die Leistungsregelung mit hoher Präzision ermöglicht. So ⁸ and enables high precision power control.

;| konnte im Vergleich mit einem vorbekannten Ergometer die;| compared with a previously known ergometer, the

I Leerlaufleistung um mehr 50% reduziert werden. Im GegensatzI Idle power can be reduced by more than 50%. In contrast

&eegr; zu vorbekannten Systemen wirkt auf den Riemen keine permanente Vorspannung ein, sondern der Riemen wird immer nur&eegr; to previously known systems, there is no permanent pre-tension on the belt, but the belt is always only

j entsprechend der beim Drehen der Pedale eingeleiteten Kraftj according to the force introduced when turning the pedals

i belastet. Längenänderungen und Toleranzen werden mittels der i loaded. Length changes and tolerances are determined by means of the

; Lasthebelrolle automatisch ausgeglichen und besondere; Load lever roller automatically balanced and special

Laufruhe und Laufkultur des erfindungsgemäßen RiemengetriebesSmooth running and running culture of the belt transmission according to the invention

j erheblich besser im Vergleich mit vorbekannten Riemengetreiben. Das Hebelverhältnis der Lasthebelrolle ist in derj significantly better compared to previously known belt drives. The lever ratio of the load lever roller is in the

, Weise vorgegeben, daß bei unsachgemäßer Krafteinleitung der Riemen 6 durchrutscht und das Systeir vor Schäden bewahrt wird., specified in such a way that if the force is not applied correctly, the belt 6 slips and the system is protected from damage.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in denFurther developments and refinements of the invention are described in the

Unteransprüchen angegeben und hinsichtlich weiterer VorteileSubclaims and with regard to further advantages

M wird auf die nachfoglende Beschreibung eines Ausführungsbei- m M is referred to the following description of an embodiment m

&PSgr; spiels verwiesen. &xgr; &PSgr; game referred to. &xgr;

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten · Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail using the embodiment shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt in einer Prinzipdarstellung das Ergometer ^: _e The drawing shows a schematic diagram of the _ergometer ^:

mit einer ersten, großen Riemenscheibe 1 und einer zweiten I with a first, large pulley 1 and a second I

kleinen R^iflsenscheibe 2. Die beiden Riemenscheiben 1,2 sind i small pulley 2. The two pulleys 1,2 are in

um zu einander· parallele und zur Zeicfeenebsne senkrechte |to be parallel to each other and perpendicular to the drawing plane |

Achsen 3-4 drehbar gelagert. Zur getrieblidies VerbindungAxles 3-4 rotatably mounted. For gear connection

k der beiii«:n Riemenscheiben 1,2 ist tin Riemen 6 vorgesehen, f, k of the two pulleys 1,2 is provided with a belt 6, f,

welcher isisbesondere als ein Poly-V-Riemen mit sechs Rippen |which isspecial as a poly-V belt with six ribs |

ausgebildet ist- Obgleich grundsätzlich in Bahnen diesfer Iis formed- Although basically in tracks of this I

Erfindung auch andere Riemen zum Einsatz gelang,-2a können, |Invention also other belts could be used,-2a can, |

erweist. Sich ein derartiger Poly-V-Riemen als besonders |This type of poly-V belt proves to be particularly |

vorteilfes C*. < da mit ihm die Geräuschentwicklußg auf ein f advantageous C*. < because with it the noise development is reduced to a

Minimum eingeschränkt werden kann. Derartige Riemen erfordern |Minimum. Such belts require |

zur Übertragung von größeren Leistungen zwar eine starke | Vorspannung, welche zu erhöhten Reibungswerten führt, doch J-wird durch die erfindungsgemäße Kombination mit der Last- f hebelrolle nunsaehr der Einsatz für die Ez-goinetrie ermog- l|Although a strong pre-tension is required to transmit greater power, which leads to increased friction values, the combination according to the invention with the load lever roller now enables use in Ez-geometry.

»2 licht. Mit der Riemenscheibe 1 ist in an sich bekannter Weise ff»2 light. With the pulley 1 in a known manner ff

% über eine Welle oder dergleichen eine Tretkurbel 8 »it einem |! % via a shaft or the like a pedal crank 8 »it a |!

Pedal 10 gekoppelt; entsprechend ist auf der Rückseite del SPedal 10 is coupled; accordingly, on the back of the S

if Riemenscheibe &iacgr;, also hinter der Zeichenebene um 180 versetzt Js eine zweite Tratkurbel mit. Pedal angeordnet. Mit der zweiten,
kleinen Riemenscheibe 2 ist eine Bremsscheibe 12 drehfest
verbunden.if pulley &iacgr;, so behind the plane of the drawing by 180 Js a second crank with pedal arranged. With the second,
small pulley 2 is a brake disc 12 rotationally fixed
tied together.

Zwischen den beiden Riemenscheiben 1,2 ist ein Hebel 14 um
eine Drehachse 16 &"hwenkbar augeordnet. Der Hebel 14 trägt
zwei Laufrollen 18, 19, weiche außen auf dem Riemen 6 aufliegen. Diese Anordnung wird nachfolgend auch als Lasthebel-Between the two pulleys 1,2 a lever 14 is
a pivoting axis 16 is arranged. The lever 14 carries
two rollers 18, 19, which rest on the outside of the belt 6. This arrangement is also referred to as load lever

rolle bezeichnet. Mit durchgezogenen Linien ist die Stellung der Lasthebelrolle sowie des Riemen dargestellt, wenn keine Kraft eingeleitet wird, während mit gestrichelten Linien die Stellung bei Krafteinleitung dargestellt ist, sofern die Riemenscheibe in Richtung des Pfeiles 20 angetrieben wird.pulley. The position of the load lever pulley and the belt is shown in solid lines when no force is applied, while the position when force is applied is shown in dashed lines, provided the pulley is driven in the direction of arrow 20.

Die Laufrolle 18 liegt bei Drehung der Riemenscheibe 1 in Richtung des Pfeiles 20 außen auf dem ziehenden Trum 22 auf während die Laufrolle 19 auf dem Leertrum 24 aufliegt. Die Laufrolle 18 ist um eine Achse 28 und die Laufrolle IS um eine Achse 29 auf dem Hebel 14 drehbar gelagert. Die Achse 28 weist zur Drehachse 16 des Hebels 14 einen Abstand 30 aufs während die Achse 29 zur Drehachse 16 einen Abstand 31 aufweist. Im Rahmen dieser Erfindung ist der Abstand 31 immer größer als der Abstand 30. Als besonders zweckmäßig h«it sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Verhältnis des Abstandes 30 zum Abstand 31 im Bereich von 1:1,6 erwiesen. Dieses Verhältnis wird nachfolgend auch als Hebelübersetzung bezeichnet, wobei die genannten Abstände 30, 31 die jeweils wirksamen Hebellängen darstellen.When the pulley 1 rotates in the direction of arrow 20, the roller 18 rests on the outside of the pulling strand 22, while the roller 19 rests on the idle strand 24. The roller 18 is mounted on the lever 14 so that it can rotate about an axis 28 and the roller 19 is mounted on the lever 14 so that it can rotate about an axis 29. The axis 28 is at a distance 30 from the axis of rotation 16 of the lever 14, while the axis 29 is at a distance 31 from the axis of rotation 16. Within the scope of this invention, the distance 31 is always greater than the distance 30. In the present embodiment, a ratio of the distance 30 to the distance 31 in the range of 1:1.6 has proven to be particularly expedient. This ratio is also referred to below as the lever ratio, with the distances 30, 31 mentioned representing the effective lever lengths in each case.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß die beiden Laufrollen 18, 19 im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Es verseht sich, daß zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch solche Ausführungen zählen, bei welchen die Laufrollen 18, 19 unterschiedliche Durchmesser gegebenenfalls aufweisen, wobei entsprechend den Durchmesserunterschieden die genannten Abstände 30, 31 vorgegeben werden. Wesentlich ist für alle Ausführungsformen, daß das genannte Hebelverhältnis eingehalten wird.It was assumed above that the two rollers 18, 19 have essentially the same outside diameter. It is understood that the subject matter of the present invention also includes designs in which the rollers 18, 19 may have different diameters, with the distances 30, 31 mentioned being specified according to the diameter differences. It is essential for all designs that the lever ratio mentioned is maintained.

Die Drehachse 16 ist in zweckmäßiger Weise zur Verbindungslinie der Achsen 28, 29 mit einer Exzentrizität 32 in Richtung zur kleinen Riemenscheibe 2 angeordnet. Hierdurch wird eine optimale Funktionsweise gewährleistet. Gleichwohl kann im Rahmen der Erfindung die Exzentrizität 32 gegen Null gehen oder Werte kleiner als Null annehmen.The rotation axis 16 is conveniently arranged in relation to the connecting line of the axes 28, 29 with an eccentricity 32 in the direction of the small pulley 2. This ensures optimal functionality. Nevertheless, within the scope of the invention, the eccentricity 32 can approach zero or assume values less than zero.

&zgr; X ·&zgr; X ·

Erfolgt über die Pedale 10 auf die Riemenscheibe 1 eine Krafteinleitung im Drehsinn des Pfeiles 20, so wird durch das ziehende Trum auf die Laufrolle 18 eine Kraft derart aufgeübt» daß die Lasthebelrolle im Uhrzeigersinn um die Drehachse 16 geschwenkt wird und die Laufrollen 18, 19; die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Position einnehmen. Der Riemen 6 wird nur entsprechend der einwirkenden Kraft belastet, wobei gleichwohl die notwendige Vorspannkraft mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten und angeordneten Lasthebelrolle aufgebracht wird.If a force is introduced via the pedals 10 onto the pulley 1 in the direction of rotation of the arrow 20, a force is exerted by the pulling strand on the roller 18 in such a way that the load lever roller is pivoted clockwise about the axis of rotation 16 and the rollers 18, 19 assume the position shown in dashed lines in the drawing. The belt 6 is only loaded in accordance with the force acting, whereby the necessary pre-tensioning force is nevertheless applied by means of the load lever roller designed and arranged according to the invention.

Bie ijasthebelrolle bewirkt nicht nur eine Reduzierung der Reibuiigsbeiwerte, sondern sie ermöglicht ferner eine Auslegung um Zerstörungen zu verhindern. Über das Hebelilbersetzuiigsverhältnis der Lasthebelrolle ist die Riemeiispannkraft vorgegeben; durch entsprechende Dimensionierusag der Lasthebelrolle erfolgt in zweckmäßiger Weise die Sicherung des Systems nach Art einer Rutschkupplung.The load lever roller not only reduces the friction coefficient, but also allows a design to prevent damage. The belt tension force is determined by the lever ratio of the load lever roller; by dimensioning the load lever roller accordingly, the system is secured in a practical manner in the manner of a slip clutch.

5 &Lgr;· > ( &ugr;5 &Lgr;· > ( &ugr;

r · HI < · a,r · HI < · a,

BezugszeichenReference symbols

11 erste große Riemenscheibefirst large pulley 22 zweite kleine Riemenscheibesecond small pulley 3, 43, 4 Achseaxis 66 Riemenbelt 88th TretkurbelCrank 1010 Pedalpedal 1212 BremsseheibeBrake disc 1414 Hebellever 1616 DrehachseRotation axis 18, 1918, 19 LaufrolleRoller 2020 PfeilArrow 2222 ziehendes Trumpulling strand 2424 LeertrumSlack strand 28, 2928, 29 Achseaxis 30, 3130, 31 AbstandDistance 3232 Exzentrizitäteccentricity

Claims

Claims |*

1. Ergometer with two pulleys, which are connected by a f belt, whereby the

first pulley a force can be introduced and the second
Pulley with a braking device in operative connection
stands,

characterized in _that a running roller (18, 19) rests on a pulling strand (22) and a slack strand (24) of the belt (6), L

that the rollers (18, 19) are arranged on a lever (14) so as to be rotatable about axes (28, 29) J

and that the lever (14) with the rollers (18, 19) is rotated by one;

.Rotary axis (16) is pivotally mounted. 1

2. Ergometer according to claim 1, characterized in that the &iacgr;

Axis (28) of the running roller associated with the pulling strand (22 )

I ie (18) to the axis of rotation (16) has a first distance (30) which is smaller than a second distance (31) which
between the axis (29) of the slack side (24) assigned \

roller (19) and the rotary axis (16). !

3« SrgCiäictei' according to claim 1 cusr 2} characterized in that gEJc£ssnz&5cfeixct, J!

that the axis of rotation (16) becomes a connecting line which /

between the axes (28, 29) of the two rollers (18, 19) |

is present, has an eccentricity (32). f

4. Ergometer nsrh claim 3, characterized in that the |

axis of rotation ',16) with respect to the connecting line on which the |

second, small pulley (2) assigned width ^? ;

sorted '.zt. |

5. Ergometer according to one of claims 1 to 4, characterized
characterized in that the rollers (18, 19) are substantially
have the same diameter.

6c Ergometer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lever ratio formed from the quotient of the first distance (30) to the second distance (31) is greater than 1:1.1 and preferably substantially 1:1.6.

7. Ergometer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the belt (6) is designed as a poly-V belt with, in particular, six ribs.