FI85224B - Motstaondsmekanism. - Google Patents

Description

1 85224

Vastusmekanismi

Keksinnön kohteena on vastusmekanismi, erityisesti kuntovälinettä varten, joka vastusmekanismi käsittää käyt-5 töelimen, jonka avulla käyttäjä kuormittaa vastusmekanis-mia, käyttöelimen synnyttämän liikkeen mukana pyörivän osan ja vastaosan, joka on sovitettu välimatkan päähän pyörivästä osasta, joista osista toinen on varustettu kestomagneeteilla käyttöelimen liikettä vastustavien pyörrevirtojen 10 aikaansaamiseksi.

Tällaiset vastusmekanismit ovat alalla hyvin tunnettuja. Esimerkkinä kuntovälineiden yhteydestä tunnetuista vastusmekanismeista voidaan mainita FI-patenttijulkaisussa 80214 kuvattu ratkaisu. Em. tunnetussa ratkaisussa laitteen 15 käyttäjä saa aikaan mekanismin toisen osan pyörimisen ja toinen osa on tuettu laitteen runkoon, jolloin se pysyy paikallaan. Ongelmana on ollut riittävän nopeuseron saaminen em. osien välille. Mikäli nopeuseroa ei saada riittävän suureksi, niin vastusmekanismin jarrutusteho jää alhaisek-20 si. Em. syystä FI- patenttijulkaisun 80214 mukainen ratkai su toimii kuntopyörän yhteydessä, jossa em. nopeusero saadaan riittävän suureksi pienehköllä välityssuhteella, mutta esimerkiksi lihasharjoituslaitteessa, jossa liikkeet ovat edestakaisia ja melko hitaita, nopeuseroa ei saada riittä-25 väksi ilman monimutkaista rakennetta, joten pyörrevirtoihin perustuva vastusmekanismi ei sovellu hyvin esimerkiksi lihasharjoituslaitteen yhteyteen.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan vastusmekanismi, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat 30 voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen vastusmekanismin avulla, joka on tunnettu siitä, että vastaosan pyörivään osaan vaikuttava elementti on sovitettu pyöritettäväksi käyttöelimen aikaansaamasta pyörivän osan pyörimisnopeudesta riippumattomalla nopeudella.

35 Keksinnön etuna on se, että se soveltuu hyvin eri- 2 85224 tyyppisiin kuntolaitteisiin. Lisäksi etuna on se, että aiemmin perinteisesti käytettyjä liikkeen palauttavia jousia tai painoja ei tarvita. Em. seikka on hyvin olennainen nimenomaan lihasharjoituslaitteessa. Etuna on edelleen 5 keksinnön yksinkertaisuus, jolloin keksinnön hyväksikäyttö muodostuu edulliseksi.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa oheisessa piirustuksessa kuvatun erään edullisen suoritusesi-merkin avulla, jolloin 10 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista vastusmekanismia periaatteellisena kuvantona, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista vastusmekanismia kuntopyörään sovitettuna, kuvio 3 esittää periaatteellisena sivukuvantona 15 keksinnön mukaisen mekanismin toista kuntopyöräsovitelmaa ja kuvio 4 esittää kuvion 3 sovitelmaa nuolten IV-IV mukaan nähtynä kuvantona.

Kuviossa 1 on viitenumeron 1 avulla esitetty alusta, 20 jonka varassa mekanismi on. Viitenumeron 2 avulla on merkitty kotelo, joka ympäröi mekanismia. Viitenumeron 3 avulla on merkitty käyttöelin, jonka avulla käyttäjä kuormittaa vastusmekanismia. Käyttöelin 3 voi olla esimerkiksi lihas-harjoittelulaitteen vetoelin, esimerkiksi vetoköysi tai 25 vetohihna, ts. se osa, johon laitteen käyttäjä tarttuu ja josta hän vetää laitetta käyttäessään. Käyttöelin voi muodostua myös esimerkiksi kuntopyörän poikimista kuten myöhemmin esitetään. Kuvion 1 sovellutuksessa käyttöelimen 3 toisessa päässä on sopiva kädensija, johon käyttäjä voi 30 tarttua tukevalla tavalla. Kädensijaa ei ole esitetty kuviossa 1.

Käyttöelimen 3 toinen pää on kiinnitetty köysipyörän 4 kehälle. Köysipyörä 4 on kiinnitetty akseliin 5. Akseliin 5 on sovitettu lisäksi hihnapyörä 6. Koteloon 2 on sovitet-35 tu myös toinen akseli 7 ja sille vastaavasti toinen hihna- 3 85224 pyörä 8. Hihnapyörät 6 ja 8 on yhdistetty toisiinsa hammas-hihnan 9 avulla. Köysipyörä 4 ja akseli 5 muodostavat voi-mansiirtovälineet, joiden avulla tässä sovellutuksessa käytetyn vetoelimen suoraviivainen edestakainen liike muunne-5 taan pyörimisliikkeeksi. Hihnapyörien 6 ja 8 sekä hammas-hihnan 9 avulla em. pyörimisliike siirretään toiselle akselille 7.

Koteloon 2 sovitetulle toiselle akselille 7 on sovitettu lisäksi osa 10, joka siis pyörii vetoelimen 3 pyöri-10 misliikkeen mukana. Kuvion mukaisessa sovellutuksessa em. vetoelimen 3 liikkeen mukana pyörivä osa 10 on varustettu magneeteilla, esimerkiksi kestomagneeteilla vetoelimen 3 liikettä vastustavien pyörrevirtojen aikaansaamiseksi. Kuvion mukaisessa sovellutuksessa on edelleen vastaosa 11, 15 joka on välimatkan päässä vetoelimen 3 pyörimisliikkeen mukana pyörivästä osasta.

Keksinnön olennaisen idean mukaisesti vastaosan 11 se osa, joka vaikuttaa vetoelimen liikkeen mukana pyörivään osaan 10 on sovitettu pyöritettäväksi vetoelimen aikaansaa-20 man pyörivän osan 10 pyörimisnopeudesta riippumattomalla nopeudella. Em. seikalla tarkoitetaan sitä, että pyörittämällä vastaosaa 11 osan 10 pyörimisnopeudesta riippumattomasti saadaan käyttöön riittävä jarrutusmomentti lähes riippumatta siitä millä nopeudella käyttäjä vetää vetoeli-25 mestä. Kuvion suoritusmuodossa vastaosan 11 se osa, joka vaikuttaa osaan 10 muodostuu metallimateriaalia olevasta levystä. Tässä suoritusmuodossa siis koko vastaosa muodostaa osaan 10 vaikuttavan elementin. Kuvion suoritusmuodossa vastaosaa 11, siis levyä, pyöritetään erillisen voimanläh-30 teen, esimerkiksi sähkömoottorin 12 avulla.

Kuvion mukainen suoritusesimerkki toimii lihashar-joittelulaitteessa periaatteessa seuraavasti. Käyttäjä tarttuu vetoelimeen 3 ja vetää mustan nuolen mukaiseen suuntaan. Tällöin magneeteilla varustettu osa 10 pyörii 35 vastaavasti mustan nuolen mukaiseen suuntaan. Em. mustat 4 85224 nuolet on merkitty kuvioon viitteellä M. Samanaikaisesti kun käyttäjä vetää vetoelimestä suuntaan M, pyöritetään sähkömoottorilla 12 vastaosaa 11 valkoisen nuolen osoittamaan suuntaan, jolloin magneeteilla varustettuun osaan 10 5 syntyy valkoisen nuolen suuntainen momentti, joka välittyy vetoelimeen 3 valkoisen nuolen osoittamalla tavalla. Valkoiset nuolet on merkitty kuvioon viitteellä V. Vastaosaa 11 pyöritetään sähkömoottorin 12 avulla siis päinvastaiseen suuntaan kuin osan 10 pyörimissuunta vetoelimestä 3 vedet-10 täessä. Tällöin osaan 3 syntyy pyörrevirroista aiheutuva vetoelimen liikettä vastustava momentti, joka välitetään hihnapyörien ja hammashihnan välityksellä vetoelimen veto-liikettä vastustavaksi voimaksi.

Kuvion suoritusmuodossa vastusvoiman suuruutta voi-15 daan säätää esimerkiksi sähkömoottorin pyörimisnopeutta muuttamalla tai vastaosan 11 ja osan 10 välistä etäisyyttä muuttamalla.

Kuten edellä on aiemmin todettu on olemassa kunto-laitteita, joissa aiemmin on tarvittu esimerkiksi jousia 20 palautusliikkeen aikaansaamiseksi. Keksintöä käytettäessä jousia tai vastaavia ei enää tarvita. Palautusliikkeen aikana esimerkiksi sähkömoottorin 12 pyörittämän vastaosan 11 pyörimissuunta on sama kuin osan 10 pyörimissuunta. On kuitenkin huomattava, että sähkömoottorilla aikaansaatu 25 vastaosan 11 pyörimisnopeus on niin suuri osan 10 pyörimisnopeuteen verrattuna, ettei osaan 10 syntyvässä momentissa ja näinollen vetoelimeen välittyvässä voimassa ole olennaista eroa edellä esitettyyn vetoliiketilanteeseen verrattuna. Paluuliikkeen aikana on olennaista se, että sähkö-30 moottorin 12 avulla pyöritetty vastaosa synnyttää pyörevir-taperiaatteen avulla osaan 10 momentin, joka tavallaan vetää vetoelimen takaisin alkuasentoon köysipyörälle 4.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen vastusme-kanismi kuntopyörään sovitettuna. Viitenumeron 21 avulla on 35 merkitty kuntopyörän runko. Viitenumeron 22 avulla on puo- s 85224 lestaan merkitty tämän sovellutuksen käyttöelimenä toimivat polkimet. Viitenumeron 23 avulla on merkitty vauhtipyörä, joka tässä sovellutusmuodossa toimii käyttöelimen liikkeen mukana liikkuvana osana. Viitenumeron 24 avulla on merkitty 5 vastaosa, joka on sovitettu välimatkan päähän vauhtipyörästä 23 ja viitenumeron 25 avulla sähkömoottori, joka on sovitettu pyörittämään vastaosaa 24.

Kuvion 2 sovellutusmuodossa poikimia 22 poljettaessa vauhtipyörä 23 pyörii nuolen osoittamaan suuntaan. Pyöri-10 missuunta on vastakkainen sähkömoottorin 25 pyörimissuunnalle. Sähkömoottorin 25 akselille on kiinnitetty vastaosa 24, joka tässä sovellutusmuodossa on magneettilevy. Mag-neettilevyyn 24 on kiinnitetty kestomagneetteja ja vauhtipyörä 23 on sähköä johtavaa metallia. Magneettilevy 24 ja 15 vauhtipyörä 23 menevät osittain päällekkäin ja päällekkäin menevien pintojen etäisyys toisistaan on pieni. Magneetti-levy 24 aiheuttaa vauhtipyörään 23 pyörrevirtoja, jotka jarruttavat sen pyörimisliikettä. Koska sähkömoottori 25 pyörittää magneettilevyä 24 niin päällekkäin menevien pin-20 tojen nopeusero saadaan suureksi. Näin ollen vauhtipyörän 23 pyörimisnopeutta ei tarvitse nostaa äänekkäillä välityksillä, jotta saataisiin riittävä nopeusero magneettien ja vauhtipyörän välille.

Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty keksinnön toinen kunto-25 pyöräsovellutus. Kuvioissa 3 ja 4 on viitenumeron 31 avulla merkitty kuntopyörän runko. Viitenumeron 32 avulla on merkitty polkimet, jotka tässä sovellutusmuodossa toimivat käyttöelimenä. Viitenumeron 33 avulla on merkitty käyttö-elimen liikkeen mukana pyörivä osa. Viitenumeron 34 avulla 30 on merkitty vastaosa ja viitenumeron 35 avulla sähkömoottori, joka on sovitettu pyörittämään vastaosaa 34. Käyttöelimen, ts. poikimien 32 liike johdetaan pyörivälle osalle 33 ketjuvälityksen 36 avulla.

Tässä sovellutusmuodossa ketjuvälitys 36 pyörittää 35 poljettaessa pyörivää osaa 33 eri suuntaan kuin sähkömoot- 6 85224 torin 35 pyörittämä vastaosa eli magneettilevy 34 pyörii. On kuitenkin huomattava, että vastaosa ja magneettilevy voivat vaihtaa paikkaa keskenään. Polkemista vastustava voima syntyy kuten edellisten esimerkkien yhteydessä on 5 esitetty.

Edellä esitettyä suoritusmuotoa ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimustan puitteissa monin eri tavoin. Näinollen on selvää, että keksinnön mukaisen mekanismin tai 10 sen eri osien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuviossa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. Esimerkiksi vastaosan ei välttämättä tarvitse olla kuviossa esitetty levy. Vastaosa voi olla muodostettu esimerkiksi niin, että ainoastaan osa siitä 15 muodostaa pyörivään osaan vaikuttavan elementin. On edel leen mahdollista, että vastaosa valmistetaan sähköäjohta-vasta materiaalista niin, että ko. osaan voidaan johtaa virta niin, että sähkökenttä pyörii ko. osassa, ts, pyörivään osaan vaikuttava vastaosan elementti on pyörivä säh-20 kökenttä jne. Keksinnön avulla aikaansaatavaa vastusmoment-tia tai vastusvoimaa voidaan säädellä edellä esitettyjen tapojen lisäksi myös erilaisia mekaanisia välityssuhteita käyttämällä ja näin saada sopivia vastuksia erityyppisiin kuntovälineisiin. Joissakin sovellutuksissa ei välitystä 25 tarvita lainkaan. Erillisenä voimanlähteenä voidaan luonnollisesti käyttää myös jotain muuta sopivaa moottoria kuin edellä mainittu sähkömoottori.

Claims (4)

7 85224

1. Vastusmekanismi, erityisesti kuntovälinettä varten, joka vastusmekanismi käsittää käyttöelimen (3,22,32), 5 jonka avulla käyttäjä kuormittaa vastusmekanismia, käyttö-elimen (3,22,32) synnyttämän liikkeen mukana pyörivän osan (10.23.33) ja vastaosan (11,24,34), joka on sovitettu välimatkan päähän pyörivästä osasta (10,23,33), joista osista toinen on varustettu kestomagneeteilla käyttöelimen liiket- 10 tä vastustavien pyörrevirtojen aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että vastaosan (11,24,34) pyörivään osaan (10.23.33) vaikuttava elementti on sovitettu pyöritettäväksi käyttöelimen (3,22,32) aikaansaamasta pyörivän osan (10, 23,33) pyörimisnopeudesta riippumattomalla nopeudella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastusmekanismi, jossa käyttöelimen (3,22,32) mukana pyörivä osa (10,23,33) on kestomagneeteilla varustettu osa ja vastaosan (11,24,34) pyörivään osaan (10,23,33) vaikuttava elementti on metalli-materiaalista valmistettu levy, tunnettu siitä, 20 että levy on sovitettu pyöritettäväksi erillisen voimanlähteen (12,25,35) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastusmekanismi, tunnettu siitä, että erillinen voimanlähde (12,25, 35) on sähkömoottori.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastusmekanismi, jossa käyttöelimen (3,22,32) mukana pyörivä osa (10,23,33) on kestomagneeteilla varustettu osa ja vastaosa (11,24,34) on paikallaan oleva sähköä johtavasta materiaalista valmistettu osa, tunnettu siitä, että vastaosan (11,24, 30 34) pyörivään osaan (10,23,33) vaikuttava elementti on paikallaan olevassa osassa pyörivä sähkökenttä. 8 85224