NO134480B

NO134480B -

Info

Publication number: NO134480B
Application number: NO742081A
Authority: NO
Inventors: Einar Tandberg Gjessing
Original assignee: Einar Tandberg Gjessing
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1976-07-12
Also published as: CA1061374A; US4047715A; NO134480C; SE7506520L; FR2274034A1; DK254875A; DE2524353A1; FI751677A; FR2274034B1; NO742081L

Abstract

Bremseanordning ved ergometerapparater.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en bremseanordning ved ergometerapparater, f.eks. ergometersykler eller ergometerroapparater med et svinghjul som drives i én retning ved muskelkraft, omfattende et bånd, en snor eller lignende som ligger an med friksjon mot en med svinghjulet roterende omkretsflate og ved sin påløpende ende er belastet med en kraft S^, mens den motsatte, avløpende ende av snoren er belastet med en kraft S2, hvorved svinghjulet bremses av en friksjonskraft F = S-^ - s2»

Ved ergometerapparater dreier det seg ved siden av en trening av den person som benytter apparatet, om å kunne måle så nøyaktig som mulig det arbeid som ytes. Arbeidet er proporsjonalt med antall om-dreininger av svinghjulet og den friksjonskraft som bremser dette.

Omdreiningstallet for svinghjulet er lett å måle, mens derimot friksjonskraften dels er vanskelig å måle og fremfor alt er vanskelig å holde konstant under bruken av apparatet. På ergometersykler anvendes der ofte et nylonbånd som legges rundt svinghjulet, og som strammes for oppnåelse av den ønskede friksjonskraft. Friksjonskraften er avhengig av friksjonskoefflsienten og strammekraften, som imidlertid begge endrer seg med temperaturen og derfor påvirkes av den friksjons-varme som utvikles. En bestemt friksjonskraft som innstilles før apparatet tas i bruk, vil derfor som regel forandre seg under bruken.

Den foreliggende oppfinnelse tar spesielt sikte på å skaffe

et ergometerapparat hvor målingen av det arbeid som utføres, kan finne sted på en meget lett og enkel måte, idet friksjonskraften holdes hovedsakelig konstant. Apparatet skal samtidig være så

enkelt og robust at det ikke krever særlig vedlikehold og ikke er avhengig av snevre toleranser.

Oppfinnelsen vil bli forklart i tilknytning til et roapparat, men de prinsipper som ligger til grunn for det viste roapparat, kan også anvendes i andre øvelsesapparater.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er i første rekke karakterisert ved at kraften er sammensatt av en konstant kraft som svarer til den ønskede friksjonskraft F, og en tilleggskraft som kan justeres i overensstemmelse med verdien av s2, hvorved differansen mellom kreftene i de to ender av snoren eller lignende kan holdes "tilnærmet konstant.

Fortrinnsvis er den avløpende ende av bremsesnoren belastet

på en slik måte at det er mulig å avlese belastningskraften s.,. Kraften s2 indikeres da visuelt, og tilleggskraften i den påløpende ende av snoren innstilles tilsvarende. Det er imidlertid ikke nødvendig at s2 indikeres i gram eller andre vanlige måleenheter, idet verdien for s2 ikke skal inngå i noen beregninger. Måleenheten er derfor uten betydning, så sant den tillater kompensering av s2 ved tilsvarende belastning av den påløpende ende av båndet, snoren eller lignende. Enheten kan f.eks. være tyngden av bestemte, belastende elementer. Videre er en avlesning av verdien for s2 av en person som deretter kan innstille tilleggskraften, bare nødvendig i visse utførelsesformer. Kompensasjonen av s2 kan også bevirkes på en måte som ikke krever at man kjenner eller avleser s2, og den kan også utføres automatisk, dvs. uavhengig av menneskelig betjening.

Som det vil forstås benyttes et i og for seg kjent bremse-prinsipp for tromler, se f.eks. Hiitte I, 25. utgave, side 287. Ifølge oppfinnelsen blir imidlertid endringen i s2 kompensert på en slik måte at s1~s2' som er llk friksjonskraften, med stor nøyaktighet holdes konstant, noe som er av stor betydning i ergometerapparater.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av et roapparat i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 1 er et perspektivriss av et ergometerroapparat med en

bremseanordning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 og 3 er henholdsvis oppriss og grunnriss av svinghjulet i apparatet på fig. 1 med det rundt svinghjulet viklede bånd samt organer til utøvelse av en belastningskraft i begge ender av båndet eller snoren.

Fig. 4 viser en alternativ anordning av snoren.

Fig. 5 viser kurven for en ønsket hastighet av robevegelsen

som funksjon av tiden.

Fig. 6 viser en snorskive som kan benyttes til omforming av den ønskede hastighet av arbeidsbevegelsen til en tilnærmet jevn hastighet av svinghjulet.

Det viste roapparat omfatter en ramme 1 som kan hvile på et underlag, og som ved den ene ende bærer et stativ 2 for et trommel-formét svinghjul 3, et betjeningsorgan 4 med et håndtak 5 og organer som via en frihjulskobling forbinder betjeningsorganet 4 med svinghjulet 3 for drift av dette. Over resten av sin lengde har rammen 1 skinner 6 for en sleide 8. Mellom skinnene 6 er der også festet et innstillbart fotbrett 7, slik at den person 9 som benytter roapparatet, kan trekke i håndtaket 5 på tilsvarende måte som i en konkurranse-robåt og føre håndtaket frem mot trommelen 3 for et nytt "åretak" .

Betjeningsorganet 4 omfatter en stang 10 som er opplagret for forskyvning i sin lengderetning i trinseføringer 11 i en vippe 12 som i sin tur er vippbart opplagret ved den øvre ende av stativet 2. Vippebevegelsen kan begrenses ved hjelp av barduner 13 mellom vippen 12 og rammen 1, resp. stativet 2. Lengden av bardunene 13 kan innstilles ved hjelp av strekkfisker 14. På denne måte blir det mulig å vippe håndtaket ned ved slutten av "åretaket" på lignende måte som i en båt, mens selve åretaket utføres hovedsakelig horisontalt i en høyde svarende til neddykket åreblad. Med håndtaket 5 er der forbundet en vaier, snor eller lignende 15 som strekker seg frem til en skive eller trinse 16 med et spor 17 som strekker seg i flere ved siden av hverandre liggende vindinger rundt omkretsen av skiven 16, og hvis av-stand fra skivens rotasjonsakse varierer kontinuerlig som vist på fig. 6. Fordi sporet 17 forløper i spiral- eller snekkeform vil skiven 16 i det etterfølgende bli betegnet som en snekketrinse. Som vist på fig. 6 strekker vaieren 15 ^eg langs sporet 17 1 én retning til den ene ende av snekketrinsen, hvor vaieren er fastgjort. En annen lignende vaier eller snor 18 er fastgjort ved den annen ende av snekketrinsen 16 og strekker seg iangs sporet til det sted hvor snoren 15 går inn på snekketrinsen. På dette sted forlater snoren eller vaieren 18 snekketrinsen i motsatt retning av vaieren 15. Den motsatte ende av snoren eller vaieren 18 er via en strammefjær 18' forbundet med den ende av stangen 10 som ligger motsatt håndtaket 5. Vaierforbindelsen medfører at snekketrinsen vil dreie seg ved bevegelse av stangen 10. Vaierne 15 og 18 og sporet 17 i skiven 16 kan naturligvis også erstattes av andre ekvivalente drivforbindelser jnellom håndtaket 5 og snekkeskiven 16. F.eks. kan stangen 10 være forsynt med tenner for inngrep med en spiral-eller snekkeformet tannbane på skiven 16. Snekketrinsen 16 sitter på en aksel 19 som er opplagret i stativet 2. Såvel snekketrinsen 16 som et kjedehjul 20 er dreiefast forbundet med akselen 19. En kjede 21 overfører dreiebevegelsen av kjedehjulet 20 til et mindre kjedehjul 23 som via et ikke nærmere beskrevet frihjul, f.eks. et frihjulsnav av den art som anvendes på sykler, driver en aksel 22 som trommelen eller svinghjulet 3 er fast forbundet med og dreier seg om. Frihjulsnavet kan eventuelt også være forsynt med en innstillbar utveksling eller et gir som kan omstilles ved hjelp av et håndtak 24.

Når "roeren" trekker i håndtaket 5, vil således trommelen eller svinghjulet 3 bli satt i rotasjon. Frihjulet sørger for at håndtaket kan føres i motsatt retning uten at dette påvirker rotasjonen av svinghjulet. Sporet 17 i snekketrinsen 16 er gitt en slik varierende av-stand fra snekketrinsens rotasjonsakse at den ønskede hastighet eller rytme av håndtaket 5 vil bli omformet til en tilnærmet konstant rota-sjonshastighet av snekketrinsen. På fig. 5 er f.eks. den ønskede hastighet av håndtaket 5 ved robevegelsen i en bestemt båt vist. Hvis roeren 9 skal kunne overføre noen energi til svinghjulet 3 i den midtre fase av rodraget, må han følge den hastighetskurve som ligger til grunn for utformningen av den anvendte snekketrinse 16. På denne måte vil det arbeid som utføres på roapparatet, være et uttrykk for det arbeid

roeren kan yte i en båt hvor denne hastighetsfordeling eller rytme foreligger. Dette tillater utvelgelse av roere som passer til spesielle båttyper, og fremfor alt uttagning av den best egnede reserve til et bestemt båtlag med'en fast roteknikk og rytme. I roapparatet kan således kandidatens egen yteevne testes uavhengig av de andre roeres arbeid, samtidig som kandidaten gjennom apparatet kan underlegges den rostil som hersker i båten. Giret, som kan innstilles under bruk, tillater trinnvis regulering av apparatets motstand for simulering av f.eks. lett roing* jevn strekkroing, spurt og/eller roing i motvind. Roapparatets motstand eller det arbeid som utføres ved gjennom-føring av et rodrag på en bestemt tid, kan også endres ved endring av bremsekraften på trommelen 3. Dette er lett mulig ved det valgte bremsesystem, som består av en snor 25 som er viklet flere ganger rundt den sylindriske omkretsflate av svinghjulstrommelen 3, og som er belastet med et lodd 26 på f.eks. 5 kg i den ene ende, nærmere bestemt den som ville være den påløpende ende hvis snoren hadde dreid seg med trommelen 3. Denne ende vil i det etterfølgende bli kalt den påløpende ende, mens den motsatte ende av snoren vil bli kalt den avløpende ende. Loddet 26 utøver en kraft i snoren som vil bli betegnet med S^. Den kraft S2 som er nødvendig i den avløpende ende av snoren for sammen med friksjonskraften F å danne likevekt med kraften Sj, bestemmes av ;følgende ligning: ;hvor ] x er friksjonskoeffisienten og a er omvikl ings vinkel en. Friksjonskraften F er Sj- s2' Ved en friksjonskoeffisient på 0,3 og ;1 1/2 vikling som vist på fig. 2 og 3, er = 16,90 • s2. Hvis således i et bestemt tilfelle loddet 26 gir en kraft S^på 50 N, må skvære ca. 2,96 N. s2kan f.eks. indikeres på en fjærvekt eller lig- ;nende, idet den avløpende ende kan være festet til stativet 2 eller lignende via vekten. Ved økning av % til = 50 N + S2= 52,96 N, vil s^ bli 3,12 N. Differansen S1,-s2' er da 49,84, som bare avviker 0,3% fra 50 N. En passende belastning på den avløpende ende kan imidlertid også skaffes ved at vekten erstattes av et tungt, bøyelig element, f.eks. en leddkjede 26<*>, som henger ned i U-form. Hvis tyngden av de kjedeledd som virker på snoren 25, er for liten til å skaffe den nød-vendige snorkraft &» vil loddet 26 trekke snoren mot trommelens om-dreiningsretning, hvorved stadig flere kjedeledd vil virke på snoren 25 inntil den nødvendige snorkraft £2 er oppnådd. Antall kjedeledd mellom snoren og det laveste punkt på U-en indikerer s2. For oppnåelse av en ganske bestemt friksjonskraft økes kraften S^ved at den påløpende ende av snoren i tillegg til loddet 26 bélastes med et antall mindre elementer 27 hvis tyngde tilsammen svarer til tyngden av de- kjedeledd av kjeden 26' som belaster snoren 25. Elementene 27 ' kan f.eks. bestå av kjedeledd maken til dem som anvendes i kjeden 26'.

På fig. 4 er der vist en utførelsesform som i prinsippet ikke avviker fra utførelsesformen på fig. 2 og 3, men hvor snoren er viklet et helt antall ganger, f.eks. 2 ganger, rundt trommelen 3.

Claims

1. Bremseanordning ved ergometerapparater, f.eks. ergometersykler eller ergometerroapparater, med et svinghjul (3) som drives i én retning ved muskelkraft, omfattende et bånd, en snor eller lignende (25) som ligger an med friksjon mot en med svinghjulet roterende omkretsflate og ved sin påløpende ende er belastet med en kraft S^, mens den motsatte, avløpende ende av snoren er belastet med en kraft S2» hvorved svinghjulet bremses av en friksjonskraft F = S]_ - s2, karakterisert ved at kraften S^ er sammensatt av en konstant kraft som svarer til den ønskede friksjonskraft F, og en tilleggskraft som kan justeres i overensstemmelse med verdien av

hvorved differansen mellom kreftene i de to ender av snoren eller lignende kan holdes tilnærmet konstant.

2. Bremseanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den avløpende ende av bremsesnoren (25) er belastet på en måte som tillater avlesning av belastningskraf ten S2«3. Bremseanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at den kraft S2 som virker på den avløpende ende av snoren eller lignende (25), skaffes av et tungt, bøyelig element, f.eks. en leddkjede {26'), som henger ned i U-form og er festet til snoren eller lignende (25) ved den ene ende og til en stiv del av apparatet (2) ved den annen ende, hvorved lengden av elementet (26') mellom snoren (25) og det laveste punkt på U-en vil utgjøre et mål for kraften S2 og dermed den tilleggskraft som skal utøves i den påløpende ende av snoren.