NO173169B - Sykkeltreningsapparat med innstillbar belastning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår sykkeltreningsapparater og særlig slike som kan benyttes innendørs og på en slik måte at utendørssykling simuleres.

En rekke forskjellige sykkeltreningsapparater for innendørs bruk har sett dagens lys, av disse er de fleste innrettet for å holde en sykkel med fjernet forhjul i et stativ, og belastningen skjer ved at bakhjulet under bruken løper på én eller flere ruller som kan bremses i varierende grad.

Fig. 17 viser skjematisk et slikt treningsapparat, kjent fra det amerikanske patentskrift (US PS) 4 441 705, og fig. 18 viser et tverrsnitt av dette apparats belastningsenhet, idet denne ses forfra mot et snitt som er indikert med pilen XVIII på fig. 17.

I det følgende skal oppbyggingen og virkemåten for et slikt typisk sykkeltreningsapparat gjennomgås: En sykkel uten forhjul festes i en rulleramme 150 som foran har en forgaffelholder 152 som sykkelens forgaffel 16 festes til og en krankholder 156 med et krankfeste 154 hvor sykkelens krank festes. Krankholderen 156 kan innstilles i høyden, på figuren indikert med en høyderegulator 158 som er plassert noenlunde midt på rullerammen 150. Et stabilt tverrelement 151 i form av et rør ligger bakerst på rullerammen og normalt på dennes og sykkelens lengderetning slik at det hele kan plasseres stødig på et underlag. Treningsapparatets rulle inngår i det som i det følgende skal kalles en belastningsenhet 1, og denne enhets plassering i forhold til sykkelen er antydet på fig. 17 nær rullerammens 150 bakerste del og dennes tverrelement 151. På fig. 18 er belastningsenheten 1 vist gjennomskåret, og det fremgår hvordan den er festet ved hjelp av en rullebrakett 30 til rammen 150 med mutterbolter 164. Belastningsenheten 1 omfatter den egentlige rulle 26 anordnet sentralt på en rulleaksel 162, og på hver side av rullen 26 er det på akselen 162 montert et svinghjul 166 og en vifte 50. Viften 50 har et omsluttende viftehus 51 som øverst har en åpning påmontert et lufterør 160 som fører opp til oversiden av sykkelens styre. Rullen 26 er beregnet til å ligge an mot sykkelbakhj ulets 10 dekk 44, og rullens overflate har derfor slik beskaffenhet at friksjonskoeffisienten mellom denne og sykkeldekket får en viss størrelse. Når dette sykkeltreningsapparat skal benyttes innstilles først krankholderens 156 høyde i høyderegulatoren 158 til den aktuelle sykkel, og dennes krank festes til krankfestet 154. Deretter beveges belastningsenheten 1 langs rullerammens 151 langsgående rør slik at rullen 26 kommer til å presse med passende kraft mot sykkelbakhjulets dekk 44, og mutterboltene 164 strammes til. Friksjonen mellom dekket og rullen vil være avhengig av plasseringen av belastningsenheten 1 i forhold til bakhjulet 10, og både friksjon og belastning under bruk vil for øvrig være avhengig av lufttrykket i bakhjulet. Når så rullerammen og belastningsenheten er innstilt på ønsket måte i forhold til sykkelen, kan brukeren sykle på det treningsapparat som dette til sammen utgjør, på vanlig måte ved å tråkke på sykkelens pedaler 14 slik at bakhjulet drives rundt og driver rullen 26 rundt ved friksjonen mellom dekket 44 og rullens overflate. Rullen 26 driver rulleakselen 162 og dennes svinghjul 166 og vifte 50, og begge disse elementer bidrar til den totale belastning, svinghjulet med sin treghet og viften med virvelmot-stand. Svinghjulet 166 kan være utskiftbart for å simulere forskjellig start- og treghets forhold. En del av den luft som viften 50 setter i bevegelse i viftehuset 51 føres ut gjennom dettes åpning og opp gjennom lufterøret 160 til syklistens hode-og brystregion for kjøling, illusjon av virkelig fart eller for å kunne variere viftebelastningen ved å åpne eller strupe luftutblåsingsåpningen på oversiden av sykkelstyret.

Det er imidlertid vanskelig å simulere virkelig sykling utendørs på et slikt sykkeltreningsapparat, og dette skyldes i første rekke den begrensning i belastningsvariasjonene som den faste innstilling av belastningsenheten 1 er låst til, og i tillegg vil optimal funksjonering av de to belastningsenheter svinghjulet 166 og viften 50 være avhengig av et temmelig omhyggelig innstilt trykk mellom dekket 44 og rullen 26. Innstillingen av rulletrykket skjer som omtalt ved først å innstille høyden av krankholderen 156 og deretter utføre fininnstilling ved å forskyve belastningsenheten noe frem eller tilbake, eventuelt kan en siste fininnstilling foretas ved å justere lufttrykket i bakhjulet. I tillegg kan syklisten variere belastningen under bruk ved å velge forskjellig utveksling, dersom sykkelen er utrustet med gir.

Ett mål med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe tilveie et bedre anvendelig sykkeltreningsapparat, og særlig et apparat som bedre kan simulere virkelig sykling, basert på den virkelige, fartsavhengige motstand som må overvinnes ved sykling ute.

For å oppnå dette er det i samsvar med oppfinnelsen skaffet tilveie et sykkeltreningsapparat av den type som fremgår av innledningen i det etterfølgende krav 1, og dette apparat er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i dette krav.

Ytterligere karakteristiske trekk og særegenheter ved oppfinnelsens sykkeltreningsapparat hvor en sykkel uten forhjul inngår, vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse som støtter seg til illustrasjoner av forskjellige utførelseseksempler: Fig. 1 viser en perspektivtegning av stativ- og belastningsdelen av en utførelsesform av oppfinnelsens sykkeltreningsapparat, dvs. uten påmontert sykkel, fig. 2 viser skjematisk dette apparat med påmontert sykkel uten forhjul, fig. 3A og 3B viser apparatets belastningsenhet i snitt, tilsvarende III-III på fig. 1, fig. 4 viser belastningsenheten fra siden, indikert med IV-IV på fig. 1, fig. 5 viser enheten fra motsatt side, i samsvar med V-V på fig. 1, fig. 6 viser belastningsenheten gjennomskåret og sett ovenfra, i samsvar med VI-VI på fig. 5, fig. 7 viser skjematisk en pulsgenerator og en sektordelt skive som også er vist på fig. 6, fig. 8 viser enhetene på fig. 7 sett fra et snittplan som indikeres med VIII-VIII på fig. 7, fig. 9 viser et fremvisnings- eller indikatorpanel fra siden og en belastningsregulator, fig. 10 viser et tverrsnitt av belastnings-regulatoren, sett ovenfra slik som indikert med X-X på fig. 9, fig. 11 viser skjematisk et blokk-koblingsskjerna over de elektriske kretser som inngår i et sykkeltreningsapparat ifølge en bestemt utførelse av oppfinnelsen, fig. 12 viser et flytdia-gram med de enkelte prosesstrinn for driften av apparatet ifølge oppfinnelsen, fig. 13 viser kurver over sammenhengen mellom målt og beregnet belastning som funksjon av den simulerte sykkelhastighet i treningsapparatet, fig. 14 viser sammenhengen mellom belastning og sykkelhastighet når forskjellige stigninger skal overvinnes, fig. 15 viser sammenhengen mellom sluringen i et sykkeltreningsapparat med rulledrift og rullens dreiemoment, fig.

16 viser sammenhengen mellom belastning og rulletrykket mot sykkeldekket i et treningsapparat ifølge oppfinnelsen, ved forskjellige simulerte sykkelhastigheter, fig. 17 viser som tidligere nevnt et konvensjonelt sykkeltreningsapparat, og fig. 18 viser dette apparats belastningsenhet gjennomskåret.

I den beskrivelse som nå følger skal først teorien bak et sykkeltreningsapparat ifølge oppfinnelsen gjennomgås, og deretter skal oppbyggingen og bruken av en bestemt utførelsesform av apparatet beskrives.

I et treningsapparat av den nå foreslåtte type benyttes en belastningsenhet som simulerer den motstand som skal overvinnes ved sykling i friluft, når det tas hensyn til både rullemotstand på flat bane, motstanden som skyldes veibanens stigning, og den luftmotstand som møtes og som er sterkt avhengig av hastigheten. Belastningsenheten er koblet til drivhjulet, dvs. bakhjulet på den sykkel som benyttes i treningsapparatet, og syklisten kan derfor trene innendørs og likevel til en viss grad oppleve forhold som kjennes fra sykling ute på vei eller bane.

Generelt gjelder følgende formel for den totale motstand når en sykkel ruller på en hellende bane: R = Rr + Ra + Rs, hvor Rr angir rullemotstanden, Ra angir luftmotstanden, og Rs angir stigningsmotstanden, dvs. den motstand som representeres ved forskyvning av sykkelens og syklistens masse mot tyngdekraften.

I praksis kommer i tillegg treghetsmotstanden mot akselerasjon, men denne motstand anses vanskelig å simulere.

Rullemotstanden Rr fremkommer som rullefriksjonsmot-stand mellom dekket og banen og deformasjonsmotstand ved at dekket deformeres som følge av trykket mot banen. For enkelhets skyld settes tilnærmet: Rr = ugW (N), hvor W angir den samlede masse av syklist og sykkel (kg), g angir tyngdens akselerasjon, og

u angir friksjonskoeffisienten mellom sykkeldekket og banen.

Luftmotstanden (Ra) forårsakes av luftavbøyningen mot sykkelrytter og selve sykkelen og kan tilnærmet uttrykkes som: Ra = CdApv<2>/2, hvor Cd er en motstandskoeffisient,

A er totalarealet av rytter og sykkel sett forfra (m<2>), p er lufttettheten (0,00125 g/cm<3>), og v er bevegelseshastigheten (m/s).

Den belastning P som dannes ved en sykkels bevegelse i hastigheten v på flat bane og som er lik den effekt som må tilføres for å overvinne rulle- og luftmotstanden er derfor: P = (Rr + Ra)gv (Watt),

hvor g er tyngdens akselerasj on (9,8 ms"<2>).

Fig. 13 viser sammenhengen mellom denne belastning og sykkelens hastighet v (heltrukne linjer). Den rette linje angir sammenheng mellom rullemotstand på flat vei og hastighet, den nedre parabelformede linje angir sammenhengen mellom luftmotstand og hastighet, og den øvre parabelformede linje viser summen av disse bidrag. Kurvene er fremkommet på følgende grunnlag: Friksjonskoeffisienten u = 0,012, totalvekten av sykkel og sykkelrytter W = 81,6 kg, arealet sett i fartsretningen A = 0,36 m<2>, og luftmotstandskoeffisient Cd = 0,88.

Diagrammet på fig. 13 viser også punkter som er fremkommet ved måling av virkelig belastning i et sykkeltreningsapparat med rulle, og abscissen angir simulert hastighet. Punktene langs den rette linje er målepunkter for ren rullemotstand, ringene langs den underste parabelkurve angir målepunkter for belastningen, målt i en vindtunnel, og de innsirklede kryss angir måleverdier fremkommet ved summen av disse to sett verdier.

Belastningen (R) ved sykling i motbakke kan uttrykkes som: R = Rr + Ra + Rs, idet

Rr + Ra angir den totale motstand på flat bane, og Rs angir som tidligere nevnt stigningsmotstanden.

Denne kan uttrykkes som:

Rs = Wsin6(N) og 0 betyr da stigningsvinkelen. Belastningen som følge av selve stigningen blir derfor:

Ps = Rsgv (Watt).

Fig. 14 viser i et diagram sammenhengen mellom denne del av den totale belastning og sykkelens hastighet v for en rekke forskjellige stigninger (heltrukne linjer). Kurvene fremkommer som tidligere ved at den totale vekt settes til 81,6 kg.

I tillegg vises i diagrammet målepunkter for den belastning som simulerer stigning på oppfinnelsens sykkeltreningsapparat, fremkommet ved å endre en magnets stilling.

Målepunktene fremkommer videre som følge av å trekke belastningen som skyldes den rene rullemotstand fra den målte totalmotstand når en magnet i større eller mindre grad påvirker rullen. Abscissen som gjelder for disse målepunkter angir den simulerte hastighet i apparatet.

Den totale belastning som tilsvarer sykling i motbakke kan angis som:

Pa = (Rr + Ra + Rs)gv (Watt).

For å kunne simulere virkelige forhold på et sykkeltreningsapparat ut fra denne teoretiske bakgrunn er oppfinnelsens apparat konstruert på følgende måte: Rullemotstanden oppnås med en dreibar rulle som holdes i kontakt med sykkelens bakhjul. Luftmotstand oppnås ved hjelp av et første belastningsapparat, dvs. en vifte som er festet til den ene ende av den aksel som bærer rullen, og stigningsmotstand oppnås ved hjelp av en andre belastningsinnretning anordnet på motsatt side av rulleakselen, i form av en skiveformet elektrisk leder for virvelstrømbelastning i forbindelse med en magnet som er slik plassert at dens poler ligger på motsatt side av lederen. Viften har en fasong som gjør det mulig å bringe den effekt eller belastning og som er vist som målte verdier i diagrammet på fig. 13 til ønsket verdi ut fra en verdi for dreiemomentet som overføres fra bakhjulet til sykkelens krankaksel når sykkelhjulet roterer i kontakt med rullen. Ved i tillegg å regulere magnetfeltet fra magneten gjennom den skiveformede leder kan belastningen innstilles slik som angitt med målepunktene i diagrammet på fig. 14, for å simulere forskjellige stigninger.

For videre å kunne beregne den tilhørende simulerte hastighet vil det være nødvendig å ta hensyn til sluringen mellom bakhjulets dekk og rullen. Fig. 15 viser en kurve over sluringen som funksjon av rullens dreiemoment TQ, og dette moment beregnes som produktet av krankakselens dreiemoment og omdrei-nings forholdet mellom denne og rulleakselen.

Kraften N mot rullen er i dette tilfelle satt til 24 daN.

Siden rullemotstanden bestemmes av den roterende rulle i kontakt med bakhjulets dekk som beskrevet tidligere, er det viktig å bestemme den kraft som rullen presser mot dekket med for å kunne bestemme den nøyaktige rullemotstand såvel som annen motstand.

Fig. 16 viser sammenhengen mellom belastningen og den gjensidige trykkpåvirkning mellom sykkelens bakhjul og rullen, og kurvene er trukket for forskjellige simulerte hastigheter. Lufttrykket i bakhjulet er 6,0 atm. (6,08 bar eller daN/cm<2>).

Belastningen langs ordinaten i diagrammet har dimensjo-nen effekt og angis i Watt, og ved abscisseverdien 240 N fremkommer de samme måleverdier som er vist på fig. 13 langs den rette, nedre linje. Selv om rullemotstanden i virkeligheten vil variere ganske mye i avhengighet av veibanens beskaffenhet er det alltid mulig å simulere den belastning som rullemotstanden tilsvarer ved å velge en passende rullekraft.

Selve oppbyggingen av en utførelsesform av oppfinnelsen skal nå gjennomgås. Fig. 1 viser et perspektivbilde av den del av sykkel treningsapparatet som sykkelen skal monteres på, og fig.

2 viser apparatet med påmontert sykkel. Apparatet består av en fremre del 20 og en bakre del 22, forbundet med en avstandsskinne 5 for passende innstilling for den aktuelle sykkel. De to deler 20 og 22 låses i stilling ved hjelp av stillskruer 18. En frontstøtte 6 for å kunne plassere apparat med sykkel stabilt på et gulv 11 er festet til den fremre del 20, og videre finnes et forgaffelfeste 7 for å feste forgaffelen på den sykkel som skal brukes under treningen på apparatet. En stang, her kalt indika-torsøyle 8 fører opp foran sykkelens styre og har der en indikator 9 i form av et panel. Bak finnes en bakhjulsholder 4 som øverst har et akselfeste 3 for å feste bakhjulets 10 aksel til. Apparatets belastningsenhet 1 som sykkelbakh j ulet skal presses mot er festet helt bakerst i apparatet, til dettes bakre del 22. En separat skinne 2 holder belastningsenheten 1 festet til delen 22. Ved å bruke et slikt sykkeltreningsapparat med sin egen sykkel kan en syklist utføre innendørs trening som ganske nær tilsvarer forholdene utendørs ved rett og slett å sette seg opp på sykkelen og tråkke pedalene 14 og sykkelens krankarmer 12 rundt.

Fig. 3A og 3B viser nærmere detaljer i apparatets belastningsenhet 1 plassert under sykkelens bakhjul 10. Fig. 3A viser tilstanden ved akkurat berøring mellom bakhjulets dekk 44 og rullen 26, mens fig. 3B viser tilstanden når rullen 26 presses mot dekket og deformerer dette noe lokalt.

Den skinne 2 som belastningsenheten 1 er festet til kan føres inn i den bakre del 22 i apparatet, og på denne del 22 er anordnet et skrueboss 46 for å feste skinnen 2 i ønsket stilling i forhold til delen 22. Avstandsstykker 42a og 42b for stabil kontakt mot gulvet 11 er anordnet under bakhjulsholderen 4 og et stykke ute på skinnen 2. En festeplate 32 med en solenoidformet fjær 34 er anordnet på oversiden av skinnen 2, og en bærebrakett 29 innrettet for å romme en dreieaksel 28 er festet i den ene ende av platen 32, mens en festedel 41 for opptak av en festeaksel 40 er anordnet på festeplatens andre ende. Rullens aksel 24 ligger opplagret for dreining i rullebraketten 30 som går opp på begge sider av bakhjulets dekk 44. Rullebraketten kan dreies om akselen 28, og fjæren 34 presser mot den nedre flate på rullebrakettens 30 forbindende, nedre tverrplate 31. En inngrepsdel 37 er festet til tverrplaten 31 og har en ende forbundet med en pedal 36 som sammen med en pedallås 38, dreibar om festeakselen 40 kan betjene belastningsenheten.

Monteringen av sykkelen på apparatet fremgår av fig. 1-3B i sammenheng, ved at først stillskruene 18 løsnes slik at lengden av avstandsskinnen 5 kan innstilles til den sykkel som skal monteres. Deretter trekkes stillskruene 18 til og sykkelens forgaffel 16 og bakhjulsaksel festes til henholdsvis forgaffel-festet 7 og akselfestet 3. Når dette er gjort løsnes bolten i skruebosset 46 slik at skinnen 2 skyves til ønsket stilling i forhold til den bakre del 22 mens fjæren 34 er sammenpresset i belastningsenheten 1, ved at et hakeparti på pedallåsen 38 griper inn i inngrepsdelen 37 ved at pedalen 36 er inntrykket. Rullens aksel 24 skyves så innover sammen med skinnen 2 til rullen 26 får kontakt mot sykkelbakhj ulets dekk 44, og settskruen i skruebosset 46 strammes til i denne posisjon slik at skinnen 2 holdes fast forbundet med den bakre del 22. Når så pedallåsen 38 frigjøres fra inngrepsdelen 37 ved å betjene pedalen 36 presser fjæren 34 mot tverrplaten 31 slik at rullen 26 på sin side presses mot dekket 44 via braketten 30 og akselen 24.

Denne situasjon er vist på fig. 3B, og den del 48 av dekket 44 som presser mot rullen 26 kan f.eks. ha en lengde på 6 mm som ved et bestemt lufttrykk tilsvarer en gjensidig kraft på 240 N.

Fig. 4 viser belastningsenheten 1 fra siden, tilsvarende utsnittet antydet som IV-IV på fig. 1, og et omsluttende deksel er fjernet fra enheten. Belastningsenhetens vifte 50 vises på den nærmeste ende av den felles rulleaksel 24, og viftens utformning er slik at luftmotstanden øker på en bestemt måte når turtallet øker, slik som omtalt tidligere.

Fig. 5 viser motsatt side av belastningsenheten 1, som betraktet i et utsnitt indikert med V-V på fig. 1, og også her er dekselet tatt vekk. Endelig viser fig. 6 betjeningsenheten sett ovenfra, gjennomskåret i et plan som indikeres med VI-VI på fig. 5.

Fra disse tegninger fremgår at det på motsatt ende av rullens aksel 24 er festet en kobberskive 52 på et nav 76 med kjølefinner 54. En permanentmagnet 56 med flattrykt form er festet til en plate 62 slik at skiven 52 kan dreies i luftgapet mellom magnetens poler. Platen 62 er på sin side dreibart anordnet på en aksel 58 i forbindelse med en torsjonsfjær 64. En wire 66 med sitt omsluttende rør 72 kan forskyves i en festebolt 70 festet til en ramme 60, og enden av wiren 66 er holdt fast i en klembolt 68 til platen 62. Wiren 66 og røret 72 fører i motsatt ende til en belastningsvelger (som skal beskrives senere) nær sykkeltreningsapparatets indikator 9 vist på fig. 2, hvor wiren 66 skyves eller trekkes slik at den ende som er festet i belastningsenheten beveges frem eller tilbake. Platen 62 kan dreies om akselen 58 med klembolten 68 slik at permanentmagneten 56 kan dreies fra den stilling som er vist med stiplede linjer til den vist med heltrukne linjer. Siden permanentmagneten 56 konstant genererer et magnetfelt som går tvers gjennom kobberskiven 52 vil virvelstrømmer dannes i denne så snart denne beveges i forhold til magneten. Virvelstrømmene påvirker skiven i magnetfeltet med en kraft som er rettet mot skivebevegelsen og altså er en bremsekraft. Denne kraftpåvirkning kan endres ved å endre stillingen av permanentmagneten 56 slik at dens magnetpoler omslutter større eller mindre del av skiven 52, i samsvar med den simulerte stigningsmotstand som er omtalt ovenfor.

Videre er en sektordelt skive 80 festet til navet 76 på den side av dette som vender mot rullen 26, og videre er en pulsgenerator 78 festet til rullebraketten 30 slik at skiven 80 delvis omsluttes av generatoren. Siden rullen 26 dreies rundt sammen med akselen 24 ved at det i rullen er anordnet festehull 74 for settskruer strammet inn mot akselen, følger den sektordelte skive 80 med når rullen 26 dreies, og kobberskiven 52 følger naturligvis samme dreining, siden begge skiver er festet

til samme nav 76.

Fig. 7 viser skjematisk et utsnitt av pulsgeneratoren 78 og den sektordelte skive 80, og fig. 8 viser nærmere hvordan skiven 80 delvis omsluttes av elementet som hører til pulsgeneratoren, idet fig. 8 viser et snitt langs VIII-VIII på fig. 7.

Det fremgår av fig. 7 at skiven 80 er oppdelt i to sirkelsektorer med henholdsvis radier RI og R2, og pulsgeneratoren omfatter en lysemitterende diode 86 og en fototransistor 84 anordnet motsatt hverandre, og hvor skiven 80 er slik plassert at sektoren med den største radius RI dekker siktelinjen mellom komponentene 84 og 86, men hvor siktelinjen blir fri når den sektor som har mindre radius R2 befinner seg utenfor disse komponenter. Dioden 86 og transistoren 84 er plassert inne i et sensorhus 82. Hver gang skiven 80 foretar en omdreining gjennom-går lysstrømmen fra den lysemitterende diode 86 til fototransis-toren 84 en syklus oppdelt i én periode med lysstrøm og én periode med sperring av denne. Rullens dreiebevegelse kan således registreres av transistoren 84.

Fig. 9 viser en belastningsvelger 88 med tilhørende indikator 9 fra siden, og fig. 10 viser et snitt i samsvar med X-X på fig. 9 slik at særlig en del av belastningsvelgeren vises tydeligere.

På siden har belastningsvelgeren en velgerspak 90 festet til en spalteplate 92 som på sin side er dreibart anordnet om en festebolt 98.

Spalteplaten 92 har tre spalter 94 med forskjellig avstand fra festebolten 98, tilsvarende forskjellige åpnings-stillinger. En sensordel 96 omfatter tre par lysemitterende dioder 100 og fototransistorer 98', og disse komponentpar tilsvarer de respektive deler av de tre spalter som ligger innenfor belastningsvelgeren som på fig. 9 og 10 er gitt henvisningstallet 88. Velgerspaken 90 kan innta én av i alt åtte stillinger ved å dreies om festebolten 98, og wiren 66 (ikke vist på disse figurer) er festet til platen 92 slik at den kan føres frem eller tilbake i avhengighet av stillingen av spaken 90. Det lysmønster som mottas av de tre fototransistorer 98' fra de tre lysemitterende dioder 100 vil endres i samsvar med stillingen av de tre spalter 94 og stillingen av spaken 90. Detektering av det lys som mottas av fototransistorene 98' gjør det mulig å bestemme hvilken stilling velgerspaken 90 er satt i, dvs. bestemmelse av hvilken stigning som skal simuleres i sykkeltreningsapparatet.

Fig. 11 viser skjematisk et blokk/koblingsskjerna for den elektriske del av apparatet, og nederst til venstre er vist en summer 110 koblet mellom en kraftforsyningsenhet 102 og jord via en styretransistor 108 hvis base å styre strøm gjennom en motstand fra apparatets sentrale prosessorenhet CPU 104. I denne enhet 104 ligger forskjellige data, operasjonsprogrammer og lignende lagret slik at de enkelte aritmetiske operasjoner kan utføres, eller forskjellig styring kan foretas i avhengighet av hvilke belastninger som ønskes simulert. Summeren 110 gir ut lydsignaler når transistoren 108 leder, styrt av et utgangssignal fra CPU 104 under de forskjellige driftsbetingelser eller ved enden av en bestemt tidsperiode slik at brukerens oppmerksomhet påkalles. Den lysemitterende diode 86 er tilkoblet et knutepunkt NI via en motstand og er videre koblet til CPU 104, og foto-transistoren 84 som står rett overfor dioden 86 og på figuren har fri siktelinje til denne ved at den sektordelte skive 80 er plassert slik at denne har sin smaleste sektor som vist, har emitteren koblet til jord og kollektoren til prosessorenheten 104. De tre lysemitterende dioder 100a-100c er på tilsvarende måte koblet mellom tre respektive knutepunkter N2, N3 og N4 via motstander til prosessorenheten, og fototransistorene 98a-98c befinner seg rett overfor de respektive dioder 100a-100c med spalteplaten 92 innskutt mellom komponentene slik at spaltene 94 kan slippe gjennom lys fra diodene til transistorene, slik som vist på figuren. Transistorenes 98a, b, c emittere er ført til jord, mens kollektorene går til CPU 104. Fra prosessorenheten CPU 104 fører en forbindelse til et LCD-panel 106 for visning av sykkeltreningsapparatets belastninger, medgått tid eller lignende, og en knappgruppe eller et tastatur 112 er likeledes tilkoblet prosessorenheten for inntasting av ønskede data, med referanse til panelet 106.

I den foreliggende utførelsesform - ligger samtlige komponenter, kraftforsyningsenheten 102, summeren 110, CPU 104, LCD-panelet 106 og tastaturet 112 innebygget i det panel eller den enhet som her er kalt indikatoren 9.

Fig. 12 viser et skjematisk flytediagram for de forskjellige prosesstrinn, og diagrammet bygger på skjemaet på fig. 11. Øverst på fig. 12 indikerer den øverste blokk Sl starten, hvor tastaturet 112 først betjenes, data innleses og et referansetidssignal genereres. Deretter kan bruken av apparatet begynne. I trinn S3 beregnes rullens omløpshastighet N ut fra det pulssignal som genereres av pulsgeneratoren 78 (trinn S2), og belastningen Wf i avhengighet av rulletrykket og den motstand som viften 50 gir, kan beregnes ut fra hastigheten N (trinn S4). Videre genereres et signal ut fra lysmønsteret som mottas av de tre fototransistorer 98' i belastningsvelgeren 88 (trinn S5), og virkningen av virvelstrømmen i kobberskiven, her kalt virvel-strømsnivået L, bestemmes så i trinn S6. Den virkning eller effekt Wc som virvelstrømmen gir årsak til beregnes så i det neste trinn S7, idet denne virkning er avhengig av både virvel-strømsnivået L og omløpshastigheten N. I trinn S8 finnes den totale belastning W som summen av virvelstrømseffekten og viftebelastningen, og den totale belastning føres til visning i trinn S9 i indikatoren 9 i LCD-panelet 106. Deretter beregnes rullens moment TQ ut fra dens omløpshastighet N og totalbelastningen W (trinn S10), og ut fra momentet beregnes deretter, i trinn Sil, sluringen S mellom rullen og bakhjulets dekk. I trinn S12 finnes rullens banehastighet ut fra dens omløpshastighet N, og en simulert hastighet Va som finnes ved å ta hensyn til både sluringen S og rullens banehastighet V i trinn S13. Resultatet i form av den simulerte hastighet for sykkelen føres til et trinn S14 for visning på LCD-panelet 106. Selv om rullens pådrag mot sykkeldekket dannes av fjærkraften fra fjæren i den nå beskrevne utførelsesform, er det klart at også andre organer kan benyttes for å presse rullen mot dekket, såfremt de ønskede verdier oppnås.

Selv om den vindvirkning som viften gir årsak til i det beskrevne eksempel ikke spesielt utnyttes, kan virkningen benyttes for å rette en luftstrøm mot den som sitter på sykkelen for å gi inntrykk av virkelig fart på landeveien, slik som allerede kjent.

Videre gjelder, at selv om pedallåsen 38 frigis ved en bestemt kontaktstilling mellom rullen og sykkeldekket, er det klart at låsen kan frigis i en hvilken som helst annen stilling såfremt rullen og dekket er plassert fast i forhold til hverandre og elastisiteten i fjæren kan dekke et større omfang.

Som beskrevet i det foregående er det i samsvar med oppfinnelsen skaffet tilveie et sykkeltreningsapparat hvor det oppnås en konstant og nøyaktig bestemt kraft mellom den påmon-terte sykkels bakhjul og apparatets rulle, og det er følgelig enkelt å simulere utendørs sykling ved å gi rullen forskjellig belastning.

Oppfinnelsen er beskrevet og vist i detalj i form av et utførelseseksempel, og det er innlysende at dette er bare én av en rekke tenkelige utførelsesformer av oppfinnelsen, idet denne er gitt av de etterfølgende patentkrav.

Claims (7)

1. Sykkeltreningsapparat omfattende en dreibar rulle (26) og innrettet for å drives av en påmontert sykkels bakhjul (10) under dettes dreining som følge av pedalbevegelse, KARAKTERISERT VED

pressorganer (24, 28, 30, 31, 32, 34) for å holde rullen (26) konstant presset inn mot sykkelens drivhjul, bakhjulet (10), til gjensidig kontakt, låseorganer (37, 38, 40) for kobling til pressorganene og hindring av rullens (26) bevegelse mot hjulet (10), innstillingsorganer (2, 3, 4, 22, 46) for innstilling av rullen til en bestemt stilling i forhold til hjulet mens beve-gelsen mot dette er blokkert av låseorganene, og kobleorganer (38) for å frakoble låseorganene fra pressorganene, og at kobleorganene er innrettet for å frigi låseorganene fra pressorganene slik at rullen (26) kan bringes i dreieforbindelse med hjulet (10).

2. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at pessorga-nene omfatter en rulleaksel (24) som rullen (26) sitter på og danner en integrert enhet med, brakettorganer (30) for dreibar opplagring av rulleakselen, en dreieaksel (28) som går gjennom brakettorganene, en festeplate (32) som dreieakselen (28) er festet til, en tverrplate (31) festet til brakettorganene (30), og en fjær (34) festet mellom festeplaten (32) og tverrplaten (31), og at brakettorganene (30) er dreibare om dreieakselen (28).

3. Apparat ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at låseorganene omfatter en inngrepsdel (37) festet til tverrplaten (31), en hakeformet pedallås (38) for inngrep med inngrepsdelen (37) når fjæren (34) er sammentrykket av tverrplaten (31), og en festeaksel (40) festet til festeplaten (32), og at pedallåsen (38) er dreibar om festeakselen (40) i en stilling hvor fjæren (34) er i inngrep med inngrepsdelen (37).

4. Apparat ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at innstil-lingsorganene omfatter festeorganer (3, 4) for å holde hjulet (10) dreibart festet, en skinne (2) festet til festeplaten og innrettet for å kunne føres inn i en del (22) av festeorganene, og et skrueboss (46) innrettet for å låse skinnen i forhold til festeorganene inne i disse.

5. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at pressorganene er tilpasset slik at den pedalkraft som skal til for å overvinne belastningen påtrykt hjulet (10) via rullen (26) når pressorganene er aktivert, er den samme som den pedalkraft som skal til for å overvinne rullemotstanden mot et hjul ved normal bruk av sykkelen.

6. Apparat ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at et første belastningsorgan (50) innrettet for å tilsvare luftmotstanden ved virkelig sykling, og et andre belastningsorgan (52, 56, 90) innrettet for å simulere en bakkes stigning ved virkelig sykling, at det første belastningsorgan er en vifte (50) festet til den ene ende av rullens aksel (24) for dreining sammen med denne som følge av pedalbevegelse for å drive hjulet (10) rundt mens dette også dreier rullen og rullens aksel, idet motstandsvirkningen fra viften (50) innstilles til å tilsvare luftmotstanden som sykkelen og syklisten må overvinne under virkelig sykling, og at det andre belastningsorgan omfatter en skive (52) av ledende materiale festet til motsatt ende av rullens aksel og som også dreies med dennes dreiebevegelse, en magnet (56) anordnet slik at magnetens poler blir liggende rett overfor motsatte sider av skiven (52) og slik at magnetens magnetfelt går gjennom skiven hvorved det oppnås bremsevirkning overfor skivens bevegelse, og innstillingsorganer (90) for å bevirke endring av bremsevirkningen ved å variere styrken av det magnetfelt som går gjennom skiven, idet disse elementer gir en motstand mot sykkelhjulets bevegelse som følge av pedalbruken, tilsvarende den motstand som må overvinnes under virkelig sykling i en stigning.

7. Apparat ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at en pulsgenerator (78) for generering av et pulssignal ved en frekvens som er proporsjonal med rullens omløpshastighet (N), idet rullens (26) moment finnes for å simulere den belastning som skal tilsvare rullemotstanden, luftmotstanden og stigningsmotstanden ved virkelig sykling, hvorved dreiemomentet styres av pulssigna-let fra pulsgeneratoren, at et slureforhold som angir sluringen mellom sykkelhjulet og rullen brukes som korreks jons f aktor sammen med det beregnede dreiemoment, og at en simulert sykkelhastighet (Va), funnet på bakgrunn av omløpshastigheten (N) av rullen og dennes banehastighet, føres til fremvisning under apparatets bruk.