SE464605B - Elektromagnetisk bromsanordning foer en sporttraeningsapparat - Google Patents

Description

464 605 2 10 15 20 25 30 40 trädesvis är utformad såsom strömregleringskrets, tillåter in- ställande av den till magnetiserinåslíndnínfieg çjlifçfqfi j[fÜm- men. Till generatorlindningens järnkrets hör vidare en kort- slutningslindning. Det via styranordningen ändringsbara magnet- fältet hos magnetiseríngslindningen inducerar i kortslutníngs- lindningen en kortslutningsström och alstrar därmed ett mot magnetiseringsströmmen proportionellt bromsmoment.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen är den med magnetiseringslindningen försedda, remanensmagnetiska järn- kretsen utformad såsom klopol-järnkrets. Vid magnetiserings- lindningen handlar detlfirvfliom minæd vridaxeln koncentrisk spole, under det att klopol-järnkretsen omfattar ett med spolen koncentriskt, remanensmagnetiskt okrör av ett magnetiskt hårt stål, speciellt C-35, vid vars axiella ändsidor luftspaltfritt ansluter ringsk ivformiga klopol-bärare. Klopol-bärarna har klopoler, som skall skjuta ut axiellt efter varandra och som alternerar i perifeririktníngen och i enlighet därmed alstrar ett flerpoligt, i periferíriktningen alternerande magnetfält trots magnetiseringsspolens likströmsmagnetisering.

Generatorlindningens järnkrets har radiellt mittemot klo- polen befintliga poler med till polerna hörande spolar. Vid generatorlindningens spolar kan det handla om slinglindningar men företrädesvis är våglindningar anordnade. Även vid kort- slutningslindníngen handlar det företrädesvis om våglind- ningar. Kortslutningslindningen kan emellertid också vara ut- formad i form av en burlindning med axiellt mellan två kort- slutningsringar förlöpande ledare eller stavar.

Vid en föredragen utföringsform är statorn anordnad radiellt innanför rotorn och bär axiellt vid sidan av sin järn- krets radialfläktblad. Klopol-järnkretsen bildar mellan rotor och stator axíella kanaler, som i förbindelse med radial- fläkten sörjer för en tillräcklig kylning såväl av rotorn som av statorn. Lämpligtvis bär den radiellt utanför belägna rotorn även generatorlindningen och kortslutningslindningen, vilket ytterligare förbättrar avledningen av bromsvärmet.

Styranordningen är företrädesvis förbunden med statorn till en byggenhet och bär även de till släpringanordningen hörande borstarna. På detta sätt erhålles totalt sett en kompakt byggenhet.

Bromsanordníngen enligt uppfinningen kan användas inte 10 15 20 25 30 35 40 464 605 3 endast för ergometerapparater utan i träningsapparater av all- män art, speciellt i rodd- eller löprullträningsapparater.

I det följande skall utföringsexempel på uppfinningen för- klaras närmare med hjälp av ritningar, varvid: Fig 1 visar en schematisk, delvis i axiallängdsnitt åskådlig- gjord bromsanordning för en träningsapparat, speciellt en ergometer; Pig 2 visar ett axiallängdsnitt genom en modifíkation av bromsanordningen; Fig 3 visar ett kopplingsschema för en rotorlindning hos bromsanordningen enligt fig 2.

Den elektromagnetiska bromsanordningen i fig 1 omfattar en statíonärt på en axel 1 befintlig stator 3 samt en i lager 5, 7 vridbart på axeln 1 lagrad rotor 9; Axeln 1 är fäst i en gaffel 11 hos en träningsapparat, exempelvis en ergometer, och fasthåller statorn 3 mot vridning på gaffeln 11. På rotorn 9 är ett drev 13 för en drivkedja eller en drivrem fäst, via vil- ken från en pedaldrift eller liknande rotorn 9 kan vridas relativt den stationära statorn 3.

Statorn 3 är utformad såsom klopolhjul, vars järnkrets har ettaxeln 1 mot vridning omslutande okrör 15 samt axiellt på båda sidor om okröret anordnade klopolbärare 17, 19. Klopol- bärarna 17, 19 har ringskivform och ansluter luftspaltfritt till okrörets 15 axiella ändsidor. Vid sin ytterperíferi bär klopolbärarna 17, 19 ett flertal i perifeririktningen mot varandra förskjutna klopoler 21, 23. Klopolerna 21, 23 hos de båda klopolbärarna 17, 19 skjuter fram efter varandra från axiellt mittemot varandra befintliga sidor hos okröret, varvid de överlappar varandra i axiell riktning och sträcker sig huvudsakligen över okrörets 15 totala axiella längd. Sett i statorns 3 perífeririktning alternerar klopolerna 21, 25. Ok- röret 15 består av remanensmagnetiskt stål, exempelvis stål C-35. I ett av klopolerna 21, 23 begränsat utrymme är en magnetiseringsspole 25 anordnad koaxiellt med axeln 1. Magne- tiseringsspolen 25 omsluter okröret 15 och alstrar vid lik- strömsmagnetisering i klopolbärarna 17, 19 ett magnetiskt lik- strömsfält, vilket ändras lokalt mellan klopolerna 21, 23 í perifeririktningen.

Rotorn 9 har mellan två på lagren 5, 7 lagrade lagerflänsar 27, 29 en av plåt tillverkad okring, som snävt men berörings- 404 ÖUS 10 15 20 25 30 35 40 fritt omsluter statorn 3. Okringen 31 har vid sin innerperiferi ett flertal axiellt förlöpande spår 33, som sett i periferi- riktningen mellan sig bildar poler 35. Rotorns 9 poler 35 ligger radiellt mitt för klopolerna 21, 23. Rotorns poltal är en jämn multipel av statorns poltal. I spåren 33 löper spol- ledare 37 hos en generatorlindning 39, i vilken det av magneti- seringsspolen 25 alstrade magnetfältet vid rotorns 9 rotation inducerar en växelspänning. Generatorlindningens 39 anslutningar är förbundna med två ringformigt slutna släpringar 41, 43, mot vilka borstar 45, 47 fjädrande anligger.

Till borstarna 45, 47 är en strömregleringskoppling 49 an- sluten, vilken likriktar den av generatorlindníngen 39 vid rotorns 9 rotation alstrade växelspänningen i en inte närmare åskådliggjord líkríktarkrets 51 och via en konventionell ström- regleringskrets till de vid 53 antydda anslutning- arna av magnetiseringsspolen 25 tillförlikstrünnæd inställningsbar amplitud. Magnetiseringslikströmmens amplitud är justerbar enligt en såsom inställningsmotstånd utformad börvärdesgivare 55 hos strömregleringskretsen 49.

Rotorns 9 okríng 31 har vidare en kortslutningslindning 57, som genomflytes av statorns 3 fält. Kortslutningslindningen 57 har i spåren 33 inplacerade ledare 59, som genom plåtringar 61, 63 är inbördes förbundna vid sina ändar.

Det vid tillverkningen av bromsanordningen magnetiserade, remanensmagnetiska okröret 15 alstrar i generatorlíndningen 39 ett magnetiskt startflöde, som vid rotorns 9 rotation oberoende av yttre strömkällor åstadkommer en startmagnetisering av magnetiseringsspolen 25, vilken magnetiseríng därefter genom återkopplingseffekten hos den av generatorlindningen 39 matade magnetiseringsspolen 25 ökar till det på börvärdesgivaren 55 inställda värdet. I överensstämmelse med generatorspolens 39 magnetiska flöde ökar även kortslutningslindníngens magnetiska flöde och därmed det rotorns vridning motverkande broms- momentet. Bromsmomentet är väsentligen proportionellt mot magnetiseringsspolens 25 magnetiseringsström och kan därmed justeras på börvärdesgivaren 55. Inga ytterligare strömkällor erfordras eftersom' även strömregleringskretsens 49 drift- spänning alstas av generatorlindningen 39.

Kortslutningslindningen 57 alstrar bromsmomentet på e16ktT0~ magnetisk väg, eftersom ett motmagnetfält alstras, vilket mot- M 10 15 20 25 30 35 40 464 605 5 verkar magnetiseringsspolens 25 fält. Kortslutningslíndningen 57 består företrädesvis av elektriskt väl ledande material, t ex koppar eller aluminium. Kortslutningslindningens 57 poltal kan skilja sig från generatorlindningens 39 poltal.

Pig 2 visar en modifikation av bromsanordningen enligt fig 1.

På samma sätt verkande delar är försedda med hänvisningssiffror- na i fig 1 samt för särskiljning också med bokstaven a. För ytterligare förklaring hänvisas till beskrivningen avseende fig 1. I detalj överensstämmer härvid' delarna med hänvisningssiffror- na 1-49, 53, 57 och 59. Delarna 51 och 55 är inte åskådliggjorda i fig 2 men förekommer dock.

Bromsanordningen enligt fig Z omfattar också en som klopol- hjul utformad stator 3a, vars klopol-järnkrets har ett remanens- magnetiskt okrör 15a samt två axiellt luftspaltfritt anslutande klopolbärare 17a, 19a samt en magnetiseringsspole 25a. Okröret 15a och klopolbärarna 17a, 19a är påpressade på en räfflad sektion 65 av axeln 1a. Sektionen 65 har en större dia ,ter än det axiellt vid båda sidor anslutande området och fixerar de rotorn 9a bärande lagren Sa, 7a i axiell riktning. Rotorn 9a har en av plåt tillverkad och av axiellt förlöpande spår 33a i poler 35a uppdelad okríng 31a. Okringens 31a plåtpaket är genom nitar 67 sammanfattat till en enhet. Rotorns lager- flänsar 27a och 29a är vid sin ytterperiferi försedda med styr- ytor 69, 71 för ergometerns svänghjul, vilket kan vara fäst på en fastsättningsfläns 73 hos lagerflänsen Z7a. Skruvar 75 sammanbinder okringen 31a och lagerflänsarna 27a, 29a till en enhet. _ Till skillnad från den såsom släplindning utformade genera- torlindningen 39 i fig 1 är generatorlindningen 39a i fig 2 utformad såsom våglindning. Kortslutningslindningen 57a är likaledes utformad såsom vâglindning och i enlighet med lind- ningsmönstret i fig 3 tillsammans med generatorlindningen 39a ínplacerad i okringens 31a spår 33a. Vid det visade utförings- exemplet har okringen 31a 24 poler 35a vid 12 klopoler hos statorn Sa. Lindningarnas 39a, 57a ledare 37a och 59a är in- placerade i steg om två spår i form av en treskiktslíndning.

Lindningspartpunkterna är betecknade med A, B och C och lind- ningsslutpunkterna med X, Y och Z. Den efterföljande siffran 1 betecknar spår med ojämnt tal och siffran Z spår med jämnt tal. Ledarna är inplacerade i lindningsföljden A-B-C i spåren 464 eos 6 10 15 20 ZS 30 33a. Generatorlindningen 39a omfattar lindningsschemat B1-Y1-BZ-YZ. Fyra kortslutningslindningar förekommer: A1-Zl, Cl-X1, A2-Za och C2-X2. Början och slut hos varje kort- slutningslindning är, såsom framgår av fig 3, inbördes förbund- na. En lindning av det föreslagna slaget alstrar oberoende av rotorns vridvinkel ett förhållandevis likformigt bromsmoment.

Statorns Sa klopoler Zla och 23a kvarlämnar mellan magneti- seringsspolen 25a och okringens 51a inre periferi axiellt för- löpande ventilationskanaler 77. Under det att lagerflänsen 27a har ett flertal axiella öppningar 79 så är lagerflänsen 29a försedd med ett flertal i periferiríktningen fördelade radial- fläktblad 81, som via radiella öppningar hos lagerflänsen 29a står i förbindelse med kanalerna 77. Radialfläktbladen 81 sörjer vid rotorns 9a rotation för en axialluftström i det genom lagerflänsarna 27a, 29a och okringen 31a bildade huset.

På axeln la är intill den med radialfläktbladen 81 försedda lagerflänsen 29a anordnad en täckdel 83, som omsluter en kopp- lingsplåt 85. Denna kopplingsplåt 85 bär byggelementen hos strömregleringskretsen 49a samt borstarna 45a och 47a. De till borstarna 45a, 47a hörande släpringarna 41a, 43a är anordnade på en plätring 87 enligt tekniken för tryckta kretsar, varvid plâtringen är fäst på lagerflänsen 29a, exempelvis genom nit- ning. Anslutningsledningar hos generatorlindningen 39a är dragna genom öppningar hos lagerflänsen 29a och anslutna till släpringarna 41a, 43a. Magnetiseringsspolens 25a anslutnings- ledningar 53a är dragna i ett axiellt spår hos axeln la ned genom lagret 7a till kopplingsplattan 85. Bromsanordningen bildar därmed en i sin helhet nätoberoende drivbar kompakt enhet. Börvärdesgivaren, via vilken bromsmomentet kan inställas, kan via en speciell kabel anslutas till kopplingsplattan 85 och vara anordnad på ett för betjäning gynnsamt ställe.

Claims (12)

464 bUb 7 Patentkrav

1. Elektromagnetisk bromsanordning för en sporttränings- apparat, speciellt en ergometer, k ä n n e t e c k n a d av en stator (3) och en relativt statorn kring en vridaxel vridbar rotor (9), varvid statorn (3) och rotorn (9) har flerpoliga järnkretsar (15,17,19,31), som tillsammans bildar en magnetisk flödeskrets, och varvid en av järnkretsarna (15,17,19) har remanensmagnetiska egenskaper, av till järnkretsarna (15,1T,19, 31) hörande lindningar (25,39), av vilka den till den remanens- magnetiska järnkretsen (15,17,19) hörande lindningen är ut- formad såsom magnetiseringslindning (25) och den andra lindning- en såsom generatorlindning (39), av en släpringanordning (41, 43), via vilken magnetiseringslindningen (25) är förbunden med generatorlindningen (39), av en till generatorlindningens (39) järnkrets (31) hörande kortslutningslindning (57) samt av en styranordning (49) för inställning av storleken av den till magnetiseringslindningen (25) från generatorlindningen (39) matade strömmen.

2. Z. Bromsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att magnetiseringslindningen är utformad såsom med vrid- axeln (1) koncentrisk magnetiseringsspole (25) och den remanens- magnetiska järnkretsen såsom klopol-järnkrets (15,17,19) med ett flertal från axiellt motlíggande sidor hos magnetiserings- spolen (25)'axiellt efter varandra utskjutande, i periferirikt- ningen alternerande klopoler (21,23), att generatorlindningens (39) järnkrets (31) har en mjukjärn-okring (31) med radiellt mittemot klopolerna (21,23) befintliga poler (35) och genera- torlindningen (39) åtminstone en till polerna (35) hörande spole.

3. Bromsanordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att mjukjärn-okringen (31) omsluter den remanensmagne- fiska järnkretsen c1s,17,19) och har radiellt ina: vectande poler (35).

4. Bromsanordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att mjukjärn-okringen (31) för bildande av polerna (35) har axiellt förlöpande spår (33), i vilka såväl ledare (37,59) hos generatorlindningen (39) som hos kortslutningslíndningen (57) är inplacerade.

5. Bromsanordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att generatorlindningen (39a) och kortslutningslíndning- 464 ÖUÜ 8 en (S7a) är utformade såsom våg1indning.'

6. Bromsanordníng enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att kortslutningslindningen (57) axiellt på båda sidor om järnkretsen (31) har kortslutníngs-plåtríngar (61,63), vilka är inbördes förbundna genom i spåren (53) förlöpande ledare (S9).

7. Bromsanordníng enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att rotorn (9a) uppbär generatorlíndningen (39a) och axiellt vid sidan av mjukjärn-okringen (39a) radialfläktblad (81).

8. Bromsanordníng enligt något av kraven 1-7, k ä n n e- t e c k n a d därav, att generator-järnkretsens (31) poltal är detsamma som en heltalsmultipel av magnetiserings-järnkretsens (15,17,19) poltal.

9. Bromsanordníng enligt något av kraven 1-8, k ä n n e- t e c k n a d därav, att släpringanordningen har två ringformiga, slutna släpbanor (41,43) samt att styranordningen (49) via ett likriktarsteg (51) är ansluten till generatorlindningen (39).

10. Bromsanordníng enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att styranordningen (49) är utformad såsom likströms- -regleringskrets.

11. Bromsanordníng enligt något av kraven 1-10, k ä n n e- t e c k n a d därav, att statorn (Ba) har en axel (1a), som skall fästas på träningsapparaten, samt att styranordningen (49a) omfattar en akiellt vid sidan av stator-järnkretsen (15a,17a, 19a) på axeln (1a) fastsatt kopplingsplåt (85) med styranord- Híflgeflß (49a) byggelement.

12. Bromsanordníng enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n a d därav, att kopplingsplåten (85) bär till släpringanordníngen (41a,43a) hörande borstar (45a,47a).