DE4137526A1 - Measuring dynamic performance of ergometer for exercise bicycle - displaying pedal RPM and measuring run-down time between two reference RPM's for comparison with maker's reference - Google Patents

Abstract

The method is for monitoring or measuring the dynamic performance of a work measuring apparatus, i.e. an ergometer, on which an individual achieves a defined effort by rotating a flywheel via pedals against an eddy current brake. A user operated calibration unit ensures conformity with the manufacturer's original specification. Calibration commences after reset (9) when the user brings the pedals/flywheel to high speed and discontinuous pedalling when signalled (12). The system decelerates to a pedal speed of 80 rpm. A timer (18) registers the interval to decelerate further to 40 rpm for comparison and display (20) against the nominal specification. USE/ADVANTAGE - For user-operated checking of performance against original specification. Calibration can be combined with microprocessor for automatic calibration and control of ergometer in conjunction with stored norms, tables or brake response curve.

Description

Ergometer dienen insbesondere zur physischen Rehabilitierung oder zur Bestimmung der physiologischen Leistungsfähigkeit von Personen. Ein häufig verwendetes Ergometer ist hierbei das Fahrradergometer, bei dem die Person durch Treten der Pedale Arbeit verrichtet. Andererseits ist es such möglich, daß die Person zur körperlichen Belastung eine Arbeit verrichtet, in­ dem sie mit ihren Armen eine Kurbel betätigt. Die Größe der von der Person aufzubringenden Arbeitsleistung kann dabei durch mehr oder weniger starkes Abbremsen der angetriebenen Teile eingestellt werden.Ergometers are used in particular for physical rehabilitation or to determine the physiological performance of people. A commonly used ergometer is this Exercise bike, in which the person by pedaling Doing work. On the other hand, it is also possible that the Person does a job to exercise, in to which she operates a crank with her arms. The size of the work performed by the person can be done by braking the driven more or less strongly Parts can be adjusted.

Es ist schon ein Ergometer mit einer Wirbelstrombremseinrich­ tung bekannt (DE-GM 75 23 938), die aus einer durch eine Per­ son in Umdrehungen versetzten Wirbelstromscheibe und einem daneben angeordneten Permanentmagneten besteht, an dem ein Pendelgewicht befestigt ist. Des Bremsmoment kenn dabei durch Veränderung des Abstandes zwischen Wirbelstromscheibe und Permanentmagnet variiert und der augenblickliche Wert des Bremsmoments angezeigt werden.It is already an ergometer with an eddy current brake device tion known (DE-GM 75 23 938), which consists of a Per eddy current disk and a there is a permanent magnet arranged on the one Pendulum weight is attached. Know the braking torque Changing the distance between the eddy current disc and Permanent magnet varies and the instantaneous value of the Braking torque are displayed.

Es ist weiterhin bekannt, eine elektronische Regelung vorzu­ sehen, um die von dem Probanden aufzubringende Leistung unab­ hängig von der jeweiligen Drehzahl der Bremsvorrichtung zu machen. Derartige Regelungen bedingen für den Drehmomentauf­ nehmer Präzisionsbauelemente, das sind beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen-Verstärker oder ein Präzisionspotentio­ meter sowie eine Regelungstechnik. It is also known to prefer electronic control to see the performance to be provided by the test subject depending on the respective speed of the braking device do. Such regulations require torque to be applied Precision components, for example, are a Strain gauge amplifier or a precision potentio meters as well as control technology.  

Die bekannten Ergometer sind ferner mit einem Drehzahlaufneh­ mer ausgerüstet, der einen der augenblicklichen Drehzahl des Rotors der Bremseinrichtung entsprechenden Wert liefert. Bei einem Fahrradergometer wird in der Regel über die Pedale und ein Antriebsrad sowie über eine Kette und/oder einen Zahnrie­ men ein Rotor angetrieben. Dabei kann ein Freilauf vorgesehen sein. Mit verstellbarem Abstand von der Wirbelstromscheibe (Rotor) ist entweder drehbar oder axial verschiebbar auf einer Achse ein Permanentmagnet oder mit konstantem Abstand ein Elektromagnet vorgesehen, durch dessen Wicklung ein variabler Bremsstrom fließt. Der Rotor und der Magnet bzw. der Elektro­ magnet bilden die Wirbelstrombremseinrichtung. Zum Ausgleich der recht unterschiedlichen Kraftflüsse bei der Hebebewegung der Beine bzw. Arme des Probanden während einer Umdrehung wird die Rotationsbewegung des Antriebsrades vorzugsweise über ein Getriebe auf ein Schwungrad übertragen, das gleichzeitig ein Wirbelstromrotor sein kann. Der Rotor und die Getriebeteile besitzen ein resultierendes polares Trägheitsmoment J.The known ergometers are also equipped with a speed sensor mer equipped, one of the current speed of the The rotor of the braking device delivers the corresponding value. At A bicycle ergometer is usually used on the pedals and a drive wheel and a chain and / or a toothed belt men driven a rotor. A freewheel can be provided be. With adjustable distance from the eddy current disc (Rotor) is either rotatable or axially displaceable on one Axis a permanent magnet or at a constant distance Electromagnet provided, through the winding of a variable Brake current flows. The rotor and the magnet or the electric magnet form the eddy current braking device. To compensate the quite different power flows during the lifting movement the subject's legs or arms during one revolution the rotational movement of the drive wheel preferably over a Gearbox transferred to a flywheel, which at the same time Eddy current rotor can be. The rotor and the gear parts have a resulting polar moment of inertia J.

Bei dem in Fig. 1 schematisch gezeichneten, an sich bekannten Fahrradergometer sind mit 1 die mit Pedalen bestückten Tret­ kurbeln eines Antriebsrades 2, mit 3 ein Getriebe und mit 4 ein Schwungrad (Rotor) bezeichnet. Zusammen mit einer ein- oder mehrteiligen Wicklung des Elektromagneten 5 bildet das Schwungrad 4 eine Wirbelstrombremseinrichtung.In the schematically drawn in Fig. 1, known bicycle ergometer with 1 the cranks equipped with pedals crank a drive wheel 2 , 3 a gear and 4 a flywheel (rotor). Together with a one-part or multi-part winding of the electromagnet 5 , the flywheel 4 forms an eddy current braking device.

Zur Belastung des Probanden wird normalerweise das Schwungrad 4 mittels z. B. der Wirbelstrombremse mit einem Bremsmoment M berührungslos abgebremst. Die Leistung P, mit der der Proband durch das Ergometer belastet wird, ergibt sich aus dem Produkt aus Bremsmoment und der Drehzahl n pro Zeiteinheit des Schwung­ rades 4. Zur Messung der Drehzahl n dient der Drehzahlaufneh­ mer, z. B. eine Lochscheibe 6, die auf der Schwungradachse fest angeordnet ist. Die Löcher der Lochscheibe werden von einer Lichtschranke 7 abgetastet. Die daraus gewonnene Impulsfolge­ frequenz ist der Drehzahl n proportional. To load the subject, the flywheel 4 is normally by means of z. B. the eddy current brake braked without contact with a braking torque M. The power P with which the test subject is loaded by the ergometer results from the product of the braking torque and the speed n per unit time of the flywheel 4 . To measure the speed n, the speed pickup serves mer, z. B. a perforated disc 6 which is fixedly arranged on the flywheel axis. The holes of the perforated disc are scanned by a light barrier 7 . The resulting pulse train frequency is proportional to the speed n.

Um die Reaktion der physiologischen Werte (Herzfreguenz, Blut­ druck usw.) der zu belastenden Person für die medizinische Diagnostik auswertbar zu machen, werden an die Genauigkeit der Belastung - entspricht der Ergometerleistung - hohe Anforde­ rungen gestellt. Diese Anforderungen sind in DIN 13 405 nieder­ gelegt. Darüber hinaus verlangt das deutsche Eichgesetz eine Bauartzulassung für derartig eingesetzte Tretkurbelergometer und ferner deren turnusmäßige Überprüfung.To the reaction of the physiological values (heart rate, blood pressure etc.) of the person to be charged for the medical Diagnostics can be evaluated based on the accuracy of the Load - corresponds to the ergometer performance - high demands stakes. These requirements are set out in DIN 13 405 placed. In addition, the German calibration law requires one Type approval for pedal crank ergometers used in this way and also their regular review.

Eine in den Herstellerwerken durchzuführende Kalibrierung der Ergometerleistung erfolgt in der Regel dynamisch, indem das Ergometer motorisch angetrieben wird und unter Einsatz von genauen Meßelementen die vom Ergometer aufgenommene Leistung gemessen wird. Die dazu erforderlichen Werksprüfstände sind teuer, schwer und großvolumig. Deshalb ist es nicht nur un­ praktikabel, sondern auch äußerst unwirtschaftlich, die tur­ nusmäßig vorgeschriebenen Kontrollen der Ergometer, die bei den Benutzern aufgestellt sind, mit den Werksprüfständen durchzuführen. Bisher behalf man sich deshalb mit einer sta­ tischen Kalibrierung, indem man mit einem Hebelarm und einem daran hängenden Gewicht ein definiertes statisches Drehmoment bei stillstehendem Ergometer erzeugt hat und mit einer elek­ trisch simulierten Drehzahl auf die vermutliche Ergometerlei­ stung schloß. Eventuelle Störungen in der sich im normalen Betrieb bewegenden Mechanik des Ergometers blieben bei dieser Prüfmethode verborgen.A calibration of the Ergometer performance is usually done dynamically by the Ergometer is motor-driven and using exact measuring elements the power consumed by the ergometer is measured. The test benches required for this are expensive, heavy and bulky. So it's not just un practical, but also extremely uneconomical, the door Checks of the ergometer prescribed by the are set up for users with the factory test benches perform. So far, one has therefore dealt with a sta calibration by using a lever arm and a dependent weight a defined static torque with stationary ergometer and with an elec tric simulated speed on the presumed Ergometerlei stung closed. Possible malfunctions in the normal Operation moving mechanics of the ergometer remained with this Test method hidden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, womit eine dynamische Leistungs­ kontrollmessung von Arbeitsmeßgeräten, insbesondere von Ergo­ metern, möglich und darüber hinaus die Leistungskontrollmes­ sung auch einfacher durchführbar ist.The invention has for its object a method and to provide a device with which a dynamic performance control measurement of work measuring devices, in particular ergo meters, possible and also the performance control metrics solution is also easier to carry out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Durchführung eines solchen Verfahrens gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung geben die Patentansprüche 2 bis 5 bzw. 7 an.This object is achieved according to the invention by a method Claim 1 and by a device according to claim 6  solved for performing such a process. Beneficial Refinements of the method and the device according to the Invention specify claims 2 to 5 and 7 respectively.

Die Erfindung geht von folgenden Überlegungen und Erkenntnis­ sen aus:The invention is based on the following considerations and knowledge from:

Ein rotierendes Schwungrad (Rotor 4) hat infolge seines Träg­ heitsmomentes J eine bestimmte kinetische Energie E gespei­ chert, die dem Trägheitsmoment sowie dem Quadrat der Drehzahl n proportional ist: EJ×n².A rotating flywheel (rotor 4 ) has stored a certain kinetic energy E due to its moment of inertia J, which is proportional to the moment of inertia and the square of the speed n: EJ × n ² .

Bei einem Schwungrad kann man davon ausgehen, daß sich seine geometrische Gestalt und seine Masse (die das Trägheitsmoment J bestimmen) auch nach langer Betriebszeit nicht verändern. Das Trägheitsmoment J wird deshalb als unveränderlich konstant angesehen. Unter dieser Voraussetzung besteht zwischen der gespeicherten Energie E und der Drehzahl n des rotierenden Schwungrades der unmittelbare Zusammenhang: EKonstante×n².With a flywheel it can be assumed that its geometric shape and mass (which determine the moment of inertia J) do not change even after a long period of operation. The moment of inertia J is therefore considered to be invariably constant. Under this condition, there is a direct relationship between the stored energy E and the speed n of the rotating flywheel: E constant × n ² .

Wird nun dem Schwungrad durch ein Bremsmoment M Energie ent­ zogen, dann muß zwangsläufig die Drehzahl kleiner werden. Wie schnell dies geschieht, hängt wiederum von der Größe des Bremsmomentes ab.Now the flywheel ent energy by a braking torque M pulled, then the speed must inevitably be lower. How quickly this happens depends on the size of the Braking torque.

Geht man davon aus, daß durch längeren Gebrauch z. B. eines Ergometers Veränderungen in der Bremsleistung gegenüber den Werten des fabrikneuen Gerätes auftreten, welche z. B. durch Störungen im Bremsstromsystem, im Regelsystem oder in den sich bewegenden Getriebeteilen entstehen, so ergeben sich daraus Fehler bei der Leistungsbeurteilung der belasteten Personen. Diese Fehler können bei ungeregelten Ergometern - bei diesen wird das Bremsmoment eingestellt und die Person soll für die gewünschte Leistung eine bestimmte Drehzahl aufrechterhalten - wie auch bei drehzahlunabhängigen Ergometern auftreten. Bei letztgenannten wird die Leistung eingestellt und eine Regel­ einrichtung sorgt dafür, daß die Drehzahl das Bremsmoment so reguliert, daß das Produkt aus Drehzahl und Bremsmoment der eingestellten zu erbringenden Leistung entspricht. Die dreh­ zahlunabhängige Arbeitsweise erlaubt genauere Belastungsmes­ sungen auch mit ungeübten Personen und vermeidet Fehlbela­ stungen durch nicht exaktes Einhalten einer vorgegeben Dreh­ zahl.If one assumes that prolonged use z. B. one Ergometers changes in braking performance compared to Values of the brand new device occur, which z. B. by Faults in the braking current system, in the control system or in the moving gear parts arise, result from it Failure in assessing the performance of the incriminated persons. These errors can occur with unregulated ergometers - with these the braking torque is set and the person is supposed to desired performance maintain a certain speed - as also occur with speed-independent ergometers. At  the latter will cease performance and become a rule device ensures that the speed of the braking torque so regulates that the product of speed and braking torque of the set performance to be performed. The turn Number-independent mode of operation allows more precise load measurements solutions even with inexperienced people and avoids incorrect loading stungen by not exactly adhering to a given rotation number.

Nach der erfindungsgemäßen Leistungskontrollmessung zur Über­ prüfung, ob die Ergometerleistung noch der herstellerseitig vorgenommenen, eingestellten Ergometerleistung entspricht oder ob eine erneute Kalibrierung des Ergometers erforderlich ist, setzt ein Proband durch seine Muskelkraft das Ergometer in Bewegung und bringt dessen Rotor auf eine höhere Drehzahl n_h. Nach Erreichen oder Überschreiten dieser Drehzahl n_h nimmt der Proband die Beine von den Pedalen und überläßt das Ergometer seinem Auslauf.After the performance control measurement according to the invention for checking whether the ergometer performance still corresponds to the manufacturer-made, set ergometer performance or whether a new calibration of the ergometer is required, a test person sets the ergometer in motion with his muscular strength and brings its rotor to a higher speed n _h . After reaching or exceeding this speed n _h , the subject takes his legs off the pedals and lets the ergometer run.

Infolge Energieentzuges durch innere Reibung und gegebenen­ falls durch ein gewolltes zusätzliches Bremsmoment wird die Rotordrehzahl abnehmen. Sobald die Drehzahl auf einen sehr genau definierten Wert n₁ abgesunken ist, startet ein Zeit­ zähler. Sobald die Rotordrehzahl einen ebenfalls sehr genau definierten niedrigeren Wert n₂ erreicht, wird der Zeitzäh­ ler gestoppt. Der im Zeitzähler gemessene Zeitwert t ist ein Maß für die Energie, welche die bewegten Teile des Ergometers zwischen den definierten Drehzahlwerten n₁ und n₂ verloren haben. Dieser gemessene Istwert kann nun mit dem unmittelbar nach der genauen Erstkalibrierung mit Hilfe des erwähnten Werkprüfstandes ermittelten protokollierten Sollwert vergli­ chen und die entsprechende Folgerung gezogen werden. Vorzugs­ weise wird man bei jedem Ergometer mehrere Zeitwerte t ermit­ teln, z. B. bei Leerlauf und bei verschiedenen eingestellten Leistungen oder Bremsmomenten. Wenn die Istwerte t des beim Anwender stehenden Ergometers mit den herstellerseitig gemes­ senen Sollwerten übereinstimmen, dann ist das Ergometer nach wie vor in Ordnung. Bei relevanten Abweichungen kann aber ei­ ne Nachkalibrierung an Ort und Stelle erfolgen.As a result of the deprivation of energy due to internal friction and, if necessary, due to a desired additional braking torque, the rotor speed will decrease. As soon as the speed has dropped to a very precisely defined value n ₁ , a time counter starts. As soon as the rotor speed reaches a likewise very precisely defined lower value n ₂ , the time counter is stopped. The time value t measured in the time counter is a measure of the energy which the moving parts of the ergometer have lost between the defined speed values n ₁ and n ₂ . This measured actual value can now be compared with the recorded target value determined immediately after the exact first calibration with the help of the factory test bench mentioned and the corresponding conclusion can be drawn. Preferably one will determine several time values t for each ergometer, e.g. B. at idle and with different set power or braking torque. If the actual values t of the ergometer available to the user match the setpoint values measured by the manufacturer, the ergometer is still in order. In the event of relevant deviations, recalibration can be carried out on the spot.

Den Zusammenhang zwischen den gemessenen Ist-Zeitwerten t und verschiedenen eingestellten Leistungen an einem drehzahlunab­ hängigen Ergometer veranschaulicht Fig. 2. FIG. 2 illustrates the relationship between the measured actual time values t and various set powers on a speed-independent ergometer.

Anhand einer Kurve gemäß Fig. 2 oder einer entsprechenden Be­ lastungs-/Zeittabelle lassen sich in einfacher Weise Soll-Ist­ wert-Vergleiche durchführen und gegebenenfalls die erforderli­ chen Kalibrierungsmaßnahmen ableiten. Dazu wird herstellersei­ tig eine entsprechende Sollkurve oder Sollwert-Tabelle für ein neues Ergometer aufgenommen und diese Sollwerte werden an den Kundendienst und/oder Abnehmer des Gerätes zur künftigen Lei­ stungskontrollmessung ausgehändigt. In der vorbeschriebenen Weise kann der Kundendienst mit Hilfe der nachstehend be­ schriebenen Leistungskontrollmeßeinrichtung ohne Prüfstand Istwerte des gebrauchten Ergometers messen und mit den Soll­ werten des Gerätes vergleichen sowie daraus dann die entspre­ chenden Schlüsse ziehen; gegebenenfalls eine erforderliche Nachkalibrierung des Ergometers vornehmen.Based on a curve according to FIG. 2 or a corresponding load / time table, target / actual value comparisons can be carried out in a simple manner and the necessary calibration measures can be derived if necessary. For this purpose, a corresponding setpoint curve or setpoint table for a new ergometer is recorded by the manufacturer and these setpoints are handed over to the customer service and / or customer of the device for future performance control measurement. In the manner described above, the customer service department can use the performance control measuring device described below to measure actual values of the used ergometer without a test bench and compare it with the target values of the device and then draw the appropriate conclusions from it; If necessary, recalibrate the ergometer.

Bei einem mit einem Programmierteil ausgerüsteten Ergometer ist es möglich, die herstellerseitig ermittelten Sollwerte bzw. die Gerätekennlinie in einen Speicher einzugeben, so daß sie für die Leistungskontrollmessung später abrufbar sind. Da­ bei ist es möglich, z. B. einen Mikroprozessor des vorhandenen Programmierteiles für die Aufnahme der Istwerte oder der Ist­ wertkurve und für den Soll-Istwert-Vergleich mit zu benutzen.With an ergometer equipped with a programming part it is possible to use the setpoints determined by the manufacturer or to enter the device characteristic into a memory so that they can be called up later for the performance control measurement. There at it is possible, for. B. a microprocessor of the existing Programming part for recording the actual values or the actual value curve and to be used for the target-actual value comparison.

In abgewandelten Ausführungen kann bei der Leistungskontroll­ messung auch so vorgegangen werden, daß innerhalb einer fest vorgegebenen Zeit während des Auslaufes des Ergometers die Drehzahländerung Δn oder die Zahl der Umdrehungen des Schwung­ rades gemessen werden. Danach wird eine bestimmte Auslaufzeit vorgegeben, die Drehzahländerung im Zeitintervall gemessen und zum Istwert-Sollwert-Vergleich herangezogen. Oder es wird eine bestimmte Auslaufzeit vorgegeben und die Anzahl der Umdrehun­ gen des Schwungrades im vorgegebenen Zeitintervall gezählt, woraus sich wiederum Meßwerte für den Istwert-Sollwert-Ver­ gleich ergeben. Andererseits kann z. B. im Auslauf des Ergo­ meters eine Zahl von Umdrehungen des Schwungrades vorgegeben und die dafür benötigte Zeit gemessen werden, so daß dieser Meßwert dann zum Istwert-Sollwert-Vergleich dient. Schließ­ lich kann innerhalb einer vorgegebenen Zeit der Energieentzug des auslaufenden und gegebenenfalls durch ein bestimmtes Bremsmoment abgebremsten Schwungrades bestimmt werden und es können die gemessenen bzw. errechneten Energieverluste dem Istwert-Sollwert-Vergleich zugrunde gelegt werden.In modified versions, the performance control measurement can also be carried out in such a way that within a fixed predetermined time during the runout of the ergometer  Speed change Δn or the number of revolutions of the swing rades can be measured. After that there is a certain expiry time specified, the speed change measured in the time interval and used for comparison of actual value and setpoint. Or it will be one predetermined run-down time and the number of revolutions counted against the flywheel in the specified time interval, which in turn results in measured values for the actual value setpoint ver surrender immediately. On the other hand, e.g. B. in the outlet of the Ergo meters a number of revolutions of the flywheel and the time required for this to be measured so that this The measured value is then used to compare the actual value and the setpoint. Close Lich can withdraw energy within a given time of the expiring and, if applicable, by a specific one Braking torque of the braked flywheel can be determined and it the measured or calculated energy losses can Actual value setpoint comparison can be used.

Anhand des Schaltschemas gemäß Fig. 3 wird im folgenden noch eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durch­ führung der Leistungskontrollmessung beschrieben.On the basis of the shift pattern of FIG. 3 will be described hereinafter an embodiment of the inventive device for the implementing of the power control measurement.

Vor Beginn der Kontrollmessung ist das Ergometer im Still­ stand, so daß die Lichtschranke 7 keine Impulse abgibt. Über eine Reset-Taste 9 wird die Leistungskontrollmeßeinrichtung in einen definierten Ausgangszustand gebracht. Nach Betätigung des Reset 9 wird ein Drehzahlindikator 11 über eine Freigabe­ schaltung A10 mit einem Quarzoszillator 8 und der Lichtschran­ ke 7 verbunden. Außerdem schließt ein Umschalter 19 ein ge­ löschtes Display 20 des Ergometers an ein Tachometer 17 an.Before the start of the control measurement, the ergometer was at a standstill, so that the light barrier 7 does not emit any pulses. The power control measuring device is brought into a defined initial state via a reset button 9 . After pressing reset 9 , a speed indicator 11 is connected via a release circuit A10 to a crystal oscillator 8 and the light barrier ke 7 . In addition, a switch 19 connects a cleared display 20 of the ergometer to a tachometer 17 .

Der auf dem Ergometer sitzende Proband beginnt nun die Pedale zu treten und steigert die Tretkurbeldrehzahl n_t immer mehr. Mit dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3 multipliziert folgt ihr die Drehzahl n_s des Schwungrades und die Licht­ schranke 7 gibt Impulse ab, deren Folgefreguenz der jeweili­ gen Drehzahl n_s proportional ist. Diese Folgefrequenz wird im Tachometer 17 mit der Freguenz des Quarzoszillators 8 vergli­ chen, auf die Tretkurbeldrehzahl n_t (U/min) umgerechnet und über den Umschalter 19 dem Display 20 zugeführt. An gewünsch­ ten Stellen kann der Proband die Drehzahl konstant halten, um die Übereinstimmung zwischen der Anzeige in der Meßeinrich­ tung und der Anzeige des im Ergometer eingebauten Tachometers und damit das Tachometer selbst zu kontrollieren. Danach wird die Drehzahl weiter erhöht.The subject sitting on the ergometer now begins to pedal and increases the pedal crank speed n _t more and more. Multiplied by the gear ratio of the transmission 3 , the rotational speed n _{s of} the flywheel follows it and the light barrier 7 emits pulses, the consequential frequency of which is proportional to the respective rotational speed n _s . This repetition frequency is compared in the tachometer 17 with the frequency of the quartz oscillator 8 , converted to the pedal crank speed n _t (rpm) and fed to the display 20 via the switch 19 . At desired points, the test person can keep the speed constant in order to check the correspondence between the display in the measuring device and the display of the tachometer installed in the ergometer and thus the tachometer itself. Then the speed is increased further.

Wenn der Drehzahlindikator 11 feststellt, daß die Tretkurbel­ drehzahl n_t bzw. die Drehzahl des Schwungrades 4 einen sehr hohen Wert, z. B. 120 U/min, erreicht hat, gibt ein Signalge­ ber 12 ein optisches oder akustisches Signal. Dieses Signal ist die Aufforderung an den Probanden, die Betätigung des Ergometers einzustellen und die Beine von den Pedalen der Tretkurbel des Ergometers zu nehmen. Das Ergometer wird nun­ mehr selbständig seinem Auslauf überlassen. Gleichzeitig schaltet der Umschalter 19 das zum gleichen Zeitpunkt ge­ löschte Display 20 an den Zeitzähler 18 an. Außerdem wird die Freigabe A10 geöffnet und die Freigabe B13 geschlossen.If the speed indicator 11 determines that the pedal crank speed n _t or the speed of the flywheel 4 is a very high value, for. B. has reached 120 rpm, a Signalge about 12 gives an optical or acoustic signal. This signal is the request to the test person to stop actuating the ergometer and to take his legs off the pedals of the pedal crank of the ergometer. The ergometer will now be left to run independently. At the same time, the switch 19 switches the display 20 , which is deleted at the same time, to the time counter 18 . In addition, release A10 is opened and release B13 is closed.

Nach einer gewissen Zeit fällt die Drehzahl des Schwungrades n_s durch Energieentzug auf einen Wert ab, der z. B. einer Tretkurbeldrehzahl n_t=80 U/min entspricht. In diesem Mo­ ment gibt der Drehzahlselektor 14 dem Zeitzähler 18 ein Startsignal. Der Zeitzähler 18 teilt die Freguenz des Ouarz­ oszillators 8 in einem zweckmäßigen Verhältnis und gibt den jeweiligen Zählerstand über den Umschalter 19 an das Display 20 weiter. Außerdem wird die Freigabe B13 geöffnet und die Freigabe C15 geschlossen.After a certain time, the speed of the flywheel n _s drops to a value due to energy withdrawal, which, for. B. corresponds to a pedal crank speed n _t = 80 U / min. In this moment, the speed selector 14 gives the time counter 18 a start signal. The time counter 18 divides the frequency of the Ouarz oscillator 8 in an appropriate ratio and forwards the respective counter reading via the switch 19 to the display 20 . Release B13 is also opened and release C15 is closed.

Nach einer weiteren Zeitspanne wird die Drehzahl des Schwung­ rades n_s weiter absinken, bis sie eine z. B. auf die Tretkurbel umgerechnete Drehzahl von beispielsweise n_t=40 U/min er­ reicht. In diesem Moment gibt der Drehzahlselektor 16 dem Zeitzähler 18 ein Stoppsignal. Der Zählerinhalt wird im Dis­ play 20 gespeichert. Sein Wert ist ein Maß für die tatsächli­ che Bremsarbeit und kann mit dem bei der ersten, genauen Ergo­ meterkalibrierung ermittelten Sollwert verglichen werden. Die zur Beschreibung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 ge­ nannten Drehzahlwerte sind lediglich beispielhaft und können durchaus auch anders gewählt werden.After a further period of time, the speed of the flywheel n _{s will} continue to decrease until it reaches a z. B. converted to the pedal crank speed of, for example, n _t = 40 rev / min, it is sufficient. At this moment, the speed selector 16 gives the time counter 18 a stop signal. The content of the counter is saved in the display 20 . Its value is a measure of the actual braking work and can be compared with the setpoint determined during the first, exact ergonomic calibration. The speed values mentioned for the description of the exemplary embodiment according to FIG. 3 are merely examples and can certainly also be selected differently.

Es ist ferner möglich, die beschriebene einfache und leicht transportierbare Meßeinrichtung auch mit einem entsprechend programmierten Mikroprozessor zu realisieren. Die Meßeinrich­ tung kann einer Ergometersteuerung zugeordnet werden, so daß der Mikroprozessor zusammen mit einer Tabelle oder Kurve mit den Erstwerten der Zeiten t bereits vom Hersteller im Ergo­ meter programmiert wird. Damit hat der Anwender jederzeit die Möglichkeit, das Ergometer selbst zu kontrollieren.It is also possible to make the described simple and easy transportable measuring device also with a corresponding programmed microprocessor. The measuring device device can be assigned to an ergometer control, so that the microprocessor along with a table or curve with the initial values of times t already from the manufacturer in the ergo is programmed. So the user always has the Possibility to control the ergometer yourself.

Claims (7)

1. Verfahren zur dynamischen Leistungskontrollmessung von Ar­ beitsmeßgeräten, mit denen eine dosierbare Belastung vorgenom­ men werden kann, insbesondere bei einem Ergometer oder Fahr­ rad-Ergometer, bei dem die vom Probanden durch Betätigen der Pedale aufzubringende Arbeit durch mehr oder weniger starkes Abbremsen angetriebener Teile einstellbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfah­ rensschritte:

• - das auf bestimmte charakteristische Werte kalibrierte Er­ gometer wird vor Auslieferung des Gerätes einer Messung zur Ermittlung gerätespezifischer Sollwerte unterzogen, da­ bei wird das Ergometer auf eine Mindestdrehzahl gebracht und es werden im antriebslosen Auslauf des mit oder ohne Bremsmoment belasteten Ergometers die gerätespezifischen Sollmeßwerte ermittelt,
• - wobei die für eine bestimmte Zahl von Umdrehungen bzw. die für einen bestimmten Drehzahlabfall eines drehenden Teils des Ergometers benötigte Ablaufzeit gemessen wird,
• - oder wobei für eine vorgegebene Auslaufzeit die Anzahl der Umdrehungen eines drehenden Teils des Ergometers gemessen wird,
• - oder wobei bei einer definierten Drehzahl des drehenden Teils des Ergometers eine Zeitmessung einsetzt und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit die niedrigere Drehzahl gemessen wird,
• - wobei diese Sollwerte der Geräteleistung bzw. der am Er­ gometer eingestellten Arbeitsleistung fest zugeordnet sind,
• - wobei ferner der Abnehmer oder Proband mittels einer im Ergometer vorgesehenen oder anbringbaren Meßeinrichtung eine Istwert-Messung analog der Sollwert-Messung vornehmen kann und durch einen Istwert-Sollwert-Vergleich zwischen den später am Ergometer gemessenen Werten und den zuerst vom Hersteller ermittelten charakteristischen Gerätewer­ ten prüft, ob eine Nachjustierung der Ergometer-Brems­ leistung erforderlich ist.

1. Method for dynamic performance control measurement of Ar beitsmeßgeräte with which a dosable load can be vorgenom men, in particular with an ergometer or bicycle ergometer, in which the work to be performed by the test person by pressing the pedals adjustable by more or less strong braking of driven parts is characterized by the following process steps:

• - The ergometer, calibrated to certain characteristic values, is subjected to a measurement to determine device-specific setpoints before delivery of the device, since the ergometer is brought to a minimum speed and the device-specific setpoints are determined when the ergometer is loaded with or without braking torque.
• the run-time required for a specific number of revolutions or for a specific speed drop in a rotating part of the ergometer is measured,
• or the number of revolutions of a rotating part of the ergometer is measured for a predetermined run-down time,
• - or wherein a time measurement starts at a defined speed of the rotating part of the ergometer and the lower speed is measured after a predetermined time,
• - These setpoints are permanently assigned to the device output or the work output set on the ergometer,
• - Furthermore, the customer or test person can use a measuring device provided or attachable in the ergometer to perform an actual value measurement analogous to the target value measurement and by comparing the actual value and target value between the values measured later on the ergometer and the characteristic device values first determined by the manufacturer checks whether readjustment of the ergometer braking power is necessary.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ergometer mittels ei­ nes Antriebes auf eine Mindestdrehzahl gebracht, danach der Antrieb abgeschaltet und bei Erreichen einer definierten Aus­ laufdrehzahl ein erster Zeitwert genommen wird, wobei nach Er­ reichen eines oder mehrerer niedrigerer Drehzahlwerte ein zweiter oder weitere Zeitwerte meßbar ist (sind), wobei diese Meßwerte, die der Verzögerungsleistung des Ergometers zuge­ ordnet sind, in Form einer Tabelle, Kurve od.dgl. als charak­ teristische Werte des Gerätes speicherbar sind und wobei der Abnehmer oder Proband die von ihm mittels der Ergometer-Meß­ einrichtung in entsprechender Weise ermittelten Werte durch einen Ist-Sollwert-Vergleich mit den ihm herstellerseitig ausgehändigten charakteristischen Werten vergleicht und damit eine dynamische Leistungskontrolle durchführt.2. The method according to claim 1, wherein the ergometer by means of egg nes drive to a minimum speed, then the Drive switched off and when a defined off is reached running speed a first time value is taken, whereby according to Er submit one or more lower speed values second or further time values can be measured, these being Measured values associated with the deceleration performance of the ergometer are arranged, in the form of a table, curve or the like. as charak Teristic values of the device can be stored and the Buyer or test subject by him using the ergometer measurement set up values in a corresponding manner an actual setpoint comparison with the manufacturer's handed out characteristic values compared and thus perform a dynamic performance review. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Proband das Schwungrad eines Ergometers auf eine Mindestdrehzahl bringt, dann den Antrieb beendet und das Ergometer auslaufen läßt, wobei der Auslauf durch die Reibungsverluste und eventuell durch ein einstellbares zusätzliches Bremsmoment beeinflußbar ist und eine Absenkung der Drehzahl bewirkt, wobei bei einem genau definierten Drehzahlwert ein Zeitzähler gestartet und bei einem ebenfalls genau definierten kleineren Drehzahlwert der Zeitzähler gestoppt wird, wobei die gemessene Zeit für die definierte Drehzahländerung ein Maß für die entzogene Energie ist und als Istwert mit dem unmittelbar nach der genauen Erst­ kalibrierung ermittelten, protokollierten oder gespeicherten Sollwert vergleichbar ist, wobei bei relevanten Abweichungen eine Nachkalibrierung des Ergometers vorgenommen wird. 3. The method of claim 1 or 2, wherein a subject Brings the flywheel of an ergometer to a minimum speed, then stop the drive and let the ergometer run out, the outlet due to the friction losses and possibly can be influenced by an adjustable additional braking torque is and causes a reduction in speed, with a exactly defined speed value a timer started and with a precisely defined smaller speed value the time counter is stopped, the measured time for the Defined speed change a measure of the energy extracted is and as an actual value with the immediately after the exact first calibration determined, logged or saved Target value is comparable, with relevant deviations the ergometer is recalibrated.   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei zur Ermitt­ lung der charakteristischen Geräte-Sollwerte herstellerseitig wie auch bei der in regelmäßigen Abständen vom Abnehmer oder Probanden vorzunehmenden Leistungskontrolle mehrere Meßwerte für den Soll-Istwert-Vergleich, z. B. bei verschieden einge­ stellten Belastungen und/oder Drehzahlen, aufgenommen werden, wobei zur Bestimmung der Meßwerte entweder in einer fest vor­ gegebenan Zeit die Drehzahländerung oder die Zahl der Umdre­ hungen des Schwungrades gemessen wird oder es wird die Zeit gemessen, die während einer bestimmten Drehzahländerung bzw. einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen des auslaufenden Schwungrades verstreicht.4. The method according to claims 1 to 3, wherein for the determination Manufacturer's characteristic device setpoints as well as at regular intervals from the customer or Subjects performance check several measurements for the target-actual value comparison, e.g. B. at different loads and / or speeds are recorded, being used to determine the measured values either in a fixed given the change in speed or the number of revolutions the flywheel is measured or it becomes the time measured during a certain speed change or a certain number of revolutions of the outgoing Flywheel passes. 5. Verfahren zur dynamischen Leistungskontrollmessung von Ar­ beitsmeßgeräten, mit denen eine dosierbare Belastung vorge­ nommen werden kann, insbesondere bei einem Ergometer oder Fahrrad-Ergometer (1-5), bei dem die vom Probanden durch Be­ tätigen der Pedale (1) aufzubringende Arbeit durch mehr oder weniger starkes Abbremsen angetriebener Teile einstellbar ist, wobei mittels einer Meßeinrichtung (Fig. 3) der Energieentzug aus einem rotierenden, nicht mehr angetriebenen und durch ein Bremsmoment abgebremsten Schwungrad (4) dynamisch bestimmt wird, indem die Zeit (t) gemessen wird, die zwischen zwei definierten Drehzahlen (n₁ und n₂) des auslaufenden Schwung­ rades liegt und wobei die gemessene Zeit (Istwert) mit einer herstellerseitig bei genauer Bestimmung des abgebremsten Energieentzuges desselben Ergometers ermittelten Zeit (Soll­ wert) zur Leistungskontrolle verglichen wird.5. A method for dynamic power control measurement of Ar beitsmeßgeräten, with which a metered load provided may be taken, especially when an ergometer or bicycle ergometer (1 - 5), wherein said from the subject by loading the pedals (1) operating by applied work more or less strong braking of driven parts can be set, the energy withdrawal from a rotating flywheel ( 4 ) that is no longer driven and braked by a braking torque being dynamically determined by means of a measuring device ( FIG. 3) by measuring the time (t), which lies between two defined speeds (n ₁ and n ₂ ) of the outgoing flywheel and where the measured time (actual value) is compared with a time (target value) determined by the manufacturer with precise determination of the decelerated energy withdrawal of the same ergometer for performance control. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere an einem Ergome­ ter mit einer Bremseinrichtung mit veränderbarem Bremsmoment, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lei­ stungskontrollmeßeinrichtung vorgesehen und mittels eines Reset (9) in einen definierten Ausgangszustand schaltbar ist, daß der Proband über einen Kurbelantrieb das Ergometer auf eine hohe Drehzahl bringt, bei der ein Signalgeber (12) dem Probanden das Beenden des Antriebes signalisiert, daß beim Erreichen einer definierten ersten Auslaufdrehzahl (n1) ein Zeitzähler (18) vom Drehzahlaufnehmer (7, 6) ein Startsignal und beim Erreichen einer zweiten, niedrigeren Auslaufdrehzahl (n2) ein Stoppsignal erhält und daß die zwischen Start- und Stoppsignal gemessene Zeit einen Ist-Meßwert ergibt, welcher ein Maß für die tatsächliche Bremsarbeit darstellt und mit dem bei der genauen Ergometerkalibrierung ermittelten Sollwert vergleichbar ist, wobei sich aus dem Istwert-Sollwert-Ver­ gleich eine eventuell erforderliche Nachjustierung der Ergo­ meter-Bremsleistung ableitet.6. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 5, in particular on an Ergome ter with a braking device with variable braking torque, characterized in that a lei stungskontrollmeßeinrichtung provided and switchable by means of a reset ( 9 ) in a defined initial state that the test person brings the ergometer to a high speed via a crank drive, at which a signal generator ( 12 ) signals to the test person that the drive has ended, that when a defined first runout speed (n1) is reached, a time counter ( 18 ) from the speed sensor ( 7 , 6 ) receives a start signal and a stop signal when a second, lower outlet speed (n2) is reached, and that the time measured between the start and stop signal gives an actual measured value which represents a measure of the actual braking work and which was used to determine the exact ergometer calibration Target value is comparable, whereby any necessary readjustment of the ergo meter braking power is derived from the actual value setpoint comparison. 7. Ergometer nach Anspruch 6, mit einem Programmierteil sowie Prozessor und Speicher, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicher herstellerseitig aufge­ nommene charakteristische Gerätemeßwerte (Sollwerte, Soll­ wert-Tabelle) oder eine Bremsleistungskennlinie umfaßt und daß der Speicher und der Prozessor zur Leistungskontrollmes­ sung verwendbar sind, indem sie die gemessenen Istwerte er­ fassen und einen automatischen Sollwert-Istwert-Vergleich mit den gespeicherten Sollwerten ausführen.7. Ergometer according to claim 6, with a programming part as well Processor and memory, characterized thereby records that the memory made by the manufacturer characteristic device measurements (setpoints, setpoints) value table) or a braking performance curve and that memory and processor for performance control solution by using the measured actual values and an automatic setpoint-actual value comparison Execute with the stored setpoints.