DE8528075U1 - Bremseinrichtung für ein von einer Person anzutreibendes Gerät, insbesondere Ergometer - Google Patents

Bremseinrichtung für ein von einer Person anzutreibendes Gerät, insbesondere Ergometer

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Description

• Il
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I I
FICHTEL & "s"A'ch"s" AG "'- SCHWEINFURT ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12 56I
P" GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG
Bremseinrichtung für ein von einer Person anzutreibendes Gerät, insbesondere Ergometer
Beechreibung
'Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung* inabesondere für ein Ergometer, gemäß dem Oberbegriff de|„. PsfeemfcßnSpruches 1.
'V
Es sind bereits Ergometergerät&bgr; bekannt geworden, die als Standgeräte ausgebildet sind und einen Pedalantrieb für ein anstelle des Fahrrad-Hinterrades angeordnetes Schwungrad aufweisen. Dabei ist eine regelbare Bremseinrichtung für das vom Probanden anzutreibend· Schwüngrad vorgesehen, wodurch die aufgebrachte Tretenergie einstellbar wieder vernichtet wird, wobei entsprechende j Meßdaten ermittelt und auf einem entsprechenden Gerät angezeigt j
werden. Eine solche Bremseinrichtung ist bei einfachen Ergometer- j geräten als verschleißbehaftet· Band- oder Rollenbremse ausgebildet; man findet bei komfortableren Geräten auch eine elektromagnetisch wirkende Bremseinrichtung, die als Wirbelstrombremse ausgebildet ist« Die Regelung dieser an sich verschleißfreien Wirbelstrombremse erfolgt durch Veränderung des die Bremsung bewirkenden, elektromagnetischen Feldes oder durch mechanisch bewirkbare Lageveränderung des erregenden Permanentmagneten.
Der Erfindung liegt u. a. die Aufgabe zugrunde, ein Ergometergerät mit einer verschleißfreien und regelbaren Bremseinrichtung in besonders betriebsgünstiger Ausgestaltung zu entwickeln. Dabei soll zum Betrieb auf eine Zufuhr von elektrischer Energie von außen für das elektromagnetische Erregerfeld verzichtet werden können.
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Die Lösung ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben. -Mit dieser Ausgestaltung wird u. a. erreicht, daß ein Ergometergerät mit einer verschleißfreien und regelbaren Bremseinrichtung ir, verhältnismäßig einfacher Weise, d. h., ohne jegliche Energiezufuhr von außen, zuverlässig, betrieben werden kann.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der UnteransprUche.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert:
Die Figur zeigt den schematisierten Aufbau eines Ergometergerätes mit Bremseinrichtung gemäß der Erfindung. In der Figur ist die 'Erfindung am Beispiel einer Induktionsbrems-Einrichtung für ein Fahrrad-Ergometergerät beispielsweise dargestellt. Dabei ist mit 1 eine Achse bezeichnet, welche in der Hintergabel 2 eines Fährrades fest angeordnet ist. Auf dieser Achse 1 ist drehfest ein Klauenpolrad 3 angeordnet, dessen einander gegenüberliegende Klauen 4 und 5 eine Spule 6aumschließen. Diese Spule 6 bildet eine Erregerwicklung und weist herausgeführte Anschlüsse 7 und 8 auf. Der konzentrische Eisenkern 9 besteht zweckmäßig aus einem Stahl mit magnetisch harten Eigenschaften; als sehr günstig hat sich Stahl C 35 gezeigt. Das auf der Achse 1 drehfest angeordnete Klauenpolrad 3 ist dicht von einem rotierbaren Induktor 10 umgeben.
Dieser Induktor 10 weist Nuten 11 in einem entsprechenden Eisenblech-Paket 11a auf, in denen eine Generatorwicklung 12 untergebracht ist. Zusätzlich zu dieser Generatorwicklung 12 ist in den Nuten 11 des Induktors 10 eine in sich kurzgeschlossene Bremswicklung 13 vorgesehen. Die Bremswicklung 13 kann dabei vorteilhaft aus elektrisch sehr gut leitfähigen Blechen 14, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, bestehen, die jeweils einen in sich geschlossenen Ring bilden. Die Polzahl^iieser Bremswicklung 13 steht dabei nicht,in einem bestimmten Verhältnis zur Polzahl der Erregerwicklung 6. Dagegen ist es nötig, daß die Polzahl der Generatorwicklung 12 im Induktor 10 in einem bestimmten Verhältnis mit der Polzahl der Erregerwicklung 6 im umschlossenen Klauenpol-
rad 3 steht. Die FdIAk1Hl, 'dl h., die Zahl der Nuten 11 des Induktors 10, kann in besonderer Ausgestaltung der Erfindung ein geradzahliges Mehrfaches der Polzahl der Erregerwicklung 6 sein; so kann der Induktor 10 vierundzwanzig Pole haben, während das Klau-•npolrad 3 mit der Erregerwicklung 6/6a zwölf Pole aufweist.
Die auf dem rotierbaren Induktor 10 angebrachte Generatorwicklung 12 ist zu Schleifringen 15 und 16 herausgeführt und über Verbindungsleitungen 17 und 18 mit der Erregerwicklung 6 im stationären Klauenpolrad 3 galvanisch verbunden. In diesen Stromkreis ist ein elektronischer Regler 19 zwischengeschaltet, wie die Figur schematisiert erkennen läßt.
Die vorbezeichnete Bremseinrichtung für ein Ergometergerät hat 'folgende Wirkungsweise:
Die ein Training absolvierende Person (Proband) bringt über ein hier nicht gezeigtes Pedalkurbelsystem nach Art eines Fahrrades den Induktor 10 in Rotation. Dabei ist es zweckmäßig, in diesen Antriebsweg eins verhältnismäßig große übersetzung einzuschalten, beispielsweise als Kettenvorgelege, ggf. mit einem nachgeschalteten Keilriementrieb. Mit einer derartigen übersetzung läßt sich ein anwendungsmäßig günstiges Baugrößenverhältnis der Induktor-Kla.ui3npolrad-Anordnung erreichen. - Dieses Bauprinzip ist auch umkehrbar, d, h,, es ist möglich, das Klauenpolrad rotieren zu lassen, während der Induktor feststehend ausgebildet ist.
Bei Rotation des Induktors 10 durch die Tretbewegung des Probanden wird auf Grund der im Eisenkern 9 der stationären Erregerwicklung 6/6a vorhandenen Remanenz - während der Herstellung wird der Eisenkern einmalig magnetisiert - in der umlaufenden Generatorwicklung 12 eine Spannung induziert. Diese Induktionsspannung führt von den Schleifringen 15 und 16 durch die Leitungen 17 und 18 und treibt über die zwischengeschaltete Regelelektronik 19 einen Strom durch die Erregerwicklung 6/6a im Klauenpolrad 3.
Der durch die Erregerwicklung 6/6a fließende Strom verstärkt nun das permanente Magnetfeld dee Eisenkernes 9. Durch entsprechende Sollwertvorgabe am elektronischen Regler 19 wird dieser Strom auf
einen gewünschten Pegel begYe"hzt.*Ta*rallel zur Spannungserzeugung in der Generatorwicklung 12 wird in der in sich kurzgeschlossenen Bremswicklung 13 im Induktor 10 eine Wechselspannung induziert, welche einen Strom hervorruft, der durch die das Magnetfeld verstärkende Wirkung des genuteten Induktor-Eisenpalcetes 11/lla elektromagnetische Feldlinien erzeugt, welche ihrerseits dem erregenden Feld des drehfest angeordneten Klauenpolrades 3 entgegenwirken. Dadurch entsteht ein äem Erregerstrom proportionales, elektromagnetisch erzeugtes Bremsmoment. Dieses Bremsmoment steht ohne mechanischen Verschleiß zur Verfügung.
Eine Solche Induktions-Bremsainrichtung» welche - wie beschrieben - ohne Zufuhr von elektrischer Fremdenergie wirksam ist, wird vorzugsweise in Trainingsgeräten wie Hometrainergeräten einge-'setzt, läßt sich aber auch in Ruder- oder Laufrollengeräten verwenden.
Die für den Aufbau des elektromagnetischen Erregerfeldes sowie die Versorgung des Reglers benötigte Energie wird von der trainierenden Person (Proband) als Rotationsenergie aufgebracht. Die Zufuhr elektrischer Energie von außen ist also nicht erforderlich; damit wird die Aufstellung eines Ergometergerätes mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Bremseinrichtung überall ermöglicht, ggf. auch in sog. Feuchträumen, wo im anderen Falle, d. h., bei Zufuhr von Fremdenergie, besondere Schutzvorkehrungen (Kieinspannung) vorgeschrieben sind.
03.09.1985
FRP Schu/whra-

Claims (1)

  1. FICHTEL & SACH §":·&Agr;. G ;' - t 6^6 "H ^W E I N F U R T
    ANR: 1 001 485
    Neue ansprüche
    1. Bremseinrichtung für ein von einer Person anzutreibendes Gerät, insbesondere Ergometer, mit einem vom Probanden zu betätigenden Antrieb, insbesondere Tretantrieb, und einer zugeordneten Bremseinrichtung für die vom Probanden aufzubringende Tretleistung, wobei die Bremseinrichtung für das angetriebene Organ (Schwungscheibe) verschleißfrei und regelbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung als Induktionsbremse ausgebildet und der zugehörige Induktor mit Muten versehen ist, in welchen eine Generatorwicklung liegt, welche sowohl mit einer Erregerwicklung als auch mit einem elektronischen Regler in Wirkverbindung steht.
    2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Polzahl der Generatorwicklung (12) gleich der Polzahl der Erregerwicklung (6/6a) ist.
    C 3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor 810) in seinen Nuten (11) zusätzlich zur Ge neratorwicklung (12) eine Bremswicklung (13) aufweist.
    4. Bremseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswicklung (13) in ihrer Polzahl von der Polzahl der Erregerwicklung (6/6a) nicht direkt abhängig ist.
    5. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daO der Induktor (10) in der Zahl seiner Nuten (11) einem geradzahligen Vielfachen der Polzahl der Erregerwicklung (6/6a) entspricht.
    6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (6) als Spule (6a) ausgebildet ist, die in ein als Klauenpolrad (3) ausgebildetes Polrad integriert ist.
    7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Erregerwicklungsspule (6a) tragende Pol ^d (3) im Innern einen Eisenkern (9) mit elektromagnetisch harten Eigenschaften aufweist.
    8. Bremseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (9) im Polrad (3) aus einem Material mit ausreichender Remanenz besteht.
    9. Bremseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Eisenkernes (9) im Polrad (3) aus STahl C 35 besteht.
    10. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswicklung (13) aus Blechringteilen (14) aus elektrisch gut leihfähigem Material besteht.
    31.03.87 FRP Jo/Dö
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