FI71429C

FI71429C - Momentmaetningsanordning foer en cykelergometer

Info

Publication number: FI71429C
Application number: FI852544A
Authority: FI
Inventors: Sulevi Saarinen
Original assignee: Tunturipyoerae Oy
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1986-12-19
Also published as: US4630818A; GB2177222A; FI852544A0; FI71429B; DE3537969A1; GB8526116D0; GB2177222B

Description

71429

Momentinmittauslaite polkupyöräergometriä varten

Keksinnön kohteena on momentinmittauslaite polkupyöräergometriä varten, jossa ergometrissä jarrutusvoima 5 on portaattomasti säädettävissä ja jossa pyörimisliike tasataan vauhtipyörän avulla, jolloin vauhtipyörän pyörimisliike on sovitettu jarrutettavaksi vauhtipyörän ulkokehälle painautuvan, rajoitatusti vauhtipyörän mukana liikkuvan hihnan tai vastaavan avulla ja jolloin hihnan 10 vauhtipyörän mukana tapahtuva liike on rajoitettu hihnan toiseen päähän ja ergometrin runkorakenteeseen yhdistetyn jousielimen avulla.

Erilaiset momentinmittauslaitteet ovat nykyään erittäin tunnettuja erilaisten kuntopyörien yhteydessä. Eräänä 15 esimerkkinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita FI-patenttijulkaisussa 47 843 esitetty laite.

Ongelmana on ollut lähinnä se, että nimenomaan hih-naperiaatteella varustettuun kuntopyörään on ollut erittäin vaikea sovittaa momentinmittauslaitteistoa. Em. syystä joh-20 tuen useimmissa tämäntyyppisissä, varsinkin kotikäyttöön tarkoitetuissa kuntopyörissä ei ole momentinmittausta lainkaan. FI-patenttijulkaisun 47 843 ratkaisu ei sovellu hih-naperiaatteella toimivaan rakenteeseen, koska hihnan liike vauhtipyörän pyörimisliikkeen suuntaan on liian pieni, jol-25 loin asteikosta tulee vastaavasti pieni ja epäselvä. Tällaisella mittalaitteella ei olisi käytännössä mitään merkitystä, sillä osoittimen näyttämää ei pystyisi kunnolla näkemään poljettaessa.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada momentinmit-30 tauslaite varsinkin kotikäyttöön tarkoitettuja hihnajarru-periaatteella toimivia polkupyöräergometrcjä varten. Tähän on päästy keksinnön mukaisen momentinmittauslaitteen avulla, joka on tunnettu siitä, että laite käsittää hihnaan kiinnitetyn tappielimen, osoittimen pyörityselimen ja pyö-35 rivästi laakeroidun osoittimen, että osoittimen pyöritys-elin on laakeroitu olennaisesti keskiosastaan runkoraken- 71429 2 teeseen ja että osoittimen pyörityselimen toinen pää on yhdistetty tappielimeen ja toinen pää vastaavasti osoittimen akselille niin, että tappielimen hihnan mukana tapahtuva suoraviivainen liike on sovitettu siirtämään osoitti-5 men pyörityselimen toista päätä pyörityselimen laakerointi-pisteen ympäri ja näin aikaansaamaan pyörityselimen toisen pään vastaavan kiertoliikkeen, joka on sovitettu kiertämään osoitinta.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea osoittimen riittä-10 vän suuren liikkeen ansiosta aikaansaatava riittävän selvä asteikko, jolloin osoitinta pystytään seuraamaan edullisella tavalla ergometriä poljettaessa. Keksinnön etuna on lisäksi sen yksinkertainen rakenne, jolloin valmistus- ja huoltokustannukset jäävät hyvin pieniksi.

15 Keksintöä ryhdytään seuraavassa selvittämään tar kemmin oheisessa piirustuksessa esitetyn keksinnön erään edullisen suoritusmuodon avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatekuvantona polkupyöräergo-metriä, johon on sovitettu keksinnön mukainen momentin-20 mittauslaite, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista momentinmittaus-laitetta ylhäältä nähtynä periaatekuvantona, kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista laitetta sivulta nähtynä kuvantona ja 25 kuvio 4 esittää kuvioiden 2 ja 3 laitetta alapuolel ta nähtynä kuvantona.

Kuviossa 1 on periaatteellisesti esitetty polku-pyöräergometri, jolloin ergometrin runkorakenne on esitetty viitenumeron 1 avulla. Runkorakenteeseen 1 on pyörivästi 30 sovitettu raskas vauhtipyörä 2, jolloin polkemisvoima poi kimista 3 siirretään ketjuvälityksellä 4 tai vastaavalla vauhtipyörään 2. Vauhtipyörän pyörimisliikkeen jarruttamiseen käytetty hihna on merkitty kuvioon viitenumeron 5 avulla. Hihnan 5 puristusvoimaa vauhtipyörän 2 kehäpintaa 35 vasten voidaan säätää portaattomasti sopivan kiristysmeka-nismin avulla (ei esitetty kuviossa). On selvää, että hihna 3 71429 5 pyrkii siirtymään vauhtipyörän liikesuuntaan sitä pitemmälle, mitä enemmän hihnaa kiristetään vauhtipyörää vasten. Vauhtipyörän 2 pyörimissuunta on esitetty kuviossa nuolen N avulla. Hihnan 5 siirtymistä vauhtipyörän mukana vastus-5 tetaan hihnan 5 toiseen päähän ja runkorakenteeseen 1 yhdistetyn jousielimen 6 avulla. Jousielin 6 näkyy esim. kuviossa 3. Em. seikat ovat alalla sinänsä tunnettua tekniikkaa, joten niitä ei tässä yhteydessä selvitetä tarkemmin.

10 Keksinnön mukaisesti momentinmittauslaite käsittää hihnaan 5 kiinnitetyn tappielimen 7, osoittimen pyöritys-elimen 8 ja pyörivästi laakeroidun osoittimen 10. Osoittimen pyörityselin 8 on laakeroitu keskiosastaan runkorakenteeseen 1. Laakerointipiste on esitetty kuviossa 2 viite-15 numeron 11 avulla. Osoittimen pyörityselimen 8 toinen pää on yhdistetty luistiliitoksen avulla tappielimeen 7 ja toinen pää osoittimen 10 akselille. Osoittimen 10 akseli on esitetty kuvioissa viitenumeron 12 avulla.

Ergometriä poljettaessa hihna 5 pyrkii liikkumaan 20 nuolen K suuntaan (kuviot 2 - 4). On selvää, että suunta K vastaa vauhtipyörän liikesuuntaa N. Tällöin tappielin liikkuu suoraviivaisesti hihnan 5 mukana ja kääntää samalla osoittimen pyörityselimen 8 toista päätä pyörityselimen laakerointipisteen 11 ympäri. Em. liikkeestä johtuen kier-25 tyy osoittimen pyörityslaitteen toinenkin pää laakerointi pisteen 11 ympäri ja kääntää samalla osoitinta. On selvää, että polkemisen loppuessa nauha siirtyy jousen 6 vaikutuksesta suuntaan K nähden päinvastaiseen suuntaan palaten alkuasentoonsa, jolloin osoitin kääntyy vastaavasti takai-30 sin nolla-asentoon.

Osoittimen pyörityselimen 2 ja osoittimen 10 akselin 12 välinen yhteys on kuvioiden esimerkissä toteutettu kaarevan hammastuksen 13 avulla. Hammastuksen 13 kaarevuus-keskipisteenä on pyörityselimen laakerointipiste 11. Osoit-35 timen akselilla 12 olevan hammaspyörän 14 hammastus sopii luonnollisesti yhteen em. hammastuksen 13 kanssa.

4 71429

Koska osoittimen 10 liike saadaan em. mekanismin avulla huomattavasti suuremmaksi kuin hihnan 5 liike niin osoitin voidaan edullisesti sovittaa näyttämään suoraan polkemiseen käytettyä tehoa ainakin yhdellä kierrosnopeu-5 della. Tämä voidaan toteuttaa tekemällä asteikko 15 suoraan tehon osoittavaksi asteikoksi, kuten kuviossa 2 on tehty. Käytetty kierrosluku voidaan nähdä tavanomaisesta kierros-mittarista 16.

Edellä esitettyä esimerkkiä ei luonnollisestikaan 10 ole tarkoitettu mitenkään rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa monin eri tavoin. Näin ollen on selvää, että laitteen tai sen osien ei tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan myös muunlaiset ratkaisut ovat mahdolli-15 siä. Hihnaa 5 ei esimerkiksi tarvitse sovittaa kulkemaan kääntöpyörien kautta kuten kuvioissa, vaan hihnan suora kulku on täysin mahdollinen. Osoittimen pyörityselimen ja osoittimen akslein välinen yhteys voidaan toteuttaa myös muuten kuin hammasvälityksellä. Esimerkkinä voidaan maini-20 ta kitkavälitys. Asteikko 15 voidaan toteuttaa millä tahansa tavalla kuvioissa esitetyn pyörivän, osoitinviivalla 16 varustetun osoitinlevyn ja päällyksessä olevan asteikon lisäksi. Näin ollen esim. normaalin pyörivän osoitinneulan ja paikallaan olevan asteikon tai asteikolla varustetun 25 pyörivän osoitinlevyn ja päällyksessä olevan osoitinviivan käyttö on täysin mahdollista. Lisäksi on mahdollista tehdä asteikko, joka osoittaa polkemiseen käytetyn tehon kahdella, kolmella jne. kierrosluvulla. Laite voidaan luonnollisesti varustaa millä tahansa sopivalla kalibrointilait-30 teella, jolla varmistetaan laitteen oikea näyttö. Kuvioiden esimerkissä kalibrointilaitetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 17.

Claims

5 71429

1. Momentinmittauslaite polkupyöräergometriä varten, jossa ergometrissä jarrutusvoima on portaattomasti 5 säädettävissä ja jossa pyörimisliike tasataan vauhtipyörän (2) avulla, jolloin vauhtipyörän pyörimisliike on sovitettu jarrutettavaksi vauhtipyörän ulkokehälle painautuvan, rajoitetusti vauhtipyörän mukana liikkuvan hihnan (5) tai vastaavan avulla ja jolloin hihnan vauhtipyörän mukana 10 tapahtuva liike on rajoitettu hihnan toiseen päähän ja er-gometrin runkorakenteeseen (1) yhdistetyn jousielimen (6) avulla, tunnettu siitä, että laite käsittää hihnaan (5) kiinnitetyn tappielimen (7), osoittimen pyöritys-elimen (8) ja pyörivästi laakeroidun osoittimen (10), että 15 osoittimen pyörityselin (8) on laakeroitu olennaisesti keskiosastaan runkorakenteeseen (1) ja että osoittimen pyöri-tyselimen (8) toinen pää on yhdistetty tappielimeen (7) ja toinen pää vastaavasti osoittimen (10) akselille (12) niin, että tappielimen (7) hihnan (5) mukana tapahtuva suoravii-20 vainen liike on sovitettu siirtämään osoittimen pyöritys-elimen (8) toista päätä pyörityselimen laakerointipisteen (11) ympäri ja näin aikaansaamaan pyörityselimen (8) toisen pään vastaavan kiertoliikkeen, joka on sovitettu kiertämään osoitinta (10).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen momentinmittaus- laite, tunnettu siitä, että osoittimen pyöritys-elimen (8) toinen pää on varustettu kaarevalla hammastuk-sella (13), joka kaarevuuskeskipiste sijaitsee osoittimen pyörityselimen (8) laakerointipisteessä (11) ja että osoit-30 timen (10) akseli (12) on varustettu hammastuksen (13) kanssayhteensopivalla hammaspyörällä (14).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen momentin-mittauslaite, tunnettu siitä, että osoittimen (10) liike on sovitettu näyttämään suoraan polkemiseen käytetyn 35 tehon ainakin yhdellä kierrosnopeudella.