DE10001891A1

DE10001891A1 - Ergometer arrangement

Info

Publication number: DE10001891A1
Application number: DE2000101891
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Daum
Original assignee: Daum Electronic GmbH
Current assignee: DAUM GMBH & CO. KG, 90587 OBERMICHELBACH, DE
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-07-26
Also published as: EP1120132A2; EP1120132A3

Abstract

Bei einer Ergometer-Anordung, umfassend eine Wirbelstrombremse mit einer drehangetriebenen Bremsscheibe und einer zugeordneten Magnetspule zur Erzeugung eines definierten Bremsmoments auf eine über Kurbeln, insbesondere fahrradartige Tretkurbeln, angetriebene Welle, wobei zwischen der Welle und der Scheibe der Wirbelstrombremse ein Übersetzungsgetriebe angeordnet ist, ist zur Erzielung einer kostengünstigen und kompakten Ausgestaltung vorgesehen, DOLLAR A daß Wirbelstrombremse (8), Welle und Getriebe (4) in einem gemeinsamen Gehäuse (1') angeordnet sind, DOLLAR A daß die Welle (Wellenstümpfe 3) das Gehäuse (1') seitlich beiderseits überragt, und DOLLAR A daß an dem Gehäuse (1') Verbindungseinrichtungen (14) zur Befestigung an einem Grundgestell (20) angeordnet sind.In an ergometer arrangement, comprising an eddy current brake with a rotationally driven brake disc and an associated magnetic coil for generating a defined braking torque on a shaft driven by cranks, in particular bicycle-like pedal cranks, a transmission gear being arranged between the shaft and the disc of the eddy current brake To achieve an inexpensive and compact design, DOLLAR A that eddy current brake (8), shaft and transmission (4) are arranged in a common housing (1 '), DOLLAR A that the shaft (stub 3) the housing (1') laterally on both sides protrudes, and DOLLAR A that on the housing (1 ') connecting devices (14) for attachment to a base frame (20) are arranged.

Description

Diese Erfindung richtet sich auf eine Ergometer-Anordnung umfassend eine Wirbelstrombremse mit einer drehangetriebenen Bremsscheibe und einer zugeordneten Magnetspule zur Erzeugung eines definierten Bremsmoments auf eine über Kurbeln, insbesondere fahrradartige Tretkur beln, angetriebene Welle, wobei zwischen der Welle und der Scheibe der Wirbelstrombremse ein Übersetzungsgetriebe angeordnet ist.This invention is directed to an ergometer assembly comprehensively an eddy current brake with a rotary driven brake disc and an associated magnetic coil for generating a defined Braking torque on a crank, especially bicycle-like pedaling beln, driven shaft, being between the shaft and the disc of Eddy current brake a transmission gear is arranged.

Wenn hier von einer Ergometer-Anordnung die Rede ist, so ist dies nicht im Sinne der Norm-Definition zu verstehen, sondern im weitesten Sinne ist eine Anordnung gemeint, die die Einstellung eines definierten, ggf verän derbaren Drehwiderstands ermöglicht.If we are talking about an ergometer arrangement, this is not the case to be understood in the sense of the standard definition, but in the broadest sense an arrangement is meant that changes the setting of a defined, if necessary derbaren rotational resistance.

Derartige Ergometer-Anordnungen sind herkömmlicherweise nach Art ei nes Standfahrrades ausgebildet. Die Tretkurbelwelle ist dabei an einem La ger im Grundgestell gelagert. An einem anderen Teil des Grundgestells ist die Scheibe der Wirbelstrombremse über ein weiteres Lager angeordnet und ein Riemen- oder Zahnriementrieb verbindet die Tretkurbelwelle mit der Scheibe der Wirbelstrombremse, wobei aufgrund der vorgesehenen Übersetzung die Scheibe der Wirbelstrombremse sich schneller dreht als die Tretlagerwelle, so daß hinreichend hohe Bremsmomente erzielbar sind. Der Nachteil derartiger Anordnungen besteht darin, daß je nach Ausge staltung und Aufbau des Standfahrrades die Getriebekomponenten indivi duell dimensioniert und montiert werden müssen, was gleichermaßen um ständlich und kostenaufwendig ist. Such ergometer arrangements are traditionally of the egg type Nes stationary bike trained. The pedal crankshaft is on a La ger stored in the base frame. On another part of the base frame the disc of the eddy current brake is arranged via another bearing and a belt or toothed belt drive connects the pedal crankshaft to the disc of the eddy current brake, being due to the intended The eddy current brake disc rotates faster than the bottom bracket shaft, so that sufficiently high braking torques can be achieved. The disadvantage of such arrangements is that depending on the Ausge design and construction of the stationary bike the gear components indivi duel must be dimensioned and assembled, which is equally important is constant and expensive.

Es ist auch schon versucht worden, die derzeit üblichen Riemen- bzw. Zahnriemen-Getriebe durch demgegenüber vergleichsweise kompakte Pla netengetriebe zu ersetzen. Derartige Planetengetriebe konnten sich aber in Verbindung mit herkömmlichen Standfahrrädern insbesondere aus Kosten gründen nicht durchsetzen.Attempts have also been made to replace the belt or Toothed belt transmission due to its comparatively compact size to replace the mesh gear. Such planetary gears could Connection with conventional stationary bicycles, especially at a cost do not establish.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ergo meter-Anordnung zu schaffen, die, soweit erforderlich, allen Normanforde rungen gerecht werden kann, welche unabhängig ist von der technischen Ausgestaltung des fertigen Produktes, insbesondere von dessen Grundge stellaufbau, die dementsprechend in hohen Stückzahlen und kostengünstig herstellbar ist und die darüber hinaus eine besonders einfache und schnelle Montage bei hohem Vorfertigungsgrad ermöglicht.Proceeding from this, the object of the invention is an ergo meter arrangement to create, if necessary, all Normanforde requirements, which is independent of the technical Design of the finished product, in particular of its Grundge accordingly, in large numbers and inexpensively is producible and which is also particularly simple and quick Assembly possible with a high degree of prefabrication.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Wirbelstrom bremse, Welle und Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, die Welle das Gehäuse seitlich beiderseits überragt und an dem Ge häuse Verbindungseinrichtungen zur Befestigung an einem Grundgestell angeordnet sind.This object is achieved in that eddy current Brake, shaft and gearbox arranged in a common housing are, the shaft protrudes laterally on both sides of the housing and on the Ge Housing connection devices for attachment to a base frame are arranged.

Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht den Einbau der Ergo meter-Anordnung in ganz unterschiedliche Grundgestelle, zum Beispiel für im Prinzip in herkömmlicher Weise ausgestaltete Standfahrräder unter schiedlichster Bauart ebenso wie in Geräte zum Trainieren der Armmus kulatur, die statt Tretpedalen entsprechende Handgriffe aufweisen, oder aber in Geräte zur Anordnung an Sitz- oder Liegeeinrichtungen für Dialy sepatienten. Hinsichtlich der letztgenannten Anwendungsmöglichkeit ist zu erwähnen, daß durch umfassende empirische Studien ermittelt wurde, daß die Lebensdauer von Dialysepatienten im Schnitt um rund 10 Jahre erhöht werden kann, wenn sich diese Patienten während des Dialysevorganges körperlich betätigen.This configuration according to the invention enables the ergo to be installed meter arrangement in very different basic frames, for example for in principle in a conventional manner stationary bicycles under various designs as well as in devices for training the arm kulatur, which have appropriate handles instead of pedal pedals, or but in devices for arrangement on sitting or lying devices for dialy sepatients. With regard to the latter application is too mention that extensive empirical studies have established that the average lifespan of dialysis patients is increased by around 10 years can become if these patients are during the dialysis process exercise physically.

Die Erfindung vollzieht also eine grundsätzliche Abkehr von herkömmli chen Standfahrrad-Anordnungen, bei welchen die Lager für die Scheibe der Wirbelstrombremse und die Tretkurbeln individuell unmittelbar am Rah men angeordnet und je nach Ausgestaltung des Rahmens unterschiedlich lange Riemen eingesetzt wurden. Bei diesen bekannten Anordnungen wird der gesamte Bereich der Wirbelstrombremse und der zugehörigen Elektro nik mit einer oder mehreren Abdeckplatten versehen, die individuell in Ab hängigkeit von der Größe, der technischen Ausgestaltung und dem Design des Rahmens ausgebildet sind.The invention therefore makes a fundamental departure from conventional Chen stationary bike arrangements, in which the bearing for the disc of Eddy current brake and the pedal cranks individually on the frame men arranged and different depending on the design of the frame long straps were used. In these known arrangements the entire area of the eddy current brake and the associated electrical system nik with one or more cover plates, individually in Ab dependence on the size, the technical design and the design of the frame are formed.

Die erfindungsgemäße Konzeption ermöglicht es demgegenüber, Design und Rahmen völlig frei zu gestalten, wobei die einzige Vorgabe darin be steht, daß für ein erfindungsgemäß vorgesehenes Gehäuse und die darin untergebrachte Ergometer-Anordnung Platz vorgesehen sein muß sowie daß gestellseitig korrespondierende Verbindungseinrichtungen zur Befesti gung des Gehäuses vorgesehen sind.In contrast, the concept according to the invention enables design and to design frames completely freely, the only requirement being be stands for a housing provided according to the invention and the therein accommodated ergometer arrangement space must be provided as well that corresponding connection devices for fastening on the frame side supply of the housing are provided.

Auf die aus dem Gehäuse vorstehenden Wellenstümpfe können Tretkurbeln oder Kurbeln mit Handgriffen aufgesetzt werden, wobei auch insoweit kei ne Beschränkungen hinsichtlich Größe und Ausgestaltung bestehen.Pedal cranks can be attached to the shaft stubs protruding from the housing or cranks can be attached with handles, whereby no kei There are no restrictions regarding size and design.

Soweit im Vorstehenden von einem Gehäuse die Rede ist, muß dies im all gemeinsten Sinne verstanden werden. Insbesondere kann das Gehäuse auch teilweise offen ausgebildet sein. Insofar as there is talk of a housing in the foregoing, this must be the case in all most common sense can be understood. In particular, the housing can also be partially open.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Getriebe ein riemenfreies Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe ist. Dabei kann das Planetengetriebe günstigerweise im wesentlichen aus Kunststoff ausgebildet sein. Wie eingangs bereits erwähnt, ist die Verwen dung von Planetengetrieben an derartigen Ergometer-Anordnungen an sich bereits bekannt, jedoch wurde erfindungsgemäß erstmals eine kompakte, selbständige Antriebseinheit realisiert.In a further embodiment of the invention it can be provided that the Gear is a belt-free gear, especially a planetary gear. In this case, the planetary gear can advantageously consist essentially of Be plastic. As already mentioned at the beginning, the use is extension of planetary gears on such ergometer arrangements per se already known, but according to the invention a compact, independent drive unit realized.

Günstigerweise ist in dem Gehäuse oder als Wand des Gehäuses eine tra gende Platte vorgesehen, auf welcher im wesentlichen alle Bauteile befe stigt sind.Conveniently, a tra is in the housing or as a wall of the housing plate provided on which befe essentially all components are steady.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse bzw. die Verbindungs einrichtungen an dem Gehäuse so ausgebildet sind, daß das Gehäuse über eine federnde Lagerung mit einem Grundgestell verbindbar ist.Furthermore, it can be provided that the housing or the connection devices on the housing are designed so that the housing over a resilient bearing can be connected to a base frame.

Soweit die erfindungsgemäße Ergometer-Anordnung insbesondere für Dialysepatienten während des Dialysevorgangs eingesetzt wird, kann das Grundgestell brückenartig mit kufenartigen Standbeinen oder galgenartig ausgebildet sein, damit diese für den auf einer Liege liegenden oder in ei nem Sessel sitzenden Patienten bequem erreichbar ist.So far the ergometer arrangement according to the invention in particular for Dialysis patients used during the dialysis process can Base frame like a bridge with runner-like legs or like a gallows be trained so that this for lying on a couch or in egg patient is easily accessible in an armchair.

Das Grundgestell kann eine lösbare Befestigungsanordnung zur Befesti gung an einer solchen Sitz- oder Liegeeinrichtung aufweisen.The base frame can be a detachable fastening arrangement for fastening have such a sitting or lying device.

An dem Gehäuse kann ein Stecker für den Anschluß einer Verbindungslei tung für eine Eingabe- und Steuereinrichtung vorgesehen sein. Insbesondere bei der Verwendung für Dialysepatienten kann dann im Gehäuse ein Empfänger für eine Fernsteuer-Einrichtung angebracht sein.A connector for connecting a connection line can be attached to the housing device for an input and control device. In particular when used for dialysis patients can then be in the housing Receiver for a remote control device may be attached.

Soweit die Ergometer-Anordnung in ein Standfahrrad eingebaut ist, kann vorgesehen sein, daß die Lenksäule des Standfahrrads gegenüber dem Grundgestell zu Versand- und Lagerzwecken über das Gehäuse klappbar ist.As far as the ergometer arrangement is built into a stationary bike, can be provided that the steering column of the stationary bike against the Base frame can be folded over the housing for shipping and storage purposes is.

Insbesondere in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Modulbauweise kann es vorteilhaft sein, der Wirbelstrombremse eine Regelung mit einem Mikroprozessor unmittelbar zuzuordnen, wohingegen an der Lenksäule ein gesonderter Computer, insbesondere in Form eines Pocket-Computers, an geordnet ist, der beispielsweise die Simulation bestimmter Fahrstrecken ermöglicht oder Körperfunktionen in ihrer Reaktion auf das Trainingspro gramm überwacht.In particular in connection with the modular construction according to the invention it can be advantageous to control the eddy current brake with a Assign microprocessor directly, whereas on the steering column separate computer, in particular in the form of a pocket computer is ordered, for example the simulation of certain routes enables or body functions in their response to the training pro gram monitors.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is described below on the basis of a preferred embodiment example explained in connection with the drawing. Show:

Fig. 1 und 2 perspektivische seitliche Ansichten aus gegeneinander um 90° versetzten Blickwinkeln einer erfindungsge mäßen Ergometer-Anordnung ohne Gehäuse, Fig. 1 and 2 are perspective side views of mutually offset by 90 ° angles, a erfindungsge MAESSEN ergometer assembly without a housing,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ergometer-Anordnung mit Ge häuse eingebaut in ein Standfahrrad und Fig. 3 is an ergometer arrangement according to the invention with Ge housing installed in a stationary bike and

Fig. 4 das Standfahrrad nach Fig. 3 im Versand- bzw. Lager zustand. Fig. 4, the stationary bike according to Fig. 3 in the shipping or warehouse state.

Eine erfindungsgemäße Ergometer-Anordnung umfaßt eine Basisplatte 1, an der beiderseits Gehäusehälften 1' befestigt werden können. An der Ba sisplatte 1 ist ein Tretlager 2 ausgebildet, dessen Wellenstümpfe 3 beider seits hervorstehen und auch über die Gehäusehälften 1' vortreten, so daß auf die vierkantig ausgebildeten Wellenstümpfe 3 Tretkurbeln 4 mit Peda len 5 aufgesteckt werden können.An ergometer arrangement according to the invention comprises a base plate 1 , on which housing halves 1 'can be attached on both sides. Sisplatte on the Ba 1 is formed a bottom bracket 2, whose shaft ends 3 of both protruding part, and protrude 'using the brackets 1, so that 3 cranks 4 len to the square formed stub shafts with Peda 5 can be attached.

Das Tretlager 2 überträgt die Drehbewegung über ein Planetengetriebe 4 auf eine Schwungscheibe 5, die zusammen mit einem Spule 6 und einem Magnetjoch 7 eine Wirbelstrombremse 8 ausbildet, indem das Schwungrad aus einem magnetisierbaren Material besteht, in welchem durch den Elek tromagneten 6, 7 Wirbelströme erzeugt werden. Die Breite des Luftspalts 9 zwischen dem Joch 7 und dem Schwungrad S kann über einen Dehnungs- Meßstreifen erfaßt und als Maß für die Bremsleistung herangezogen und einer Regelung zugeführt werden, welche einen gesonderten Mikroprozes sor 10 umfaßt. Zur Kühlung der Stromscheibe 5 sind turbinenartige Ansät ze 11 vorgesehen.The bottom bracket 2 transmits the rotary motion via a planetary gear 4 to a flywheel 5 , which forms an eddy current brake 8 together with a coil 6 and a magnetic yoke 7 by the flywheel made of a magnetizable material in which eddy currents are generated by the electromagnet 6 , 7 become. The width of the air gap 9 between the yoke 7 and the flywheel S can be detected via a strain gauge and used as a measure of the braking power and fed to a control system which includes a separate microprocessor 10 . For cooling the current disc 5 turbine-like Ans ze 11 are provided.

Wie insbesondere aus Fig. 1 erkennbar ist, kann mittels eines Schalters 12 die Elektronik ein- und ausgeschaltet werden. Ein Trafo 13 dient dazu, die Netzspannung runterzutransformieren.As can be seen in particular from FIG. 1, the electronics can be switched on and off by means of a switch 12 . A transformer 13 is used to transform the mains voltage down.

Aus Fig. 3 und 4 ist erkennbar, wie eine erfindungsgemäße Ergometer- Einrichtung über Verbindungseinrichtungen 14 an einem Standfahrrad 15 befestigt ist. Die Verbindungseinrichtungen 14 umfassen einerseits eine formschlüssige Anlage an der Unter- und Rückseite und zum anderen eine Verbindungshülse, die an dem den Sattel 16 tragenden Standrohr 17 anbringbar ist. Der Sattel 16 ist mittels eines Stellknopfes 18 in der Höhe und mittels eines Stellknopfes 19 nach vorne und hinten verstellbar.From FIGS. 3 and 4 it can be seen how an ergometer device according to the invention is fastened to a stationary bike 15 via connecting devices 14 . The connecting devices 14 comprise, on the one hand, a form-fitting contact on the lower and rear sides and, on the other hand, a connecting sleeve which can be attached to the standpipe 17 carrying the saddle 16 . The saddle 16 is adjustable in height by means of an adjusting knob 18 and forward and backward by means of an adjusting knob 19 .

Ein bogenförmiger Grundgestellabschnitt 20 erstreckt sich von dem Be reich unterhalb des Sattels 16 weg nach unten, wobei hieran Standbeine 21, 22 befestigt sind. Ein Lenksäulen-Abschnitt 23, an dessen Oberseite eine Lenkeranordnung 24 lösbar befestigt ist, setzt den Bogen des Grundgestell- Abschnitts 20 fort und ist gegenüber diesem über ein verriegelbares Schwenkgelenk 25 nach innen schwenkbar gelagert. Hierdurch kann, wie in Fig. 4 dargestellt, nach Entfernen des Sattels 16 und der Lenkeranordnung 24 für Versand- und Transportzwecke ein außerordentlich kompakter Auf bau realisiert werden.An arcuate base frame portion 20 extends from the loading area below the saddle 16 downwards, with legs 21 , 22 attached to it. A steering column section 23 , on the upper side of which a handlebar arrangement 24 is detachably fastened, continues the arc of the base frame section 20 and is pivotably supported inwardly relative to the latter via a lockable swivel joint 25 . As a result, as shown in Fig. 4, after removing the saddle 16 and the handlebar assembly 24 for shipping and transportation purposes, an extremely compact construction can be realized.

Claims

1. Ergometer arrangement comprising an eddy current brake with a rotationally driven brake disc and an associated magnetic coil for generating a defined braking torque on a crank, in particular bicycle-like pedal cranks, driven shaft, a transmission gear being arranged between the shaft and the disc of the eddy current brake, characterized in that ,
that eddy current brake ( 8 ), shaft and gear ( 4 ) are arranged in a common housing ( 1 '),
that the shaft (stumps 3 ) of the housing ( 1 ') projects laterally on both sides, and
that on the housing ( 1 ') connecting devices ( 14 ) for fastening supply to a base frame ( 20 ) are arranged.

2. Ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that the transmission ( 4 ) is a belt-free transmission, in particular a planetary gear.

3. Ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that a base plate ( 1 ) in the housing ( 1 ') or as a wall of the Ge housing is provided, on which essentially all components are BEFE Stigt.

4. Ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that the housing ( 1 ') or the connecting devices ( 14 ) on the housing ( 1 ') are designed such that the housing ( 1 ') via a fe-reducing storage with a base frame ( 20 ) can be connected.

5. Ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that the base frame like a bridge with skid-like legs or is formed like a gallows.

6. ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that the base frame has a releasable fastening arrangement for fastening has on a sitting or lying device.

7. ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that on the housing ( 1 '), a connector for connecting a connec tion line is provided for an input and control device.

8. Ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that a receiver for a remote control device is provided on the housing ( 1 ').

9. Ergometer arrangement in particular according to claim 1, characterized in that the steering column ( 23 ) by means of a lockable folding joint ( 25 ) over the housing ( 1 ') is foldable for shipping and storage purposes.

10. Ergometer arrangement according to claim 1, characterized in that the eddy current brake ( 8 ) is directly associated with a control system with a microprocessor ( 10 ).