DE3014987A1

DE3014987A1 - Fahrradartiges ergometrisches trainingsgeraet

Info

Publication number: DE3014987A1
Application number: DE19803014987
Authority: DE
Inventors: Frank P Brilando; Eugene J Szymski
Original assignee: Schwinn Bicycle Co
Current assignee: Schwinn Bicycle Co
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1980-10-30
Also published as: IT8048450A0; AU531195B2; GB2047548A; FI801100A; FR2454312A1; FI70145C; FR2454312B1; JPS55142223A; JPH0126712B2; DE3014987C2; CA1128087A; US4291872A; SE8002197L; AU5757480A; FI70145B; GB2047548B; DK164880A

Description

30 U 987

Fahrradartiges ergometrisches Trainingsgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trainingsgerät und insbesondere ein fahrradartig aufgebautes ergometrisches Trainingsgerät,,

Man hat verschiedene Trainingsgeräte vorgeschlagen, mit denen sich auf die eine oder andere Weise die vom Benutzer aufgewandte Energie bestimmen läßt. Einige von ihnen verwenden rein elektrische Mittel - beispielsweise einen vom Benutzer durchgedrehten Motor-Dynamo-Satz - oder einen Pulserzeuger und eine elektronische Schaltung; diese Einrichtungen sind jedoch unnötig teuer. Weiterhin hat man mechanische Mittel in Form eines fahrradartigen Trainingsgeräts mit einem pedalbetätigten Rad sowie einer Felgenbremse vorgeschlagen, die sich an das Rad anlegt und von der Raddrehung bewegbar diese Bewegung gegen eine Feder anzeigt. Es lassen sich mit einer Federanordnung jedoch keine stabilen Resultate erzielen, obgleich derartige Anordnungen den Vorteil haben, tvesentlich billiger zu sein als rein elektrische Vorrichtungen.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, Mittel zur präzisen Anzeige der vom Benutzer geleisteten Arbeit auch ohne eine teuere elektrische Vorrichtung anzugeben.

30U987

Die vorliegende Erfindung schafft ein fahrradartig aufgebautes ergometrisches Trainingsgerät mit einem Ständer, einem auf dem Ständer drehbar gelagerten Rad, einem vom Benutzer betätigten Pedalsatz zum Drehen des Rades, einem auf dem Ständer angeordneten Rahmen zur Bewegung relativ zu diesem sowie mit einer einstellbaren Bremse, die auf dem Rahmen gelagert ist, reibschlüssig am Rad anliegt und den Rahmen bei der Drehung des Rades entsprechend der vom Benutzer beim Treten des Pedalsatzes aufgebrachten Leistung ("work rate input") bewegt, ein Instrument zur Anzeige der Leistung sowie einen hydraulischen Wandler aufweist, der die Bewegung des Rahmens auf das Instrument überträgt.

Nach der vorliegenden Erfindung wird die vom Benutzer aufgebrachte Leistung mit verhältnismäßig billig zu erstellenden Mitteln genau angezeigt - insbesondere wegen des hydraulischen Wandlers, der die bereits erwähnte Feder überflüssig macht und der die infolge des Felgenschlags auftretenden Kraftschwankungen eliminiert. Dieser hydraulische Wandler weist vorzugsweise einen Balgen auf, der so angeordnet ist, daß auf eines seiner Enden die zu messende Kraft aufgebracht werden kann. Ein Rohr mit kleinem Strömungsquerschnitt ist einseitig mit dem anderen Ende des Balgen verbunden, während ein Druckmesser an das andere Rohrende angeschlossen ist; das Rohr und der Balgen sind mit einem Strömungsmittel mit niedrigem Volumen-Ausdehnungskoeffizienten gefüllt.

Die US-PS 747 294 lehrt einen hydraulischen Wandler in einer fahrradartigen Anordnung, aber nur eine pedalbetätigte Luftpumpe zum Druckbeaufschlagen eines Tanks, dessen Innendruck dann mit einem Manometer angezeigt wird.

030044/082?

30U987

Die Erfindung soll nun an einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlich erläutert werden.

Fig. 1 ist ein Seitenriß eines ergometrischen Trainingsgeräts nach der vorliegenden Erfindung, wobei einige Teile zur klareren Darstellung weggelassen sind;

Fig. 1A ist eine Draufsicht einer Instrumentenanordnung zur Anzeige der vom Benutzer aufgebrachten Leistung;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Endansicht von der linken Seite der Fig. 1 her;

Fig. 3 ist ein der Fig. 1 entsprechender Seitenriß der verstellbaren Bremse und des hydraulischen Wandlers in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 ist eine Einzelheit im vertikalen Längsschnitt durch den hydraulischen Wandler.

Die hier gezeigte bevorzugte Ausführungsform eines ergometrischen Fahrrad-Trainingsgeräts weist einen geeigneten ortsfesten Ständer 11 sowie ein auf diesem gelagertes Rad 12 auf, das über einen vom Benutzer zu tretenden Pedalsatz (nicht gezeigt) gedreht werden kann. Der Pedalsatz kann dem Vorschlag der US-PS 3 995 491 entsprechend aufgebaut sein und weist ein von den Pedalen angetriebenes Zahnrad, eine über dieses laufende Kette, einen hier mit 13 bezeichneten üblichen Kettenschutz sowie ein am Rad befestigtes angetriebenes Zahnrad auf. Das Trainingsgerät nach der vorliegenden Erfindung hat auch eine geeignete Lenkstange 14, die verstellbar auf dem Ständer 11 angebracht ist und auf die beste Bequemlichkeit des Benutzers eingestellt werden kann.

030044/0827

14987

In dieser Ausführungsform ist eine allgemein mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnete Bremse am unteren Ende eines Rahmens oder Schwenkarms 16 angebracht und weist eine Felgenbremse, zwei Bremshebel 17 sowie Bremsbeläge 18 an deren unteren Enden auf, die sich von beiden Seiten an die Felge des Rades 12 anlegen können. Ähnliche Bremshebel und -belege oder -blocke sind in der US-PS 3 305 048 vorgeschlagen. Die Bremsarme 17 sind schwenkbar bei 19 an einem Bügel 21 ("stirrup") befestigt, der mit seinem oberen Ende bei 22 am unteren Ende des Rahmens befestigt ist und werden von einer Feder 23 (Fig. 3) voneinander und von der Felge hinweggedrückt, werden aber verstellbar bewegt und reibschlüssig auf dem Rad gehalten mit einem mit einer Gewindebohrung 24 versehenen Joch 24 (Fig. 2), das über die Stäbe 25 mit den oberen Enden der beiden Bremshebel 17 verbunden ist. Das Joch 24 ist zur Einstellung des Bremsdrucks auf einem Gewindebolzen 26 gelagert und vertikal bewegbar, der seinerseits in einem Querstück 27 sitzt, das an der Halterung 11 angebracht ist. Dreht man also den Gewindebolzen 26, hebt sich das Joch und legen die Bremsbacken 18 sich beiderseits an die Felge des Rades 12 an.

Der Rahmen oder Schwenkarm 16 (Fig. 1 und 2) ist mit seinen oberen Enden bei 28 schwenkbar im Querstück 27 gelagert. Dreht also der Benutzer das Rad 12 im Uhrzeigersinn (Fig. 1 und 3), und ist die Bremse mit dem Gewindebolzen 26 an die Felge des Rades 12 angelegt worden,wird (in diesen Darstellungen) das untere Ende des Rahmens bzw. Arms 16 und der Bügel 21 auf diesem entsprechend der vom Benutzer aufgebrachten Leistung nach rechts bewegt.

Auf dem Ständer 11 ist auf geeignete Weise etwa in der Mitte der Lenkstange 14 ein allgemein mit 29 bezeichneter Instrumen-

030044/0827

satz angebracht, um auf zweckmäßige Weise dem Benutzer seine Leistung anzuzeigen, die er gegen den auf die Felge des -Rades 12 mit der Bremse 15 während der Raddrehung aufgebrachten Druck abgibt. Der Instrumentensatz enthält vorzugsweise einen Zeitgeber 31 beliebiger Art (Fig. 1A) , eine Drehzahlanzeige 32 für das Kad öder die Pedale, die· auf bekannte Weise von den Pedalen oder vom Rad erregt wird, sowie eine hydraulisch arbeitende Lastanzeige 33, die die vom Benutzer aufgebrachte Leistung beispielsweise in Einheiten von (kg.m/s) anzeigt.

Die Anzeige 33 wird mit einem allgemein mit 34 bezeichneten hydraulischen Wandler gesteuert, der in der bevorzugten Ausführungsform eine hydraulische Lastzelle in Form eines Balgen 35 aufweist, wie am besten in Fig. 4 dargestellt. Das erste, hintere bzw. linke Ende des Balgen ist auf der Umfangsflache eines Flansches 36 auf einem lastaufnehmendem Stab 37 - beispielsweise durch Hartlöten - befestigt und dicht gegen diese abgeschlossen. Das äußere Ende des Stabes 37 steht über den Bügel 21 hinaus vor, so daß der Rahmen oder Schwenkarm 16 sich mit seinem unteren Ende an ihn anlegen kann. Eine innere bzw. vordere Verlängerung des Stabes 37 sitzt gleitend verschiebbar im Inneren rohrförmig ausgestalteten Ende eines Führungseinsatzes 38, der einen Flansch 39 trägt, der am zweiten, vorderen bzw. rechten Ende des Balgen 35 (auf ähnliche Weise wie das hintere Ende am Flansch 36) dicht auf dem Flansch 39 befestigt ist. Das äußere bzw. rechte Ende des Führungseinsatzes 38 ist in eine öffnung in eine Lagerplatte 41 eingeschraubt, verläuft durch diese hindurch und nimmt eine Mutter 42 auf, um den Einsatz und das vordere Ende des Balgen 35 in der Lagerplatte festzulegen, die ihrerseits beispielsweise mit einer Mutter und einem Bolzen 43 an der stationären Halterung 11 festgelegt ist.

30U387

Um den Balgen 35 herum und im Abstand zu ihm verläuft eine Schutzhülse 44, deren mit einer Öffnung versehener Boden zwischen dem Flansch 39 und der Lagerplatte 41 mit der Mutter 42 festgelegt ist. Das offene bzw. hintere Ende der Hülse 44 liegt in einem vorbestimmten Abstand von einer Einstellmutter 40, die auf einen Gewindeabschnitt auf dem Stab 37 aufgeschraubt ist, damit der Bälgen nach rechts bzw. vorn zusammengedrückt werden kann, wenn der Schwenkarm bzw. Rahmen 16 den lastaufnehmenden Stab 37 bewegt; diese Anordnung wirkt weiterhin als Anschlag für die Kraftbeaufschlagung, um ein Überlasten des hydraulischen Wandlers 34 oder des Druckmessers bzw. der Lastanzeige 33 zu verhindern. Es ist einzusehen, daß nach dem Zusammenbau bzw. der Anbringung des Wandlers 34 und des Rahmens 16 auf dem Ständer 11 die Mutter 40 in den gewünschten Abstand vom Ende der Hülse 44 gebracht und dann in dieser Lage auf geeignete Weise - beispielsweise durch Anlöten am Stab 37 - festgelegt werden kann. Es ist weiterhin einzusehen, daß der Stab 37 und der Einsatz 38 eine Führung darstellen, die verhindert, daß der Balgen 35 an der Hülse 44 scheuert und vorzeitig ausfällt.

Ein dünnes Rohr 45 ist mit seinem unteren Ende in den Außenteil des Führungseinsatzes 38 dicht eingesetzt (beispielsweise hart eingelötet) und mit seinem oberen Ende an der Lastanzeige 33 (Fig. 1) angeschlossen. Das Rohr 45, das Innere des Balgen 35 und des Druckmessers bzw. Druckanzeigers 33 werden evakuiert und dann auf übliche Weise mit einem viskosen Strömungsmittel 46 mit niedrigem Volumen-Ausdehnungsbeiwert gefüllt - beispielsweise Dow Corning DC-550. Diese Flüssigkeit ist viskos genug, um die durch den Felgenschlag verursachte Kraftschwankungen zu dämpfen und kann, falls sie

030044/0827

3QU987

ausläuft, Fußböden oder dergleichen nicht beschädigen. Wird also das untere Ende des Rahmens bzw. Schwenkarms 16 nach vorn gedrückt, wenn der Benutzer das Rad 12 dreht, während die Bakken 18 der verstellbaren Bremse 15 an der Felge anliegen, wie bereits beschrieben, erhält man eine sehr genaue Anzeige des Widerstands, gegen den der Benutzer auf dem Trainingsgerät arbeitet; diese Last wird vom Druckmesser bzw. -anzeiger 33 infolge der Erregung des hydraulischen Wandlers 34 angezeigt.

030044/0327

Claims

SCHWINN BICYCLE COMPANY,

1856 North Kostner Avenue, Chicago, Illinois 60639, V. St. A.

Patentansprüche

Fahrradartiges ergometrisches Trainigsgerät mit einem
Ständer, einem auf diesem drehbar gelagerten Rad, einem vom Benutzer betätigten Pedalsatz, um das Rad zu drehen, sowie
einer auf dem Rahmen angebrachten verstellbaren Bremseinrichtung, die sich reibschlüssig an das Rad anlegt, gekennzeichnet durch einen auf dem Ständer befestigten Rahmen, der relativ zu diesem bewegbar ist, wobei die verstellbare Bremseinrichtung bei sich drehendem Rad den Rahmen entsprechend der vom Benutzer beim Durchtreten der Pedale aufgebrachten Leistung bewegt, ein Meßinstrument, das die aufgebrachte Leistung
("work rate input") anzeigt, sowie durch einen hydraulischen Wandler, der die Bewegung des Rahmens auf das Meßinstrument überträgt.

030044/0827

30H987
2. Trainigsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen schwenkbar auf dem Ständer gelagert ist.
3. Trainigsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Wandler einen am Ständer festgelegten Balgen aufweist, der an einem ersten Ende vom Rahmen entsprechend der aufgebrachten Leistung druckbeaufschlagbar ist.
4. Trainingsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Wandler ein enges Rohr aufweist, das dicht
zwischen ein erstes Ende des Balgen und das Meßinstrument gelegt und vollständig mit einem Strömungsmittel mit niedrigem Volumen-Ausdehnungsbeiwert gefüllt ist.
5. Trainingsgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine um den Balgen herum verlaufende Schutzhülse, die mit ihrem Boden auf dem Ständer festgelegt ist und deren offenes Ende als Anschlag angeordnet ist, um ein überlasten des Meßinstruments zu verhindern.

Ü3OO44/G827