DE2436748A1

DE2436748A1 - Energieabsorbierende einrichtung fuer trainingsgeraete

Info

Publication number: DE2436748A1
Application number: DE2436748A
Authority: DE
Inventors: Lars Oesten Forsman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1975-02-13
Also published as: SE7310639L; US4084810A; SE375910B; GB1436495A; IT1017796B; JPS50127733A; NL7410284A

Description

PATENTANWÄLTE

KLAUS D. KIRSCHNER DR. WOLFGANG DOST

DIPL.-PHYSlKER

DIPL.-CHEMIKER D-8000 MÜNCHEN 2

BAVARIARING 38

LARS OSTEN FORSMAN, HeIsingborg, Schweden

Une.rZelch.n. g Our refaranc·:

Κ/sta

Datum: 30. Juli 1974

Energieabsorbierende Einrichtung für Trainingsgeräte

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Einrichtung für Trainingsgeräte, die einen Rahmen mit einem bewegbar darin gelagerten Teil, der von der trainierenden Person über die Kraftübertragungseinrichtung des Trainingsgerätes angetrieben werden kann, und ferner eine, Bremse aufweist, tun die Bewegung des Teiles elektromagnetisch abzubremsen.

Frühere energieabsorbierencte Einrichtungen dieser Art sind als Wirbelstrombremse oder als Generator ausgeführt, dessen Ausgangsleistung in einem mit der Generatorschaltung verbundenen Widerstand in Wärme umgesetzt wird. In diesem Fall hängt die Bremskraft von der Drehzahl ab. Um die Bremskraft zu steuern und sie bei einem konstanten Wert unabhängig von der Drehzahl zu halten, müssen komplizierte Einrichtungen mit der energieabsorbierenden Einrichtung kombiniert v/erden. Ferner übt die Einrichtung in der Ruhestellung keine Bremskraft aus. Solange der bewegliche Teil- der Einrichtung nicht angetrieben wird, wird keine Bremskraft erzeugt. In der Regel muß die Bewegung auch eine vorbestimmte -Drehzahl erreichen, damit die Bremskraft · wirksam wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe· zugrunde, eine energieaboorbierende Einrichtung der oben genannten Art zu schaffen,, die bei einfachem Aufbau eine genau bestimmbare Bremskraft- liefert, auch, wenn der bewegliche Teil der Einrichtung in Ruhestellung

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ist oder eine geringe Geschwindigkeit hat. Auch soll die Arbeit, die von der trainierenden Person geleistet wird, genau beobachtet und durch eine verhältnismäßig einfache Vorrichtung kontrolliert werden können, so daß die Betriebsbedingungen auf den körperlichen Zustand und die Bewegungsfähigkeit der trainierenden Person abgestimmt werden können.

Dazu ist die energieabsorbierende Einrichtung der oben genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Synchronmaschine mit einem drahtgewickelten Stator, der mit den beweglichen Teil zusammenwirkt, ausgeführt ist, die mit einer ein- oder dreiphasigen Wechselstromquelle verbindbar ist, um eine elektromagnetische Bremskraft auf den beweglichen Teil unabhängig von dessen Bewegung auszuüben.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Trainingsgerätes in Form eines Trainingsfahrrades (Fahrrad-Ergoneter), das mit der erfindungsgemäßen, energieabsorbierenden Einrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der energieabsorbierenden Einrichtung;

Fig. 3 einen weiteren, vergrößerten Querschnitt entlang der Linie III - III in Fig. 2;

Fig. 4 einen weiteren, vergrößerten· Querschnitt entlang der Linie IV - IV in Fig. 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines aus Metallblechlaaiellen aufgebauten Kerns, der einen Bestandteil der Einrichtung bildet;

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Fig. β ein elektrisches Schaltungsdiagramm der Einrichtung, wenni diese an eine einphasige Wechselstromquelle angeschlossen ist;

Fig. 7 ein elektrisches Schaltungsdiagramm einer Steuereinrich- ' tung für die energieabsorbierende Einrichtung gemäß der

Erfindung.

Das Trainingsfahrrad (Fahrrad-Ergometer) Von Fig. 1 v/eist einen rechteckigen Rahmen 10 aus im Querschnitt rechteckigen Rohren \

auf, von dem eine Stütze 11 absteht, die vertikal einstellbar ist und einen Sitz 12 trägt. Eine weitere Stütze 13 kann eben- · falls vertikal eingestellt werden und hat eine Fahrradlenkstange 14 als Abstützungsmö'glichkeit. In dem vorliegenden Fall bestehen der Grundrahmen und die Stützen aus einem Rohr rat quadratischem Querschnitt. Offenbar kann der von diesen Elementen gebildete Stand auch axis Rohren oder Stangen anderer Art aufgebaut und in anderer Weise zusammengefügt sein. Mit der Stütze 11 ist eine energieabsorbierende Einrichtung 15 gemäß der Erfindung verbunden. Diese Einrichtung weist eine durchgehende Antriebswelle (in Fig. 1 nicht gezeigt) mit einem Kurbelarm 16 auf jeder Seite der energieabsorbierenden Einrichtung auf. Die zwei Kurbelarme erstrecken sich in diametral entgegengesetzten Richtungen, und auf jedem Kurbelarm ist ein Pedal 17 drehbar gelagert.

Das Trainingsgerät von Fig. 1 ist ein Beispiel' für 'ein Gerät, in dem die erfindungsgemäße, energieabßorbierende Einrichtung : verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann > jedoch auf viele verschiedene Weisen mit verschiedenen Teilen kombiniert werden, die eine Drehbewegung oder eine hin- und her-' gehende Bewegung ausführen und die durch Arme und/oder Beine betätigbar sind. Der jeweilige, bewegbare Teil kann mit der energieabsorbierenden Einrichtung durch herkömmliche Kraftübertragungen oder Getriebe mit oder ohne Urtersetzung oder direkt mit der Antriebswelle der Einrichtung verbunden sein, wie es bei den Pedalen in Fig. 1 der Fall ist. Teile, die von Hand betätigt

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werden, um die energieabsorbierende Einrichtung anzutreiben, können Teile zum Ausführen einer Ruderbewegun«· oder einer Bewegung aufweisen, wie sie zum Antrieb der Schlagarme beim Weben ir. einem herkömmlichen Webstuhl ausgeführt wird.

Die Person, die sich üben oder ein anderes körperliches Training unter Verwendung des beschriebenen Trainingsgerätes durchführen j soll, sitzt auf dem Sitz 12 und hält die Lenkstange 14. Kit den i Füßen betätigt sie den Tretantrieb, der von den Kurbelannen 16 : und Pedalen 17 gebildet wird, in genau der Weise wie beim Fahr- ! radfahren, um die Antriebswelle der Einrichtung 15 zu drehen. Die auf diese Weise erzeugte Drehbewegung wird durch die Einrichtung abgebremst, in der die erzeugte kinetische Energie in Wärme umgesetzt wird· Diese Einrichtung wird nun im einzelnen ■ anhand der Figuren 2 bis 6 beschrieben.

Die energieabsorbierende Einrichtung weist ein äußeres Gehäuse 20 aus geschweißtem oder gegossenem Material auf, das aus zwei Hälften besteht, die durch Bolzenverbindungen 21 miteinander verbunden sind und untereinander durch mehrere Führungen 22 genau fixiert sind, die zwischen den Hälften des Gehäuses liegen. In dem vorliegenden Fall bildet dieses Gehäuse den Hahnen oder das Bett der Einrichtung, es kann jedoch auch nur als Abdeckgehäuse wirken, das möglicherweise einen einstückigen Teil des Gerätes bildet, in dem die energieabsorbierende Einrichtung als Bestandteil enthalten ist. In diesem Fall liegt ein getrennter Rahmen innerhalb des Gehäuses, der beispielsweise zwei untereinander verbundene Lagerplatten aufweist, wie es zum Bei- ; spiel bei Uhrwerken üblich ist. Im vorliegenden Fall ist das ; Gehäuse jedoch, als Rahmen ausgebildet. In der Mitte des Gehäuses sind Rollen oder Kugellager 24 mit Hilfe von Lagerbuchsen 23 \ gelagert, xm die Antriebswelle 25 zu lagern, auf der die Kurbel-- arm· 16 montiert sind. Die Kurbelarae sind in den Figuren 2 bis 4 nicht gezeigt, die als mögliche Abwandlung ein Zahnrad 26 j zeigen, das an der Welle verkeilt ist und seinerseits mit Kur belarmen durch eine Kettenübertragung verbunden ist.

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In dem Gehäuse ist an der Welle ein Planetenradträger 27 festgekeilt, der einen Wellenzapfen 28 tragt, auf dem durch Kugellager ein Planetenrad 30 gelagert ist. Mehrere Wellenzapfen 28 und zugehörige Planetenräder 30 können vorgesehen sein, obwohl in die-, sem Fall nur eine solche .Einheit gezeigt ist. In dein Gehäuse ist: auch ein ortsfester Zahnring 31 vorgesehen, der eine innenoeitige Verzahnung hat und im Innern des Gehäuses montiert oder einstückig mit diesem ausgebildet sein kann. An dem Zahnring 31 greift das Planetenzahnrad an. Das Planetenrad ist einstückig ; mit einem größeren Zahnrad 32 ausgebildet, das auf diese Weise zusammen mit dem Planetenrad auf dessen Wellenzapfen gedreht wird. Das Zahnrad 3.2 greift an einem Sonnenrad 33 an, das durch ' Rollen oder Kugellager drehbar auf der Welle 25 gelagert ist. \ Das auf diese Weise gebildete Planetengetriebe kann auch nit einem einzigen Planetenrad versehen sein, wobei in diesen Fall [ das Planetenrad direkt in die Verzahnung des Sonnenrades 33 eingreift und das Zahnrad 32 weggelassen wird. Das Sonnenrad ist an einem Rotor- befestigt oder als einstückiger Bestandteil desselben ausgebildet, wobei der Rotor eine Rotorscheibe 35 und . einen Rotorrand 36 aufweist. Der Rotor kann daher von der Welle 25 angetrieben werden, und seine Drehzahl wird über das beschriebene Planetengetriebe übersetzt, das kompakt aufgebaut ist und nur einen kleinen Raum erfordert.

Der Rotorrand 36 besteht aus einem ferromagnetische:! Material, . vorzugsweise Eisen, um eine geringe magnetische Reluktanz zu : erhalten, und hat gewöhnlich eine große Masse, so daß der Rotor als Schwungrad in der energieabsorbierenden Einrichtung dient. ■ Die Unifangsfläche dejs Rotorrandes 26 kann eine etwa 0,5 mn dicke Schicht, beispielsweise aus Kupfer oder einem anderen Material mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit, haben. Diese Schicht ist jedoch nicht notwendig für die beabsichtigte Funktion der energieabsorbierenden Einrichtung. ^;

Der Rotor 33, 35, 36 bildet einen Kurzschlußrotor in einer j Asynchronmaschine, die ferner einen aus Lamellen aufgebauten Stator 37 hat. In dem vorliegenden Fall erstreckt sich der Sfca-

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tor außerhalb de· Rotorrandes 36 über einen Teil des Urifangs des Rotors, wie in Fig. 2 zu sehen ist, und ist an seinen Enden rait dem· Gehäuse durch elektrisch isolierende Buchsen 38 und Zapfenverbindungen 39 verbunden (Pig. 4). Der Stator hat Polstücke 40, die sich zu dem Rotorrand hin erstrecken und zusanunen mit dessen Außenfläche einen kleinen Luftspalt von der Größenordnung bilden, wie sie bei Asynchronmaschinen üblich ist. Das Gehäuse 20 bildet einen Abschnitt 41, der einen, an beiden Enden offenen, geraden Durchgang durch das Gehäuse liefert, der einen in wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat (Fig. 4). In dieser. Durchgang liegt der Stator. Auf dem Gehäuse sind Platten 42 montiert, die die Endöffnungen des Durchganges abdecken, jedoch einen Abstand dazu haben, weil sie durch Schrauben und Zapfen 43 an dein Gehäuse befestigt sind. Diese Zapfen bilden Abstazidsstücke, um zwischen den Platten und dem Gehäuse Schlitze zu bilden, durch die der Durchgang und folglich das Gehäuse insgesamt • mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Auf diese Weise bil- ! det der Durchgang eine an beiden Enden offene Luftleitung durch ! das Gehäuse. Die Platten 42 können so ausgebildet sein, daß sie sich zur Montage der energxeabsorbxerenden Einrichtung an dem Trainingsgerät eignen. In diesen Fall können die Platten einstückig mit dem Gestell des Übungsgerätes ausgebildet sein. Die Montage der enerpieabsorbierenden Einrichtung an dem Trainingsgerät erfolgt dann dadurch, daß die Platten mit Schrauben an ihren Zapfen befestigt werden.

Auf den Polstücken 40 sind Wicklungen aus doppelt lackiertem Kupferdraht angeordnet, wobei alternierende Polstücke jeweils eine Wicklung 44 bzw. 45 haben. Diese Wicklungen werden von den Wicklungsausnehmungen aufgenommen, die in dem Stator zwischen dessen. Polstücken ausgebildet sind, die vorzugsweise mit einer elektrischen Isolierung versehen sind und Bestandteil der elektrischen Schaltung gemäß Fig. 6 bilden. In diesen Schaltungsdiagramm sind die Wicklungen 44 und 45 in Blockform mit den entsprechenden Bezugszahlen dargestellt. Die Wicklungen 44 bilden . eine Hauptphaee in der Asynchronmaschine, und diese Hauptphase ist direkt mit Anschlüssen 46 verbu .den, um die Asynchronna-

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schine mit einer einphasigen Wechselstromquelle zu verbinden. Die Wicklungen 45 sind mit diesen Anschlüssen in Reihe mit einem Kondensator 47 geschaltet. Diese Wicklungen bilden die Hilfsphase der Asynchronmaschine, wobei die Asynchronmaschine in diesem Fall eine Kondensatorasynchronmaschine ist. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Asynchronmaschine auch in einer änderen, an. sich bekannten Weise ausgeführt sein kann. Insbesondere kann die Asynchronmaschine zum Anschluß an eine dreiphasige Wechselstromquelle vorgesehen, sein.

Normalerweise arbeitet eine Asynchronmaschine als Motor, der ein gewisses Ma3 an Schlupf hat, wobei der Rotor und der Llagnetfluß denselben Drehsinn aufweisen und die Momentcharakteristik der Haschine von dem Rotorwiderstand abhängt. Wenn die Drehrichtung des Magnetflusses sich von der des Rotors unterscheidet, wird auf den Rotor ein Bremsmoment ausgeübt, das proportional zu den Statorströmen ist. Dieses Prinzip zur Erzeugung eines Brensmomentes wird in der erfindungsgemäßen, energieabsorbierenden Einrichtung dadurch, angewendet, daß die Phasen- ; wicklungen der Asynchronmaschine an die Wec&selfctii'öiaquelle in . einer solchen Weise angeschlossen v/erden, &a8/ in dem Botor ein Drehmoment erzeugt wird, das in der entgegengesetzten Richtung· : zu der Richtung orientiert ist, in der der Botor durch die sich drehende Welle 25,.im vorliegenden Fall durch die Pedale 17, gedreht werden soll. LIan muß daher gegen einen vorbestimmten V/i- ; derstand in die Pedale treten, der durch «tie Asynchronmaschine _: definiert ist. Dieser Widerstand besteht bereits, wenn der Rotor! ruht» und ist im weatatMolMsöi.iteoiy&tianif 'ünäbliängig von der Dreh~ j zahl» eolange die Statörätrgiafe konstant sind. In der wchaltun^ j gemäß Figur 6 können leicht Ilittel vorgesehen sein, um den von '■ der Asynchronma|t©^^..jg^lt<f»rten Widerstand zu steuern, und um \ di di Pdi'lli^p^l^^toid Eii

die an die Pedait-'lli^p^ll^^atosorbierenden Einrichtung abgegebene Leistung "an^0|ftiiS^e noch beschrieben wird. Ferner kann

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durch eine einfaöh^v^w^il^ng' der Anschlüsse an den Statorphasen i der Asynchronmasohiae^liryetciit werden, d*3 die Asynchronmaschine als Motor in de? !^wünschten Drehrichtung der.Welle 25 wirkt, was bei bestimmten Dbungen, den sogenannten passiven Übungen, [

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erwünscht ist, wenn beispielsweise Personen mit verminderter Bewegungsfähigkeit behandelt werden.

Wenn die Asynchronmaschine über die Welle 25 gegen das in den Rotor erzeugte Drehmoment angetrieben wird, und die Asynchronmaschine an die V/echselstromquelle durch die in Fig. 6 gezeigte elektrische Schaltung verbunden ist, wird die zugeführte, mechanische Energie in dem Rotor und zum größten Teil in den Stator in Wärme umgesetzt. Der Stator ist jedoch so dimensioniert, daß bei normalem Betrieb die Temperatur nicht über einen vorbestimmten Wert ansteigt. Ferner ist für eine gute Ventilation in dem Gehäuse gesorgt, um die Wärme abzuführen, und zwar dadurch, daß der Stator der Asynchronmaschine in dem Durchgang 41 in dem erwähnten Gehäuse angeordnet ist, und daß radiale Belüftungsschlitze 48 in dem Gehäuse um die Mitte des Gehäuses herum vorgesehen sind, um eine Luftzirkulation um den Rotor zu gestatten. Durch die Drehung des Rotors wird eine gewisse zwangsweise Luftumwälzung durch da3 Gehäuse bewirkt. Diese Umwälzung kann selbstverständlich dadurch verstärkt und unterstützt werden, da.i Flügel oder dergleichen auf dem Rotor in geeigneter V/eise angebracht werden. Da der Durchgang 4I vertikal angeordnet ist, wird auch für eine wirksame Selbstumwäl^ung der Luft durch den Durchgang aufgrund eines gev/issen "Schornoteinzuges" gesorgt. Diese Position des Gehäuses, bei der der Durchgang vertikal steht, ist daher bevorzugt und in Fig. 1 gezeigt. Es ist jedoch

ι auch möglich, das Gehäuse in anderen Positionen anzubringen, ' wenn dies wegen anderer Bedingungen in dem Trainingsgerät wün— sehenswert ist.

Es ist zu beachten, daß es nicht notv/endig ist, den Stator außerhalb des Rotors anzuordnen. Es ist auch möglich, den Stator innerhalb des Rotorrandes oder seitlich davon anzubringen. Ferner kann der Stator so aufgebaut sein, daß er den Rotorra.iö umgreift, wobei der Rotor selbstverständlich in seiner Form abgepaßt werden muß. Auch kann der Stator mit doppelten C'ützen i von Statorwicklungen versehen sein. '

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Der Stator ist elektrisch von dem Gehäuse isoliert, weil er von elektrisch isolierenden Buchsen 38 getragen wird. Der Teil 41 des Gehäuses 20 kann ferner in dem Bereich um den Stator eine elektrische Isolierung 4I' aufweisen. Um tatsächliche,Bestimmungen "bei elektrischen Einrichtungen zu erfüllen und dennoch eine kompakte Konstruktion zu erhalten, kann es günstig sein, auch den Rotorrand 36 elektrisch von dem Gehäuse dadurch zu isolieren, daß die Rotorscheibe 35 wenigstens teilweise aus einem elektrisch· isolierenden Material hergestellt wird. Beispielsweise kann der Teil 49 des Rotors aus einem solchen Material be-stehen. Die Zahnräder des Planetengetriebes bestehen in diesem ,

Fall vorzugsweise aus Kunststoff oder dergleichen, wobei sie ' ebenfalls elektrisch isolierend sind und gleichzeitig aus einem ■ reibungsarmen Material bestehen.

In einem Trainingsgerät, beispielsweise einem Fahrrad-Ergometer der in Fig. 1 gezeigten Art, kann es erforderlich sein, vorbe- ^!

! stimmte Funktionen je nach der Art des Körpertrainings.zu erzielen, für das das Trainingsgerät verwendet werden soll» In Fig. 7 ist ein Schaltungadiagramm für eine elektrische Steuer-

j einrichtung gezeigt, durch die die wichtigsten dieser Funktionen¹

! erreicht werden können.

Eine Funktion besteht darin, eine konstakte Bremskraft in der energieabsorbierenden Einrichtung zu schaffen. Um eine konstante Bremskraft zu erzielen, muß der Strom in den Statorwicklungen in¹ einer solchen Weise gesteuert v/erden, daß Stromänderungen aufgrund von Temperaturänderungen und Drehzahländerungen kompen- j siert werden. Für die Stromsteuerung in den Statorwicklungen ! und daher für die Steuerung der Bremskraft ist ein Stromregler 50 vorgesehen, der einen Transformator, beispielsweise einen Dynamotor (Variac) oder einen Halbleiterregler, aufweisen kann, der eine eingebaute Steuereinheit hat. Zur Erzeugung eines ■ Signales, das die Drehzahl des Rotors anzeigt, ist mit dem Rotor ein Drehzahlübertrager 51 an sich bekannter Bauweise wirksam verbunden. In Fig. 3 ist der Übertrager gezeigt.

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In der Steuereinrichtung gemäß Pig. 7 wird die Steuerung z'xr Konstanthaltung der Bremskraft durch eine Rücldcopplungsschaltu-rur erreicht. Auf einem Bezugswertgeber 52 (Potentiometer) v/ird der gewünschte Wert der Bremskraft eingestellt, der durch ein Signal Uf. dargestellt ist, das von dem Bezugswertgeber abgeleitet wird. Bas Signal (Bezugsgröße) wird in einem Veröleiclier 5 2 mit einem Signal U, verglichen, das von dem Stromregler 5 3 geliefert wird und die augenblicklichen Ströme in den Phacer.v/ioi:- lungen darstellt (variable Größe). Das Differenzsignal wird dann einem Verstärker 54 zugeführt, der ein fortlaufendes IIe2sys"öe.a und ein integrierendes System enthält, welches durch eine Huo.-;-kopplungsschaltung gebildet v/ird. Das Ausgangssignal dienen /erstärkers sollte kontinuierlich auf bestimmte, variable V/er te bsgrenzt sein, wodurch ein variables Maximum der Bremskraft geliefert wird. Das Signal wird der Steuereinheit des Stronreglers zugeführt, um die Phasenströme und dadurch die Bremskraft kon- ' stant zu halten.

Eine v/eitere erwünschte Funktion ist die Einstellung· eines Konstanten-Effekts. In diesem Fall wird ein Signal U von de;.i Dr eh-J zahlübertrager 51 an einen Multiplier 55 geliefert, wo dieses Signal mit dem Signal U₁- multipliziert wird, das ebenfalls der.: ι Liultiplier zugeführt wird. Ein Signal U=C . U₁ . U.,_ 7/ird acgeleitet, wobei C ein Skalenfaktor ist. In einem Vergleicher 56 ' wird dieses Signal (variable Größe) mit einen Bezugssignal Ξ ~ (Bezugsgröße) verglichen, die von einem Bezugswertgeber 57 (Potentiometer) abgeleitet wird. Das Ausgangssignal des Verrleichers wird an einen Verstärker 58 zugeführt, der eine Rückkopplung des P + I-Typs aufweist. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers wird dann über einen Schalter 59, einen Vergleicher 5 3 '-"-d einen Verstärker 54 an den Regler 50 abgegeben, um den Zife'sz auf einen konstanten Wert einstellen zu können. Aus praktischer. Erwägungen muß diese Funktion auf eine tiefere Grenze der Drehzahl begrenzt werden, die etwa bei 35 U/min liegt.

E3 kann eine Einrichtung zur Erzeugung eine3 Warnsignales vorgeochcn aein, wenn die maximale Bremskraft erreicht v/Lr o'cr

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wenn die untere Drehzahlgrenze unterschritten wird.

\']enn das Signal U über die Zeit integriert wird, wird die geleistete Arbeit erhalten, und dies ist eine andere erwünschte Punktion des Trainingsgeräts. Diese Integration kann unabhängig" davon durchgeführt werden, ob der Effekt konstantg ehalt en v/ird oder nicht. Gemäß Fig. 7 wird zu diesem Zweck das Signal U von dem LIuItiplier 55 ®°- einen Integrator 60 geliefert, und las Ausgangssignal desselben kann an eine Progra-nmeinrichtunr C' zugeführt werden, die dazu verwendet v/erden kann, die Arbeit von Zeit zu Zeit, zum Beispiel mit Hilfe einer persönlichen Lochkarte, zuzumessen, wenn eine Person auf den Trainingsgerät übt.

' Ferner können intermittierend Lastzyklen in Abhängigkeit von der ausgeführten Arbeit mit Hilfe einer Programmeinrichtung die-.

^; ser Art erzielt werden -(we ttkampf ähnliche Bedingungen). IrUr diesen Zweck liefert die Programmeinrichtung ein programmierten j Signal E „ und ein Signal zum· Blockieren des Stronreglers 50.

; ϊ/erm Patienten mit Herzinfarkt während der Rehabilitations zeit trainieren, ist es erwünscht, eine genaue Kontrolle des trainierenden Körpers durchzuführen. Zu diesem -Zweck kann eine Herzirrij pulseinrichtung 62 in der Kontrolleinrichtung vorgesehen nein, • wobei die Einrichtung 62 den Puls der trainierenden Person e.t— ' tastet und eine Steuerung in Abhängigkeit davon liefert. "Dies ! ist eine weitere, erwünschte Funktion des Trainingsgerätes. Die i Herzimpulseinrichtung kann in einer solchen V/eise angeordnet

sein, da3 sie ein Alarmsignal und ein Signal zum Blockieren des · i ·

! Stronlreglers 50 abgibt, wenn der Puls zu hoch oder zu niedrig

^; ist, wenn eine aufgetretene Pulsänderung verhältnismäßig zu ! groß ist, wenn einzelne Pulsschläge aussetzen und/oder der Puls zu schwach ist,- das heißt wenn das vom Körper in der Eerzimpuls-j einrichtung erzeugte, elektrische Signal einen bestimmten j Schwellenwert unterschreitet. In diesen Fällen, wenn ein konstanter Herzpuln während des Trainings erwünscht ist, wird ein i Bezugssignal U„ „ (Bezugsgröße) von einem Bezugswertgeber 63 (Potentiometer) in einem Vergleicher mit dem Signal IL; (variable Größe) von der Herzimpulseinrichtung 62 verglichen, und das

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resultierende Differenzsignal wird an einen Verstärker 65 geliefert, der eine Rückkopplungseinrichtung vom Typ P 4- I hat. Die Zeitkonstanten sollten in einer solchen V/eise gewählt sein, daß kein Überschießen des Herzpulses auftritt, das teilweise durch Begrenzung der Bremskraft herbeigeführt werden kann. Das Signal von dem Verstärker 65 wird über einen Schalter 59 an den Stromregler 50 zugeführt.

Der Drehzahlübertrager 51 ist mit einem Drehzahlaazeigegerät 66 verbunden, das durch das Signal U gesteuert wird.

Statt dem beschriebenen, analogen Steuersystem kann auch ein di-' gitales Steuersystem vorgesehen sein, das dieselben Funktionen

j wie das analoge System hat, jedoch in vielfacher Hinsicht einfacher im Aufbau ist, da die in dem Analogsystem vorhandenen Verstärker in dem digitalen System nicht vorhanden sind. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeit, das analoge System in ein digitales System umzusetzen, da die Funktion des analogen Systems im einzelnen beschrieben ist. Daher wurde das digitale Sy-' stern nicht im einzelnen beschrieben.

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Claims

Patent ansprüche

1J Energieabsorbierende Einrichtung für Trainingsgeräte, die einen Rahmen mit einem darin bewegbar gelagerten Teil aufweisen, der durch die trainierende Person mit Hilfe einer Kraftübertragungseinrxchtung des Trainingsgeräts antreibbar ^: ist, und die eine Bremse aufweisen, um die Bewegung des Teiles durch eine elektromagnetische Bremswirkung zu behindern,i dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Asynchronmaschine ausgeführt ist, die einen drahtgewickelten Stator (37) aufweist, der mit dem beweglichen Teil zusammenwirkt und an eine ein- oder dreiphasige Wechselstromquelle ' anschließbar.ist, um eine elektromagnetische Bremskraft in dem beweglichen Teil unabhängig von dessen Bewegung zu erzeugen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 der I bewegliche- Teil einen drehbar gelagerten Rotor (35> 36) aus einem ferromagnetischen Material aufweist, der eine kreis^- - förmige Umfangsflache hat,- und daß der Stator (37) einen lameliierten Metallblechkern hat_p der sich über einen Teil der Umfangsfläche des Rotors erstreckt, und dessen Polglie- ^! der (40) sich zu dem Rotor hin erstrecken, wobei Drahtv/ick- i lung eil auf den Polgliedern vorgesehen sind.
3e Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3 je-! des Polglied (40) eine Wicklung hat, und daß die Wicklungen » nebeneinander liegender Polglieder an verschiedene Strom- '· j kreise angeschlossen sind. · . ·
4. Einrichtung nach Anspruch 3 zum Anschluß an eine einphasige > Wechaelstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die V/ick'lun- ! gea auf alternierenden Polgliedern (40) mit der Hauptphaae I bzw. der Hilfsphase verbunden sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (35, 36) mit der Eingangswel-

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le (25) durch ein Planetengetriebe verbunden ist, dao innerhalb der Rotorumfangsfläche liegt, und daß die Planetetrad er des Planetengetriebes und wenigstens ein ringförmiger Abschnitt des Rotors aus einem elektrisch isolierender. Material "bestehen.
6« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bin 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse, welches die Asynchronmaschine einschließt, einen länglichen, durchgehenden Luftdurchgang um den Stator (37) bildet, wobei der Durchgaig an seinen beiden entgegengesetzten Enden offen ist, um den Ein laß imd Auslaß für Ventilationsluft zu bilden, die durch den Durchgang hindurchtritt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromregler (50) an die Phasenwioklun- gen der Asynchronmaschine angeschlossen ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung des Stromreglers (^cOmit einer Signalquelle verbunden ist, um ein Steuersignal zu liefern, das von der Größe einer variablen Meßgröße in Bezug auf eine Bezugsgröße abhängt.■
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalübertrager (51) mit dem Rotor (35, 36) der Asynehromnaschine wirksam verbunden ist, um ein Signal zu liefern, das die Drehzahl des Rotors darstellt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Multiplier (55) und ein Integrator mit der Steuerschaltung des Stromreglers (50) und dem Signalübertrager (51) verbunden ist, um ein Signal entsprechend der geleisteten Arbeit zu liefern.
11. Einrichtung nach Anspruch. 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Programmeinrichtung, die ein programmiertes Bezugs-

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signal liefert, mit dem Multiplier und· Integrator verbunden, ist.

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