[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Leistungstrainings,
von leistungsphysiologischen Tests oder von medizinischen, insbesondere sportmedizinischen
oder kardiologischen Rehabilitationsmaßnahmen; entsprechend vielseitig und ausbaufähig
ist die neue Vorrichtung.
[0002] Ein Leistungstraining mit Hilfe einer Vorrichtung kann daheim oder im Quartier eines
Sportvereins ausgeführt werden, macht den Sportler unabhängig von der jeweiligen Witterung
und wirkt sich für ihn zeitsparend aus; vor allem läßt es sich nach Intensität und
Dauer genau dosieren, sofern die Vorrichtung hiefür geeignete Einrichtungen besitzt
und Meßwerte vermittelt. Man nennt eine solche Vorrichtung auch einen Heimtrainer,
und es ist seit langem bekannt, daß ein solcher auch für den nicht unmittelbar sportlich
Interessierten für ein allgemeines Herz-Kreislauf-Training von Wert sein kann, wofür
sich die Bezeichnung Fitness-Training eingeführt hat.
[0003] Bei leistungsphysiologischen Tests geht es um sportmedizinische oder kardiologische
Diagnostik, bei Rehabilitationsmaßnahmen um die Behandlung vorwiegend von Unfallverletzten
oder von Herzpatienten; für diese Zwecke ist es unerläßlich, daß die Vorrichtung eine
Reihe zuverlässiger Meßdaten liefert. Bei vielen Herzkrankheiten, so bei Erkrankungen
der Koronararterien, liegt im Ruhezustand des Patienten eine klinisch kaum erfaßbare
Korrelation zwischen pathologisch-anatomischem Substrat und Funktionsstörungen vor,
so daß zur adäquaten Funktionsbeurteilung für gewöhnlich eine sogenannte Belastung
erforderlich ist, wie dies in der betreffenden Fachliteratur, etwas abweichend von
den Begriffen der technischen Mechanik, einheitlich genannt wird.
[0004] Unter vielen verschiedenen Belastungsmöglichkeiten ist heute eine sog. muskuläre
Arbeitsbelastung die klinisch am besten eingeführte und erprobte Methode. Dabei muß
der Belastungsgrad meßbar und so stark sein, daß er gestattet, funktionell Gesunde
von Kranken zu unterscheiden und die funktionelle Leistungsbreite des Untersuchten
oder Patienten zu messen. Als therapeutische Maßnahme unterliegt die Belastung im
Prinzip denselben Grundsätzen der modernen Trainingslehre, wie sie für das Training
von Gesunden gelten, und wonach ein gewünschter Trainingseffekt eine Belastungsdosierung
von ausreichender Intensität, Dauer und Häufigkeit voraussetzt, nur ist im Falle
der Therapie die Dosierung anhand einer genauen, umfassenden Diagnose und zuverlässiger
Meßwerte und Überwachungsmaßnahmen jedenfalls vorsichtiger zu wählen; aber auch hierbei
liefert wiederholte Messung der funktionellen Leistungsbreite die nötige Information
über eine etwaige Besserung im Zustand des Patienten oder über eine womöglich nötige
Änderung in der Dosierung der Belastungstherapie.
[0005] Für die vorstehenden Zwecke hat man bisher vorwiegend sogenannte Fahrradergometer
verwendet, bei denen der Benutzer auf einer Art Sattel Platz nimmt und eine Lenkstangen
atrappe, um sich festhalten zu können, sowie Pedale ähnlich wie beim Fahrrad zur Verfügung
hat. Es handelt sich um einen aufwendigen, schweren, viel Platz benötigenden Apparat,
so daß er als Heimtrainer kaum in Betracht kommt, und als besonderer Nachteil wird
empfunden, daß Sitzposition und Körperhaltung wesentlich anders sind als beim persönlichen,
gewohnten Fahrrad. Dies läßt sich wohl auch grundsätzlich nicht beheben, denn die
Fahrräder sind in dieser Hinsicht derart unterschiedlich gestaltet, daß es ausgeschlossen
ist, dies bei einem Fahrradergometer generell zu imitieren. Nicht zuletzt entspricht
da der sogenannte Tretkomfort nicht demjenigen eines Fahrrades, was bei der Benutzung
irritierend und hinderlich wirkt, und bei einigen Ausführungsformen ist die Auswertung
der gelieferten Daten derart kritisch oder mühsam, daß es eine besondere Bedienungsperson
voraussetzt und dem schwitzenden und keuchenden Benutzer nicht auch noch zugemutet
werden kann, z.B. laufendes Kopfrechnen zur Multiplikation von Drehmomenten und Drehzahlen
plus minus diese oder jene Korrektur.
[0006] Es sind auch schon Rollensysteme bekannt geworden, in deren Haltevorrichtung der
Benutzer das eigene Fahrrad einbaut. Es handelt sich dabei um sperrige Gestelle,
welche auch die Lenkstange und die damit schwenkbaren Teile des Fahrrades fixieren,
und diese Rollensysteme gestatten weder eine Dosierung noch eine Messung des Belastung
des Benutzers, so daß sie eher eine Art Spielzeug als ein Trainingsgerät darstellen
und für diagnostische oder therapeutische Zwecke gänzlich untauglich sind. Da ist
der Antrieb (Fahrrad) separat, dem Einfluß des Herstellers entzogen und eine von
ihm nicht beeinflußbare Variable, weitere Probleme bestehen durch Reifen, Rollen uzw.
- hier weiter unten wird das verdeutlicht -, und so hat man seit vielen Jahren geglaubt,
eine Lösung aller dieser Probleme bis zur Tauglichkeit eines Rollensystems für die
erwähnten Zwecke sei unmöglich. Statt dessen ist nach dem einen Vorschlag dieser
Art nicht einmal eine Bremsung der Rollen als Mindestausstattung vorgesehen, und soweit
eine solche in Betracht gezogen wurde, dann ähnlich wie auch bei bekannten Fahrradergometern
in der Form einer mechanischen Bremse, die durch Abnutzung und Verschmutzung nicht
gleichbleibend arbeitet, also unkontrollierbare Fehler in Meßresultate bringt, sowie
Geräusch erzeugt.
[0007] Für die Erfindung ergab sich angesichts dieses Standes der Technik die Aufgabe, die
darin erkannten Mängel und Nachteile zu beheben und insbesondere eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei bescheidenem Aufwand und äußerst
geringen Abmessungen in einer Grundausführung für kontrolliertes Leistungstraining
sowie mit einigen Ergänzungen auch für die anspruchsvollen Zwecke der Diagnostik
und Therapie voll tauglich ist. Die Erfindung erreicht dies mit der Kombination der
folgenden Merkmale:
a) Die Vorrichtung besitzt eine verstellbare Halterung für ein darauf zu befestigendes
Fahrrad, welche so ausgebildet ist, daß sie an dessen nicht mit seinem Lenker schwenkbaren
Teil angreift;
b) die Vorrichtung besitzt mindestens zwei drehbar gelagerte, unter dem Hinterrad
des Fahrrades anzuordnende, von diesem anzutreibende Rollen;
c) mindestens eine der Rollen ist direkt oder über einen Riemen und/oder über ein
Getriebe mit einem Schwungrad verbunden;
d) vom Schwungrad oder von einer mit ihm verbundenen Bremsscheibe aus metallischem
Werkstoff um eine Luftspaltbreite getrennt, ist ein Magnet angeordnet, der hiermit
eine bei Drehung der Rollen zur Wirkung gelangende Wirbelstrombremse bildet;
e) der Luftspalt ist verstellbar;
f) die Vorrichtung besitzt eine Meß- und Anzeigeeinrichtung zumindest für das von
der Wirbelstrombremse ausgeübte Bremsmoment oder für einen hiervon abgeleiteten Wert.
[0008] Demgemäß verwendet der Benutzer sein gewohntes Fahrrad, so daß Sitzposition und Körperhaltung
für ihn günstig sind und er mit einer womöglich vorhandenen Gangschaltung seine Tretfrequenz
den jeweiligen Gegebenheiten anpassen kann - ganz wie gewohnt, so daß zur körperlichen
nicht auch noch ungewöhnliche psychische Beanspruchung hinzukommt und er in der jenigen
Körperhaltung beansprucht wird, in der er schon mehr oder weniger vortrainiert ist,
was insbesondere eine relative Überbeanspruchung sonst nicht trainierter Muskeln ausschließt.
[0009] Die neue Vorrichtung kann so klein ausgeführt werden, daß sie sich nur unter und
dicht neben dem Bereich des Hinterrades erstreckt, dort kaum auffallend und daneben
lediglich auf der einen Seite kaum bis zur Radnabe aufragend. Dies wird u.a. dadurch
möglich, daß die Halterung des Fahrrades, z.B. mit einem etwa viertelkreisförmis
abgebogenen Rohr, das in einer unten an der Vorrichtung befestigten Hülse schwenkbar,
ausziehbar und feststellbar ist und mit seinem oberen z.B. gabelförmigen Ende am
Sattelträger angreift, hierauf beschränkt bleibt und nicht auch noch den mit den Lenker
schwenkbaren Teil des Fahrrades irgendwie führt, festlegt und in ein Gestell einspannt.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß dies so - entgegen bisheriger Meinung - durchaus
genügt, ja sogar für den Benutzer besser und angenehmer gegenüber starrer Festlegung
des Lenkers und des Vorderrades ist, so daß der Vorteil geringen Platzbedarfes nicht
etwa mit einem Nachteil erkauft wurde.
[0010] Für gewöhnlich wird man zwei Rollen anordnen, auf denen das Hinterrad aufliegt,
und die es antreibt; kommt eine dritte Rolle hinzu, so ist sie federnd nachgiebig
zu lagern. Anstelle der Trägheit der mit dem Fahrrad auf der Straße bewegten Massen
kommt hier dem Schwungrad die wichtige Funktion zu, für Tretkomfort zu sorgen; hierzu
muß es schwer sein oder durch ein Übersetzungsgetriebe auf eine hohe Drehzahl gebracht
werden. U.a. ein kräftiger Dauermagnet eignet sich als Magnet für die Wirbelstrombremse,
er macht sie netzunabhängig. Die Wirbelstrombremse besitzt die für den vorliegenden
Zweck einzigartigen Vorteile, verschleißfrei¸ unveränderlich und geräuschlos zu arbeiten
und auf einfachste Weise sowohl über ihre Luftspaltbreite in weiten Grenzen verstellbar
zu sein als auch den für jede seriöse Anwendung zumindest erforderlichen Meßwert zu
liefern, der auf die Belastung des Benutzers schließen läßt und deren Dosierung ermöglicht.
[0011] Dieser Meßwert kann das von der Wirbelstrombremse ausgeübte Bremsmoment sein, das
man in der Weise ermitteln kann, daß der Magnet drehbar gelagert und mit einem Pendel
verbunden ist; dieses kann seinerseits einen Zeiger über einer Skala bewegen - oder
eine Skala gegenüber einem Zeiger -, wobei es zweckmäßig ist, die Skala in einer Leistungsgröße
wie z.B. Watt zu eichen und sie wenigstens dreifach anzuordnen, etwa mit den drei
Parametern 20, 30 und 40 km/Std. Nun sage man nicht kurzerhand, das sei falsch: Gemessen
werde ein Moment, und mag die Belastung des Benutzers auch eine Leistung sein, so
sei diese doch nicht einfach eine Funktion nur des Moments, sondern gleich dem Produkt
aus diesem und der ja sehr unterschiedlich zu wählenden Drehzahl. Tatsächlich ist
es aber so, daß man auf diese Weise mit einfachsten Mitteln für durchschnittliches
Heimtraining hinreichend genaue Werte erhält: Die Eichung der drei Leistungsskalen
kann für deren Geschwindigkeitsparameter durchaus genau sein, und der Benutzer vermag
die seiner Tretfrequenz und Belastung entsprechende Fahrgeschwindigkeit, erfahrungsgemäß
für diese Zwecke hinreichend, einigermaßen abzuschätzen und sie grob angenähert auf
einen der Parameterwerte zu bringen. Es ist auch zu bedenken, daß sich ein Training
unter natürlichen Umständen für gewöhnlich auf gar keine derartigen Meßwerte stützen
kann; und schließlich hat mancher Radfahrer an seinem Fahrrad einen Geschwindigkeitsmesser.
Dieser müßte allerdings ein ungewöhnlich prä zises Stück sein und ausnahmsweise auf
den jeweils gegebenen Raddurchmesser geeicht sein, wenn er Genaueres als die Schätzung
des Radfahrers ergeben soll. Im übrigen kann man für Benutzer, die es genauer wissen
wollen oder müssen, einen Geschwindigkeitsmesser auch als auf Wunsch lieferbare Sonderausstattung
der neuen Vorrichtung vorsehen.
[0012] Man hatte bisher nicht erkannt, daß bei den Rollensystemen die Reibungsverluste
beträchtlich sind, die vom Benutzer aufgebracht werden müssen, durch eine bloße Messung
der Abbremsung jedoch nicht erfaßt werden können. Eine Übernahme der von Fahrradergometern
her bekannten Meßmethoden hätte daher zu Fehlern geführt, die wenigstens für diagnostische
und therapeutische Zwecke nicht tolerierbar wären. Der hier gemachte Vorschlag ist
daher sehr wesentlich, die Meß- und Anzeigeeinrichtung so auszubilden, daß eine Korrektur
der von ihr geleiferten Meßwerte entsprechend den Reibungsverlusten in der Vorrichtung
stattfindet oder erzielt werden kann, derart daß die Anzeige wenigstens annähernd
auf die vom Benutzer erbrachte Leistung schließen läßt. In diesem Zusammenhang hat
der Erfinder einen weiterhin entscheidenden Beitrag geleistet durch die Erkenntnis,
daß die Reibungserluste linear und in wesentlichem Maße vom Gewicht des Benutzers
abhängen, sowie durch den Gedanken, demgemäß auch ihre Korrektur hiervon abhängig
zu machen. Dies hat die Voraussetzung für eine kompromißlose Verwendbarkeit solcher
Rollensysteme auch im Falle der Verwendung für diagnostische und therapeutische Zwecke
geschaffen.
[0013] Die Korrektur zur Berücksichtigung der Reibungsverluste kann z.B. durch Verstellen
des Luftspaltes der Wirbelstrombremse oder der wirksamen Länge des Pendels oder der
Winkellage seines Schwerpunktes - hierzu kann man auch ein Zusatzgewicht am Pendel
verstellbar machen -, oder auch in der Anzeigeeinrichtung z.B. durch Verstellen eines
ihr zugeordneten Zeigers relativ zur zugehörigen Skala. Im letzteren Falle ist allerdings
die Nichtlinearität der Skala zu beachten und bei der Ausbildung der Verstellung zu
berücksichtigen, während bei Verstellung des Pendels oder eines Zusatzgewichtes am
Pendel die Sinusfunktion seines Ausschlagwinkels automatisch auch in den Korrekturwert
eingeht. Erfolgt die Anzeige elektrisch, so ergeben sich weitere naheliegende und
an sich bekannte Möglichkeiten für diese Korrektur, auch schon auf einfachster Ebene
wie z.B. mit Hilfe eines entsprechend nichtlinearen Potentiometers.
[0014] Bei diesen Korrekturmaßnahmen kann das Gewicht des Benutzers von Hand einstellbar
gemacht sein, es kann aber auch automatisch erfaßt werden durch eine in der Vorrichtung
vorgesehene Waage z.B. mit einem druckabhängigen Halbleiter unter mindestens einem
der Rollenlager und Einbeziehung der zugehörigen Schaltung in eine elektrische Anzeigeeinrichtung
der vorerwähnten Art, die dann "narrensicher" arbeitet; das Gewicht-Einstellen kann
nicht vergessen werden. Im Gegensatz zu Maßnahmen dieser Art wäre eine Korreturtabelle
oder ein hierfür zu benutzendes Diagramm ein eher unbequemer Behelf.
[0015] Das im Rahmen der Erfindung gelöste Problem der vom Gewicht des Benutzers stark
abhängigen Reibungsverluste besteht bei den Fahrradergometern deshalb nicht, weil
bei ihnen dieses Gewicht nicht auf rotierenden Teilen lastet. Das Ausmaß dieser Abhängigkeit
bei Rollensastemen und damit die Bedeutung der Reibungsverluste-Korrektur unter Berücksichtigung
des Benutzergewichts wird durch das folgende Zahlenbeispiel verdeutlicht: Bei einem
ausgeführten Exemplar und einer Drehzahl entsprechend einer Fahrgeschwindigkeit von
20 km/Std. nahmen die Reibungsverluste um 30 Watt zu, wenn sich ein 60 kg schwerer
Benutzer auf das Fahrrad setzte, und um 45 Watt, wenn ein 90 kg-Benutzer es tat -
die da vielleicht 150 oder 250 Watt leisten sollten, woran man erkennt, wie groß die
Bedeutung dieser Korrektur ist. Das Fahrrad selber wiegt viel weniger, und die Gewichte
verschiedener Fahrräder weichen nur geringfügig voneinander ab, d.h. es wäre übertrieben,
diese Unterschiede auch noch berücksichtigen zu wollen. Weitere Ver luste entstehen
durch die Walkarbeit der Reifen auf den Rollen, aber man kann mit der Vorschrift,
einen bestimmten Reifendruck einzustellen - z.B. 5 atü -, für definierte Werte dieser
Verluste sorgen, so daß man sie in der Korrektur mit berücksichtigen kann. Sogenannte
Ballonreifen würden sich diesem Konzept nicht einfügen und brauchten ein spezielles,
aber sie sind heute kaum noch gebräuchlich.
[0016] Ist die neue Vorrichtung mit einem Drehzahlmesser versehen, so kann dieser eine
in Drehzahlen und/oder entsprechenden Fahrgeschwindigkeiten geeichte Anzeige besitzen;
er kann aber auch so eingerichtet sein, daß die Verwertung seiner Meßwerte anderweitig
erfolgt, z.B. in einer mechanischen oder elektrischen Einrichtung an sich bekannter
Art, die das Produkt aus den jeweiligen Meßwerten des Bremsmoments und der Drehzahl
bildet. Dabei kann, soweit sie nicht schon im Zusammenhang mit anderweitiger Messung
erfolgt ist, eine Korrektur mindestens eines dieser Meßwerte, statt dessen oder zusätzlich
auch des Produkts vorgesehen sein, derart daß das Produkt wenigstens annähernd gleich
der vom Benutzer erbrachten Leistung ist.
[0017] Zur Erhöhung des Bedienungskomforts der neuen Vorrichtung kann man eine Anzeigeeinrichtung
für die jeweils eingestellte Luftspaltbreite vorsehen, die man dann auf Grund von
Erfahrungen oder eines Diagramms oder einer Tabelle auf einen wenigstens ungefähren
Wert voreinstellen kann. Die Luftspaltbreite kann auch in einer womöglich vorgesehenen
elektronischen Einrichtung zur Eingabe und Ausgabe von Daten verwertet werden. Weiterer
Bedienungskomfort läßt sich dadurch erzielen, daß man bei bestimmten oder vorwählbaren
Werten dieses oder jenes Parameters eine Kontrollampe aufleuchten läßt, was dem Benutzer
das Ablesen auf einer Skala oder einer numerischen Anzeige erspart. Das ist nicht
übertrieben, wobei man nur an Brillenträger zu denken braucht, die sicherlich froh
und dankbar sind, wenn sie bei dieser schweißtreibenden Beschäftigung nicht die Brille
tragen müssen, bloß um Skalen oder Zahlen ab lesen zu können. Zu denken ist auch
an die Krankenschwester, die bei diagnostischem oder therapeutischem Gebrauch der
Vorrichtung für gewöhnlich anwesend ist und Daten ablesen und notieren muß; diese
Arbeit wird für sie wesentlich leichter und angenehmer, wenn sie zum Ablesen nicht
auf nächste Nähe herangehen und den Kopf zwischen die Beine des schweißtriefenden
Patienten stecken muß, sondern aus sicherer Distanz bloß das Aufleuchten von Lampen
zu beobachten braucht. Es ist auch ein allgemeiner Trend in der heutigen Technik,
sich um Bedienungskomfort zu bemühen und hierbei "Komfort" nicht als Luxus, sondern
als eine mitmenschliche Pflicht zur Erhöhung der Lebensqualität zu verstehen.
[0018] Die neue Vorrichtung kann auch, mit einem Pulsfrequenzmesser als Zubehör kombiniert,
eine Einrichtung besitzen, welche aus der ermittelten Leistung und der hierbei im
stationären Zustand sich einstellenden Pulsfrequenz des Benutzers unter Mitberücksichtigung
seines Geschlechts, Alters und Körpergewichts sein maximales Sauerstoff-Aufnahmevermögen
ermittelt und anzeigt. Bekannte Mikroprozessoren leisten dies ohne weiteres; Geschlecht
und Alter des Benutzers können nur eingegeben werden, und wird sein Gewicht von der
Vorrichtung nicht gemessen, so muß es ebenfalls eingegeben werden. Obendrein kann
auch ein Betriebsstundenzähler und eine Einrichtung vorgesehen sein, welche aus den
auf diese Weise verfügbaren Daten den Kalorienverbrauch und die geleistete Arbeit
des Benutzers in Trainingseinheiten oder Joule ermittelt und anzeigt. Derartige Einrichtungen
sind an sich bekannt und bedürfen daher hier keiner näheren Beschreibung.
[0019] Weil sich die neue Vorrichtung unter und auf der einen Seite neben dem Hinterrad
des Fahrrades befindet, muß der Benutzer sich zum Ablesen gelegentlich umwenden,
wenn die Anzeigeeinrichtung oder deren Mehrzahl unmittelbar darauf angebracht ist;
man kann sie statt dessen, um ihm diese oder die kaum geringere Unbequemlichkeit des
Ablesens über einen Rückblickspiegel zu ersparen, vor dem Benutzer in dessen Blick
feld anordnen und zur Übertragung der Meß- oder Anzeigewerte dorthin an sich bekannte
mechanische oder elektrische Mittel vorsehen (biegsame Welle, Kabel usw.).
[0020] Die neue Vorrichtung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert,
die eine einfache Ausführungsform im Schnitt durch ihre Wirbelstrombremse zeigt.
[0021] Auf Rahmenteilen 1 und 2, an denen über einen Ansatz 3 eine Hülse 4 befestigt ist
und ein Rohr 5 mittels einer Klemmschraube 6 festhält, das mit seinem oberen, nicht
gezeichneten Teil ein nicht gezeichnetes Fahrrad z.B. an dessen Sattelträger festhält,
ist eine hinter der Schnittebene befindliche Rolle 7 auf einer Welle 8 in einem Lager
9 auf einer Stütze 10 gelagert; am rechten, nicht gezeichneten Ende ist die Rolle
7 ähnlich gelagert. Vor der Schnittebene, daher nicht sichtbar, ist eine weitere Rolle
gleich der Rolle 7 zu denken; auf den Rollen lastet das Hinterrad des Fahrrades.
[0022] Auf der Welle 8 ist ein Zahnrad 11 befestigt, und auf der Welle der vor der Schnittebene
liegenden zweiten Rolle ist ein dem Zahnrad 11 gleiches Zahnrad zu denken. Über diese
beiden Zahnräder und über ein Zahnrad 13 auf der Welle der Wirbelstrombremse läuft
ein Zahnriemen 12.
[0023] Das Zahnrad 13 ist auf einer Lagerbüchse 14 drehbar gelagert und über angedeutete
Schrauben mit einer Bremsscheibe 20 z.B. aus Aluminium verbunden, in welcher ein
Dauermagnet 24 bei Drehung der Bremsscheibe Wirbelströme induziert. Auf der Bremsscheibe
20 ist ein Schwungradkranz 21 aus einem schweren Metall befestigt. Der Dauermagnet
24 ist auf einer Lagerbüchse 26 drehbar gelagert, und über einen Steg 22 ist an ihm
ein Gewicht 23 befestigt, wodurch ein Pendel gebildet ist.
[0024] Die Lagerbüchse 14 besitzt an ihrem links gezeichneten Ende einen Flansch, der eine
axiale Verschiebung der Bremsscheibe 20 verhindert; an ihrem rechts gezeichneten
Ende ist die Lagerbüchse 14 durch eine Traverse 17' des Rahmens geschraubt und vor
dieser durch eine Gegenmutter 19 samt Unterlegscheibe gesichert. Das nötige Mindestspeil
des Zahnrades 13 und der damit verbundenen Bremsscheibe 20 sowie einer Beilage 15
in axialer Richtung wird dadurch eingestellt, daß man die Lagerbüchse 14 mehr oder
weniger weit in die Traverse 17' einschraubt. Hiernach schraubt man einen Gewindebolzen
16 in der Zeichnung von links her in eine mit dem Rahmen verbundene Traverse 17 und
durch eine Keilriemenscheibe 25 in die Lagerbüchse 14 ein und sichert ihn außen mit
einer Gegenmutter 18.
[0025] Die Lagerbüchse 26 ist bis zum Anschlag in die Keilriemenscheibe 25 eingeschraubt
und sorgt mit einem Flansch an ihrem anderen Ende für nur minimales Axialspiel des
Dauermagneten 24. Durch Verdrehen der Keilriemenscheibe 25 auf dem Gewindebolzen
16 wird der Dauermagnet 24 der Bremsscheibe 20 genähert oder von ihr entfernt, d.h.
hiermit ist eine gewünschte Luftspaltbreite a der Wirbelstrombremse einstellbar.
Ein nicht gezeichneter Keilriemen verbindet die Keilriemenscheibe 25 mit einer nicht
gezeichneten Einrichtung zum Einstellen der Luftspaltbreite a. Man erkennt, daß diese
im Falle eines Pendelausschlages der Teile 22 und 23 und somit einer Verdrehung nur
des Dauermagneten 24, nicht auch der Keilriemenscheibe 25, nicht verändert wird.
[0026] Eine einfache Anzeigeeinrichtung für das Bremsmoment der Wirbelstrombremse ist ebenfalls
nicht gezeichnet; sie kann z.B. aus einer Skala auf dem Außenumfang des Dauermagneten
24 und einem am Rahmen befestigten Zeiger bestehen.
1. Vorrichtung zur Durchführung eines Leistungstrainungs, von leistungsphysiologischen
Tests oder von medizinischen, insbesondere sportmedizinischen oder kardiologischen
Rehabilitationsmaßnahmen,
gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
a) Die Vorrichtung besitzt eine verstellbare Halterung (4-6) für ein darauf zu befestigendes
Fahrrad, welche so ausgebildet ist, daß sie an dessen nicht mit seinem Lenker schwenkbaren
Teil angreift;
b) die Vorrichtung besitzt mindestens zwei drehbar gelagerte, unter dem Hinterrad
des Fahrrades anzuordnende, von diesem anzutreibende Rollen (7);
c) mindestens eine der Rollen (7) ist direkt oder über einen Riemen (12) und/oder
über ein Getriebe (11, 13) mit einem Schwungrad (21) verbunden;
d) vom Schwungrad (21) oder von einer mit ihm verbundenen Bremsscheibe (20) aus metallischem
Werkstoff um eine Luftspaltbreite (a) getrennt, ist ein Magnet (24) angeordnet, der
hiermit eine bei Drehung der Rollen (7) zur Wirkung gelangende Wirbelstrombremse bildet;
e) der Luftspalt (a) ist verstellbar;
f) die Vorrichtung besitzt eine Meß- und Anzeigeeinrichtung zumindest für das von
der Wirbelstrombremse ausgeübte Bremsmoment oder für einen hiervon abgeleiteten
Wert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (24) drehbar
gelagert und mit einem Pendel (22, 23) verbunden ist, so daß dessen Ausschlag ein
Maß für das Bremsmoment ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Anzeigeeinrichtung
so ausgebildet ist, daß eine Korrektur der von ihr gelieferten Meßwerte entsprechend
den Reibungsverlusten in der Vorrichtung stattfindet oder ermöglicht ist, derart
daß die Anzeige wenigstens annähernd auf die vom Benutzer erbrachte Leistung schließen
läßt oder mit ihr übereinstimmt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur in Abhängigkeit
vom Gewicht des Benutzers erfolgt, und daß hierzu ein Verstellen des Luftspaltes (a)
der Wirbelstrombremse oder der wirksamen Länge des Pendels (22, 23) oder der Winkellage
seines Schwerpunktes oder in der Anzeigeeinrichtung ein Verstellen eines ihr zugeordneten
Zeigers relativ zur zugehörigen Skale vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Drehzahlmesser
ausgestattet ist, welcher eine in Drehzahlen und/oder entsprechenden Fahrgeschwindigkeiten
geeichte Anzeige besitzt, und/oder daß er so eingerichtet und angeordnet ist, daß
die Verwertung seiner Meßwerte anderweitig erfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5 oder 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine mechanische oder elektrische Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige des Produktes
aus den jeweiligen Meßwerten des Bremsmoments und der Drehzahl enthält, wobei eine
Korrektur mindestens eines der Meßwerte und/oder des Produkts entsprechend den Reibungsverlusten
in der Vorrichtung vorgesehen ist, derart daß das Produkt wenigstens annähernd gleich
der vom Benutzer erbrachten Leistung ist.
7) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung
für die jeweils eingestellte Breite (a) des Luftspaltes vorgesehen ist.
8) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie, mit einem Pulsfrequenzmesser
als Zubehör kombiniert,eine Einrichtung besitzt, welche aus der ermittelten Leistung
und der hierbei im stationären Zustand sich ein stellenden Pulsfrequenz des Benutzers
unter Mitberücksichtigung seines Geschlechts, Alters und Körpergewichts sein maximales
Sauerstoff-Aufnahmevermögen ermittelt und anzeigt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie obendrein mit einem
Betriebsstundenzähler versehen ist und eine Einrichtung besitzt, welche aus den hierdurch
verfügbaren Daten den Kalorienverbrauch und die geleistete Arbeit des Benutzers in
Trainingseinheiten oder Joule ermittelt und anzeigt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzeigeeinrichtung oder deren Mehrzahl vor dem Benutzer in dessen Blickfeld
angeordnet ist, und daß zur Übertragung der Meß- oder Anzeigewerte dorthin an sich
bekannte mechanische oder elektrische Mittel vorgesehen sind.