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DE20004865U1 - Direktantrieb für elektrische Laufmaschine - Google Patents

Direktantrieb für elektrische Laufmaschine

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DE20004865U1
DE20004865U1 DE20004865U DE20004865U DE20004865U1 DE 20004865 U1 DE20004865 U1 DE 20004865U1 DE 20004865 U DE20004865 U DE 20004865U DE 20004865 U DE20004865 U DE 20004865U DE 20004865 U1 DE20004865 U1 DE 20004865U1
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Description

Direktantrieb für elektrische Laufmaschine
Die Erfindung betrifft einen Direktantrieb für elektrische Laufmaschine, insbesondere einen Direktantrieb, der die Laufbahn in der Art eines bürstenlosen Motors mittels eines Rades direkt antreibt.
Die Laufmaschine ist ein Trainingsgerät. Im Vergleich mit der mechanischen Laufmaschine hat die elektrische Laufmaschine die Möglichkeit, die Geschwindigkeit einzustellen. In Figur 1 und 2 ist der herkömmliche Antrieb der elektrischen Laufmaschine gezeigt, der einen Motor (12) mit Reduziergetriebe umfaßt, der mittels eines Riemens oder einer Kette (13) das Rad (14) an der Rolle (15) antreibt, die die Laufbahn mitfuhrt (16). Der Nachteil dieser Antreibsweise besteht darin, daß der Riemen oder die Kette (13) Geräusch und Vibration erzeugen kann. Außerdem dreht die Antriebsachse des Motors (12) sehr schnell und weist ein kleines Drehmoment auf, so daß die Antreibsachse nicht direkt die Rolle (15) zum Drehen antreiben kann und das Reduziergetriebe sowie das Rad (14) benötigt, um das Drehmoment zu vergrößern. Beim Stromausfall ist dieser Laufmaschine unbrauchbar, da die Laufbahn (16) die Rolle (15) nicht mitführen kann. Außerdem kann der Riemen oder die Kette einen Verschleiß nicht vermeiden, so daß die Lebensdauer kürzer ist.
Aufgaben der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Direktantrieb für elektrische Laufmaschine zu schaffen, der auf einen Riemen oder eine Kette verzichten kann, so daß der Antrieb geräusch- und vibrationsarm ist.
Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, einen Direktantrieb für elektrische Laufmaschine zu schaffen, der einen kleinen Verschleiß aufweist, so daß die Lebensdauer länger ist.
Der Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde, einen Direktantrieb für elektrische Laufmaschine zu schaffen, der bei der Stromversorgung als eine elektrische Laufmaschine und beim Stromausfall als eine mechanische Laufmaschine arbeiten kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung der herkömmlichen Laufmaschine.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Antriebs gemäß Figur 1.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Erfindung.
Figur 4 zeigt eine Explosionsdarstellung der Erfindung.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Figur 7 zeigt eine Blockschaltung des Netzteils der Erfindung.
Wie aus Figur 3 bis 6 ersichtlich, umfaßt die Erfindung
eine feststehende Achse (2), die an der vorderen Seite des Gestells (11) befestigt ist,
eine Rolle (3), die die Laufbahn (16) zum Drehen mitführt, wobei die Rolle (3) einen Hohlraum (31) aufweist und an den beiden Enden jeweils mit einem U-förmigen Rad (4) versehen ist, dessen Öffnung nach außen weist, dessen Achsloch (41) ein Lager (42) aufnimmt und dessen Innenwand mit einer Vielzahl von Permanentmagneten (43) versehen ist, wodurch die Rolle (3) und die Räder (4) zusammen um die feststehende Achse (2) drehen können.
einen Eisenkern (5), der als Stator dienen kann, und seine Wicklung (6), die an einem Support (7) befestigt sind, der ein Verbindungsloch (71) aufweist und durch einen Raststift (21) oder dergleichen an der feststehenden Achse (2) positioniert ist, wodurch sich der Eisenkern (5) und die Wicklung (6) nahe an der Innenwand des Rades (4) befinden und mit den Permanentmagneten (43) gekuppelt sind, so daß ein bürstenloser Motor (M) gebildet ist, und
einen Netzteil (8), der einen Stecker (81) zum Anschluß an den Wechselstrom aufweist und über eine Signalleitung (82) mit dem Steuerfeld (nicht dargestellt) auf dem Gestell (11) verbunden ist, das den
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Stromwert der Wicklung (6) und somit die Drehzahl der Räder (4) und der Rolle (3) steuern kann.
Wenn der Stecker (81) an den Wechselstrom angeschlossen ist, versorgt der Netzteil (8) die Wicklung (6) mit einem vorbestimmten Stromwert, wodurch das gekuppelte Rad (4) zum Drehen angetrieben wird, wie ein bürstenloser Motor (M) funktioniert. Da die Räder (4) und die Rolle (3) miteinander verbunden sind und sich synchron bewegen, wird die Laufbahn (16) direkt von der Rolle (3) angetrieben, ohne einen Riemen oder eine Kette verwenden zu müssen, wenn das Rad (4) wie der Rotor des bürstenlosen Motors (M) wegen des Magnetfelds dreht, das die Wicklung (6) erzeugt. Daher ist die Erfindung geräusch- und vibrationsarm. Da die Wicklung (6) durch das Magnetfeld das Rad (4) antreibt, ist das Problem mit dem Verschleiß nicht vorhanden, so daß die Lebensdauer verlängert wird.
In Figur 5 ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem der Eisenkern (5), die Wicklung (6) und der Support (7), die den Stator bilden, nur in einem Rad (4) angeordnet sind, das durch das Magnetfeld, das die Wicklung (6) erzeugt, angetrieben wird. Um das Drehmoment zu vergrößern, sind die beiden Räder (4) eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung in Figur 6 jeweils mit den Permanentmagneten (43) und einem solchen Stator, d.h., Eisenkern (5), Wicklung (6) und Support (7), versehen, wobei die Wicklungen (6) in der parallelgeschalteten Weise synchron vom Netzteil (8) mit Strom versorgt werden, wodurch die beiden Räder (4) synchron angetrieben werden.
In Figur 7 ist eine Blockschaltung eines Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen Netzteils gezeigt, in der der durch den Stecker (81) einfließende Wechselstrom in einem Elektromagnet-Interferenzfilter (83) gefiltert, in einem Gleichrichter (84) gleichgerichtet und über einen Leistungsverstärker (85) dem bürstenlosen Motor (M) zugeführt wird. Durch einen Hallinduktor (861) neben dem bürstenlosen Motor (M) wird ein Stellungs(Winkel)signal an den Mikroprozessor (86) gesendet, dessen Ausgangssignal mittels einer Geschwindigkeits-Rückkopplungsschaltung (862) und einer Strom-Rückkopplungsschaltung (863) über einen Geschwindigkeitsdifferenzverstärker (864) und einen
Drehmomentdifferenzverstärker (865) auf den Mikroprozessor (86)
rückgeführt wird, der dann die Antriebseinheit (87) veranlaßt, den bürstenlosen Motor (M) zum Drehen mit der vorbestimmten Drehzahl anzutreiben. Nach dem Gleichrichter (84) ist eine Überspannungsschutzschaltung (88) und nach dem Leistungsverstärker (85) ist eine Überstromschutzschaltung (89) geschaltet, um den ganzen Schaltkreis und den bürstenlosen Motor (M) zu schützen.
Durch den obengenannten Aufbau des Netzteils kann der Geschwindigkeitsbefehl des Benutzers, der durch das Steuerfeld (nicht dargestellt) eingegeben wird, über die Signalleitung (82) an den Geschwindigkeitsdifferenzverstärker (864) gesendet werden, dessen Ausgangssignal im Drehmomentdifferenzverstärker (865) mit dem Ausgangssignal der Strom-Rückkopplungsschaltung (863) verglichen wird und auf den Mikroprozessor (86) rückgeführt wird, der dann die Drehzahl des bürstenlosen Motors (M) entsprechend einstellt.
Bei einem Stromausfall oder keiner Stromversorgung kann die erfmdungsgemäße Laufmaschine als eine mechanische Laufmaschine arbeiten, wobei die Rolle (3) durch das Treten auf der Laufbahn (16) des Benutzers mitbewegt wird und somit die Räder (4) mitführt, wodurch die Permanentmagnete (43) an der Innenwand des Rades Magnetenergie erzeugen, die die Wicklung (6) erregt, so daß Strom erzeugt wird. Daher kann die Erfindung im nicht bestromten Zustand als Stromerzeuger fungieren, um das Steuerfeld (nicht dargestellt) mit Strom zu versorgen.

Claims (1)

  1. Direktantrieb für elektrische Laufmaschine, der
    eine feststehende Achse (2), die an der vorderen Seite des Gestells (11) befestigt ist,
    eine Rolle (3), die die Laufbahn (16) zum Drehen mitführt, wobei die Rolle (3) einen Hohlraum (31) aufweist und an den beiden Enden jeweils mit einem U-förmigen Rad (4) versehen ist, dessen Öffnung nach außen weist, dessen Achsloch (41) ein Lager (42) aufnimmt und dessen Innenwand mit einer Vielzahl von Permanentmagneten (43) versehen ist, wodurch die Rolle (3) und die Räder (4) zusammen um, die feststehende Achse (2) drehen können,
    einen Eisenkern (5), der als Stator dienen kann, und seine Wicklung (6), die an einem Support (7) befestigt sind, der ein Verbindungsloch (71) aufweist und durch einen Raststift (21) oder dergleichen an der feststehenden Achse (2) positioniert ist, wodurch sich der Eisenkern (S) und die Wicklung (6) nahe an der Innenwand des Rades (4) befinden und mit den Permanentmagneten (43) gekuppelt sind, so daß ein bürstenloser Motor (M) gebildet ist, und
    einen Netzteil (8), der einen Stecker (81) zum Anschluß an den Wechselstrom aufweist und über eine Signalleitung (82) mit dem Steuerfeld auf dem Gestell (11) verbunden ist, das den Stromwert der Wicklung (6) und somit die Drehzahl der Räder (4) und der Rolle (3) steuern kann,
    umfaßt.
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