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Die Erfindung betrifft ein Bein-Trainingsgerät gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das Bein-Trainingsgerät eignet sich insbesondere als Downhill-Simulator für den Skisport.
Der alpine Skirennsport, insbesondere die Disziplinen Abfahrt und Super-G, ist geprägt durch maschinell sehr hart präparierte Pisten, durch hohe Geschwindigkeiten von bis zu 130 km/h in der Disziplin Abfahrt und von bis zu 110 km/h beim Super-G, und durch den vermehrten Einbau von Kurven entlang der Rennstrecke.
An die Athletinnen und Athleten werden dadurch neue Anforderungen gestellt. Trotz bester Pis- tenpräparation mit Niveauregulierungen werden kleinste Unebenheiten wegen der hohen Ge- schwindigkeiten als massive Schläge oder als sogenanntes "Rattem" wahrgenommen. Dies führt dazu, dass die Skier ständig vom Boden abgehoben werden und in dieser Zeit nicht steuerbar sind.
Dies wiederum erschwert es dem Athleten, die Rennstrecke in der optimalen Linie zu fahren. Da diese Schläge von den Athleten kaum voraussehbar sind, können sie nicht durch rechtzeitige Ausgleichsbewegungen kompensiert werden. Die Bewegungskoordination ist deshalb äussert schwierig und wird mit zunehmender Fahrtdauer durch steigende Ermüdung noch erschwert.
Aus der DE 298 18 001 U ist ein Trainingsgerät für den Snowboard- und Skisport der eingangs genannten Art bekannt. Mittels dieses Trainingsgeräts sollen Schläge simuliert werden, wie sie in Abfahrtsrennen auftreten. Das Gerät weist hierfür eine Belastungsplatte und eine motorisch ange- triebene Vibrationsvorrichtung mit einem Exzenterantrieb auf. Die Belastungsplatte ist mittels der Vibrationsvorrichtung in vertikale Schwingungen versetzbar, wobei die Schwingungsamplitude und/oder Schwingungsfrequenz der Vibrationsvorrichtung einstellbar ist. Der Athlet steht im Trai- ning vorzugsweise mit beiden Beinen auf der Belastungsplatte. Für ein spezielles Beintraining kann er jedoch auch nur mit einem Bein darauf stehen, wobei er mit dem anderen Bein auf einem lage- stabilen Untergrund steht.
Dieses Trainingsgerät weist den Nachteil auf, dass es zwar Vibrationen in die Beine einleitet und somit deren Muskulatur stärkt, dass jedoch nicht die tatsächlich im Ski- rennsport auftretenden Situationen simuliert werden.
Ein weiteres, einfacheres Trainingsgerät für den Skisport, welches ebenfalls eine vibrierende Belastungsplatte aufweist, ist aus der US 4,509,743 A bekannt. Die SU 1284572 A1 beschreibt ein Trainingsgerät, bei welchem Skier auf einer Plattform befestigt werden, wobei sich die Skispitzen mittels einer ferromagnetischen Flüssigkeit anheben lassen.
Die DE 196 34 396 A offenbart ein Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsappa- rats, wobei das Gerät zwei Trittflächen aufweist, die mittels eines Antriebsmechanismus im Gegen- takt oszillierend heb- und senkbar sind.
DE 90 04 385. 5 U beschreibt ein Trainingsgerät für den Abfahrtsskilauf mit zwei Standplatten, welche jede von einer Exzenterscheibe auf- und abbewegbar ist. Die Exzenterscheibe ist hierfür auf einer Drehwelle befestigt. Zudem sind die Standplatten über eine gemeinsame senkrechte Schwenkachse in bezug auf eine Grundplatte hin und her schwenkbar.
Ferner sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der US 6,052,114 A, Simulationsgeräte bekannt, welche in Videospielen eingesetzt werden, um dem Videospieler mittels beweglicher Teile für die Füsse (Teile 23, 24 in Fig. 6) ein körperliches Erlebnis der auf einem Bildschirm dargestellten Sportart zu vermitteln.
Die DE 44 26 975 C beschreibt eine Ganzkörper-Übungseinheit mit Fussstützplatten, welche mittels eines gemeinsamen Antriebs vibriert werden.
Wenn auch die aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemässen Trainingsgeräte durchaus geeignet sind, Muskeln des Bewegungsapparates zu stimulieren, hat es sich doch als nachteilig herausgestellt, dass die bekannten Trainingsgeräte konstruktionsbedingt nicht in der Lage sind, Pistenverhältnisse zu simulieren bzw. gezielte Bewegungen für die Rehabilitation zu generieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Trainingsgerät, insbesondere für den Skirennsport oder die Rehabilitation, zu schaffen, welches eine möglichst wirklichkeitsgetreue Simulation erlaubt.
Diese Aufgabe löst ein Bein-Trainingsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Das erfindungsgemässe Bein-Trainingsgerät weist zwei mindestens annähernd parallel zuein- ander angeordnete, ski-ähnliche Belastungsplatten auf, wobei jede der Belastungsplatten in ihrem in Plattenlängsrichtung vorderen und hinteren Bereich mit einer eigenen Vibrationseinheit wirkver- bunden ist.
Dadurch wird erreicht, dass der Athlet während der Simulation die Schläge über dieselbe
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Art - Medium erfährt, wie in der Wirklichkeit, das heisst über Skier. Durch die Verwendung von zwei getrennt regelbaren Elektromotoren und einer Schwinge für jeden Ski lässt sich ein einfaches und relativ kostengünstiges Trainingsgerät schaffen.
Das erfindungsgemässe Trainingsgerät eignet sich nicht nur zur Verwendung im Skirennsport, sondern auch in anderen Bereichen des Leistungsports. Es lässt sich femer im Fitnessstudio einsetzen, beispielsweise in Kombination mit einer visuellen Darstellung einer Skiabfahrt. Auch in der Rehabilitation findet es Verwendung, insbesondere im Bereich von postoperativen Behandlun- gen zur Schulung beziehungsweise Wiedererlangung der Bewegungskoordination, zur Schulung und Entwicklung der Muskulatur sowie zur Reanimation bei möglicher oder vorhandener Quer- schnittslähmung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispie- les, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Trainingsgerät und Figur 2 einen Querschnitt durch das Trainingsgerät gemäss Figur 1.
Das erfindungsgemässe Bein-Trainingsgerät weist gemäss Figur 1 einen Trägerrahmen 1 auf, welcher ähnlich wie die aus den Fitnesscenter bekannten Laufband-Geräte aufgebaut ist. Er weist zwei beabstandet voneinander angeordnete ortsfeste Vertikalträger 11 auf, welche oben durch jeweils in einen horizontal verlaufenden, ebenfalls ortsfester Handlauf 10 abgeschlossen sind. Auf der Innenseite jedes Vertikalträgers 11ist, wie in Figur 2 ersichtlich ist, ein möglichst sich über die gesamte Länge des Handlaufes 10 erstreckendes seitliches Trittbrett 12 angeordnet. Zwischen den zwei seitlichen ortsfesten Trittbrettern 12 ist ferner ein mittleres ortsfestes Trittbrett 13 vorhanden.
Diese Trittbretter 12,13 erleichtern das Betreten des Trainingsgerätes. Das Trainingsgerät verfügt über zwei mindestens annähernd parallel zueinander verlaufende Belastungsplatten 2,2', welche vertieft in den durch die Trittbretter 12,13 gebildeten Zwischenräumen angeordnet sind. Die Belas- tungsplatten 2, 2' sind ski-ähnlich geformt, das heisst sie sind schmal, länglich und weisen vorzugs- weise eine Biegefestigkeit auf, welche ungefähr derjenigen eines Rennskis entspricht. Sie unter- scheiden sich insofern von Skiern, als dass sie nicht notwendigerweise eine aufragende Spitze aufweisen und dass sie an ihrer Unterseite Befestigungsflächen zur Erstellung einer Verbindung mit einer der Vibrationseinheiten aufweisen. Im hier dargestellten Beispiel sind die Belastungsplat- ten 2,2' deshalb jeweils aus einer Profilschiene gebildet.
In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist sie durch zwei übereinander angeordnete Platten gebildet, welche zu- dem unterschiedliche Längen und Breiten aufweisen können. Auf jeder Belastungsplatte 2,2' ist eine Bindung 20 oder eine andere Fixierung für den Fuss beziehungsweise Schuh eines Athleten an- gebracht, vorzugsweise ist auch die Lage der Skibindung einstellbar, so dass die Athleten die für ihre jeweilige Trainingsart optimale Körperposition einnehmen können, zum Beispiel eine Vorlage oder eine Rücklage.
Jede Belastungsplatte 2, 2' ist in ihrem vorderen und hinteren Bereich mit einer eigenen Vibra- tionseinheit 4, 4', 5 wirkverbunden. In Figur 1 ist eine vordere Vibrationseinheit einer ersten Belas- tungsplatte 2 mit der Bezugsziffer 4 und eine hintere Vibrationseinheit derselben Belastungsplatte 2 mit der Bezugsziffer 5 versehen. Die vordere und hintere Vibrationseinheiten 4,5 sind dabei unabhängig voneinander angetrieben, so dass der vordere Bereich jeder Belastungsplatte 2,2' gegenüber dem hinteren Bereich in einer von dieser unabhängigen Frequenz vertikal bewegbar ist.
Vorzugsweise sind alle Vibrationseinheiten 4,4', 5 identisch aufgebaut, wobei ihr Aufbau im fol- genden anhand der vorderen Vibrationseinheit 4 beschrieben ist.
Die Vibrationseinheit 4 weist einen Motor 40, vorzugsweise einen Elektromotor, auf. Andere Motortypen sind jedoch auch einsetzbar. Der Motor ist über eine Kurbelwelle mit einer Kurbelwel- lenscheibe 41 verbunden. An der Kurbelwellenscheibe 41 ist über einen unteren -Gelenkkopf 43 eine Hubstange 42 verbunden, welche über einen oberen Gelenkkopf mit der Belastungsplatte 2 verbunden ist. Über diese Hubstange 42 lässt sich der vordere Bereich der Belastungsplatte 2,2' in einer beliebigen Frequenz anheben und absenken. Wie in figur 1 dargestellt ist, weist die Kurbel- wellenscheibe 41 vorzugsweise mehrere, in verschiedenen Abständen zur Kurbelwelle angeordne- te Bohrungen 45 auf, damit sich die Hubstange 42 wahlweise an verschiedenen orten befestigen lässt, um die Hubhöhe an die gewünschte Trainingsart anzupassen und somit zu variieren.
Die Schwingungsfrequenz und/oder die Schwingungsamplitude jeder Vibrationseinheit 4,4', 5 lässt
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sich regeln, wobei die Regelung vorzugsweise stufenlos erfolgt. Hierfür ist eine Steuereinheit 7 vorhanden. Diese lässt sich lagestabil oder verschiebbar am Trägerrahmen 1 anordnen und/oder zur Benützung durch einen Trainer als mobiles Gerät ausgestalten. Die Steuereinheit 7 ist über einen Frequenzumformer 6 mit dem Motor 40 verbunden. Vorzugsweise weist jede Vibrationsein- heit einen eigenen Frequenzumformer 6 auf.
Jede Belastungsplatte 2, 2' ist ferner mit einer Schwinge 8 versehen, damit sich eine vertikale Pendelbewegung ausführen lässt. Diese Schwingen 8 sind an einem Ende an der jeweiligen Belas- tungsplatte 2,2' befestigt, wobei ihr Befestigungspunkt vorzugsweise im vorderen Bereich der Platte, aber hinter dem Angriffspunkt der Hubstange 42 angeordnet ist. An ihrem anderen Ende sind sie an einer lagestabilen Stütze 80 des Rahmens 1 befestigt.
Ferner ist unterhalb jeder Belastungsplatte 2,2' mindestens im vorderen und hinteren Bereich ein lagefixierter Endanschlag 14 vorhanden, welcher verhindert, dass die Belastungsplatte zu tief absinkt. Vorzugsweise verfügt das Gerät auch über einen Notstop- Schalter.
Für das Training steht nun der Athlet mit je einem Bein auf einer 8elastungsplatte 2, 2', als wä- ren dies seine Skier. Durch die vier separaten Antriebe 4, 4', 5 und die Schwingen 8 werden Schlä- ge und Vibrationen in rhythmischer und nicht-rhythmischer Reihenfolge simuliert, wie sie auf der Skipiste vorkommen.
Das erfindungsgemässe Trainingsgerät ermöglicht somit auf eine einfache Weise eine wirklich- keitsnahe Simulation einer Skifahrt unter Wettkampfbedingungen.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Bein-Trainingsgerät, insbesondere für den Skirennsport oder die Rehabilitation, mit min- destens einer Belastungsplatte (2,2') und mindestens einer angetriebenen Vibrationsein- heit (4, 4', 5), wobei die mindestens eine Belastungsplatte (2, 2') mittels der mindestens ei- nen Vibrationseinheit (4, 4', 5) in eine vertikale Pendelbewegung versetzbar ist, wobei die
Schwingungsamplitude und/oder Schwingungsfrequenz der Vibrationseinheit (4,4', 5) ein- stellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsgerät zwei mindestens annähernd parallel zueinander angeordnete ski- ähnliche Belastungsplatten (2, 2') aufweist und dass jede der Belastungsplatten (2,2') in ihrem in Längsrichtung der Platten (2,2') vorderen und hinteren Bereich mit einer eigenen
Vibrationseinheit (4, 4', 5) wirkverbunden ist.
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The invention relates to a leg training device according to the preamble of claim 1. The leg training device is particularly suitable as a downhill simulator for skiing.
Alpine skiing, especially the disciplines of downhill and Super-G, is characterized by machine-groomed slopes, high speeds of up to 130 km / h in the downhill discipline and up to 110 km / h in Super-G, and through the increased incorporation of curves along the race track.
This places new demands on the athletes. Despite the best slope preparation with level control, the smallest bumps are perceived as massive blows or as so-called "rattem" because of the high speeds. This means that the skis are constantly lifted off the ground and cannot be controlled during this time.
This in turn makes it difficult for the athlete to drive the racetrack in the optimal line. Since these blows are hardly predictable by the athletes, they cannot be compensated for by timely compensatory movements. Movement coordination is therefore extremely difficult and is made more difficult by increasing fatigue as the duration of the journey increases.
From DE 298 18 001 U a training device for snowboarding and skiing of the type mentioned is known. This training device is intended to simulate shots as they occur in downhill races. For this purpose, the device has a load plate and a motor-driven vibration device with an eccentric drive. The load plate can be set into vertical vibrations by means of the vibration device, the vibration amplitude and / or vibration frequency of the vibration device being adjustable. In training, the athlete preferably stands with both legs on the load plate. For special leg training, however, he can only stand on one leg with the other leg standing on a stable surface.
This training device has the disadvantage that it induces vibrations in the legs and thus strengthens their muscles, but that the situations that actually occur in ski racing are not simulated.
Another, simpler training device for skiing, which also has a vibrating load plate, is known from US 4,509,743 A. SU 1284572 A1 describes a training device in which skis are attached to a platform, the ski tips being able to be raised by means of a ferromagnetic liquid.
DE 196 34 396 A discloses a device for stimulating muscles of the musculoskeletal system, the device having two treads that can be raised and lowered in an oscillating manner by means of a drive mechanism.
DE 90 04 385.5 U describes a training device for downhill skiing with two base plates, each of which can be moved up and down by an eccentric disc. For this purpose, the eccentric disc is attached to a rotating shaft. In addition, the base plates can be pivoted back and forth with respect to a base plate via a common vertical pivot axis.
Furthermore, in the prior art, for example from US Pat. No. 6,052,114 A, simulation devices are known which are used in video games in order to give the video player a physical experience of those shown on a screen by means of moving parts for the feet (parts 23, 24 in FIG. 6) To convey sport.
DE 44 26 975 C describes a whole-body exercise unit with foot support plates which are vibrated by means of a common drive.
Even if the generic training devices known from the prior art are quite suitable for stimulating muscles of the musculoskeletal system, it has turned out to be disadvantageous that, due to the design, the known training devices are not able to simulate slope conditions or targeted movements for rehabilitation to generate.
It is an object of the invention to provide a training device, in particular for ski racing or rehabilitation, which allows a simulation that is as realistic as possible.
This object is achieved by a leg training device with the features of claim 1.
The leg training device according to the invention has two ski-like load plates arranged at least approximately parallel to one another, each of the load plates being operatively connected to its own vibration unit in its front and rear region in the longitudinal direction of the plate.
This ensures that the athlete beats over the same during the simulation
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Art - Medium experiences, as in reality, that is, on skis. By using two separately controllable electric motors and a swing arm for each ski, a simple and relatively inexpensive training device can be created.
The training device according to the invention is not only suitable for use in ski racing, but also in other areas of competitive sports. It can also be used in the gym, for example in combination with a visual representation of a ski run. It is also used in rehabilitation, in particular in the area of post-operative treatments for training or regaining movement coordination, for training and developing the muscles and for resuscitation in the event of or with existing paraplegia.
Further advantageous embodiments emerge from the dependent patent claims.
The subject matter of the invention is explained below on the basis of a preferred exemplary embodiment which is illustrated in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a longitudinal section through a training device according to the invention and FIG. 2 shows a cross section through the training device according to FIG. 1.
According to FIG. 1, the leg training device according to the invention has a support frame 1, which is constructed similarly to the treadmill devices known from the fitness centers. It has two stationary vertical supports 11 which are arranged at a distance from one another and which are closed at the top by a horizontal handrail 10, which also runs in a stationary manner. On the inside of each vertical support 11, as can be seen in FIG. 2, there is a side footboard 12 which extends as far as possible over the entire length of the handrail 10. There is also a central stationary running board 13 between the two stationary running boards 12 on the side.
These running boards 12, 13 make it easier to enter the training device. The training device has two load plates 2, 2 'which run at least approximately parallel to one another and which are arranged in a recessed manner in the spaces formed by the running boards 12, 13. The load plates 2, 2 'are shaped like skis, that is to say they are narrow, elongated and preferably have a flexural strength which corresponds approximately to that of a racing ski. They differ from skis in that they do not necessarily have a protruding tip and in that they have fastening surfaces on their underside for establishing a connection with one of the vibration units. In the example shown here, the load plates 2, 2 'are therefore each formed from a profile rail.
In another embodiment, not shown here, it is formed by two plates arranged one above the other, which can also have different lengths and widths. A binding 20 or another fixation for the foot or shoe of an athlete is attached to each loading plate 2, 2 ', preferably the position of the ski binding can also be adjusted so that the athletes can assume the optimal body position for their respective type of training, for Example a template or a reserve.
Each load plate 2, 2 'is operatively connected in its front and rear area to its own vibration unit 4, 4', 5. In FIG. 1, a front vibration unit of a first load plate 2 is provided with the reference number 4 and a rear vibration unit of the same load plate 2 with the reference number 5. The front and rear vibration units 4, 5 are driven independently of one another, so that the front area of each load plate 2, 2 'can be moved vertically relative to the rear area at a frequency that is independent of this.
All vibration units 4, 4 ', 5 are preferably constructed identically, their structure being described below with reference to the front vibration unit 4.
The vibration unit 4 has a motor 40, preferably an electric motor. However, other motor types can also be used. The engine is connected to a crankshaft pulley 41 via a crankshaft. On the crankshaft pulley 41, a lifting rod 42 is connected via a lower joint head 43, which is connected to the loading plate 2 via an upper joint head. The front area of the load plate 2, 2 'can be raised and lowered at any frequency via this lifting rod 42. As shown in FIG. 1, the crankshaft pulley 41 preferably has a plurality of bores 45 which are arranged at different distances from the crankshaft, so that the lifting rod 42 can optionally be attached to different locations in order to adapt the lifting height to the desired type of training and thus to vary.
The oscillation frequency and / or the oscillation amplitude of each vibration unit 4, 4 ', 5 can be left
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regulate themselves, the regulation preferably taking place continuously. A control unit 7 is provided for this. This can be arranged in a stable or displaceable manner on the support frame 1 and / or configured as a mobile device for use by a trainer. The control unit 7 is connected to the motor 40 via a frequency converter 6. Each vibration unit preferably has its own frequency converter 6.
Each load plate 2, 2 'is also provided with a rocker 8 so that a vertical pendulum movement can be carried out. These rockers 8 are attached at one end to the respective load plate 2, 2 ', their attachment point preferably being arranged in the front region of the plate, but behind the point of application of the lifting rod 42. At their other end they are attached to a stable support 80 of the frame 1.
Furthermore, a position-fixed end stop 14 is present below each load plate 2, 2 ', at least in the front and rear region, which prevents the load plate from sinking too low. The device preferably also has an emergency stop switch.
For the training, the athlete now stands with one leg each on a load plate 2, 2 ', as if these were his skis. The four separate drives 4, 4 ', 5 and the rockers 8 simulate beats and vibrations in rhythmic and non-rhythmic order as they occur on the ski slope.
The training device according to the invention thus enables a realistic simulation of skiing under competitive conditions in a simple manner.
CLAIMS:
1. Leg training device, in particular for ski racing or rehabilitation, with at least one load plate (2,2 ') and at least one driven vibration unit (4, 4', 5), the at least one load plate (2, 2 ') can be set into a vertical pendulum movement by means of the at least one vibration unit (4, 4', 5), the
Vibration amplitude and / or vibration frequency of the vibration unit (4,4 ', 5) can be set, characterized in that the training device has two ski-like load plates (2, 2') arranged at least approximately parallel to one another and that each of the load plates (2 , 2 ') in their longitudinal and longitudinal direction of the plates (2,2') front and rear area with its own
Vibration unit (4, 4 ', 5) is operatively connected.