Einrichtung zum rhythmischen Training der Muskulatur des menschlichen Körpers Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Ein richtung zum rhythmischen Training der Muskulatur des menschlichen Körpers, insbesondere der Beinmuskula tur, mit einem Gestell, das mit einem Sitz und Halte griffen, sowie mit zwei auf einer drehbar gelagerten Welle befestigten Pedalkurbeln versehen ist.
Einrichtungen der genannten Gattung dienen zum stationären Simulieren der trägen Masse und des von der Rollreibung, vom Luftwiderstand und von Strassen steigungen herrührenden Fahrwiderstandes eines sich in Fahrt befindenden Tretrades, derart, dass die Muskula tur eines Benützers der Einrichtung auf analoge Weise beansprucht wird, wie beim normalen Fahren eines Tret rades.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Gattung wird die träge Masse des Fahrrades und des Fahrers durch ein Schwungrad nachgebildet, das durch Betätigung der Pedalkurbeln in Umdrehung versetzbar ist, und der Fahrwiderstand wird durch eine einstellbare mecha nische Reibungsbremse nachgebildet, welche eine am Kranz des Schwungrades anliegende Bremsbacke auf weist. Diese bekannte Einrichtung ist mit dem Nachteil behaftet, dass die Organe der Reibungsbremse dem Ver- schleiss unterworfen sind.
Ferner ist bei dieser bekann ten Einrichtung bei konstantem Bremsdruck auch das Bremsmoment konstant, was sich insbesondere dann nachteilig auswirkt, wenn eine Person, deren Muskeln in einem Bein infolge einer Krankheit oder eines Unfalles nur teilweise oder überhaupt nicht wirksam sind, die Einrichtung benützt. In einem solchen Fall reicht die im Schwungrad steckende Energie insbesondere beim langsamen Treten oft nicht zum Aufrechterhalten der geforderten gleichförmigen Bewegung der Pedalkurbeln während der halben Umdrehung aus, während welcher das betreffende Bein keine Kraft ausüben kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen darin, die genannten Nachteile zu ver- meiden. Dies erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die drehbar gelagerte Welle über eine Transmission mit einer Winderzeugunsvorrichtung in Wirkverbindung steht.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der folgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung und aus der zugehörigen Zeichnung. In der letzteren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung perspektivisch dargestellt.
Die Einrichtung gemäss der Zeichnung weist ein mit vier Füssen 10 versehenes Gestell 11 auf, dessen Ge stalt vom Rahmen eines Damenfahrrades abgeleitet ist. Zwei gewölbeförmig zurechtgebogene Rohrstücke 12, die miteinander verstrebt sind, bilden einen Fussrahmen, an welchen eine aus je zwei Rohrstücken 13 bzw. 14 bestehende vordere bzw. hintere Gabel festgeschweisst oder hartgelötet ist. Die vordere und die hintere Gabel sind durch ein U-förmig gebogenes Rohrstück 15 mit einander verbunden, dessen Schenkel je zwischen den Gabelrohren 13 und 14 angeordnet sind. Der mit den hintern Gabelrohren 14 in Verbindung stehende Schen kel des Verbindungsrohrstückes 15 dient als Sattelrohr, in welchem als Sitz ein normaler Fahrradsattel 16 ver stellbar und feststellbar befestigt ist.
Die oberen End- partien der beiden vordern Gabelrohre 13 sind zur Bil dung von lenkerähnlichen Haltegriffen 17 je in seitlicher Richtung nach aussen abgebogen und mit Griffhülsen 18 versehen.
Zwischen den hinteren Gabelrohren 14 ist ein Fahr rad-Rad 19 drehbar gelagert, das anstelle der Luft bereifung eine die Felge 20 umschliessende Vollgummi einlage aufweist, aus welcher eine V-förmige Umfangs nut ausgenommen ist. Das Rad 19 ist auf bekannte Weise durch einen Kettentrieb antreibbar, wobei das in der Zeichnung nicht sichtbare hintere Kettenzahnrad, um welches die Kette 21 geschlungen ist, starr mit der Nabe des Rades 19 verbunden ist.
Das Tretlager 22 für die Welle, auf welcher das Kettentreibrad 23 und die beiden Pedalkurbeln 24 befestigt sind, steht über eine kurze Lasche mit einem der Rohrstücke 12 des Fuss- rahmens in Verbindung. Ferner ist ein Stützrohr 25 zwi schen dem Verbindungsrohr 15 der vordern und hintern Gabelrohre 13 und 14 und dem Tretlager 22 eingesetzt.
An jedem der beiden hinteren Gabelrohre 14 ist fer ner je ein zweiarmiger konsolenartiger, nach hinten ge richteter Ausleger 26 festgemacht, welcher die Achse 27 einer Winderzeugungsvorrichtung 28 trägt. Auf der Achse 27 der Winderzeugungsvorrichtung 28 ist eine Nabe drehbar gelagert, auf welche eine in der Ebene des Rades 19 liegende Keilriemenscheibe 29 drehfest aufgezogen ist. Die Drehbewegung des Rades 19 wird mittels eines Keilriemens 30, der in der Nut am Umfang des als Riemenscheibe dienenden Rades 19 geführt ist, auf die Keilriemenscheibe 29, und damit auf die beiden links und rechts von dieser angeordneten Flügelräder 31 übertragen.
Die Flügelräder 31 sind aus Flachprofil stücken gefertigt, welche mit der auf der Achse 27 ge lagerten Nabe verschweisst sind und dabei derart be züglich der letzteren angeordnet sind, dass bei einer Drehbewegung eine möglichst grosse Luftmenge in Be wegung versetzt wird. Damit die Abmessungen der Flügelräder nicht unverhältnismässig gross werden, weist die vom Ketten- und Riementrieb gebildete Trans mission eine Übersetzung ins Schnelle auf. Zur Ver- grösserung des Schwungmomentes der Flügelräder 31 sind deren äussere Endpartien 32 mit zusätzlichen Schwungmassen in Form kurzer Flachprofilabschnitte versehen.
Die Winderzeugungseinrichtung 28 ist ferner seitlich und oben mit einer in der Zeichnung nicht dar gestellten Abdeckung versehen, damit die trainierende Person vor dem erzeugten Wind geschützt ist und ein zufälliges Berühren der Flügelräder 31 ausgeschlossen ist.
Damit die trainierende Person sich ein Bild von ihrer Leistung machen kann, ist als Messinstrument ein nor males Fahrradtachometer 33, das neben der Geschwin- digkeitsanzeigevorrichtung auch einen Kilometerzähler aufweist, an den beiden vorderen Gabelrohren 13 be festigt und über eine biegsame Welle 34 mit einer an der Nabe des Rades 19 befestigten Antriebsscheibe 35 gekoppelt.
Bei geeignet dimensionierter Winderzeugungs- vorrichtung entsprechen die der Drehgeschwindigkeit bzw. der Summe der Umdrehungen des Rades 19 pro portionalen Ablesungen des Tachometers vor, während und nach dem Training weitgehend den entsprechenden Ablesungen des Tachometers eines normalen Fahrrades vor, während und nach der Fahrt auf einer normalen Strasse.
Im Gebrauch unterscheidet sich die beschriebene Einrichtung nur darin vom Gebrauch eines Fahrrades, dass infolge des massiv und standfest ausgeführten Ge stelles bei der vorliegenden Einrichtung keine Gleich gewichtsprobleme vorhanden sind. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung besteht im wesentlichen darin, dass die Muskelarbeit der trainierenden Person vorwiegend als Energie bewegter Luftmassen in Er scheinung tritt. Dieser Energieumwandlungsvorgang er folgt sehr stetig, d. h. ruckartige Bewegungen sind aus geschlossen.
Da die rotierenden Teile der beschriebenen Einrichtung zudem genügend grosse Schwungmomente aufweisen, erhalten die Beinbewegungen der trainieren- den Person infolge der kombinierten Wirkung des wei chen Energieumwandlungsvorganges und der Schwung- momente den vom Radfahren her bekannten Rhythmus. Eine weitere wesentliche Eigenschaft der Einrichtung besteht darin,
dass der simulierte Fahrwiderstand mit zunehmender Drehzahl der Winderzeugungsvorrichtung progressiv zunimmt. Die trainierende Person kann daher zum rasanten und plötzlichen Beschleunigen der rotie renden Teile ihr Gesäss vom Sattel abheben und die jenige Stellung einnehmen, die einen Einsatz des ge samten Körpergewichtes zum Niedertreten der Pedal kurbeln erlaubt, ohne dass dabei ein leeres Durch drehen zu befürchten ist.
Anderseits ist bei geringen Drehzahlen der simulierte Fahrwiderstand verhältnis- mässig klein, so dass es möglich ist, mit einem Bein ohne Verwendung von mit der betreffenden Pedale ver bundenen Zehenriemen eine gleichförmige Bewegung aufrechtzuerhalten. Das beschriebene Ausführungsbei spiel erfüllt somit die Bedingungen, welche Rekonva leszenten und aktive Sportler an solche Einrichtungen stellen.
Device for rhythmic training of the muscles of the human body The subject of the present invention is a device for rhythmic training of the muscles of the human body, in particular the leg muscles, with a frame that grips with a seat and holder, and with two rotatably mounted on one Shaft attached pedal cranks is provided.
Devices of the type mentioned are used for the stationary simulation of the inertial mass and the driving resistance resulting from rolling friction, air resistance and road gradients of a pedaling bike in motion, in such a way that the musculature of a user of the device is stressed in an analogous manner as with normal riding of a pedal bike.
In a known device of this type, the inertial mass of the bicycle and the rider is simulated by a flywheel, which can be set in rotation by operating the pedal cranks, and the driving resistance is simulated by an adjustable mechanical friction brake, which has a brake shoe resting on the rim of the flywheel having. This known device has the disadvantage that the organs of the friction brake are subject to wear.
Furthermore, with this well-th device, the braking torque is constant at constant brake pressure, which is particularly detrimental when a person whose muscles in a leg are only partially or not at all effective as a result of an illness or an accident uses the device. In such a case, the energy in the flywheel is often insufficient, especially when pedaling slowly, to maintain the required uniform movement of the pedal cranks during the half-turn during which the leg in question cannot exert any force.
The object of the present invention is essentially to avoid the disadvantages mentioned. According to the invention, this takes place in that the rotatably mounted shaft is in operative connection with a wind generating device via a transmission.
Further advantages and details of the invention can be found in the following description of an exemplary embodiment from the device according to the invention and from the accompanying drawing. In the latter, an embodiment of the invention is shown in perspective.
The device according to the drawing has a frame 11 provided with four feet 10, the shape of which is derived from the frame of a women's bicycle. Two tubular pieces 12 bent into an arch shape, which are braced together, form a foot frame to which a front or rear fork consisting of two tubular pieces 13 and 14 is welded or brazed. The front and the rear fork are connected to one another by a U-shaped bent pipe section 15, the legs of which are arranged between the fork pipes 13 and 14. The connected to the rear fork tubes 14's angle of the connecting pipe piece 15 serves as a saddle tube in which a normal bicycle saddle 16 is fastened ver adjustable and lockable as a seat.
The upper end portions of the two front fork tubes 13 are each bent outwards in a lateral direction and provided with grip sleeves 18 to form handlebar-like handles 17.
Between the rear fork tubes 14 a driving wheel 19 is rotatably mounted, which instead of the pneumatic tires has a solid rubber insert surrounding the rim 20, from which a V-shaped circumferential groove is excluded. The wheel 19 can be driven in a known manner by a chain drive, the rear sprocket wheel, not visible in the drawing, around which the chain 21 is looped, being rigidly connected to the hub of the wheel 19.
The bottom bracket 22 for the shaft, on which the chain drive wheel 23 and the two pedal cranks 24 are attached, is connected to one of the pipe sections 12 of the foot frame via a short bracket. Furthermore, a support tube 25 is between tween the connecting tube 15 of the front and rear fork tubes 13 and 14 and the bottom bracket 22 is used.
At each of the two rear fork tubes 14 fer ner a two-armed console-like, backward ge directed boom 26 is fixed, which carries the axis 27 of a wind generating device 28. A hub is rotatably mounted on the axis 27 of the wind generating device 28, onto which a V-belt pulley 29 lying in the plane of the wheel 19 is mounted in a rotationally fixed manner. The rotary movement of the wheel 19 is transmitted to the V-belt pulley 29, and thus to the two vane wheels 31 arranged on the left and right of this, by means of a V-belt 30, which is guided in the groove on the circumference of the wheel 19 serving as a pulley.
The impellers 31 are made of flat profile pieces, which are welded to the hub mounted on the axis 27 and are arranged with respect to the latter in such a way that the greatest possible amount of air is set in motion when rotating. So that the dimensions of the impellers are not disproportionately large, the transmission formed by the chain and belt drive has a translation into high speed. To increase the moment of inertia of the impellers 31, their outer end portions 32 are provided with additional flywheels in the form of short flat profile sections.
The wind generating device 28 is also provided laterally and at the top with a cover not provided in the drawing, so that the training person is protected from the wind generated and accidental contact with the impellers 31 is excluded.
So that the exercising person can get an idea of their performance, a normal bicycle tachometer 33, which in addition to the speed display device also has an odometer, is attached to the two front fork tubes 13 and via a flexible shaft 34 to a the hub of the wheel 19 attached drive pulley 35 coupled.
With a suitably dimensioned wind generating device, the rotational speed or the sum of the revolutions of the wheel 19 per proportional readings of the speedometer before, during and after training largely correspond to the corresponding readings of the speedometer of a normal bicycle before, during and after driving on a normal one Road.
In use, the device described differs from the use of a bicycle only in that as a result of the massive and stable Ge executed no balance problems are present in the present device. The mode of operation of the device described is essentially that the muscle work of the person exercising occurs predominantly as the energy of moving air masses in it. This energy conversion process he follows very steadily, d. H. jerky movements are excluded.
Since the rotating parts of the device described also have sufficiently large momentum, the leg movements of the person exercising due to the combined effect of the soft energy conversion process and the momentum of momentum get the rhythm known from cycling. Another essential feature of the facility is that
that the simulated driving resistance increases progressively with increasing speed of the wind generating device. The person exercising can therefore lift their buttocks off the saddle for rapid and sudden acceleration of the rotating parts and take the position that allows the entire body weight to be used to step down the pedal without fear of an empty spin.
On the other hand, at low rotational speeds the simulated driving resistance is relatively small, so that it is possible to maintain a uniform movement with one leg without using toe straps connected to the pedals in question. The Ausführungsbei described game thus fulfills the conditions that Reconvists and active athletes put in such facilities.