Die Erfindung betrifft ein Bein-Trainingsgerät gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das Bein-Trainingsgerät eignet sich insbesondere als Downhill-Simulator für den Skisport. Stand der Technik
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 Pistenpräparation mit Niveauregulierungen werden kleinste Unebenheiten wegen der hohen Geschwindigkeiten als massive Schläge oder als sogenanntes "Rattern" wahrgenommen. Dies führt dazu, dass die Ski 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 DE 29 818 001 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 Vibrationsvorrichtung mit einem Ex-zenterantrieb 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 Training 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 lagestabilen 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 Skirennsport auftretenden Situationen simuliert werden.
Ein weiteres Trainingsgerät für den Skisport, -welches ebenfalls eine vibrierende Belastungsplatte aufweist, ist aus US-A-4 509 743 bekannt. SU 1 284 572 beschreibt ein Trainingsgerät, bei welchem Ski auf einer Plattform befestigt werden, wobei sich die Skispitzen mittels einer ferromagnetischen Flüssigkeit anheben lassen.
Ferner sind im Stand der Technik, beispielsweise aus US-A-6 052 114, Simulationsgeräte bekannt, welche in Videospielen eingesetzt werden, um dem Videospieler ein körperliches Erlebnis der auf einem Bildschirm dargestellten Sportart zu vermitteln. Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Trainingsgerät, insbesondere für den Skirennsport, 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 zueinander angeordnete, ski-ähnliche Belastungsplatten auf, wobei jede der Belastungsplatten in ihrem vorderen und ihrem hinteren Bereich mit einer eigenen Vibrationseinheit wirkverbunden ist.
Dadurch wird erreicht, dass der Athlet während der Simulation die Schläge über dieselbe Art Medium erfährt, wie in der Wirklichkeit, das heisst über Ski. 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 Leistungssports. Es lässt sich ferner im Fitnessstudio einsetzen, beispielsweise in Kombination mit einer visuellen Darstellung einer Skiabfahrt. Auch in der Rehabilitation findet es Verwendung, insbesondere im Bereich von postoperativen Behandlungen zur Schulung beziehungsweise Wiedererlangung der Bewegungskoordination, zur Schulung und Entwicklung der Muskulatur sowie zur Reanimation bei möglicher oder vorhandener Querschnittslähmung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Trainingsgerät und Fig. 2 einen Querschnitt durch das Trainingsgerät gemäss Fig. 1. Wege zur Ausführung der Erfindung
Das erfindungsgemässe Bein-Trainingsgerät weist gemäss Fig. 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 ortsfesten Handlauf 10 abgeschlossen sind. Auf der Innenseite jedes Vertikalträgers 11 ist, wie in Fig. 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 Belastungsplatten 2, 2' sind skiähnlich geformt, das heisst sie sind schmal, länglich und weisen vorzugsweise eine Biegefestigkeit auf, welche ungefähr derjenigen eines Rennskis entspricht. Sie unterscheiden sich insofern von Ski, als dass sie nicht notwendigerweise eine aufragende Spitze aufweisen und dass sie an ihrer Unterseite Befestigungsflächen zur Erstellung einer Verbindung mit einer Vibrationseinheiten aufweisen. Im hier dargestellten Beispiel ist die Belastungsplatte 2, 2' deshalb aus einer Profilschiene gebildet.
In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist durch zwei übereinander angeordnete Platten gebildet, welche zudem 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 angebracht. 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 Vibrationseinheit 4, 4', 5 wirkverbunden. In Fig. 1 ist eine vordere Vibrationseinheit einer ersten Belastungsplatte 2 mit der Bezugsziffer 4 und eine hintere Vibrationseinheit derselben Belastungsplatte 2 mit der Bezugsziffer 5 versehen. Die vordere und hintere Vibrationseinheiten 4, 4' 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 Folgenden anhand der vorderen Vibrationseinheit 4 beschrieben ist.
Die Vibrationseinheit 4 weist einen Motor 40, vorzugsweise einen Elektromotor, auf. Andere Motor-typen sind jedoch auch einsetzbar. Der Motor ist über eine Kurbelwelle mit einer Kurbelwellenscheibe 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 Fig. 1 dargestellt ist, weist die Kurbelwellenscheibe 41 vorzugsweise mehrere, in verschiedenen Abständen zur Kurbelwelle angeordnete 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 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 Vibrationseinheit 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 Belastungsplatte 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 Notstopp-Schalter.
Für das Training steht nun der Athlet mit je einem Bein auf einer Belastungsplatte 2, 2', als wären dies seine Ski. Durch die vier separaten Antriebe 4, 4', 5 und die Schwingen 8 werden Schläge 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 wirklichkeitsnahe Simulation einer Skifahrt unter Wettkampfbedingungen. Bezugszeichenliste
1 Trägerrahmen
10 Handlauf
11 Seitlicher Vertikalträger
12 Seitliches Trittbrett
13 Mittleres Trittbrett
14 Endanschlag
2 Erste Belastungsplatte
2' Zweite Belastungsplatte
20 Skibindung
4 Vordere Vibrationseinheit
40 Motor
41 Kurbelwellenscheibe
42 Hubstange
43 Unterer Gelenkkopf
44 Oberer Gelenkkopf
45 Bohrung
5 Hintere Vibrationseinheit
6 Frequenzumformer
7 Steuereinheit
8 Schwinge
80 Stütze
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. State of the art
The Alpine ski racing, especially the disciplines downhill and super-G, is characterized by very hard groomed pistes, by high speeds of up to 130 km / h in the discipline downhill and up to 110 km / h in the Super-G, and through the increased installation of curves along the racetrack.
As a result, new demands are made on the athletes. Despite the best slope preparation with level adjustments, the smallest bumps are perceived as massive impacts or as so-called "rattling" because of the high speeds. This means that the skis are constantly lifted off the ground and are not controllable during this time. This in turn makes it difficult for the athlete to drive the race track in the optimal line. Since these blows are hardly predictable by the athletes, they can not be compensated for by timely compensatory movements. The coordination of movements is therefore extremely difficult and is made more difficult with increasing travel time due to increasing fatigue.
From DE 29 818 001 U a training device for snowboarding and skiing of the type mentioned is known. Using this training device to simulate blows, as they occur in downhill racing. For this purpose, the device has a loading plate and a vibrating device with an eccentric drive. The loading plate can be set into vertical oscillations by means of the vibrating device, wherein the oscillation amplitude and / or oscillation frequency of the vibrating device can be adjusted. The athlete is preferably in training with both legs on the load plate. For a special leg workout, however, he can stand with only one leg on it, while he stands with the other leg on a stable position underground.
This training device has the disadvantage that although it initiates vibrations in the legs and thus strengthens their muscles, but that does not simulate the situations actually occurring in ski racing.
Another training device for skiing, which also has a vibrating loading plate, is known from US-A-4 509 743. SU 1 284 572 describes a training device in which skis are mounted on a platform, whereby the ski tips can be lifted by means of a ferromagnetic fluid.
Further, in the prior art, for example from US-A-6 052 114, there are known simulation devices used in video games to give the video player a physical experience of the sport displayed on a screen. Presentation of the invention
It is an object of the invention to provide a training device, especially for ski racing, which allows a realistic as possible simulation.
This object is achieved by a leg exercise device having the features of patent claim 1.
The leg training device according to the invention has two ski-like loading plates arranged at least approximately parallel to one another, wherein each of the loading plates is operatively connected in its front and rear regions with its own vibration unit.
This ensures that the athlete experiences the blows during the simulation via the same type of medium as in reality, that is, over skis. By using two separately controllable electric motors and a rocker for each ski, a simple and relatively inexpensive training device can be created.
The inventive training device 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, especially in the field of postoperative treatment for the purpose of training or regaining movement coordination, for training and development of the musculature as well as for resuscitation in case of possible or existing paraplegia.
Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims. Brief description of the drawings
In the following, the subject invention will be explained with reference to a preferred embodiment, which is illustrated in the accompanying drawings. 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. Ways of carrying out the invention
According to FIG. 1, the leg training device according to the invention has a support frame 1 which is constructed in a similar manner to the treadmill devices known from the fitness center. It has two spaced-apart stationary vertical support 11, which are closed at the top by each in a horizontally extending, also stationary handrail 10. On the inside of each vertical support 11, as shown in Fig. 2 it can be seen, as far as possible over the entire length of the handrail 10 extending side footboard 12 is arranged. Between the two lateral stationary footboards 12, a middle fixed footboard 13 is also available. These running boards 12, 13 facilitate the entry of the training device.
The training device has two at least approximately mutually parallel loading plates 2, 2 ', which are recessed in the spaces formed by the running boards 12, 13 are arranged. The load plates 2, 2 'are ski-like shaped, that is they are narrow, elongated and preferably have a flexural strength, which corresponds approximately to that of a racing skis. They differ from skis in that they do not necessarily have an upstanding tip, and that they have attachment surfaces on their underside for connection to a vibration unit. In the example shown here, the loading plate 2, 2 'therefore formed from a rail.
In another, not shown embodiment is formed by two superimposed plates, which may also have different lengths and widths. On each load plate 2, 2 ', a binding 20 or other fixation for the foot or shoe of an athlete is attached. Preferably, the position of the ski binding is adjustable, so that the athletes can take the optimal for their respective training type body position, for example, a template or a reserve.
Each load plate 2, 2 'is operatively connected in its front and rear area with its own vibration unit 4, 4', 5. In Fig. 1, a front vibration unit of a first loading plate 2 is designated by the reference numeral 4 and a rear vibration unit of the same loading plate 2 is designated by the reference numeral 5. The front and rear vibration units 4, 4 'are driven independently of each other, so that the front portion of each loading plate 2, 2' is vertically movable relative to the rear portion at a frequency independent thereof. Preferably, all vibration units 4, 4 ', 5 are 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 types of engines 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 via an upper joint head with the loading plate 2. About this lifting rod 42, the front portion of the loading plate 2, 2 'can raise and lower in any frequency. As shown in Fig. 1, the crankshaft pulley 41 preferably has a plurality of spaced at different distances to the crankshaft bores 45, so that the lifting rod 42 can be optionally attached to different locations to adjust the lifting height to the desired training style and thus to vary.
The oscillation frequency and / or the oscillation amplitude of each vibration unit 4, 4 ', 5 can be regulated, wherein the control preferably takes place steplessly. For this purpose, a control unit 7 is present. This can be stored stable or displaceable on the support frame 1 and / or designed for use by a coach as a mobile device. 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 further provided with a rocker 8, so that a vertical oscillating movement can be performed. These rockers 8 are fixed at one end to the respective loading plate 2, 2 ', wherein their attachment point is preferably 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 positionally stable support 80 of the frame 1.
Further, below each load plate 2, 2 'at least in the front and rear area a positionally fixed end stop 14 is present, which prevents the load plate falls too low. Preferably, the device also has an emergency stop switch.
For the training, the athlete now stands with one leg on a load plate 2, 2 ', as if it were his skis. By means of the four separate drives 4, 4 ', 5 and the rockers 8, beats and vibrations are simulated in rhythmic and non-rhythmic order as they occur on the ski slope.
The inventive training device thus allows in a simple way a realistic simulation of skiing under competition conditions. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 support frame
10 handrail
11 Lateral vertical beam
12 Side footboard
13 Middle footboard
14 end stop
2 First load plate
2 'second load plate
20 ski binding
4 front vibration unit
40 engine
41 crankshaft pulley
42 lifting rod
43 Lower joint head
44 Upper condyle
45 hole
5 Rear vibration unit
6 frequency converters
7 control unit
8 swingarm
80 support