DE102004059574A1

DE102004059574A1 - Trainingsgerät, insbesondere Crosswalker

Info

Publication number: DE102004059574A1
Application number: DE102004059574A
Authority: DE
Inventors: Ivonne Lohmann; Johannes Brinkmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2005-07-07
Also published as: DE20319128U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät, insbesondere einen Crosswalker, mit zwei handbelastbaren und zwei fußbelastbaren Kraftleitstellen. Diese werden dem Bewegungsmuster der Hände und Füße bei der aufrechten Gangart angenähert von zwei Antriebsgestängen zwangsbeweglich geführt. Das Trainingsgerät ist als Fahrzeug mit wenigstens einem Antriebsrad ausgebildet, das über einen Kurbeltrieb mit den Antriebsgestängen verbunden ist. Jedes Antriebsgestänge weist einen zweiarmigen Handhebel mit einem oberen und einem unteren Arm auf, wobei dem oberen Arm eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät, insbesondere Crosswalker, mit zwei handbelastbaren und zwei fußbelastbaren Krafteinleitstellen, die dem Bewegungsmuster der Hände und Füße bei der aufrechten Gangart angenähert von zwei Antriebsgestängen zwangsbeweglich geführt werden.

Derartige Trainingsgeräte werden auch als Ganzkörpertrainer bezeichnet und sind anatomisch derart an den menschlichen Körper angepaßt, daß sie dem Menschen eine Fortbewegung in der aufrechten Gangart simulieren. Das Bewegungsmuster der aufrechten Gangart entspricht dabei entweder dem Gehen oder dem Laufen.

Mit dem Antriebsgestänge wird eine lastbeaufschlagte Schwungmasse in Rotation versetzt. Die Lastbeaufschlagung erfolgt beispielsweise mittels induktiver Widerstände, deren Größe wahlweise und in Abhängigkeit von der körperlichen Leistungsfähigkeit einer das Trainingsgerät nutzenden Person einstellbar ist. Die an die Lastwiderstände abgegebene Energie wird dabei in Form von Wärme an die das Trainingsgerät umgebende Luft abgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trainingsgerät der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit dem die an die Lastwiderstände abgegebene Energie effektiv genutzt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Trainingsgerät mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Trainingsgerät ist als ein Fahrzeug mit wenigstens einem Antriebsrad ausgebildet, wobei das Antriebsrad über einen Kurbeltrieb mit den Antriebsgestängen verbunden ist. Auf diese Weise kann die Masse des Trainingsgerätes selbst in Bewegung versetzt werden, wobei die Summe der auf das Trainingsgerät einwirkenden Fahrwiderstände zur Lastbeaufschlagung dient. Die über die Krafteinleitstellen in das Antriebsgestänge eingeleiteten Muskelkräfte werden somit zur Verrichtung mechanischer Arbeit genutzt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist jedes Antriebsgestänge einen zweiarmigen Handhebel mit einem oberen und einem unteren Arm auf, wobei dem oberen Arm eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen zugeordnet ist. Weiterhin weist jedes Antriebsgestänge ein Trittbrett auf, an dem eine der fußbelastbaren Krafteinleitstellen angeordnet ist, wobei die freien Enden des Trittbrettes einerseits am unteren Arm eines der zweiarmigen Handhebel und andererseits an einer Kurbel des Kurbeltriebes angelenkt sind. Beim Betätigen des erfindungsgemäßen Trainingsgerätes werden die jeweils an einer Kurbel des Kurbeltriebes angelenkten Enden der Trittbretter auf dem Kurbelkreis des Kurbeltriebes umlaufend bewegt. Die jeweils an einem unteren Arm der zweiarmigen Handhebel angeordneten Enden der Trittbretter führen eine hin- und hergehende Schwenkbewegung um die Drehachse der Handhebel aus. Die Kurbeln des Kurbeltriebes sind zueinander wechselständig angeordnet, so daß die jeweils einer Kurbel zugeordneten Antriebsgestänge gegenläufige Bewegungsrichtungen zueinander aufweisen. Der Beugewinkel zwischen einem Trittbrett und dem ihm zugeordneten Handhebel weist in Abhängigkeit von der Stellung des Kurbeltriebes einen über 90° betragenden Maximalwert und einen unter 90° betragenden Minimalwert auf. Der arithmetische Mittelwert des Beugewinkels liegt vorzugsweise etwa bei 90°. Es ist jedoch ebenso denkbar, daß der Mittelwert größer oder kleiner als 90° ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Antriebsgestänge derart auszubilden, daß sowohl der Maximalwert, als auch der Minimalwert des Beugewinkels über oder unter 90° beträgt.

Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist das Trainingsgerät als dreispuriges Fahrzeug ausgebildet, dessen der mittleren Spur zugeordnetes Rad das Antriebsrad ist. Ein dreispurig ausgebildetes Fahrzeug hat den Vorteil, daß eine das erfindungsgemäße Trainingsgerät führende bzw. fahrende Person kein Gleichgewicht aufzubringen braucht. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, das erfindungsgemäße Trainingsgerät auch als vier-, zwei- oder einspuriges Fahrzeug auszubilden.

Bei einem dreispurig ausgebildeten Fahrzeug sind die den äußeren Spuren zugeordneten Räder als Lenkräder ausgebildet und über ein Lenkgestänge miteinander verbunden. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, die Lenkräder als Vorderräder auszubilden und das der mittleren Spur zugeordnete Rad als Hinterrad auszubilden. Es ist jedoch ebenso denkbar, das der mittleren Spur zugeordnete Rad lenkbar auszubilden. Beide Ausbildungsvarianten schließen die Möglichkeit ein, entweder das der mittleren Spur zugeordnete Rad als Hinterrad oder die den äußeren Spuren zugeordneten Räder als Hinterräder auszubilden.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weisen die oberen Arme der zweiarmigen Handhebel jeweils ein mit dem Lenkgestänge verbundenes Steuerelement auf, an dem eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen angeordnet ist. Dabei sind die Steuerelemente derart ausgebildet, daß eine ihnen zugeordnete Steuerbewegung keinen Einfluß auf die Größe der an den Krafteinleitstellen eingeleiteten Kräfte hat. Bevorzugt sind die Steuerelemente als drehbeweglich ausgebildete Handgriffe ausgeführt, deren Drehachsen, bezogen auf die Drehachsen der Handhebel, tangential ausgerichtet sind.

Die Verbindung der Steuerelemente mit dem Lenkgestänge erfolgt mittels Drahtseilen, insbesondere mittels Bowdenzügen. Diese gewährleisten eine von der Schwenkbewegung der zweiarmigen Handhebel unabhängige Bewegungsübertragung. Störende Relativbewegungen zwischen den Steuerelementen und dem Lenkgestänge werden durch die Flexibilität und Länge der Drahtseile ausgeglichen. Auch Lenkgestänge, Zahnräder oder Kombinationen mit Bowdenzügen sind möglich.

Ein weiterer Vorteil von Drahtseilen besteht darin, die zweiarmigen Handhebel teleskopierbar ausbilden zu können, so daß die handbelastbaren Krafteinleitstellen einschließlich der Steuerelemente in ihrer Höhe individuell auf die das Trainingsgerät jeweils nutzende Person einstellbar sind.

Um die Antriebsleistung vom Kurbeltrieb auf das Antriebsrad übertragen zu können, sind der Kurbeltrieb und das Antriebsrad über einen Kettentrieb miteinander verbunden. Der Kurbeltrieb weist mit Vorteil ein elliptisch geformtes Kettenblatt auf. Die unrunde Form des Kettenblattes glättet den Belastungsverlauf, der besonders aufgrund des Bewegungsmusters der aufrechten Gangart eine große Amplitudenhöhe aufweist. Als Übertragungsmittel können jedoch ebenso Kardanwellen oder Riementriebe zum Einsatz kommen.

Eine Übersetzung zwischen dem Kurbeltrieb und dem Antriebsrad bietet eine Nabenschaltung oder eine Kettenschaltung. Insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen der Achse des Kurbeltriebes und der Achse des Antriebsrades über dem eines konventionellen Fahrrades liegt, ist es günstig, auch die Nabenschaltung mit einem Kettenspanner auszurüsten. Dieser ist mit Vorteil nach Art einer von Kettenschaltungen bekannten Schaltschwinge ausgebildet, deren Schaltungsrädchen die Kette über eine Rückholfeder dauerhaft gespannt halten.

Um die Steifigkeit des erfindungsgemäßen Trainingsgerätes bzw. seines Rahmens zu erhöhen, ist die Länge eines der Trittbretter zuzüglich der Länge einer Kurbel des Kurbeltriebes erfindungsgemäß größer als der Abstand zwischen der Drehachse des Kurbeltriebes und den Drehachsen der Lenkräder. Dadurch ist der Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Hinterrad vorteilhaft verkleinert, so daß sich die Antriebsgestänge während des Betriebes des erfindungsgemäßen Trainingsgerätes fortwährend durch die Drehachsen der als Vorderräder ausgebildeten Lenkräder hindurch bewegen.

Dazu sind die Lenkachsen über ein U-förmiges Rahmenteil miteinander verbunden, wobei der Abstand zwischen den Drehachsen der Handhebel und der Basis des U-förmigen Rahmenteils größer ist als der Abstand zwischen den Drehachsen der Handhebel und den Trittbrettern. Die Höhenschenkel des U-förmigen Rahmenteils weisen an ihren oberen Enden seitlich gerichtete Abkröpfungen auf. Diese tragen die zur Aufnahme der Lenkachsen erforderlichen Steuerrohre, die aus der Ebene des U-förmigen Rahmenteils unter einem für den Nachlauf der Lenkräder erforderlichen Neigewinkel herauslaufen.

Bei etwa vertikaler Raumlage des U-förmigen Rahmenteils werden die vorderen Bereiche der Trittbretter bei Umlauf des Kurbeltriebes abwechselnd über die Basis des U-förmigen . Rahmenteils hinweg bewegt. Bei etwa horizontaler Raumlage des U-förmigen Rahmenteils werden die Antriebsgestänge abwechselnd in das U-förmige Rahmenteil hinein bewegt, ohne daß dabei die vorderen Bereiche der Trittbretter über die Basis des U-förmigen Rahmenteils hinweg bewegt werden.

Bei einer etwa horizontalen Raumlage kann die Basis des U-förmigen Rahmenteils funktionell bedingt als Stoßfänger sowie in optisch wirkungsvoller Weise nach vorne über die Lenkräder hinausstehen.

Nach einer alternativen Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß der Kurbeltrieb und das Antriebsrad über eine gemeinsame Achse miteinander verbunden sind. Mit einer derartigen Ausbildung ist der Abstand zwischen den Vorderrädern und dem Hinterrad weiter verkleinert. Eine Übersetzung zwischen dem Kurbeltrieb und dem Antriebsrad bietet mit Vorteil eine koaxial arbeitende Nabenschaltung. Eine Betätigung der Nabenschaltung erfolgt entweder über manuell betätigbare Schaltelemente, beispielsweise einen Bowdenzug und/oder über eine automatische Regelung, beispielsweise einen Fliehkraftregler oder einen Drehmomentenregler.

Außerdem ist vorgesehen, daß die Lenkräder jeweils eine einseitig angeordnete Innenradaufhängung aufweisen. Bei einer einseitigen Innenradaufhängung weisen die Höhenschenkel eine besonders geringe Länge auf, vorzugsweise eine Länge, die kleiner als der Radius der Vorderräder ist. Die einseitige Radaufhängung ermöglicht damit vorteilhaft eine besonders niedrige Bauweise des U-förmigen Rahmenteils. Die Eckbereiche des U förmigen Rahmenteils sind zur Vermeidung von Spannungsspitzen deutlich abgerundet, so daß sich die U-Form auch in der Form eines etwa bogenartig gekrümmten bzw. eines flachen nach unten durchgebogenen Bügels wiederfinden kann.

Zur Erhöhung der Seitenführungskraft des erfindungsgemäßen Trainingsgerätes weisen die Lenkräder einen negativen Radsturz auf. Es ist jedoch ebenso denkbar, daß die Lenkräder einen positiven Radsturz aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trainingsgerätes in einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Trainingsgerätes;
3 eine schematische Vorderansicht des Trainingsgerätes in einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
4 eine schematische Teilseitenansicht des in 3 dargestellten Trainingsgerätes.
Die 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trainingsgerätes in einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Trainingsgerät hat zwei handbelastbare und zwei fußbelastbare Krafteinleitstellen 1, 1', 2, 2', die dem Bewegungsmuster der Hände und Füße bei der aufrechten Gangart angenähert von zwei Antriebsgestängen 3, 3' zwangsbeweglich geführt werden. Das Trainingsgerät ist als ein Fahrzeug mit einem Antriebsrad 4 ausgebildet, das über einen Kurbeltrieb 5 mit den Antriebsgestängen 3, 3' verbunden ist. Jedes Antriebsgestänge 3, 3' weist einen zweiarmigen Handhebel 6, 6' mit einem oberen und einem unteren Arm auf, wobei dem oberen Arm eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen 1, 1' zugeordnet ist. Außerdem weist jedes Antriebsgestänge 3, 3' ein Trittbrett 7, 7' auf, an dem eine der fußbelastbaren Krafteinleitstellen 2, 2' angeordnet ist, wobei die freien Enden der Trittbretter 7, 7' einerseits am unteren Arm eines der zweiarmigen Handhebel 6, bzw. 6' und andererseits an einer Kurbel 8 bzw. 8' des Kurbeltriebs 5 angelenkt sind. Das Trainingsgerät ist als dreispuriges Fahrzeug ausgebildet, dessen der mittleren Spur zugeordnetes Rad das Antriebsrad 4 ist und dessen zwei den äußeren Spuren zugeordnete Räder als Lenkräder 9 ausgebildet sind. Die Lenkräder 9 sind über ein Lenkgestänge 10 miteinander verbunden. Die oberen Arme der zweiarmigen Handhebel 6, 6' weisen jeweils ein mit dem Lenkgestänge 10 verbundenes Steuerelement 11, 11' auf, an dem eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen 1, 1' angeordnet ist. Der Kurbeltrieb 5 und das Antriebsrad 4 sind über einen Kettentrieb 12 miteinander verbunden. Die Länge eines der Trittbretter 7, 7' zuzüglich der Länge einer Kurbel 8, 8' des Kurbeltriebes 5 ist größer als der Abstand zwischen der Drehachse 13 des Kurbeltriebes 5 und den Drehachsen 14 der Lenkräder 9, denen jeweils ein Stoßdämpfer 15 zugeordnet ist.
Die 2 zeigt eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Trainingsgerätes, die auf die Darstellung des oberen die handbelastbaren Krafteinleitstellen 1, 1' aufweisenden Bereichs verzichtet. In dieser Ansicht wird deutlich, daß die den äußeren Spuren zugeordneten Räder als Lenkräder 9, 9' ausgebildet und über das Lenkgestänge 10 miteinander verbunden sind. Die Lenkräder 9, 9' weisen jeweils eine zweiseitige Aufhängung in einer Gabel 16, 16' auf. Um die Länge eines der Trittbretter 7, 7' zuzüglich der Länge einer Kurbel 8, 8' (siehe 1) größer auszubilden, als den Abstand zwischen der Drehachse und des Kurbeltriebes 5 (siehe 1) und den Drehachsen 14, 14' der Lenkräder 9, 9', sind die Gabeln 16, 16' über ein U-förmiges Rahmenteil 17 miteinander verbunden. An einem vertikalen Rahmenteil 18 sind mittels zweier Gelenkverbindungen 19, 19' die zweiarmigen Handhebel 6, 6' angelenkt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Die 3 zeigt eine schematische Vorderansicht des Trainingsgerätes in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Auch diese Vorderansicht verzichtet auf die Darstellung des oberen Bereichs der Handhebel 6, 6'. Das hier dargestellte Trainingsgerät ist ebenfalls als dreispuriges Fahrzeug ausgebildet, dessen den äußeren Spuren zugeordnete Räder jedoch als Antriebsräder 4', 4'' ausgebildet sind. Dazu ist der Kurbeltrieb 5 über einen Kettentrieb 12' mit einer vorderen Verteilerwelle 20 gekoppelt, deren freie Enden über weitere Kettentriebe 21, 21' mit den Drehachsen 14, 14' der Antriebsräder 4', 4'' in Eingriff stehen. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Die 4 zeigt eine schematische Teilseitenansicht des in 3 dargestellten Trainingsgerätes. In dieser Fig. ist die Anordnung der Kettentriebe 12', 21 und 21' (siehe 3) dargestellt, wobei ein erstes Kettenblatt 22 des Kettentriebes 12' an einem horizontalen Rahmenteil 23 angelenkt ist und ein zweites Kettenblatt 24 des Kettentriebes 21 auf der Drehachse 14 des Antriebsrades 4' angeordnet ist. Die Kettentriebe 12', 21 und 21' sind über drei auf der horizontalen Verteilerwelle 20 angeordnete Kettenblätter 25 miteinander verbunden. Eine Aussteifung 26 verbindet das horizontale Rahmenteil 23 mit dem vertikalen Rahmenteil 18. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Claims

Trainingsgerät, insbesondere Crosswalker, mit zwei handbelastbaren und zwei fußbelastbaren Krafteinleitstellen, die dem Bewegungsmuster der Hände und Füße bei der aufrechten Gangart angenähert von zwei Antriebsgestängen zwangsbeweglich geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Trainingsgerät als ein Fahrzeug mit wenigstens einem Antriebsrad (4, 4', 4'') ausgebildet ist, und daß das Antriebsrad (4, 4', 4'') über einen Kurbeltrieb (5) mit den Antriebsgestängen (3, 3') verbunden ist.
Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebsgestänge (3, 3') einen zweiarmigen Handhebel (6, 6') mit einem oberen und einem unteren Arm aufweist, wobei dem oberen Arm eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen (1, 1') zugeordnet ist.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebsgestänge (3, 3') ein Trittbrett (7, 7') aufweist, an dem eine der fußbelastbaren Krafteinleitstellen (2, 2') angeordnet ist, wobei die freien Enden des Trittbrettes (7, 7') einerseits am unteren Arm eines der zweiarmigen Handhebel (6, 6') und andererseits an einer Kurbel (8, 8') des Kurbeltriebs (5) angelenkt sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als dreispuriges Fahrzeug ausgebildet ist, dessen der mittleren Spur zugeordnetes Rad das Antriebsrad (4) ist.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als dreispuriges Fahrzeug ausgebildet ist, dessen den äußeren Spuren zugeordnete Räder als Lenkräder (9, 9') ausgebildet und über ein Lenkgestänge (10) miteinander verbunden sind.
Trainingsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Arme der zweiarmigen Handhebel (6, 6') jeweils ein mit dem Lenkgestänge (10) verbundenes Steuerelement (11, 11') aufweisen, an dem eine der handbelastbaren Krafteinleitstellen (1, 1') angeordnet ist.
Trainingsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgestänge (10) und die Steuerelemente (11, 11') über Drahtseile miteinander verbunden sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (5) und das Antriebsrad (4, bzw. 4', 4'') über einen Kettentrieb (12 bzw. 12', 21, 21') miteinander verbunden sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (5) wenigstens ein elliptisch geformtes Kettenblatt aufweist.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettentrieb (12 bzw. 12', 21, 21') eine Nabenschaltung aufweist, und daß der Kette des Kettentriebes (12 bzw. 12', 21, 21') ein Kettenspanner zugeordnet ist.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines der Trittbretter (7, 7') zuzüglich der Länge einer Kurbel (8, 8') des Kurbeltriebes (5) größer ist, als der Abstand zwischen der Drehachse (13) des Kurbeltriebes (5) und den Drehachsen (14, 14') der Lenkräder (9, 9').
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkräder (9, 9') über ein U-förmiges Rahmenteil (17) miteinander verbunden sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkräder (9, 9') jeweils eine einseitig angeordnete Innenradaufhängung aufweisen.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Rahmenteil (17) als etwa bogenartig gekrümmter Bügel ausgebildet ist.