DE102006052502A1

DE102006052502A1 - Krafttrainingsgerät

Info

Publication number: DE102006052502A1
Application number: DE102006052502A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2008-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Krafttrainingsgerät mit einem Gestell (1), an dem ein veränderlicher Satz (3) aus Gewichten mittels eines Seils (9) und einer am freien Seilende angebrachten und vom Trainierenden betätigbaren Handhabe (10) vertikal bewegbar angeordnet ist. Am Gewichtssatz (3) greifen Mittel (11-20) an, die beim Absenken des Gewichtssatzes diesem eine zusätzliche, nach unten wirkende Kraft erteilen. Die Kraft ist derart bemessen, dass sie in einem mittleren Bereich des Absenkungswegs des Gewichtsatzes (3) erhöht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Krafttrainingsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Krafttrainingsgeräte werden zur Erhaltung der Fitness und zur Stärkung der Muskulatur des menschlichen Körpers eingesetzt, insbesondere zur Stärkung der Arm- und Beinmuskulatur. Bei den bekannten Trainingsgeräten werden beispielsweise für den Trainierenden passende Gewichte zu einem individuellen Gewichtssatz zusammengestellt, der im Laufe des Gesamtübungsprogramms auch geändert werden kann. Die Zugbewegung und die Streckbewegung des Trainierenden erfolgt während einer Übungsphase immer mit dem gleichen Gewichtssatz. Dieses so genannte konzentrische Trainingsprogramm erfordert eine relativ lange Gesamttrainingszeit.
Durch die US 53 28 429 A und die US 54 76 428 A ist ein Zusatzgerät für eine mit Gewichten arbeitende Trainingsmaschine bekannt, wobei das Zusatzgerät die Gewichte nach unten zieht, wenn die Gewichte abgesenkt werden, so dass eine exzentrische Trainingskraft zum Absenken der Gewichte größer als eine konzentrische Trainingskraft zum Heben der Gewichte ist. Diese asymmetrischen Trainingskräfte sind besser an die Muskelkräfte angepasst, die normalerweise für das exzentrische Training größer als für das konzentrische Training sind. Das Zusatzgerät weist einen Elektromotor und eine Steuereinheit auf, die eine Tastatur, ein Display und einen Mikrokomputer umfasst. Der Motor ist über ein die exzentrische Kraft übertragendes Seil mit dem Gewichtsstapel verbunden. Die Tastatur erlaubt dem Benutzer, die während der exzentrischen Phase zugesetzte Kraftmenge auszuwählen. Ein Sensor ermöglicht es der Steuereinheit, festzustellen, ob sich der Gewichtsstapel nach oben oder unten bewegt. Wenn sich der Stapel nach oben bewegt, wird keine Kraft durch den Motor erzeugt. Wenn der Stapel abgesenkt wird, wird die ausgewählte Kraftmenge dem Stapel durch den Motor über das Seil zugefügt.
Durch die US 54 35 798 A ist ein Widerstandstrainingsgerät bekannt, das ein aufgehängtes Gewicht als Widerstandprimärquelle verwendet. Ein veränderliches Drehmomentantriebssystem ist mit dem Gewicht verbunden und ändert den vom Benutzer wahrgenommenen Widerstandsbetrag selektiv. Dabei ist das Gewicht über ein um eine Trommel gewickeltes Seil mit einem Handgriff verbunden, wobei die Trommel über eine Kupplung mit dem Motor verbunden ist. Ein Sensor misst die Zugrichtung des Seils und kuppelt beim Absenken des Gewichts den Motor ein.
Bei einem durch die DE 196 53 862 A1 bekannten Trainingsgerät mit einer Kurbel und einem mit dieser mechanisch verbundenen Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe ist dem Motor ein Freuenzumrichter zugeordnet, der so eingestellt werden kann, dass die Drehzahl des Motors um eine Schlupfdrehzahl abweicht. Die Kurbel wirkt nur in einer Richtung.
Schließlich sieht ein durch die US 56 97 869 A bekanntes Trainingsgerät eine entgegengesetzte Widerstandskraft vor, die insgesamt immer nur der veränderlichen Ausübungskraft des Trainierenden entspricht. Es wird auch über Trommeln, Seilzüge und Seilscheiben für eine exzentrische Arbeitsweise eine negative Kraft erzeugt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Trainingsgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, mit dem der Aufbau der Muskulatur in wesentlich kürzerer Zeit als mit den bekannten Trainingsgeräten erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Wie Untersuchungen gezeigt haben, lässt sich bei dem exzentrischen Trainingsprogramm gemäß der Erfindung durch die zusätzliche Gewichtsbelastung bei der Streckbewegung des Trainierenden, die dem Absenken des Gewichtsatzes entspricht, in der Weise, dass die Kraft derart bemessene ist, dass sie in einem mittleren Bereich des Absenkungswegs des Gewichtsatzes erhöht ist, nicht nur eine schnellere Kraftsteigerung des Arm- bzw. Beinstreckers, sondern auch eine Verbesserung des Arm- bzw. Beinbeugers erzielen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfassen die Mittel einen Elektromotor, dessen Drehmoment die genannte Kraft bestimmt. Dadurch wird eine mögliche, rein mechanische Lösung durch eine elektromotorische Lösung hinsichtlich der Zusatzbelastung bei der Absenkung des Gewichtsatzes ersetzt. Zweckmäßigerweise ist dabei dem Elektromotor ein Untersetzungsgetriebe nachgeschaltet.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfassen die Mittel eine mit der Welle des Elektromotors gekoppelte Seiltrommel und ein auf diese aufgewickeltes Seil, das mit dem Gewichtssatz verbunden ist. Die Einschaltung des Elektromotors und die Steuerung des Elektromotors können beispielsweise von Hand vorgenommen werden.
Eine bessere Steuerung des Elektromotors kann jedoch gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Mittel eine mit der Welle des Elektromotors gekoppelte Sensoreinrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung der Seiltrommel und eine mit dem Ausgang der Sensoreinrichtung verbundene Steuereinrichtung zur Steuerung des Elektromotors umfassen.
Gemäß einer zweckmäßigen, weiteren Ausbildung der Erfindung umfassen die Mittel einen Frequenzumrichter, der durch die Steuereinrichtung gesteuert wird und den Elektromotor steuert, der als Servomotor arbeitet. Dabei kann der Frequenzumrichter mittels eines von Hand betätigbaren Einstellglieds und damit das Motordrehmoment einstellbar sein.
Schließlich ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Mittel in einem Zusatzmodul angeordnet sind, das mit bestehenden Krafttrainingsgeräten koppelbar ist. Auf diese Weise brauchen bei den bestehenden Krafttrainingsgeräten nur geringfügige Änderungen vorgenommen werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Krafttrainingsgeräts und eines skizzenhaften, mit dem Krafttrainingsgerät gekoppelten Zusatzmoduls und
2 ein Schaubild zur Erläuterung des Prinzips der Anpassung durch Training.
Das in der Figur dargestellte Krafttrainingsgerät umfasst ein übliches Gestell 1 mit vertikalen Führungsstäben 2, an denen Gewichte eines veränderbaren Gewichtsatzes 3 geführt werden. Das Gestell 1 weist zwei untere, horizontale Ausleger 4 auf, die an ihren Enden einen Sitzplatz 5 und eine verstellbare Rückenstütze tragen, die mit zwei Rollen 6 gebildet ist. Das Gestell 1 weist auch einen oberen, horizontalen Ausleger 7 auf, der in seinem Ende eine Umlenkrolle 8 trägt. Diese Umlenkrolle 8 und eine weitere, nicht dargestellten Umlenkrolle im Ausleger 7 dienen zur Umlenkung eines ersten Seils 9, das mit seinem einen Ende an einer horizontalen Betätigungsstange 10 für zwei Hände und mit seinem anderen Ende am oberen Ende des Gewichtsatzes 3 befestigt ist. Das bis hierhin bekannte Krafttrainingsgerät arbeitet so, dass ein auf dem Sitzplatz 5 sitzender Trainierender nach Ergreifen der Betätigungsstange 10 den an ihn angepassten Gewichtssatz 3, der beispielsweise ein Gewicht von 20kg aufweisen kann, ständig hochhebt und wieder absenkt.
Erfindungsgemäß ist nun ein Zusatzmodul vorgesehen, das einen Elektromotor 11, ein diesem nachgeschaltes Untersetzungsgetriebe 12 mit beispielsweise einer Untersetzung von 1:10, eine diesem nachgeschaltete Sensoreinrichtung 13, eine Seiltrommel 14, ein Umlenkrolle 15, ein auf der Seiltrommel 14 aufgewickeltes zweites Seil 15, das über die Umlenkrolle 15 läuft und mit dem unteren Ende des Gewichtsatzes 3 verbunden ist, eine Steuereinrichtung 17 und einen Frequenzumrichter 18 aufweist.
Die Sensoreinrichtung 13 umfasst eine Lochscheibe und einen Sensor, der die Löcher der Lochscheibe und diese selbst derart abtastet, dass die Position und die Bewegungsrichtung des Gewichtsatzes und die Geschwindigkeit des Motors 11 festgestellt und die entsprechenden Messdaten der Steuereinrichtung 17 zugeleitet werden können. Diese Steuereinrichtung 17 gibt nur ein Ausgangssignal an den Frequenzumrichter 18 ab, wenn der Gewichtsatz 3 abgesenkt wird. Wird der Gewichtssatz 3 abgesenkt, d.h. streckt der Trainierende seine Arme, so bestimmt der Frequenzumrichter 18 das Drehmoment des Motors 11 und damit die Kraft, die zusätzlich über das Seil 16 auf den Gewichtsatz 3 nach untern ausgeübt wird. Diese Zusatzbelastung kann beispielsweise linear 25kg betragen. Diese Belastungskraft wirkt nun gemäß der Erfindung nichtlinear, wobei in einem mittleren Bereich des Gewichtsatzwegs ein höherer Wert als in den Endbereichen des Gewichtsatzwegs gewählt wird. Diese nichtlineare Kraftbemessung kommt der Hebelwirkung der menschlichen Arme entgegen, die bei rechtwinkliger Armstellung am größten ist.
Der Frequenzumrichter 18 (und die Steuereinrichtung 17) wird vom Netzanschluss 19 mit Strom versorgt. Der Frequenzumrichter 18 lässt sich mittels eines Einstellglieds 20 derart einstellen, dass damit das Drehmoment des Motors 11 an den jeweiligen Trainierenden angepasst werden kann.
Wie aus der Figur zu ersehen ist, lässt sich das Zusatzmodul 11–20 an bestehende Krafttrainingsgeräte ohne große Änderung dieser Geräte ankoppeln.
In 2 ist in einem Schaubild das Prinzip der Anpassung durch Training, das hier als Superkompensation bezeichnet wird, dargestellt. Auf der Abszisse ist die Leistungsfähigkeit und auf der Ordinate die Trainingszeit aufgetragen. Wie die dargestellte Kurve zeigt, nimmt die Leistungsfähigkeit von einem Ausgangspunkt a während eines Belastungsabschnitts bis zu einem Erschöpfungspunkt b, um dann in einem Regenerationsabschnitt wieder langsamer über das Niveau des Punkts a auf einen Superkompensationspunkt c anzusteigen. Dadurch wird ein erhöhtes Leistungsfähigkeitsniveau erreicht.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zur Nutze, dass die an sich bekannte Superkompensation in Einklang mit dem Programm gebracht werden kann. Die Maschine kann darüber hinaus die Leistung messen und das entsprechende Gewicht an die Leistung automatisch anpassen.

Claims

Krafttrainingsgerät mit einem Gestell (1), an dem ein veränderlicher Satz (3) aus Gewichten mittels eines Seils (9) und einer am freien Seilende angebrachten und vom Trainierenden betätigbaren Handhabe (10) vertikal bewegbar angeordnet ist, wobei am Gewichtssatz (3) Mittel (11–20) angreifen, die beim Absenken des Gewichtssatzes diesem eine zusätzliche, nach unten wirkende Kraft erteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft derart bemessen ist, dass sie in einem mittleren Bereich des Absenkungswegs des Gewichtsatzes (3) erhöht ist.
Krafttrainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Elektromotor (11) umfassen, dessen Drehmoment die genannte Kraft bestimmt.
Krafttrainingsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Elektromotor (11) ein Untersetzungsgetriebe (12) nachgeschaltet ist.
Krafttrainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine mit der Welle des Elektromotors (11) gekoppelte Seiltrommel (14) und ein auf diese aufgewickeltes Seil (16) umfassen, das mit dem Gewichtssatz (3) verbunden ist.
Krafttrainingsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine mit der Welle des Elektromotors (11) gekoppelte Sensoreinrichtung (13 zur Messung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung der Seiltrommel (14) und eine mit dem Ausgang der Sensoreinrichtung verbundene Steuereinrichtung (17) zur Steuerung des Elektromotors (11) umfassen.
Krafttrainingsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Frequenzumrichter (18) umfassen, der durch die Steuereinrichtung (17) gesteuert wird und den Elektromotor (11) steuert, der als Servomotor arbeitet.
Krafttrainingsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (18) mittels eines von Hand betätigbaren Einstellglieds (20) und damit das Motordrehmoment einstellbar ist.
Krafttrainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (11–20) in einem Zusatzmodul angeordnet sind, das mit bestehenden Krafttrainingsgeräten koppelbar ist.