DE102008025601B3

DE102008025601B3 - Trainingsgerät

Info

Publication number: DE102008025601B3
Application number: DE102008025601A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Mayr (FH)
Original assignee: QUATTROMANI ENGINEERING GmbH
Current assignee: MAYR, MONIKA, DE
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-05-29
Also published as: WO2009143808A1

Abstract

Bei einem Trainingsgerät (10) zum Entwickeln und Stärken der Muskeln und Gelenke einer Übungsperson sind Seilzüge (34, 40) vorgesehen, deren erstes Ende mit einem Haltestück (32, 38) versehen sind. Die zweiten Enden der Seilzüge sind mit Seilwindenrollen von Seilwinden (42, 44) verbunden. Die beiden Seilwinden sind auf zwei Laufkatzen (46) angeordnet, die elektromotorisch entlang jeweils einer bogenförmig gekrümmten Führungsbahn (48) verfahrbar sind. Der Antriebsmotor (64, 66) der Laufkatzen (46) ist über eine Antriebselektronik gemäß einem vorgegebenen Trainingsprogramm steuerbar und gestattet, Unterbrechungen im Trainingsprogramm zum Verstellen der Seilzugführungen zu vermeiden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Trainingsgerät ist in der US 51 02 122 A beschrieben und verfügt über eine Laufkatze, die mit Hilfe einer Arretiervorrichtung an einer beliebigen Stelle entlang der Führungsbahn arretierbar ist. Hierzu ist eine Arretier- und Bremsvorrichtung vorgesehen, die manuell während einer Unterbrechung des Trainings gelöst, verstellt und wieder arretiert werden kann. Die Verstellung der Geometrie des Trainingsgerätes erfordert somit eine Unterbrechung des Trainingsprogramms, um die erforderlichen mechanischen Umbau- und Justierarbeiten durchzuführen.
Bei einem aus der EP 1 803 489 A1 bekannten Trainingsgerät sind ein Drehstrommotor und eine Regeleinrichtung vorgesehen, um eine über eine Seilzuganordnung aufgebrachte Zugleistung bereitzustellen. Die Seilzuganordnung verfügt über Seile, welche an Umlenkrollen geführt sind. Da die Umlenkrollen an den Stellen, wo der Seilzug das Trainingsgerät verlässt, fixiert sind, ist der Verlauf der Seilzuganordnung im Raum begrenzt, so dass Seilzugkräfte nur in eine begrenzte Zahl von Richtungen im Raum möglich sind.
In der US 2007/01 55 587 A1 ist eine Anordnung mit einem Elektromotor zur Erzeugung einer Seilzugkraft beschrieben, wobei der Elektromotor mit einer Steuerelektronik verbunden ist. Die Steuerelektronik dient dazu, zusammen mit einer Messeinrichtung zur Belastungsmessung den Elektromotor anzuhalten oder langsamer werden zu lassen, um die Trainingsperson zu schützen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Trainingsgerät zu schaffen, das es gestattet, eine große Anzahl unterschiedlicher Trainingsübungen ohne Unterbrechungen nacheinander durchzuführen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Da die Laufkatze beim erfindungsgemäßen Trainingsgerät nicht an einer Vielzahl von Stellen der Führungsbahn des Trainingsgerätes während des Trainings vorübergehend manuell arretiert wird, sondern entlang der bogenförmig gekrümmten Führungsbahn motorisch verfahrbar ist, können Seilzugkräfte für eine Vielzahl von Übungen in zahlreiche Richtungen erzeugt werden, ohne dass dazu Unterbrechungen im Trainingsablauf notwendig sind, um das Trainingsgerät umzurüsten.
Die Rolle auf der Laufkatze ist als Seilwindenrolle einer Seilwinde ausgestaltet, wobei die Laufkatze über elektrische Kabel zur Stromversorgung des Elektromotors und zu dessen Steuerung mit dem Trainingsgerät verbunden ist. Der die Seilzugkraft erzeugende Elektromotor ist ebenfalls auf der Laufkatze angeordnet, so dass sich eine kompakte Bauweise mit wenig störenden Seilzügen ergibt.
Die Laufkatze verfügt vorzugsweise über mehrere Laufrollen, Profilrollen oder Führungsräder, die mit Führungsschienen zusammenwirken, welche sich entlang der Führungsbahn erstrecken.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verfügt der Antriebsmotor der Laufkatze über eine mit der Antriebswelle des Antriebsmotors gekoppelte Riemenscheibe, die mit einem Zahnriemen in Eingriff steht, der sich entlang der Führungsbahn erstreckt. Auf diese Weise ist es möglich, die Laufkatze während des Trainings präzise elektromotorisch zu verfahren. Um eine besonders präzise Bewegung der Laufkatze zu gestatten, ist es zweckmäßig, wenn der Riemenscheibe zwei Umlenkrollen zugeordnet sind, die den Zahnriemen umlenken und auf diese Weise einen ausreichenden Umschlingungswinkel der Riemenscheibe gewährleisten, und dadurch aus der Riemenkraft eine möglichst hohe Radialkraft resultiert. Hierdurch wird der notwendige Kraft- und Formschluss an der Riemenscheibe gewährleistet. Vorzugsweise verfügt die Riemenscheibe über eine Verzahnung.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist auch der Elektromotor zur Erzeugung einer Seilzugkraft über eine Ansteuerelektronik gemäss einem vorgegebenen Trainingsprogramm steuerbar.
Besonders einfach ist der Aufbau, wenn die gekrümmte Führungsbahn kreissegmentförmig verläuft. Vorzugsweise ist die Führungsbahn im Raum verschwenkbar angeordnet, so dass Seilzugkräfte nicht nur in allen Richtungen einer Ebene, sondern in allen Raumrichtungen zum Training eingesetzt werden können.
Besonders einfach ist der Aufbau des Trainingsgeräts, wenn die Führungsbahn um eine parallel zum Boden des Trainingsgeräts, und damit im Betrieb horizontal verlaufende Achse manuell oder elektromotorisch verschwenkbar ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die horizontal verlaufende Achse eine Drehung um die Mitte des Bogens der Führungsbahn gestattet.
Um unterschiedlich großen Trainingspersonen oder Trainingspersonen in einer Sitzstellung oder Liegestellung ein effizientes Training zu erlauben, ist es zweckmäßig, wenn der Abstand der horizontal verlaufenden Achse vom Boden des Trainingsgeräts verstellbar ist.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trainingsgerät eine der Trainingsperson und der jeweiligen Übung anpassbare justierbare Sitz- und Liegeanordnung aufweist. Zweckmäßig ist es auch, wenn zur Einstellung der jeweiligen Seilzugkräfte und zur Verstellung der Position der Laufkatze eine für die spezielle Trainingsperson programmierbare Steuerung vorgesehen ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Laufkatzen vorgesehen, so dass zwei Seilzüge vorhanden sind. Die Laufkatzen bewegen sich dann auf den beiden voneinander weg weisenden Seiten der von der gekrümmten Führungsbahn aufgespannten Ebene.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht des Trainingsgerätes in einer ersten Konfiguration,
2 eine der 2 entsprechende Darstellung des Trainingsgerätes in einer zweiten Konfiguration in einer perspektivischen Ansicht,
3 eine der 2 entsprechende Konfiguration des Trainingsgerätes in einer seitlichen Draufsicht,
4 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3,
5 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3 und
6 einen Schnitt durch die Führungsbahn entlang der Linie VI-VI in 5.
Das in 1 dargestellte Trainingsgerät 10 ist auf einer Grundplatte 12 montiert, deren Oberseite den Boden 14 des Trainingsgerätes 10 bildet. Auf dem Boden 14 sind eine erste Trägersäule 16, eine zweite Trägersäule 18 und eine dritte Trägersäule 26 angeordnet.
Die zweite Trägersäule 18 trägt einen Arm 20, dessen Abstand vom Boden 14 vertikal, und somit dessen Höhe von der Grundplatte 12 verstellbar ist. An seinem von der zweiten Trägersäule 18 wegweisenden Ende 22 ist eine justierbare Sitz- und Liegeanordnung 24 drehbar befestigt. Die Sitz- und Liegeanordnung 24 besteht aus mehreren Stützelementen, deren Konfiguration so verändert werden kann, dass wahlweise ein Sitz, wie in 1 dargestellt, oder auch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Liege bereitgestellt werden kann.
Die in 1 schematisch dargestellte Trainingsperson 25 sitzt bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Nähe der dritten Trägersäule 26, an der eine Anzeige und Bedienungseinheit 28 verschwenkbar befestigt ist. An der Anzeige- und Bedienungseinheit 28 können Einstellungen für das Trainingsprogramm der Trainingsperson 25 vorgenommen werden. Weiterhin kann die Anzeige- und Bedienungseinheit 28 eingesetzt werden, um der Trainingsperson 25 optische und/oder akustische Weisungen zukommen zu lassen.
Bei der in 1 dargestellten Konfiguration des Trainingsgerätes 10 trainiert die Trainingsperson 25 die oberen Extremitäten. In seiner linken Hand 30 hält die Trainingsperson 25 ein Haltestück 32, das mit einem ersten Seilzug 34 verbunden ist. In der rechten Hand 36 hält die Trainingsperson 25 ein zweites Haltestück 38, das mit einem zweiten Seilzug 40 verbunden ist. Das Haltestück 32 kann als Griffstück, Handhabe oder Manschette ausgebildet sein, die zum Beispiel mit einem Klettverschluss um das Bein oder den Arm der Trainingsperson befestigt wird.
Wenn die Trainingsperson 25 ihre Arme, und damit die linke Hand 30 und die rechte Hand 36 aufeinander zu bewegt, zieht sie an dem ersten Seilzug 34 und dem zweiten Seilzug 40, wobei sie Seilzugkräfte aufbringt, deren Gegenkräfte von einem ersten Elektromotor in einem ersten Elektromotorgehäuse 42 und einem zweiten Elektro motor in einem zweiten Elektromotorgehäuse 44 aufgebracht werden.
Die Kräfte, die zum Bewegen der Griffstücke 32, 38 erforderlich sind, können je nach dem Trainingsprogramm fest eingestellt sein oder sich im Laufe eines Trainingsprogramms zeitlich verändern. Diese Einstellbarkeit und/oder Steuerbarkeit der Seilzugkräfte als konstante oder zeitlich variable Seilzugkräfte gestatten es, das Trainingsgerät 10 in vielfältiger Weise einzusetzen.
Um die Einsatzmöglichkeiten weiterhin zu vergrößern, ist es nicht nur vorgesehen, die Seilzugkräfte im zeitlichen Verlauf anzupassen, sondern auch die Richtung der Seilzüge 34, 40, und damit die am Körper der Trainingsperson 25 auftretenden Drehmomente je nach Bedarf zeitlich konstant oder variabel zu gestalten.
Die beiden Elektromotorengehäuse 42 und 44 sind jeweils auf einer Laufkatze 46 befestigt, die bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Ebene parallel zum Boden 14 entlang einer kreissegmentförmigen Führungsbahn 48 verschiebbar oder verfahrbar sind. Die Führungsbahn 48 bildet eine gekrümmt verlaufende obere erste Führungsebene 50 und eine untere zweite Führungsebene 52. Zwischen den Seitenwänden 54 und 56 sind sowohl auf der in 1 erkennbaren oberen Führungsebene 50, als auch auf der zum Boden weisenden unteren Führungsebene 52 entlang einer Kurve verlaufende Führungsschächte 58 vorgesehen.
Die Laufkatzen 46, auf denen die Elektromotorengehäuse 42, 44 angeordnet sind, können entlang den Führungsschächten 58 von einem ersten Endbereich 60 bis zu einem zweiten Endbereich 62 der Führungsbahn 48 verschoben werden. Hierzu sind vorzugsweise ein erster Antriebsmotor in einem ersten Antriebsmotorengehäuse 64 und ein zweiter Antriebsmotor in einem zweiten Antriebsmotorenge häuse 66 vorgesehen. Zweckmäßig ist es, wenn die Antriebsmotoren nicht nur eine einfache Verstellung der Positionen der Laufkatze 46 entlang der Führungsbahn 48 erlauben, sondern insbesondere auch in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Trainingsprogramm bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel horizontal zwischen den Endbereichen 60 und 62 entsprechend einem vorgegebenen Zeitmuster verfahrbar sind. Dabei kann ein Verfahren der Laufkatzen 46 beispielsweise so erfolgen, dass ausgewählte Drehmomente an den Gelenken der Trainingsperson 25 konstant gehalten oder zeitlich veränderbar sind.
Die Führungsbahn 48 ist an einer Welle 68 befestigt, die um eine parallel zum Boden 14, und damit horizontal verlaufende Achse drehbar in einem Gehäuseteil 70 gelagert ist. Das Gehäuseteil 70 ist am in 1 oberen Ende einer Säule 72 angeordnet, die in der ersten Trägersäule 16 vertikal verschiebbar ist, so dass die Höhe oder der Abstand der Haltestücke 32, 38 vom Boden 14 je nach der Übung und der Körpergröße der Trainingsperson 25 einstellbar ist. Aufgrund der oben beschriebenen Möglichkeiten kann ein übungsformspezifischer Fahrweg der Seilzüge 34, 40 auf einfache und leicht anpassbare Weise erreicht werden.
Wenn die an der Welle 68 befestigte Führungsbahn 48 aus der Sicht der Trainingsperson 25 um 90 Grad im Uhrzeigersinn verdreht wird, ergibt sich die in 2 dargestellte Konfiguration des Trainingsgerätes 10. In Abwandlung von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Trainingsgerätes sind die beiden Seilzüge 34, 40 mit einem einzigen geraden Griffstück 74 verbunden. Wie man in 2 weiterhin erkennt, sind die Arme der Trainingsperson 25 angewinkelt, so dass ein Bizepstraining durchgeführt werden kann. Beim Ziehen an den Seilzügen 34, 40 und feststehender Position der Elektromotorengehäuse 42, 44 ändern sich die auf die Ellenbogengelenke einwirkenden Drehmomente bei konstanten Seilzugkräften, wenn die Trainingsperson 25 in die in 2 dargestellte Haltung der Arme ändert.
Bei einer Reihe von Übungen, und insbesondere auch bei solchen Übungen, bei denen Drehmomente konstant bleiben sollen, ist es zweckmäßig, wenn die Laufkatzen 46 entsprechend der Winkelstellung der Extremitäten der Trainingsperson 25 entlang der Führungsbahn 48 in 2 nach oben oder nach unten verschoben werden. Während bei der in 1 dargestellten Konfiguration ein Verfahren der Laufkatzen 46 in horizontal verlaufenden Ebenen erfolgt, ist bei der in 2 dargestellten Konfiguration nach dem Verdrehen der Welle 68 ein Verfahren der Laufkatzen 46 entlang von vertikal verlaufenden Ebenen vorgesehen.
Weitere in der Zeichnung nicht dargestellte Drehpositionen der Welle 68, und somit der Ebenen, entlang denen die Laufkatzen 46 verfahrbar sind, sind möglich. Ebenso ist es möglich, die Positionierung und die Form der Sitz- und Liegeanordnung 24 den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen.
3 zeigt das Trainingsgerät 10 in einer Seitenansicht mit den Schnittlinien IV-IV und V-V.
Der Aufbau der Laufkatze 46 und der Führungsbahn 48 ist in 4 verdeutlicht. Dort erkennt man im Schnitt die Führungsbahn 48 mit den Führungsebenen 50 und 52. Weiterhin erkennt man in 4, dass die Führungsbahn 48 beispielsweise als H-förmiges Tragprofil ausgebildet sein kann, durch das ein erster Führungsschacht 76 und ein zweiter Führungsschacht 78 geformt sind. Die Führungsschächte 76, 78 verfügen bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel über Führungsschienen 80, die es gestatten, die Laufkatzen 46 mit Hilfe von in 5 veranschaulichten Führungsrädern oder Laufrollen 82 präzise so zu führen, dass auch große Seilzugkräfte möglich sind.
In 4 erkennt man oberhalb der zweiten Führungsebene 52 im Schnitt das nach rechts offene Gehäuse 84 einer Seilwindenrolle 86, auf der der Seilzug 40 auf- und abwickelbar ist. Die Seilwindenrolle 86 ist mit einer Antriebswelle 88 des im Elektromotorengehäuse 44 untergebrachten Elektromotors zur Erzeugung einer Seilzugkraft drehfest verbunden.
In 5 erkennt man die Bodenplatte der Laufkatze 46 mit zwei Achsschenkeln 90, auf denen die Laufrollen 82 freilaufend angeordnet sind. Es ist zweckmäßig, wenn insgesamt vier Laufrollen 82 vorgesehen sind, die die Laufkatzen 46 im Bereich ihrer vorderen und hinteren Endbereiche führen.
6 zeigt eine Draufsicht eines Schnitts entlang der Linie VI-VI in 5. Wie man in den 5 und 6 erkennt, sind in den Führungsschächten 76, 78 an den inneren Seitenwänden 79 verlaufende Zahnriemen 92 vorgesehen. Weiter erkennt man in 6 eine mit einem Zahnriemen 92 in Eingriff stehende Riemenscheibe 94, deren Antriebswelle 96 mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, der im Antriebsmotorengehäuse 64 oder Antriebsmotorengehäuse 66 untergebracht ist. Um eine präzise Steuerung des Verfahrens der Laufkatzen 46 zu gewährleisten, sind die in 6 erkennbaren Umlenkrollen 98 vorgesehen, die um Umlenkrollenachsen 99 drehbar sind.

Claims

Trainingsgerät (10) zum Entwickeln und Stärken der Muskeln und Gelenke einer Übungsperson (25) mit wenigstens einem Seilzug (34, 40), dessen erstes Ende mit einem Haltestück (32, 38, 74) verbindbar ist, und dessen zweites Ende mit einem Elektromotor (42, 44) zur Erzeugung einer Seilzugkraft gekoppelt ist, wobei der Seilzug (34, 40) entlang einer am Trainingsgerät (10) angeordneten Rolle (86) geführt ist, die auf einer Laufkatze (46) angeordnet ist, welche entlang einer bogenförmig gekrümmten Führungsbahn (48) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufkatze (46) zum Verfahren entlang der Führungsbahn (48) einen Antriebsmotor (64, 66) aufweist, und dass die Rolle auf der Laufkatze als Seilwindenrolle einer Seilwinde ausgestaltet ist, wobei der die Seilzugkraft erzeugende Elektromotor (42, 44) und der Antriebsmotor (64, 66) auf der Laufkatze (46) angeordnet sind, und dass der Antriebsmotor über eine Antriebselektronik gemäss einem vorgegebenen Trainingsprogramm steuerbar ist.
Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufkatze (46) mehrere Laufrollen (82) aufweist, die mit Führungsschienen (80) zusammenwirken, welche sich entlang der Führungsbahn (48) erstrecken.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (64, 66) mit einer Antriebswelle (96) gekoppelt ist, welche über ein Getriebe mit einer Riemenscheibe (94) drehstarr verbunden ist, die mit einem Zahnriemen (92) in Eingriff steht, der sich entlang der Führungsbahn (48, 79) erstreckt.
Trainingsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenscheibe (94) zwei Umlenkrollen (98) zugeordnet sind, die den Zahnriemen (92) umlenken, so dass ein ausreichender Umschlingungswinkel der Riemenscheibe (94) gewährleistet ist.
Trainingsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (94) eine Verzahnung aufweist.
Trainingsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (42, 44) zur Erzeugung einer Seilzugkraft über eine Ansteuerelektronik gemäss einem vorgegebenen Trainingsprogramm steuerbar ist.
Trainingsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Führungsbahn (48) kreissegmentförmig verläuft.
Trainingsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (48) im Raum verschwenkbar angeordnet ist.
Trainingsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (48) um eine parallel zum Boden (14) des Trainingsgeräts (10) und damit im Betrieb horizontal verlaufende Achse (68) verschwenkbar ist.
Trainingsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal verlaufende Achse (68) eine Drehung um die Mitte des Bogens der Führungsbahn (48) gestattet.
Trainingsgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der horizontal verlaufenden Achse (68) vom Boden (14) des Trainingsgeräts (10) verstellbar ist.
Trainingsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsgerät (10) eine der Trainingsperson (25) und der jeweiligen Übung anpassbare justierbare Sitz- und Liegeanordnung (24) aufweist.
Trainingsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der jeweiligen Seilzugkräfte und zur Verstellung der Position der Laufkatze (46) eine für die spezielle Trainingsperson (25) programmierbare Steuerung (28) vorgesehen ist.
Trainingsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Laufkatzen (46) vorgesehen sind, die auf den beiden voneinander wegweisenden Seiten der von der gekrümmten Führungsbahn (48) aufgespannten Ebene angeordnet sind.