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Die Erfindung betrifft einen Gerätekörper für ein Krafttrainingsgerät zur Durchführung von Krafttrainingsübungen an einem Hebelarm um eine Trainingswelle, ein Krafttrainingsgerät mit einem solchen Gerätekörper sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gerätekörpers.
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In den letzten Jahren haben zunehmend elektronische Komponenten in Krafttrainingsgeräte Einzug gehalten, bei denen dann der gewünschte Trainingswiderstand nicht mehr durch Anheben eines Gewichtsstockes aufgebracht wird, sondern mittels einer elektromechanischen Ausführung des Widerstandselements des Krafttrainingsgerätes, wobei eine geeignet gesteuerte elektrische Maschine dem Trainierenden bei der Ausführung seiner Trainingsbewegungen den gewünschten Widerstand entgegensetzt.
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Traditionell waren die Hersteller von Krafttrainingsgeräten häufig Maschinenbaugeprägte Unternehmen, weil Krafttrainingsgeräte bis vor einigen Jahren reine Maschinenbau-Produkte waren, und weisen diese mechanische Prägung oft immer noch auf. Daraus hat sich unter anderem ergeben, dass die „Elektrifizierung” von Krafttrainingsgeräten in den ersten Generationen elektromechanisch aktuierter Krafttrainingsgeräte bzgl. der Bauweise der Geräte weniger einer Revolution als einer Evolution glich.
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So sind viele elektromechanisch aktuierte Krafttrainingsgeräte nach wie vor nach einem klassischen Prinzip aufgebaut: an einer massiven Grundplatte oder einer massiven Grundstütze, die das Gerät gegen den Untergrund abstützt, ist ein häufig ebenso massiver, im Wesentlichen vertikaler Komponentenständer angeordnet, an welchem die Steuerungskomponenten, die elektrische Maschine und die beweglichen Antriebskomponenten wie Drehwelle und ggf. Getriebe angeflanscht, angeschraubt, angeschweißt oder sonstig geeignet befestigt sind. Diese Bauweise orientiert sich häufig an den Erfordernissen rein mechanisch ausgeführter Krafttrainingsgeräte, bei welchen der Trainings-Kraftfluss häufig durch verschiedene Gebiete eines Trainingskörpers des Gerätes vom Trainingsmanipulator, beispielsweise über Seilzüge, zum Gewichtsstock geleitet werden musste.
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Bei gegenwärtigen elektromechanisch aktuierten Krafttrainingsgeräten ist häufig zu beobachten, dass bei diesen die Anordnung der Steuerungskomponenten und der Antriebskomponenten recht willkürlich erscheint, so dass an verschiedenen Halterungskomponenten oft sowohl statisch montierte Steuerungskomponenten als auch bewegliche Antriebskomponenten angeordnet sind. Eine derartige Bauweise bedingt häufig eine Überdimensionierung der tragenden Komponenten, was unter verschiedenen Gesichtspunkten wie Schwingungs-Eigenwerten des Gerätekörpers, Gewicht des Geräts, Kosten, Wartbarkeit etc. unerwünscht sein kann.
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Zudem ist der Bauraum im Gerät durch die willkürliche Anordnung der verschiedenen Komponenten oft eingeschränkt und speziell auf eine Geräte-spezifisch erforderliche Raumposition der Trainingswelle abgestimmt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einfacheren und/oder flexibel einsetzbaren Gerätekörper für ein Krafttrainingsgerät bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung kann es sein, ein Herstellungsverfahren anzugeben, das die Herstellung eines einfacheren und/oder flexibel einsetzbaren Gerätekörpers für ein Trainingsgerät ermöglicht.
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Diese Aufgaben können gelöst werden durch einen Gerätekörper bzw. ein Herstellungsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Gerätekörper für ein Krafttrainingsgerät zur Durchführung von Krafttrainingsübungen an einem Hebelarm um eine Trainingswelle angegeben, wobei sich die Trainingswelle um eine Trainingsachse des Trainingsgeräts drehbar ist. Der Gerätekörper weist eine Widerstandsquelle zum Beaufschlagen der Trainingswelle mit einem Trainingswiderstand auf, wobei die Widerstandsquelle eine Antriebsanordnung mit einer oder mehreren Antriebskomponenten sowie eine Steuereinheit mit einer oder mehreren Steuerungskomponenten aufweist. Erfindungsgemäß sind die Antriebsanordnung und die Steuereinheit räumlich derart voneinander beabstandet, dass im Gerätekörper die Antriebskomponenten auf der einen Seite und die Steuerungskomponenten auf der anderen Seite einer durch den Gerätekörper verlaufenden, gedachten Ebene angeordnet sind. Wegen dieser räumlichen Beabstandung der Antriebsanordnung und der Steuereinheit ist eine einfache Gestaltung des Gerätekörpers, die zudem eine gezielte Gestaltung tragender Komponenten entsprechend dem Kraftfluss aus Trainingskräften im Gerätekörper zulässt, möglich.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Gerätekörper für ein Krafttrainingsgerät zur Durchführung einer Krafttrainingsübung an einem Hebelarm um eine, insbesondere einzige, Trainingswelle mit einer, insbesondere im Wesentlichen waagerechten oder senkrechten, Trainingsdrehachse angegeben. Der Gerätekörper weist eine Widerstandsquelle zum Bereitstellen eines Trainingswiderstands und eine Steuereinheit zur Steuerung des Trainingswiderstands auf. Zusätzlich weist der Gerätekörper zwei voneinander in einer Hochrichtung und/oder in einer Längsrichtung des Gerätekörpers beabstandete Wellenaufnahmen auf, wobei der Gerätekörper eingerichtet ist, die Trainingswelle an derjenigen der beiden Wellenaufnahmen zur Übertragung eines Trainingswiderstands mit der Widerstandsquelle zu verbinden, an der die Trainingswelle angeordnet wird. Ein Gerätekörper, der in dieser Weise die Aufnahme einer einzigen Trainingswelle an einer von zwei Raumpositionen des Gerätekörpers ermöglicht, kann durch eine geeignet variierte Positionierung der Trainingsstützen am Gerätekörper für eine Vielzahl unterschiedlicher Krafttrainingsgeräte dienen. Dies ermöglicht die Realisierung eines hohen Standardisierungspotenzials, indem beispielsweise ein Gerätepark mit den eingangs genannten Typen von Krafttrainingsgeräten mit nur einem einzigen Typ von Gerätekörpern aufgebaut werden kann.
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Die Erfindung basiert u. a. auf der Erkenntnis, dass ein Traggerüst des Gerätekörpers nur in denjenigen Bereichen zur Aufnahme von Trainingskräften ausgebildet sein muss, in welchen die Komponenten der Antriebsanordnung angeordnet sind, wohingegen ein Gerüstteil, der eine Steuerkomponente trägt, aus dieser Funktion heraus lediglich die Gewichtskraft der Steuerungskomponente und evtl. daraus resultierende Hebelkräfte und -momente daraus abstützen können muss.
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Wenn nun die Antriebsanordnung und die Steuereinheit gänzlich räumlich voneinander getrennt sind, wird es deutlich einfacher, einen Gerätekörper bereit zu stellen, der nur begrenzt auf einen Bereich der Antriebsanordnung verstärkt ist, um die beim Training auftretenden Kräfte und Momente abstützen zu können.
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Bei Krafttrainingsgeräten sind zumeist eine Raumposition, an welcher die Trainingsachse und damit die Trainingswelle anzuordnen ist, und eine Raumposition, an welcher die Trainingsstützen bzw. -sitze für den Trainierenden anzuordnen sind, zueinander im Wesentlichen festgelegt. Der Erfinder hat nun festgestellt, dass es überraschenderweise möglich ist, eine Vielzahl von typischen Krafttrainingsgeräten wie Chest-Press-Geräte, Ruder-Geräte, Abdominal-Crunch-Geräte, Back-Extension-Geräte, Leg-Curl-Geräte, Leg-Extension-Geräte und andere Geräte sämtlich auf Basis eines einzigen Gerätekörpers aufzubauen, wenn dieser eingerichtet ist, an zwei unterschiedlichen Raumpositionen eine Trainingswelle aufzunehmen, die zum Training mit der Widerstandsquelle verbunden werden kann.
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Dazu kann es in einer bevorzugten Ausführung sinnvoll sein, einen gewissen Bereich (auch als Antriebsraum bezeichnet) vorzusehen, welcher den Antriebskomponenten vorbehalten ist; denn es muss ja an zwei voneinander beabstandeten Stellen die Möglichkeit vorgesehen sein, eine Trainingswelle einzubauen. Da die Trainingsstützen, gegen die sich der Trainierende bei der Trainingsbewegung abstützt, in ihrer Raumposition für eine spezifische Übung lediglich relativ zur Position der Trainingswelle (ggf. zusätzlich abhängig von der Hebelarmgestaltung) festgelegt sind, ist es möglich, jedes der oben genannten Krafttrainingsgeräte aufbauend auf einem Gerätekörper mit zwei möglichen Positionen der Trainingswelle zusammenzubauen (natürlich jeweils mit anderen Stütz- bzw. Sitzpositionen).
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Um im Gerätekörper den für die zwei möglichen Positionen der Trainingswelle nötigen Platz bereitzustellen, ist es gemäß verschiedener Ausführungen der Erfindung vorteilhaft, dass die gedachte Ebene im Wesentlichen senkrecht zu einer Aufstellfläche des Gerätekörpers oder im Wesentlichen waagerecht zu einer Aufstellfläche des Gerätekörpers und/oder im Wesentlichen parallel zu einer Außenwand des Gerätekörpers verläuft. Besonders bevorzugt verläuft die gedachte Ebene beispielsweise in einer Neigung zur Aufstellfläche, die einer Neigung einer vorderen Außenwand des Gerätekörpers und einer dazu parallel ausgebildeten hinteren Außenwand des Gerätekörpers entspricht.
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Die Antriebsanordnung, die auf der einen Seite der gedachten Ebene angeordnet ist, weist vorzugsweise eine elektrische Antriebsmaschine und ggf. Getriebekomponenten auf, die eine Kraftübertragung zwischen der Antriebsmaschine und der Trainingswelle ermöglichen. Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine oder sind die Getriebekomponenten eingerichtet, eine Trainingswelle an zwei voneinander senkrecht oder waagrecht zu einer Aufstellfläche und/oder parallel zu einer Außenwand des Körpers beabstandeten Raumpositionen aufzunehmen und mit der Widerstandsquelle zu verbinden.
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Vorzugsweise weist die Steuereinheit, die auf der anderen Seite der gedachten Ebene angeordnet ist, Elektronikkomponenten zur Steuerung des Trainingswiderstands auf, wobei diese Steuerungskomponenten normalerweise an sich bekannte Komponenten wie Prozessoren, Leiterplatten, Signal- und/oder Energieleitungen, Frequenzumrichter etc. sind.
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Natürlich müssen die Steuereinheit und die Antriebsanordnung miteinander an einer oder mehreren Stellen zur Signal- und/oder Energieübertragung verbunden sein, sodass von der erfindungsgemäßen räumlichen Trennung der Antriebsanordnung und der Steuereinheiten selbstverständlich auch dann die Rede ist, wenn eine oder mehrere Signal- und/oder Energieleitungen die gedachte Ebene schneiden. Ebenso können im Sinne der Erfindung gewisse motornahe Komponenten wie beispielsweise ein Frequenzumrichter oder andere Elektronikkomponenten, die typischerweise räumlich am Motorangeordnet sind und/oder mit diesem als Einheit verkauft werden, auf der Antriebsanordnungs-Seite der gedachten Ebene angeordnet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Gerätekörper einen Antriebsraum auf, der insbesondere die Antriebsanordnung beherbergt, und einen Steuerraum auf, der insbesondere die Steuereinheit beherbergt. In dieser bevorzugten Ausführung sind sowohl der Antriebsraum als auch der Steuerraum durch eine Rahmenbaugruppe des Gerätekörpers und durch die gedachte Ebene begrenzt. Dies ermöglicht eine klare Abgrenzung eines definierten Bauraums für die Antriebsanordnung und eines definierten Bauraums für die Steuereinheit, wobei die Rahmenbaugruppe dann an den unterschiedlichen Räumen jeweils bezüglich der unterschiedlichen Anforderungen an den zu stemmenden Kraftfluss optimiert sein kann.
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Um den Antriebsraum und den Steuerraum beispielsweise auch hinsichtlich eventueller Schmierflüssigkeiten im Antriebsraum, hinsichtlich anderer Medien und/oder thermisch zu entkoppeln, ist gemäß einer bevorzugten Ausführung eine Trennplatte zwischen dem Antriebsraum und dem Steuerraum angeordnet, die im Wesentlichen in der gedachten Ebene liegt. Diese Trennplatte kann vorzugsweise mit einem Metallwerkstoff ausgebildet sein, auch falls sie zusätzlich zur Bereitstellung mechanischer Steifigkeit dienen soll.
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Jedoch ist vorzugsweise als primäres Mittel der Verstärkung des Antriebsraums und/oder der entsprechenden Seite der gedachten Ebene gemäß einer bevorzugten Ausführung an der Rahmenbaugruppe, insbesondere an einem umlaufenden Rahmenelement der Rahmenbaugruppe, im Bereich des Antriebsraums wenigstens eine Trägerplatte angeordnet, an der die Trainingswelle durchgeführt, insbesondere gelagert, ist. Die Trägerplatte ist vorzugsweise mit einem Metallwerkstoff ausgebildet und weist vorzugsweise eine ausreichende Wandstärke auf, um die Trainingskräfte, die über die Trainingswelle an ihr abgestützt werden sollen, aufzunehmen und ihrerseits am Rahmen des Gerätekörpers abzustützen. Zumindest reicht die Wandstärke vorzugsweise aus, um den Rahmen des Gerätekörpers am Antriebsraum so zu verstärken, dass dieser zusammen mit der Trägerplatte die Trainingskräfte abstützen kann.
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Um einen Gerätekörper bereitstellen zu können, mit dem die oben genannten, verschiedenen Krafttrainingsgeräte aufgebaut werden können, weisen der Antriebsraum und die Trägerplatte jeweils wenigstens zwei Stellen (sprich Raumpositionen) auf, an denen sie eingerichtet sind, mit jeweils einer Trainingswelle zusammen zu wirken.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist in dem Steuerraum ein – vorzugsweise in einem Stück – austauschbarer Steuerkasten zur Aufnahme der Steuereinheit angeordnet, um eine weitere Vereinfachung des Aufbaus des Gerätekörpers zu ermöglichen. In einem solchen Steuerkasten sind vorzugsweise im Wesentlichen die Steuerkomponenten der Steuereinheit angeordnet, die so vorzugsweise vormontiert in den Gerätekörper eingebaut werden können, und besonders bevorzugt nur noch an einer Leitungsschnittstelle mit dem Antrieb verbunden werden. Auch bezüglich des Austausches einer Steuereinheit ist diese Ausführung vorteilhaft.
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Vorzugsweise ist an dem Gerätekörper eine, insbesondere verfahrbare, Kastenhalterung angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist eine Außenbegrenzung des Gerätekörpers zumindest an dessen Kanten und Ecken im Wesentlichen mit wenigstens einem Rahmenelement der Rahmenbaugruppe ausgebildet. Dadurch ist es möglich, den Gerätekörper gänzlich ohne separate Verkleidungs-Tragelemente auszuführen, die ansonsten zusätzlich zu reinen Abdeckplatten am Gerätekörper montiert werden müssten, um eine gefällige Form des Gerätekörpers auszubilden. Bei einem nach dieser Ausführung ausgebildeten Gerätekörper kann die gewünschte Außenform bereits durch die Rahmenbaugruppe selbst ausgebildet werden.
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Um die Bauweise des Gerätekörpers weiter zu vereinfachen und/oder um die nötigen Fertigungs- bzw. Montagekosten zu senken, sind gemäß einer bevorzugten Ausführung die seitlichen Außenkanten, insbesondere einer dem Trainierenden zugewandten und/oder einer dem Trainierenden abgewandten Seite des Gerätekörpers wenigstens teilweise, insbesondere ganz umlaufend, mit einem einteiligen Rahmenelement ausgebildet, das vorzugsweise mit einem laserbeschnittenen, an seinen Ecken gebogenen, Hohlprofil ausgebildet ist.
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Um die äußere Form des Gerätekörpers in einfacher Weise mittels der Rahmenbaugruppe ausbilden zu können, ist eine Hüllkurve des Gerätekörpers im Wesentlichen mit zwei der einteiligen Rahmenelemente gemäß der vorbeschriebenen Ausführung gebildet, wobei die beiden einteiligen Rahmenelemente parallel zueinander angeordnet und/oder mittels Rahmenverbindungselementen voneinander beabstandet sind.
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Zur Vereinfachung der Montage können gemäß einer bevorzugten Ausführung die Rahmenelemente und die wenigstens eine Trägerplatte jeweils ineinandergreifende Verbindungsstellen zur formschlüssigen Vorpositionierung der Rahmenelemente und der wenigstens einen Trägerplatte aneinander aufweisen.
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Unter einer Längsrichtung des Gerätekörpers ist vorliegend vorzugsweise eine seitliche Erstreckung waagerecht entlang einer dem Trainierenden zugewandten Seite des Gerätekörpers zu verstehen. Unter einer Hochrichtung kann eine Senkrechte zur Aufstellfläche des Gerätekörpers und/oder eine Parallele zu einer Haupt-Hocherstreckungsrichtung des Gerätekörpers verstanden werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung mit waagerecht verlaufender Trainingsdrehachse sind die beiden Wellenaufnahmen voneinander in Hochrichtung und/oder quer zu einer Trainingsachse der Trainingswelle beabstandet, wobei jede der Wellenaufnahmen so eingerichtet ist, dass eine damit/darin aufgenommene Trainingswelle zur Übertragung eines Trainingswiderstandes mit der Widerstandsquelle verbunden ist bzw. werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist der Gerätekörper einen Antriebsträger, insbesondere eine Trägerplatte im Sinne der Erfindung, auf, an dem die beiden voneinander beabstandeten Wellenaufnahmen angeordnet sind. Vorzugsweise ist jede der Wellenaufnahmen, insbesondere an diesem Antriebsträger, mit einer Wellenausnehmung zum Durchführen der Trainingswelle und/oder mit wenigstens einer Lageraufnahme ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und stabile Ausführung des Gerätekörpers.
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Um eine Montage des Gerätekörpers zu vereinfachen, weisen gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wenigstens eine der, insbesondere beide, Wellenaufnahmen ein Wellenlager zur drehbaren Lagerung der Trainingswelle um die Trainingsachse auf.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind beide Wellenaufnahmen in einem Antriebsraum angeordnet, welcher insbesondere mittels einer durch den Gerätekörper verlaufenden, gedachten Ebene im Sinne der Erfindung und/oder mittels einer Rahmenbaugruppe des Gerätekörpers begrenzt sein kann. Vorzugsweise sind die Wellenaufnahmen damit getrennt von einem Steuerraum des Gerätekörpers angeordnet.
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Um eine möglichst einfache Anpassung des Gerätekörpers auf den Einbau einer Trainingswelle an der einen oder an der anderen Wellenaufnahme sicherzustellen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführung ein Getriebe vorgesehen, das die Widerstandsquelle mit jeder der Wellenaufnahmen verbindet.
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Gemäß einer alternativen Ausführung ist ein Getriebe vorgesehen, das zur Drehmomentübertragung mit der Widerstandsquelle verbunden ist, aber derart beweglich, anpassbar und/oder umschaltbar ist, dass es mit geringem Aufwand, beispielsweise durch Verschieben, Drehen und/oder Umdrehen einer Wellenaufnahmen-Schnittstelle des Getriebes leicht entweder an der einen Wellenaufnahme oder an der anderen Wellenaufnahme mit der Welle verbunden werden kann. In verschiedenen Ausführungen kann das Getriebe mit einer Seil-Rollen-Anordnung, mit einer Keilriemen-Anordnung und/oder mit einer Zahnrad-Anordnung ausgebildet sein. Der Antriebsträger kann auch mit der Trägerplatte und der Rahmenbaugruppe sowie rein mit der Rahmenbaugruppe ausgebildet sein.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Krafttrainingsgerät vorgeschlagen, das einen Grundkörper im Sinne der Erfindung und wenigstens einen oberen oder wenigstens einen unteren Trainingshebelarm aufweist, der mit der Trainingswelle verbunden ist, die wiederum mit der Widerstandsquelle verbunden ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung kann es sein, ein Herstellungsverfahren anzugeben, das die Herstellung eines einfacheren und/oder flexibel einsetzbaren Gerätekörpers für ein Trainingsgerät ermöglicht. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gerätekörpers für ein Trainingsgerät zur Durchführung von Krafttrainingsübungen an einem Hebelarm um eine Trainingswelle beschrieben, wobei dieses Verfahren sowohl unabhängig von einem Gerätekörper im Sinne der Erfindung angewendet werden kann als auch für einen Gerätekörper im Sinne der Erfindung.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gerätekörpers für ein Krafttrainingsgerät zur Durchführung von Krafttrainingsübungen an einem Hebelarm um eine Trainingswelle angegeben, das die Schritte aufweist: Laserschneiden von Eckausnehmungen und Verbindungsstellen in ein Metall-Hohlprofil mit längskonstantem Querschnitt; Biegen eines lasergeschnittenen Metall-Hohlprofils zu einem umlaufenden Rahmenelement; Einlegen von, insbesondere mehreren, vorzugsweise gleich langen, Rahmenverbindungselementen in ein erstes umlaufendes Rahmenelement; Einlegen eines zweiten umlaufenden Rahmenelements an seinen Verbindungsstellen in freie Enden der Rahmenverbindungselemente; Schweißen der Rahmenelemente, vorzugsweise aneinander an ihren Verbindungsstellen.
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Das angegebene Herstellungsverfahren für den Grundkörper eines Trainingsgeräts stellt bzgl. des Fertigungsaufwandes an Arbeitszeit und/oder Anzahl der Montageschritte einen um Größenordnungen einfacheren Herstellungsprozess für den Gerätekörper von Trainingsgeräten dar, verglichen mit dem herkömmlichen Fertigungs- und Montageverfahren für Krafttrainingsgeräte mit elektromechanischen Widerstandselementen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind zusätzlich die Schritte vorgesehen: Laserschneiden von Verbindungsstellen in eine Metallplatte; Einlegen der Metallplatte an das erste umlaufende Rahmenelement mittels der jeweiligen Verbindungsstellen als Trägerplatte; Schweißen der Trägerplatte an das erste umlaufende Rahmenelement.
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Bei einem solchen Verfahren kann ein Gerätekörper hergestellt werden, der mit sehr wenigen tragenden Bauteilen auskommt. In der beschriebenen Ausführung sind als tragende Bauteile lediglich die beiden umlaufenden Rahmenelemente, eine geringe Anzahl von Rahmenverbindungselementen sowie die Trägerplatte vorgesehen, an welcher vorzugsweise die elektrische Maschine festgelegt ist und die Trainingswelle gelagert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind ferner die Schritte vorgesehen: Laserschneiden von Verbindungsstellen in eine Metallplatte; Einlegen der Metallplatte an das erste und das zweite umlaufende Rahmenelement mittels der jeweiligen Verbindungsstellen als Trennplatte; Schweißen der Trennplatte an die umlaufenden Rahmenelemente. Damit ist in einfacher Weise ein Gerätekörper herstellbar, der einen Steuerraum und einen davon mittels der Trennplatte im Wesentlichen thermisch und bezüglich Medienaustausch soweit gewünscht entkoppelten Antriebsraum aufweist.
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Die beschriebenen Herstellungsverfahren für einen Grundkörper eines Trainingsgeräts im Sinne der Erfindung ermöglichen ein sehr einfaches Baukonzept für solch einen Grundkörper. Für einen derart zu fertigenden Gerätekörper ist nur eine sehr kleine Anzahl unterschiedlicher Halbzeuge notwendig: eine Metall-Hohlprofil-Langware, vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff oder einem Stahlwerkstoff und vorzugsweise mit einem viereckigen Hohlquerschnitt, wobei aus diesem Halbzeug die Rahmenelemente und die Rahmenverbindungselemente gefertigt werden können; ein Metallblech mit einer größeren Wandstärke, aus welcher die Trägerplatte gefertigt werden kann; eine Metallplatte mit einer geringeren Wandstärke, aus welcher die Trennplatte gefertigt werden kann. Weitere tragende Elemente können beispielsweise noch Halterungen für einen Steuerkasten sein. Ein Aufstellflächen-Ausleger zur Anordnung eines Trainingssitzes und/oder einer Trainingsstütze kann als Teil des Gerätekörpers an diesem angeordnet sein oder als selbstständiges Element betrachtet werden.
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Vorteilhafte Ausbildungen der verschiedenen Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen, teilweise stark schematisiert,
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1a) einen Gerätekörper nach einer Ausführung der Erfindung in einer Seitenansicht;
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1b) den Gerätekörper aus 1a) in einer Frontalansicht;
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1c) den Gerätekörper aus 1a) in einer Draufsicht;
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2 den Gerätekörper aus 1 in einer Schrägansicht;
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3 den Gerätekörper gemäß 1 in einer weiteren Schrägansicht; und
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4 einen Gerätekörper nach einer weiteren Ausführung der Erfindung in einer Seitenansicht; und
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5a–b einen Ausschnitt eines Rahmenelements eines Gerätekörpers nach einer Ausführung der Erfindung vor und nach dem Laserzuschneiden einer Ecke.
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In 1 sind drei unterschiedliche Ansichten eines Gerätekörpers 1 dargestellt, wobei in 1a) eine Seitenansicht von der Trainingsseite gezeigt ist, in 1b) eine Frontalansicht, wobei die Trainingsseite rechts angeordnet ist, und in 1c) eine Draufsicht von oben, wobei die Trainingsseite unten angeordnet ist.
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Der in den 1a) bis c) dargestellte Gerätekörper 1 weist zwei einteilige Rahmenelemente 2 und 4 auf, die mittels einer Mehrzahl von Rahmenverbindungselementen 3 voneinander beabstandet sind und parallel zueinander angeordnet sind. Der Gerätekörper 1 weist zusätzlich eine Trennplatte 6 und eine Trägerplatte 8 auf.
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Die Trennwand 6 kann entweder rein als Trennblech ausgebildet sein, oder – wie in 1 dargestellt – mit einem Trennblech 10 und Seitentrennprofilen 12. Je nach Ausprägung sind dann entweder am Trennblech 10 oder an den Seitentrennprofilen 12 Vorsprünge 14.1 als Steckverbindungs-Stellen ausgebildet. Auch an dem Rahmenelement 2 sind Vorsprünge 14.2 als Steck-Verbindungselemente ausgebildet.
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Die Trägerplatte 8 weist Aussparungen 16 auf, die passend zu den Positionen der Vorsprünge 14.1 und 14.2 positioniert sind, wobei die Ausnehmungen 16 die Steckverbindungselemente der Trägerplatte 8 darstellen und eingerichtet sind, jeweils mit einem korrespondierenden Vorsprung 14 formschlüssig verbunden zu werden.
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Die Trägerplatte 8 weist eine obere Drehwellenaufnahme 18 und eine untere Drehwellenaufnahme 20 auf, die eingerichtet sind, eine Trainingswelle (nicht dargestellt) aufzunehmen. Um die Drehwellenaufnahmen 18 und 20 sind jeweils Lageraufnahmen 22 bzw. 24 angeordnet, an denen jeweils wenigstens ein Lager für die Drehwelle befestigt werden kann. Zudem ist in der Trägerplatte 8 eine Motorausnehmung 25 vorgesehen, die beispielsweise einer Befestigung einer elektrischen Maschine 34 als Widerstandsquelle für das Trainingsgerät dienen kann.
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Die Trennwand 6 verläuft in einer gedachten Ebene E, die damit auch durch den Gerätekörper verläuft. In 1a) ist die Ebene E rechtwinklig geschnitten durch die Strichpunkt-Achse E dargestellt, in der 1c) ist sie symbolisch durch die schräge Draufsicht auf einen rechteckigen Ausschnitt E der Ebene dargestellt. Der Gerätekörper 1 und insbesondere sein durch die umlaufenden Rahmenelemente 2 und 4 abgegrenztes Hüllvolumen werden durch die Ebene E durchschnitten und in einen Antriebsraum 26 sowie einen Steuerraum 28 unterteilt.
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In dem Steuerraum 28 ist ein Steuerkasten 30 angeordnet, in welchem Steuerungskomponenten 32 angeordnet sind. In dem Antriebsraum 26 ist eine elektrische Maschine 34, eine Trainingswelle 36 sowie ein nicht dargestelltes Getriebe zur Verbindung der elektrischen Maschine 34 mit der Trainingswelle 36 angeordnet. Verbunden sind die Steuerungskomponenten 32 der im Steuerraum 28 angeordneten Steuereinheit 33 mit den Antriebskomponenten 34, 36 nur mittels einer nicht dargestellten Leitung zur Signal- und/oder Energieübermittlung. Durch diese Anordnung erfolgt eine räumliche Trennung der Antriebsanordnung 35 und der Steuereinheit 33 dergestalt, dass die wesentlichen Steuerungskomponenten auf der einen Seite der Ebene E angeordnet sind und die wesentlichen Antriebskomponenten auf der anderen Seite der Ebene E. Dadurch kann einerseits genügend Platz für den Antrieb vorgesehen werden, der ja im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Aufnahme einer Trainingswelle an einer oberen Position und einer unteren Position 20 ermöglicht. Andererseits kann ein einfacher vormontierter Einbau der Steuerungskomponenten 32 im Steuerungskasten 30 vorgesehen werden, wobei der Steuerkasten 30 auch leicht ausgetauscht werden kann.
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Aus 1a) ist ersichtlich, dass die umlaufenden Rahmenelemente 2 und 4 schräge Hochwände aufweisen und damit dem Gerätekörper eine Form geben, die in der Seitenansicht im Wesentlichen einem Parallelogramm gleicht. Entsprechend der Schrägstellung der Hochwände der offenen Rahmenelemente 2 und 4 ist auch die Ebene E schräg gestellt, sodass sie zu den Hochwänden der Verbindungselemente 2 und 4 parallel verläuft. Bei einem nicht dargestellten klassisch quaderförmigen Gerätekörper könnte die gedachte Ebene in analoger Weise senkrecht zur Aufstellfläche verlaufen.
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In 2 ist das gleiche Ausführungsbeispiel in einer Schrägansicht gezeigt, die insbesondere deutlich macht, inwiefern der in der Darstellung vor der Ebene E angeordnete Antriebsraum 26 durch die Trägerwand 8 zur Aufnahme von Kraftfluss aus dem Training verstärkt ist, während der in der Darstellung hinter der Ebene E angeordnete Steuerraum eine sehr einfache Montage eines vormontierten Steuerkastens 30 mit den benötigten Steuerungskomponenten 32 ermöglicht, weil er sehr einfach zugänglich ist.
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Aus der Darstellung von 3 ist die Funktion der Trennwand 6 mit ihrem Trennblech 10 und den Seitentrennprofilen 12 deutlich dargestellt. Das Trennblech 10 ist an seinen Ecken derart mit Ausnehmungen 38 versehen, dass es bei der Montage in die Rahmenbaugruppe mit den umlaufenden Rahmenelementen 2 und 4 eingesteckt werden kann. Mittels der Gestaltung des Trennblechs 10 kann der Grad an thermischer und medienbezogener Entkopplung zwischen dem Antriebsraum 26 und dem Steuerraum 28 festgelegt werden. Je größer die Ausnehmungen 40 ausgebildet sind, desto geringer ist die Entkopplung, desto geringer bleibt aber auch das Gewicht des Gerätekörpers. Der geeignete Kompromiss hängt vom Anwendungsfall ab.
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In 4 und der zugehörigen Schnittansicht A-A ist ein Gerätekörper 401 dargestellt, der die Aufnahme einer einzigen Trainingswelle 436 an einer von zwei durch den Gerätehersteller oder einen Fitnessstudio-Betreiber frei zu wählenden Wellenaufnahmen 418 oder 420 an unterschiedlichen Raumpositionen ermöglicht im Ausführungsbeispiel an einer höheren oder einer tieferen Raumposition. Die Trainingswelle 436 kann sich dann – je nach gewählter Raumposition 418 oder 420 – um eine obere Trainingsdrehachse A1 oder eine untere Trainingsdrehachse A2 drehen, um eine widerstands-beaufschlagte Trainingsbewegung zu ermöglichen. Damit kann ein Gerätekörper bereitgestellt werden, der in fast gleicher Bauweise als Basis einer Vielzahl von Krafttrainingsgeräten mit jeweils einer unterschiedlichen Trainingsbewegung dienen kann.
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Dazu weist der Gerätekörper 401 zwei in Hochrichtung voneinander beabstandete Wellenlager 440 (oben) und 442 (unten) auf, die in dem Detail A-A zu 4 rein schematisch in ihrer Anordnung an einem Antriebsträger 408 dargestellt sind. Die Darstellung der Wellenlager 440 und 442 im Detail A-A dient nur als Skizze und ist der Einfachheit halber nicht als vollwertige Wellenführung dargestellt.
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Der Antriebsträger 408 ist vorliegend als Trägerplatte analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 ausgebildet. Der als Trägerplatte ausgebildete Antriebsträger 408 weist an seinen Außenkanten mehrere Ausnehmungen 414 auf, die zum Verbinden des Antriebsträgers 408 mit dem Rahmenelement 402 ausgebildet sind, vorzugsweise mittels einer Steckverbindung mit korrespondierenden Steckverbindungselementen des Rahmenelements 402 (z. B. analog Bezugszeichen 510 in 5b) und/oder mittels einer Schweißverbindung an den Stellen, an denen eine Ausnehmung 414 angeordnet ist.
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Die Welle 436 ist mittels eines Keilriemens 444 mit der Widerstandsquelle 434 zur Übertragung von Drehmoment verbunden, wobei die Welle 436 einen Keilwellenabschnitt 437 aufweist. Die Widerstandsquelle 434 ist dabei in geeigneter Weise an die Rahmenelemente 402 und/oder 404 angeflanscht.
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Die Darstellung des Getriebes in der 4 mit einem Keilriemengetriebe ist rein beispielhaft. Verwendbar im Sinne der Erfindung sind auch beliebige andere Getriebearten wie z. B. ein Zahnradgetriebe und/oder ein Seilzuggetriebe. Ebenso ist die mittige Anordnung der Widerstandsquelle 434 nicht obligatorisch; eine Anordnung in der Längsachse der Trainingswelle 436 (an der oberen oder der unteren Raumposition) ist ebenso im Sinne der Erfindung.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist es nun mit verhältnismäßig geringem Aufwand möglich, die Welle 436 anstatt an der oberen Wellenaufnahme 418 an der unteren Wellenaufnahme 420 einzuführen, letzteres dargestellt mit dem Bezugszeichen 436'. Zum Verbinden mit der Widerstandsquelle 434 müsste im Ausführungsbeispiel lediglich der Keilriemen anstatt nach oben um die Welle nach unten um die Welle geführt werden. Die Ummontage ist einfach.
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Ob die Trägerplatte 408 grundsätzlich mit zwei spezifisch ausgebildeten Bauteilen zur Lagerung der Welle – also in der Darstellung den Bauteilen 440 und 442 – ausgestattet ist, oder nur mit einem dieser Bauteile an derjenigen Stelle, an der die Welle im Einzelfall montiert werden soll, ist im Sinne der Erfindung irrelevant. Denn als Wellenaufnahme im Sinne der Erfindung ist sowohl jede der Ausnehmungen an den Stellen 418 und 420 zu verstehen, als auch jeweils eine Anordnung eines Wellenlagers 440 oder 442 an einer der Ausnehmungen 418 oder 420. Relevant ist die Möglichkeit, an diesen Stellen eine Welle durch den Antriebsträger 408 hindurch in einen Antriebsraum 426 des Gerätekörpers 402 einführen zu können.
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Der Antriebsraum 426 wird beispielsweise benötigt, um ggf. eine Ummontage des Getriebes (im Ausführungsbeispiel Keilriemen 444) zu ermöglichen. Damit dies ungestört vom Vorhandensein antriebsfremder Bauteile erfolgen kann, ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Trennplatte 406 vorgesehen, durch die eine gedachte Ebene E verläuft, wobei auf der antriebsseitigen Seite der Ebene E die wesentlichen Antriebskomponenten, und auf der antriebsfernen Seite der Ebene E die wesentlichen Steuerungskomponenten 432 insbesondere in einem Steuerkasten 430, angeordnet und damit von den Antriebskomponenten getrennt sind. Die als elektrische Maschine ausgebildete Widerstandsquelle 434 und die weiteren Antriebskomponenten der Antriebsanordnung 435 ist mit den Steuerungskomponenten 432 der Steuereinheit 433 mittels einer Signal- und Energieleitung 446 verbunden.
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In 5 ist exemplarisch beschrieben, auf welche Weise die einteiligen umlaufenden Rahmenelemente 2 und 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 1 mittels Laserzuschnitt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt werden können.
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In 5a ist in einer Draufsicht ein Abschnitt eines Vierkant-Hohl-Profils 501 aus einem Stahlwerkstoff dargestellt. Die gestrichelten Linien 502 und 503 markieren den Übergang zu dem Vierkant-Hohlraum 504 im Inneren des Vierkantprofils 501. Die gepunkteten Linien 506 und 507 markieren Schnittlinien für den Laserzuschnitt, wo entlang der Schnittlinie 506 das Profil in der ganzen Tiefe herausgeschnitten wird, entlang der Schnittlinie 507 das Profil jedoch nur beispielsweise bis zur Hälfte des Profils herausgeschnitten wird.
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In 5b ist der Abschnitt des Profils 501 nach dem Herausschneiden der angesprochenen Teile entlang der Schnittlinien 506 und 507 dargestellt, und zwar nach einem Biegen um eine Biege-Achse T, wobei der Beinschnitt an der Linie 506 nicht betroffene Materialbereich 505 plastisch verformt wird. Die beiden Schenkel 508 und 509 des Profils 501 werden dazu so lange zueinander hingebogen, bis die Schnittkanten der Schnittlinie 506 aneinanderstoßen. Nötigenfalls können die Schnittkanten verlötet oder verschweißt werden.
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Entlang der Schnittlinie 507 wurde eine Ausnehmung 510 entfernt, die beispielsweise zum Einlegen von Steck-Verbindungsstellen einer Trägerplatte und/oder einer Trennplatte dienen kann.
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Durch das Vorsehen mehrerer voneinander beabstandeter Schnittlinien analog der Linie 506 kann ein umlaufendes Rahmenelement für eine Rahmenbaugruppe eines Gerätekörpers im Sinne der Erfindung bereitgestellt werden.
