Die Erfindung betrifft einen Hilfsantrieb für ein Trainingsgerät, der zumindest eine erste Kraftmesseinrichtung, eine Steuereinrichtung und eine Antriebseinheit umfasst und ein System, das das Trainingsgerät und den Hilfsantrieb für das Trainingsgerät umfasst.The invention relates to an auxiliary drive for a training device, which comprises at least a first force measuring device, a control device and a drive unit, and a system which comprises the training device and the auxiliary drive for the training device.
Mittels des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs für das Trainingsgerät kann sowohl ein bereits bestehendes Trainingsgerät, insbesondere ein Krafttrainingsgerät, auf relativ einfache Weise nachgerüstet werden, als auch ein neues Trainingsgerät während der Montage entsprechend ausgerüstet werden. Auch der Rückbau des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs ist zerstörungsfrei möglich, sodass er zum Beispiel anschließend in einem anderen Trainingsgerät verwendet werden kann. Der quasi-modulare Aufbau eines Systems umfassend den Hilfsantrieb und das Krafttrainingsgerät bietet auch einem Hersteller eine gesteigerte Flexibilität in der Produktion. Ferner kann, naturgemäß, der Hilfsantrieb komplett separat hergestellt und angeboten werden.By means of the auxiliary drive for the training device according to the invention, both an existing training device, in particular a strength training device, can be retrofitted in a relatively simple manner, and a new training device can be equipped accordingly during assembly. The auxiliary drive according to the invention can also be dismantled without being destroyed, so that it can subsequently be used in another training device, for example. The quasi-modular structure of a system comprising the auxiliary drive and the strength training device also offers a manufacturer increased flexibility in production. Furthermore, the auxiliary drive can, of course, be manufactured and offered completely separately.
Beispielhaft werden Krafttrainingsgeräte beschrieben, bei denen die insgesamt bewegbare Masse im Wesentlichen aus mehreren Masseplatten gebildet werden kann, die vertikal übereinander liegen. Beispielhaft sind diese Masseplatten über ein Mitnahmeschwert und einen Steckstift verbunden, die dann entsprechend mitbewegt werden und die die insgesamt bewegbare Masse entsprechend definieren.Strength training devices are described by way of example, in which the overall movable mass can essentially be formed from a plurality of mass plates which lie vertically one above the other. By way of example, these mass plates are connected via a take-away sword and a pin, which are then moved accordingly and which define the total movable mass accordingly.
Hier wird folglich, eine bestimmte/ bekannte Beschleunigung vorausgesetzt, der maximale Trainingswiderstand durch das Festlegen der insgesamt bewegbaren Masse definiert, wozu der Steckstift entsprechend angebracht wird. In aller Regel ist, wenn der Trainierende eine Kraft aufbringt, diese Beschleunigung der insgesamt bewegbaren Masse entgegen der Erdbeschleunigung gerichtet.Here, therefore, assuming a certain / known acceleration, the maximum training resistance is defined by determining the total movable mass, for which purpose the pin is attached accordingly. As a rule, when the trainee applies a force, this acceleration of the total movable mass is directed against the acceleration of gravity.
Gängige Krafttrainingsgeräte, die rein mechanisch ausgelegt sind, haben den Nachteil, dass der Trainingswiderstand nur in diskreten Abständen, nämlich der Masse der einzelnen Gewichtsplatte (zum Beispiel jeweils 5kg) entsprechend, geändert werden kann. Jede solche Änderung muss aktiv, in der Regel durch Umstecken des Steckstiftes, vorgenommen werden, sodass es daher quasi unmöglich ist, dass in der konzentrischen Phase und in der exzentrischen Phase jeweils eine andere Belastung anliegt. Ebenso ist eine laufende Anpassung an Herz-Kreislaufwerte des Trainierenden kaum darstellbar. Aktive Trainingsgeräte (vollelektrische Krafttrainingsgeräte), die rein elektrisch einen dynamischen Widerstand erzeugen können, bieten zwar auch die oben genannten Trainingsmöglichkeiten, sind aber sowohl in der Anschaffung als auch im Unterhalt wesentlich teurer und müssen mit aufwendigen Sicherungsmaßnahmen versehen sein, um bei einer Fehlfunktion des Geräts eine Überbelastung des Trainierenden ausschließen zu können. Auch der Stromverbrauch solcher aktiven Trainingsgeräte ist bedeutend höher als der des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs.Current strength training devices that are designed purely mechanically have the disadvantage that the training resistance can only be changed at discrete intervals, namely according to the mass of the individual weight plate (for example 5 kg each). Any such change must be made actively, usually by repositioning the plug pin, so that it is almost impossible that there is a different load in the concentric phase and in the eccentric phase. Likewise, a continuous adjustment to the cardiovascular values of the exerciser is hardly feasible. Active training devices (fully electrical strength training devices) that can generate a dynamic resistance purely electrically also offer the above-mentioned training options, but are much more expensive to purchase and maintain and must be provided with complex safety measures to prevent the device from malfunctioning to be able to rule out an overload of the trainee. The power consumption of such active training devices is also significantly higher than that of the auxiliary drive according to the invention.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Hilfsantrieb für ein Trainingsgerät und ein System, das das Trainingsgerät und den Hilfsantrieb für das Trainingsgerät umfasst, zur Verfügung zu stellen, um eine sichere und optimierte Belastung zu ermöglichen.The object of the invention is therefore to provide an auxiliary drive for a training device and a system which comprises the training device and the auxiliary drive for the training device in order to enable a safe and optimized load.
Wie oben beschrieben, wird, eine bestimmte/ bekannte Beschleunigung vorausgesetzt, der maximale Trainingswiderstand durch das Festlegen der insgesamt bewegbaren Masse wohl definiert. Wenn der Trainierende nun gewollt eine Kraft aufbringt, ist die daraus resultierende Beschleunigung der insgesamt bewegbaren Masse entgegen der Erdbeschleunigung gerichtet.As described above, assuming a certain / known acceleration, the maximum training resistance is well defined by determining the total movable mass. If the exerciser now intentionally applies a force, the resulting acceleration of the total movable mass is directed against the acceleration of gravity.
Dies dient in zweifacher Weise der Sicherheit. Zum einen kann in relativ einfacher Weise eine sichere mechanische Verbindung zwischen den Masseplatten und der übrigen bewegbaren Mechanik des Trainingsgerätes hergestellt werden. Zum anderen ist die insgesamt bewegbare Masse wohl definiert, nämlich im Wesentlichen durch die mittels des Steckstiftes miteinander verbundenen Masseplatten. Der durch Festlegen der insgesamt bewegbaren Masse definierte maximale Trainingswiderstand - der eine bestimmte/ bekannte Beschleunigung voraussetzt - kann also nicht ungewollt oder unerwartet überschritten werden, da auf Grund der insgesamt bewegbaren Masse selbst vom Trainierenden stets maximal eine Kraft entsprechend dem Produkt aus der insgesamt bewegbaren Masse und der gewollten Beschleunigung entgegen der Erdbeschleunigung aufzubringen ist. Der erfindungsgemäße Hilfsantrieb für das Trainingsgerät kann also aus Sicht des und mit Wirkung für den Trainierenden die insgesamt bewegbare Masse und daraus resultierende Belastung stets nur scheinbar reduzieren, aber niemals tatsächlich erhöhen.This serves security in two ways. On the one hand, a secure mechanical connection between the mass plates and the other movable mechanics of the training device can be established in a relatively simple manner. On the other hand, the overall movable mass is well defined, namely essentially by the mass plates connected to one another by means of the plug pin. The maximum training resistance defined by defining the total moveable mass - which requires a certain / known acceleration - cannot be exceeded unintentionally or unexpectedly, because due to the total moveable mass even the exerciser always has a maximum force corresponding to the product of the total moveable mass and the desired acceleration must be applied against the acceleration of gravity. The auxiliary drive according to the invention for the training device can therefore, from the point of view of and with effect for the trainee, only ever seemingly reduce the total movable mass and the resulting load, but never actually increase it.
Der erfindungsgemäße Hilfsantrieb für Trainingsgeräte behält eben diese beiden wesentlichen Sicherheitsmerkmale bei, insbesondere den durch die insgesamt bewegbare Masse wohl definierten maximal möglichen (gewollten) Trainingswiderstand. Der erfindungsgemäße Hilfsantrieb für Trainingsgeräte bietet durch seine Ausgestaltung den besonderen Vorteil, dass der durch die insgesamt bewegbare Masse wohl definierte maximal mögliche Trainingswiderstand zwar erreicht, aber niemals ungewollt überschritten werden kann. Dazu wirkt der erfindungsgemäße Hilfsantrieb auf die insgesamt bewegbare Masse stets nur so ein, dass zumindest eine Komponente der durch das Einwirken hervorgerufenen resultierenden Kraft entgegen der Erdbeschleunigung, sprich entgegen der Schwerebeschleunigung oder Fallbeschleunigung wirkt.The auxiliary drive for training devices according to the invention maintains these two essential safety features, in particular the maximum possible (desired) training resistance, which is well defined by the overall movable mass. The design of the auxiliary drive for training devices according to the invention offers the particular advantage that the maximum possible training resistance, which is well defined by the overall movable mass, is achieved but can never be exceeded unintentionally. For this purpose, the auxiliary drive according to the invention always acts on the overall movable mass in such a way that at least one component the resulting force caused by the action acts against gravitational acceleration, i.e. against gravitational acceleration or gravitational acceleration.
Dies ist auch einer der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber aktiven Trainingsgeräten (vollelektrischen Krafttrainingsgeräten), die rein elektrisch einen dynamischen Widerstand erzeugen können. Bei solchen Geräten ist zusätzlich ein sehr hoher Sicherheitsaufwand notwendig, um bei Vorliegen eines Fehlers zu hohe Belastungen oder gar möglicherweise Verletzungen zu vermeiden. Grundsätzlich sind bei aktiven Trainingsgeräten (vollelektrischen Krafttrainingsgeräten) die Kosten sowohl der Anschaffung als auch der Wartung sehr hoch.This is also one of the main advantages of the present invention compared to active training devices (all-electric strength training devices) which can generate a dynamic resistance purely electrically. Such devices also require a very high level of security in order to avoid excessive loads or possibly even injuries in the event of a fault. Basically, the costs of both purchase and maintenance are very high for active training equipment (fully electric strength training equipment).
Mittels des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs für das Trainingsgerät kann, bei gewährleistetem sicheren Einhalten des eingestellten maximalen Trainingswiderstandes, die tatsächlich aufzubringende Kraft, und damit die Belastung, während der Übungsausführung kontinuierlich angepasst werden. Im einfachsten Fall kann eine beliebig fein abgestufte maximale Belastung, die höchstens dem durch die insgesamt bewegbare Masse vorgegebenen maximalen Trainingswiderstand entsprechen kann, eingestellt werden. Solch eine maximale Belastung kann darüber hinaus während des Ausführens einer Übung angepasst werden. Denkbar ist hier eine rein zeitliche Anpassung oder auch eine Anpassung hinsichtlich eines vorgegebenen Zyklus, der auch Herz-Kreislaufwerte des Trainierenden berücksichtigen kann.By means of the auxiliary drive according to the invention for the training device, the force actually to be exerted, and thus the load, can be continuously adjusted during the exercise, while ensuring that the maximum training resistance set is reliably maintained. In the simplest case, an arbitrarily finely graduated maximum load, which can at most correspond to the maximum training resistance predetermined by the total movable mass, can be set. Such a maximum load can also be adjusted while performing an exercise. A purely temporal adjustment or an adjustment with regard to a predetermined cycle is also conceivable here, which can also take into account cardiovascular values of the exerciser.
Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs liegt darin, eine sogenannte „exzentrische Überlast“ erzeugen zu können. Von einer exzentrischen Überlast in einer Bewegungsphase spricht man, wenn der Muskel gedehnt wird (exzentrische Kontraktion) und dabei eine höhere Belastung erfährt als er in der den Muskel verkürzenden konzentrischen Bewegungsphase (aktive Muskelverkürzung; konzentrische Kontraktion) zuvor ausgesetzt war oder als er in einer gegen einen Widerstand anhaltenden Länge ausgesetzt wäre (isometrische Kontraktion). In einem normalen Gewichtsstapelkrafttrainingsgerät wären die exzentrische Kontraktion und die konzentrische Kontraktion im Idealfall gleich, jedoch durch Mitwirkung von Reibungsverlusten ist die Kraft in der konzentrischen Phase immer leicht höher als in der exzentrischen Phase. Da die Muskulatur jedoch gerade in der exzentrischen Kontraktion bis zu etwa 30% höher belastet werden könnte, geht hier ein entsprechender Trainingsreiz auf die Muskulatur verloren, wodurch wiederum nur ein vermindertes Muskelwachstum ausgelöst wird.Another very important advantage of the auxiliary drive according to the invention is that it can generate a so-called “eccentric overload”. One speaks of an eccentric overload in a movement phase if the muscle is stretched (eccentric contraction) and experiences a higher load than it was previously exposed to in the concentric movement phase that shortened the muscle (active muscle shortening; concentric contraction) or when it was in an against exposed to resistance for a long time (isometric contraction). In a normal weight stack strength training device, the eccentric contraction and the concentric contraction would ideally be the same, but due to the contribution of frictional losses, the force in the concentric phase is always slightly higher than in the eccentric phase. However, since the muscles could be stressed up to about 30% higher in the eccentric contraction, a corresponding training stimulus is lost on the muscles, which in turn only triggers reduced muscle growth.
Durch die mittels des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs ermöglichte fließende Belastungssteuerung während einer Bewegung lassen sich auch die Kraftverläufe optimal auf die Hebelverhältnisse einer Übung und eines Trainierenden abstimmen. Auch lässt sich erkennen, wann ein Trainierender seine Belastung anpassen sollte. Dadurch sind z.B. auch automatisierte Trainingsbelastungsanpassungen möglich. The fluid load control during a movement, which is made possible by means of the auxiliary drive according to the invention, also allows the force profiles to be optimally matched to the lever ratios of an exercise and a trainee. It can also be seen when a trainee should adjust his load. This means e.g. automated training load adjustments are also possible.
Der erfindungsgemäße Hilfsantrieb als Umrüstsatz kann so ausgelegt werden, dass nur zusätzliche Elemente montiert werden, aber keinerlei mechanische Veränderungen an der bestehenden Mechanik oder an einer Abdeckung oder an einem kraftübertragenden Teil des bestehenden Krafttrainingsgerätes vorgenommen werden müssen. Auch müssen keine Zugseile und Gewichtsplatten demontiert werden und es bedarf auch keines im Umgang mit Elektrik beziehungsweise Elektronik geschulten Fachpersonals, um das Gerät in Betrieb nehmen zu können und während des gängigen Betriebs zu überwachen. Durch die Art der Anbringung sowie die prinzipielle Funktionsweise des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs können, wie oben beschrieben, keine höheren mechanischen Belastungen beim Trainierenden auftreten als der einstellbare maximale Trainingswiderstand, dessen Bereich durch die Gewichtsplattenbestückung bereits herstellerseitig vorgegeben ist. Somit lassen sich auch Probleme mit der Produkthaftung oder noch bestehenden Garantieansprüchen vermeiden.The auxiliary drive according to the invention as a retrofit kit can be designed such that only additional elements are mounted, but no mechanical changes need to be made to the existing mechanics or to a cover or to a force-transmitting part of the existing strength training device. There is also no need to dismantle traction cables and weight plates, and no specialist personnel trained in the use of electrics or electronics are required to put the device into operation and to monitor it during normal operation. Due to the type of attachment and the principle of operation of the auxiliary drive according to the invention, as described above, no higher mechanical loads can occur on the exercising person than the adjustable maximum training resistance, the range of which is already predetermined by the manufacturer by the weight plate assembly. This also prevents problems with product liability or existing warranty claims.
Vorteilhaft ist auch, dass die Mechanik des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs aus einer Reihe gängiger Maschinenelemente gebildet werden kann, wodurch die Kosten unter anderem für Anschaffung, Betrieb, Wartung, Unterhalt und Ersatz reduziert werden können.It is also advantageous that the mechanics of the auxiliary drive according to the invention can be formed from a number of common machine elements, as a result of which the costs for procurement, operation, maintenance, maintenance and replacement can be reduced.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Hilfsantrieb für ein Trainingsgerät vorgeschlagen, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.To achieve the object, an auxiliary drive for a training device is proposed, which has the features mentioned in claim 1.
Ein derartiger Hilfsantrieb für das Trainingsgerät kann zumindest eine erste Kraftmesseinrichtung, zumindest eine Steuereinrichtung und zumindest eine Antriebseinheit umfassen. Dabei kann die Steuereinrichtung eine Soll-Kraft, FS,max , bestimmen, die der maximalen Belastung des Trainierenden entsprechen soll. Diese Soll-Kraft, FS,max , kann sowohl zeitlich als auch hinsichtlich zusätzlich ermittelter Größen veränderbar sein; solch eine Veränderung kann kontinuierlich, nahezu diskret und/ oder zyklisch sein. Die Soll-Kraft, FS,max , kann zum Beispiel in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung, einer Bewegungsgeschwindigkeit, einer Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit, eines Wertes des Herz-Kreislauf-Systems des Trainierenden oder einer daraus gebildeten Kombination ermittelt werden; es ist eine Vielzahl physiologischer Werte denkbar, die in die Berechnung der Soll-Kraft, FS,max , mit einfließen können. Die erste Kraftmesseinrichtung kann eine Ist-Kraft, FS , ermitteln, die an einem Hauptzugmittel des Trainingsgeräts anliegen kann, auf das der Trainierende einwirkt, und die im Wesentlichen durch eine Beschleunigung einer mit dem Hauptzugmittel verbundenen bewegbaren Masse hervorgerufen werden kann. Solch ein Hauptzugmittel kann zum Beispiel ein Seil oder ein Riemen sein, sprich ein Maschinenelement, das geeignet ist, eine Zugkraft zu übertragen. Diese Beschleunigung der bewegbaren Masse kann sowohl die stets wirkende Schwerebeschleunigung oder Fallbeschleunigung - sprich die im Wesentlichen konstante Erdbeschleunigung - als auch eine zusätzlich vom Trainierenden herbeigeführte dynamische Beschleunigung sein. Die am Hauptzugmittel ermittelte Ist-Kraft, FS , kann von der ersten Kraftmesseinrichtung an die Steuereinrichtung übermittelt werden. Die Steuereinrichtung kann dann die übermittelte Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max , vergleichen, und - falls die Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt - kann die Steuereinrichtung die Antriebseinheit so ansteuern, dass durch eine Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse eine Hilfskraft, FZ , auf die bewegbare Masse wirken kann, die eine Komponente entgegen der Erdbeschleunigung aufweist.Such an auxiliary drive for the training device can comprise at least one first force measuring device, at least one control device and at least one drive unit. The control device can set a target force, F S, max , determine which should correspond to the maximum load of the exerciser. This target force, F S, max , can be changeable both in terms of time and with regard to additionally determined variables; such a change can be continuous, almost discrete and / or cyclical. The target force, F S, max , can be determined, for example, as a function of a direction of movement, a speed of movement, a change in the speed of movement, a value of the cardiovascular system of the exerciser or a combination formed therefrom; A large number of physiological values are conceivable, which are used to calculate the target force, F S, max , can be included. The first force measuring device can be an actual Force, F S , Determine which can rest on a main traction device of the training device, on which the trainee acts, and which can essentially be caused by an acceleration of a movable mass connected to the main traction device. Such a main traction means can be, for example, a rope or a belt, that is to say a machine element, which is suitable for transmitting a tensile force. This acceleration of the movable mass can be both the always acting gravitational acceleration or gravitational acceleration - that is, the essentially constant acceleration due to gravity - and an additional dynamic acceleration brought about by the person exercising. The actual force determined on the main traction device, F S , can be transmitted from the first force measuring device to the control device. The control device can then use the transmitted actual force, F S , with the target force, F S, max , compare, and - if the actual force, F S , the target force, F S, max , exceeds - the control device can control the drive unit in such a way that by connecting the drive unit to the movable mass, an auxiliary force, F Z , can act on the movable mass, which has a component against the acceleration of gravity.
Da die Steuereinrichtung die Antriebseinheit nur ansteuert, wenn die am Hauptzugmittel gemessene Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, kann die Belastung für den Trainierenden niemals größer als diejenige Belastung sein, die sich aus der bewegbaren Masse und der auf sie wirkenden Gesamtbeschleunigung ergibt. Bringt der Trainierende keine Belastung auf, die zu einer tatsächlichen Beschleunigung der bewegbaren Masse entgegen der Erdbeschleunigung führt, wirkt als maximale Beschleunigung der bewegbaren Masse die Erdbeschleunigung. Wenn daher zumindest eine Komponente der Hilfskraft, FZ , entgegen der Erdbeschleunigung wirkt, ist gewährleistet, dass der Trainierende nie unerwartet eine möglicherweise gefährlich hohe Belastung erfahren kann. Dieser Schutz kann auch dadurch weiter gesteigert werden, dass die Hilfskraft absichtlich absolut oder relativ zur bewegbaren Masse beschränkt wird; zum Beispiel auf maximal 150N oder 20% der bewegbaren Masse. Da bei einem voll funktionierenden Hilfsantrieb für das Trainingsgerät die Hilfskraft, FZ , beschränkt sein kann, kann auch bei Annahme eines kompletten Systemausfalls die Mehrbelastung nicht über die entfallene beschränkte Hilfskraft, FZ , hinausgehen und somit zum Beispiel nur höchstens 20% der bewegbaren Masse betragen. Neben einer gesteigerten Sicherheit kann so auch ein erhöhter Stromverbrauch vermieden werden.Since the control device only controls the drive unit when the actual force measured on the main traction device, F S , the target force, F S, max , exceeds, the load for the exerciser can never be greater than the load that results from the movable mass and the total acceleration acting on it. If the exerciser does not apply any load that leads to an actual acceleration of the movable mass against the acceleration of gravity, the acceleration of the movable mass acts as the acceleration due to gravity. Therefore, if at least one component of the assistant, F Z , acts against the acceleration of gravity, it is guaranteed that the exerciser can never unexpectedly experience a possibly dangerously high load. This protection can also be further increased by deliberately limiting the assistant absolutely or relative to the movable mass; for example to a maximum of 150N or 20% of the movable mass. With a fully functioning auxiliary drive for the training device, the assistant, F Z , may be limited, even if a complete system failure is assumed, the additional load cannot be incurred by the limited auxiliary worker, F Z , go out and thus, for example, amount to a maximum of 20% of the movable mass. In addition to increased security, increased power consumption can also be avoided.
Ferner kann ein derartiger Hilfsantrieb für das Trainingsgerät eine Notbremsfunktion der Antriebseinheit vorsehen. Bei einem Stromausfall oder einer sonstigen Fehlfunktion kann dazu eine in Hardware realisierte Sicherheits-Notstopp-Funktion integriert sein, die dann Wicklungen eines Elektro-Motors der Antriebseinheit kurzschließen kann. Dadurch kann die bewegbare Masse in einem Fehlerfall oder auch bei unverhältnismäßig abweichenden Messwerten, die zum Beispiel einen Grenzwert überschreiten, mit einem maximalen Drehmoment des Elektro-Motors abgebremst werden.Furthermore, such an auxiliary drive for the training device can provide an emergency braking function of the drive unit. In the event of a power failure or other malfunction, a safety emergency stop function implemented in hardware can be integrated, which can then short-circuit windings of an electric motor of the drive unit. As a result, the movable mass can be braked with a maximum torque of the electric motor in the event of an error or even in the case of disproportionately different measured values, which for example exceed a limit value.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung.The dependent claims relate to advantageous embodiments and further developments of the invention.
Bei dem Hilfsantrieb kann die Steuereinrichtung die übermittelte Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max , vergleichen, und, falls die Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, kann die Steuereinrichtung die Antriebseinheit so ansteuern, dass durch die Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse die Hilfskraft, FZ , die an dem Hauptzugmittel anliegende und ermittelte Ist-Kraft, FS , reduziert. Dadurch kann überprüfbar gewährleistet werden, dass die an dem Hauptzugmittel anliegende Ist-Kraft, FS , tatsächlich durch die Hilfskraft, FZ , reduziert wurde, wodurch die Sicherheit gesteigert werden kann.With the auxiliary drive, the control device can use the transmitted actual force, F S , with the target force, F S, max , compare, and, if the actual force, F S , the target force, F S, max , the control device can control the drive unit in such a way that, by connecting the drive unit to the movable mass, the auxiliary force, F Z , the actual force applied to the main traction mechanism, F S , reduced. This can be verified verifiably that the actual force applied to the main traction means, F S , actually by the assistant, F Z , has been reduced, which can increase security.
Bei dem Hilfsantrieb kann die Steuereinrichtung die übermittelte Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max , vergleichen, und, falls die Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, kann die Steuereinrichtung die Antriebseinheit so ansteuern, dass durch die Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse die Hilfskraft, FZ , die an dem Hauptzugmittel anliegende und ermittelte Ist-Kraft, FS , im Wesentlichen auf die Soll-Kraft, FS,max , reduziert. Dadurch kann überprüfbar gewährleistet werden, dass die vom Trainierenden aufzubringende Kraft nun im Wesentlichen, sprich zum Beispiel bis auf vorhandene Reibungsverluste, der Soll-Kraft, FS,max , entspricht. Ändert sich die Soll-Kraft, FS,max , so ändert sich auf Grund der Ansteuerung auch die Ist-Kraft, FS , entsprechend, da die Hilfskraft, FZ , permanent angepasst wird. Unter Beibehaltung aller oben beschriebenen positiven Sicherheitsmerkmale kann so eine nahezu beliebig anpassbare und optimierbare Belastungfür den Trainierenden erzeugt werden.With the auxiliary drive, the control device can use the transmitted actual force, F S , with the target force, F S, max , compare, and, if the actual force, F S , the target force, F S, max , the control device can control the drive unit in such a way that, by connecting the drive unit to the movable mass, the auxiliary force, F Z , the actual force applied to the main traction mechanism, F S , essentially on the target force, F S, max , reduced. In this way, it can be verifiably ensured that the force to be exerted by the exerciser is now essentially, that is to say, for example, except for existing friction losses, the target force, F S, max , corresponds. If the target force changes, F S, max , the actual force changes due to the control, F S , accordingly, since the assistant, F Z , is permanently adjusted. While maintaining all of the positive safety features described above, an almost arbitrarily adaptable and optimizable load for the exerciser can be generated.
Der Hilfsantrieb kann zusätzlich einen Bewegungssensor umfassen, der konfiguriert sein kann, eine Bewegungsrichtung der bewegbaren Masse zu bestimmen und an die Steuereinrichtung zu übermitteln, und die Steuereinrichtung kann ferner konfiguriert sein, die Soll-Kraft, FS,max , zusätzlich in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung der bewegbaren Masse zu bestimmen. Damit kann zum Beispiel die oben beschriebene „exzentrische Überlast“ erzeugt werden, wodurch ein verbesserter Muskelaufbau erzielt werden kann, da die vom Trainierenden aufzubringende Belastung in positiver Weise an die momentane Bewegungsrichtung angepasst werden kann.The auxiliary drive can additionally comprise a movement sensor which can be configured to determine a direction of movement of the movable mass and to transmit it to the control device, and the control device can also be configured to determine the desired force, F S, max to determine additionally depending on the direction of movement of the movable mass. For example, the “eccentric overload” described above can be generated, which enables an improved muscle build-up to be achieved, since the load to be exerted by the exerciser can be adapted in a positive manner to the current direction of movement.
Der Bewegungssensor des Hilfsantriebs kann ferner konfiguriert sein, eine absolute oder relative Position der bewegbaren Masse und/ oder deren erste und/ oder zweite zeitliche Ableitung, oder jeweils eine dazu entsprechend proportionale Größe, zu ermitteln und an die Steuereinrichtung zu übermitteln, und die Steuereinrichtung kann ferner konfiguriert sein, die Soll-Kraft, FS,max , zusätzlich in Abhängigkeit der Position der bewegbaren Masse und/ oder ihrer ersten und/ oder ihrer zweiten zeitlichen Ableitung zu bestimmen. Dies ermöglicht eine noch feinere Anpassung der Soll-Kraft, FS,max , an maßgebliche Parameter, sodass der Trainingseffekt auf Grund der verbesserten und insbesondere verfeinerten Verläufe gesteigert werden kann. The motion sensor of the auxiliary drive can also be configured to determine an absolute or relative position of the movable mass and / or its first and / or second time derivative, or a correspondingly proportional quantity, and to transmit this to the control device, and the control device can also be configured, the target force, F S, max , to be additionally determined as a function of the position of the movable mass and / or its first and / or its second time derivative. This enables an even finer adjustment of the target force, F S, max , to relevant parameters so that the training effect can be increased due to the improved and, in particular, refined courses.
Vorteilhafterweise kann der Bewegungssensor in die Antriebseinheit integriert sein, wodurch sowohl eine besonders platzsparende Ausführung gewährleistet sein kann als auch ein besonderer Schutz vor einer möglichen äußeren Beschädigung. Ferner kann die Integrität der Messung gesteigert werden, wenn der Bewegungssensor die Messung unmittelbar in der Antriebseinheit durchführt, mithin keine weiteren Maschinenelemente beteiligt sind, die die Messung verfälschen könnten.Advantageously, the motion sensor can be integrated in the drive unit, whereby both a particularly space-saving design can be guaranteed and special protection against possible external damage. Furthermore, the integrity of the measurement can be increased if the motion sensor carries out the measurement directly in the drive unit, and consequently no further machine elements are involved which could falsify the measurement.
Ferner kann die erste Kraftmesseinrichtung des Hilfsantriebs konfiguriert sein, zum Ermitteln der Ist-Kraft, FS , eine Spannung des Hauptzugmittels zu ermitteln. Grundsätzlich kann bei bekannter Spannung sehr präzise auf die anliegende Ist-Kraft, FS , rückgefolgert werden, womit sich auch die Präzision der aus dem Vergleich mit der Soll-Kraft, FS,max , resultierenden Ansteuerung steigern lässt.Furthermore, the first force measuring device of the auxiliary drive can be configured to determine the actual force, F S to determine a tension of the main traction device. In principle, with known voltage, the actual force applied can be very precisely F S , can be deduced, which also improves the precision of the comparison with the target force, F S, max , resulting control can be increased.
Vorteilhafterweise kann die erste Kraftmesseinrichtung so konfiguriert sein, dass die Spannung des Hauptzugmittels mit Hilfe einer Auslenkung ermittelt wird. Dies stellt eine besonders verlässliche Methode der Spannungsermittlung und mithin der Ermittlung der anliegenden Ist-Kraft, FS , dar, womit sich wiederum die Verlässlichkeit der aus dem Vergleich mit der Soll-Kraft, FS,max , resultierenden Ansteuerung steigern lässt.The first force measuring device can advantageously be configured such that the tension of the main traction means is determined with the aid of a deflection. This represents a particularly reliable method of determining the voltage and thus determining the applied actual force, F S , which in turn improves the reliability of the comparison with the target force, F S, max , resulting control can be increased.
Darüber hinaus kann die erste Kraftmesseinrichtung konfiguriert sein, zum Ermitteln der Ist-Kraft, FS , eine Dehnung des Hauptzugmittels zu ermitteln. Auch aus einer Dehnung kann sehr präzise auf die anliegende Ist-Kraft, FS , rückgefolgert werden.In addition, the first force measuring device can be configured to determine the actual force, F S to determine an elongation of the main traction device. Even from a stretch can be very precise to the actual force applied, F S , be concluded.
Da im linear-elastischen Bereich (Proportionalbereich, „Hookesche Gerade“) die Dehnung der Spannung proportional ist und somit das Hookesche Gesetz gilt, können beide Arten der Ermittlung der Ist-Kraft, FS , sowohl alternativ zueinander als auch parallel miteinander ausgeführt werden. Liegen zwei auf unterschiedliche Arten bestimmte Messwerte der Ist-Kraft, FS , vor, können diese geeignet miteinander verglichen werden, wodurch die Integrität der Messung weiter gesteigert werden kann. Auch eine Würdigung der Eignung der Messmethode hinsichtlich der Geschwindigkeit der Änderung der Messwerte beziehungsweise der Dynamik allgemein ist denkbar.Since in the linear-elastic range (proportional range, "Hooke's straight line") the strain is proportional and therefore Hooke's law applies, both types of determination of the actual force can be F S , both alternatively to each other and in parallel with each other. If there are two measured values of the actual force determined in different ways, F S , before, these can be suitably compared with each other, whereby the integrity of the measurement can be further increased. An appraisal of the suitability of the measurement method with regard to the rate at which the measured values change or the dynamics in general is also conceivable.
Vorteilhafterweise kann die erste Kraftmesseinrichtung ein Dehnmessstreifen sein und/ oder einen magnetostriktiven Sensor umfassen, der nach dem Prinzip der Magnetostriktion arbeitet. Sowohl Dehnmessstreifen als auch magnetostriktive Sensoren sind in vielfältigsten und damit gut auf die jeweiligen Bedürfnisse angepassten Ausführungsformen von gängigen Anbietern verfügbar, wodurch auch die Kosten reduziert werden können. Daneben bauen insbesondere Dehnmessstreifen sehr platzsparend und lassen sich auch an schwer zugänglichen Stellen gut unterbringen.Advantageously, the first force measuring device can be a strain gauge and / or comprise a magnetostrictive sensor that works on the principle of magnetostriction. Both strain gauges and magnetostrictive sensors are available in a wide variety of designs from current suppliers, which are therefore well adapted to the respective needs, which can also reduce costs. In addition, strain gauges in particular are very space-saving and can also be easily accommodated in places that are difficult to access.
Des Weiteren kann die erste Kraftmesseinrichtung konfiguriert sein, die Ist-Kraft, FS , zu ermitteln, indem sie eine Wiegevorrichtung umfasst, die konfiguriert sein kann, die Masse der bewegbaren Masse zu ermitteln und indem sie ferner einen Beschleunigungssensor umfassen kann, der konfiguriert sein kann, eine zweite zeitliche Änderung einer Position der bewegbaren Masse zu ermitteln. Mit Kenntnis der beschleunigten Masse und Kenntnis der entsprechenden Beschleunigung lässt sich unmittelbar aus dem zweiten Newtonschen Gesetz durch einfache Multiplikation die Ist-Kraft, FS , ermitteln. Die Wiegevorrichtung muss dazu beispielhaft an einer Stelle, an der ein Aufliegen der bewegbaren Masse erkannt werden kann, eine Differenz zwischen einer Gewichtskraft im Falle, dass die bewegbare Masse nur unter Einfluss der Erdbeschleunigung aufliegt und im Falle, dass die bewegbare Masse nicht aufliegt, messen. Wie bereits oben beschrieben, können mehrere Arten der Ermittlung der Ist-Kraft, FS , sowohl alternativ zueinander als auch parallel miteinander ausgeführt werden. Liegen zwei oder mehr auf unterschiedliche Arten bestimmte Messwerte der Ist-Kraft, FS , vor, können diese geeignet miteinander verglichen werden, wodurch die Integrität der Messung weiter gesteigert werden kann. Allgemein betrachtet es die vorliegende Erfindung als ausgesprochen vorteilhaft, wenn - ganz generell - ermittelte Größen auf verschiedene Arten und/oder mehrfach bestimmt werden; dazu kann insbesondere auch die Sensor-Datenfusion dienen. Wie oben erwähnt, kann die Dynamik der zugrunde liegenden Bewegung bei der Sensor-Datenfusion von Bedeutung sein ebenso die Dynamik der ermittelten Werte selber.Furthermore, the first force measuring device can be configured, the actual force, F S to determine by including a weighing device that may be configured to determine the mass of the moveable mass and may further include an acceleration sensor that may be configured to determine a second temporal change in a position of the moveable mass. With knowledge of the accelerated mass and knowledge of the corresponding acceleration, the actual force can be derived directly from Newton's second law by simple multiplication, F S , determine. For this purpose, the weighing device must, for example, measure a difference between a weight force at a point at which the moveable mass rests in the case that the moveable mass only rests under the influence of gravitational acceleration and in the event that the moveable mass does not rest . As already described above, several ways of determining the actual force, F S , both alternatively to each other and in parallel with each other. If there are two or more measured values of the actual force determined in different ways, F S , before, these can be suitably compared with each other, whereby the integrity of the measurement can be further increased. In general, the present invention considers it to be extremely advantageous if - quite generally - determined quantities are determined in different ways and / or several times; sensor data fusion can also serve this purpose. As mentioned above, the dynamics of the underlying movement in sensor data fusion can be important, as can the dynamics of the determined values themselves.
Vorteilhafterweise kann der Beschleunigungssensor ein Bewegungssensor sein, der konfiguriert sein kann, die absolute oder relative Position der bewegbaren Masse und deren erste und zweite zeitliche Ableitung, oder jeweils eine dazu entsprechend proportionale Größe, zu ermitteln. Es ist sowohl denkbar, dass der oben beschriebene Bewegungssensor in der hier beschriebenen Konfiguration zum Einsatz kommt, als auch, dass ein zusätzlicher Bewegungssensor zum Einsatz kommt, dessen Daten dann wieder zusätzlich zu denen des bestehenden Bewegungssensors verwendet werden können und aus denen auch weitere Messwerte, insbesondere nach erfolgter Sensor-Datenfusion, ermittelt werden können.Advantageously, the acceleration sensor can be a motion sensor that can be configured to determine the absolute or relative position of the movable mass and its first and second time derivatives, or in each case a variable that is correspondingly proportional thereto. It is Both conceivable that the motion sensor described above is used in the configuration described here, and that an additional motion sensor is used, the data of which can then be used in addition to those of the existing motion sensor and from which further measured values, in particular according to successful sensor data fusion, can be determined.
Bei dem Hilfsantrieb kann ferner die Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse an einer ersten Stelle des Hauptzugmittels einwirken, die näher an der bewegbaren Masse befindlich ist als eine zweite Stelle des Hauptzugmittels, an der die erste Kraftmesseinrichtung die Ist-Kraft, FS , ermittelt. Somit ist gewährleistet, dass im Kraftflussverlauf innerhalb des Hauptzugmittels keine Verfälschung der durch die erste Kraftmesseinrichtung ermittelten Ist-Kraft, FS , die am Hauptzugmittel des Trainingsgeräts anliegt und im Wesentlichen vom Trainierenden aufzubringen ist, erfolgen kann. Wirkt die Antriebseinheit erfindungsgemäß an der ersten Stelle des Hauptzugmittels ein, kann eine besonders kompakte Ausführung des Hilfsantriebs erreicht werden.In the auxiliary drive, the connection of the drive unit to the movable mass can also act at a first point of the main traction means, which is closer to the movable mass than a second point of the main traction means, at which the first force measuring device the actual force, F S , determined. This ensures that there is no falsification of the actual force determined by the first force measuring device in the course of the force flow within the main traction device. F S , which is in contact with the main traction device of the training device and essentially has to be applied by the exerciser. If, according to the invention, the drive unit acts on the first point of the main traction means, a particularly compact design of the auxiliary drive can be achieved.
Darüber hinaus kann die Antriebseinheit einen Generator umfassen, wodurch es insbesondere im Falle der exzentrischen Bewegung möglich sein kann, dass nicht nur keine Energie verbraucht wird, sondern sogar Energie rückgewonnen werden kann, da der Generator zum Beispiel das erforderliche Bremsmoment zur Verfügung stellt, um die entsprechende Hilfskraft, FZ , aufzubringen. Da so der Energieverbrauch reduziert werden kann, können auch eventuell vorhandene Batterien/ Akkumulatoren kleiner und günstiger ausfallen.In addition, the drive unit can comprise a generator, which, in particular in the case of eccentric movement, may not only consume no energy, but may even be able to recover energy, since the generator provides, for example, the braking torque required to achieve the corresponding assistant, F Z to apply. Since the energy consumption can be reduced in this way, any existing batteries / accumulators can also be smaller and cheaper.
Vorteilhafterweise kann der Hilfsantrieb zusätzlich eine zweite Kraftmesseinrichtung umfassen, die konfiguriert ist, die Hilfskraft, FZ , die auf die bewegbare Masse wirkt, zu ermitteln und/ oder die von der Antriebseinheit effektiv geleistete Arbeit zu ermitteln. Dadurch kann eine Überprüfung der Ansteuerung der Antriebseinheit erreicht werden, die Präzision der Ansteuerung erhöht werden und die Fehlererkennung verbessert werden. Auch kann in Bereichen, in denen die Ansteuerung eine Schwingung ungewollt hervorrufen könnte, diese besser vermieden werden. Wiederum kann die zweite Kraftmesseinrichtung in die Antriebseinheit integriert sein, was eine kompakte geschützte Bauweise ermöglicht und die Integrität der Messung steigert und eine vergleichsweise einfache Kraft-Weg-Ermittlung ermöglicht. Auch die zweite Kraftmesseinrichtung kann, ähnlich wie die erste Kraftmesseinrichtung, einen magnetostriktiven Sensor umfassen.Advantageously, the auxiliary drive can additionally comprise a second force measuring device that is configured, the auxiliary force, F Z to determine which acts on the movable mass and / or to determine the work effectively performed by the drive unit. As a result, the control of the drive unit can be checked, the precision of the control can be increased and the error detection can be improved. In areas in which the control could unintentionally cause a vibration, this can be better avoided. Again, the second force measuring device can be integrated in the drive unit, which enables a compact, protected design and increases the integrity of the measurement and enables a comparatively simple force-displacement determination. Similarly to the first force measuring device, the second force measuring device can also comprise a magnetostrictive sensor.
Des Weiteren kann der Hilfsantrieb zusätzlich eine Bedieneinheit umfassen, die konfiguriert sein kann, Daten an die Steuereinrichtung zu übermitteln, aus denen die Steuereinrichtung die Soll-Kraft, FS,max , zusätzlich bestimmen kann. Hier ist eine Vielzahl von Ausgestaltungen denkbar. Grundsätzlich kann die Bedieneinheit konfiguriert sein, die Soll-Kraft, FS,max , und insbesondere auch ihren Verlauf beziehungsweise ihre Änderung vorzugeben. Beispielsweise kann aus einer Anzahl verschiedener Trainingsprogramme ausgewählt werden, aus denen sich dann die jeweils gültige Soll-Kraft, FS,max , bestimmt. Hier kann auch eine vergleichsweise einfache Steuereinrichtung zum Einsatz kommen, die zusätzlich zu den von der Bedieneinheit erhaltenen Verläufen der Soll-Kraft, FS,max , keine oder nur in geringem Umfang weitere Berechnungen durchführt, um die Soll-Kraft, FS,max , zu bestimmen.Furthermore, the auxiliary drive can additionally comprise an operating unit, which can be configured to transmit data to the control device, from which the control device determines the target force, F S, max , can also determine. A variety of configurations are conceivable here. Basically, the control unit can be configured, the target force, F S, max , and in particular also to specify their course or their change. For example, you can choose from a number of different training programs, from which the respectively valid target force, F S, max , certainly. A comparatively simple control device can also be used here which, in addition to the curves of the target force obtained from the operating unit, F S, max , does no or only to a small extent further calculations to determine the target force, F S, max to determine.
Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung ferner konfiguriert sein, Daten an die Bedieneinheit und/oder an eine IT-Infrastruktur zu übermitteln und Daten von der IT-Infrastruktur zu empfangen. Die Bedieneinheit kann ferner konfiguriert sein, Daten einer äußeren Messeinheit und/ oder Daten von der IT-Infrastruktur zu empfangen und/oder an die IT-Infrastruktur zu übermitteln. Damit ist es zum Beispiel möglich, dem Trainierenden anzuzeigen, wie er Soll-Verläufen am besten folgen kann. Ferner können Ergebnisse an die Bedieneinheit übermittelt werden, um so eine Überprüfung eines gewählten Ziels zu gewährleisten. Des Weiteren können die Daten auch zur Analyse und Auswertung an die IT-Infrastruktur, etwa einen Rechner oder eine Cloud, übertragen werden. Insbesondere die zeitliche Entwicklung eines Trainierenden kann so gut dargestellt und überprüft werden, und es können eventuell dienliche Anpassungen vorgenommen werden. Vorteilhafterweise können auch statisch oder dynamisch ermittelte Größen des Trainierenden über die Bedieneinheit, entweder durch Eingabe oder durch Datenweiterleitung an die Steuereinrichtung erfolgen oder aber die entsprechenden Berechnungen in der Bedieneinheit selbst durchgeführt werden. Denkbar sind hier neben zum Beispiel Größe und Gewicht des Trainierenden auch Herz-Kreislaufwerte, die zur Ermittlung eines entsprechenden Trainingsplans geeignet sind. Die Vorgabe für die letztendlich erzeugten Soll-Kraft-Verläufe, FS,max , können dabei auch aus einer (eventuell zweiten) IT-Infrastruktur, etwa einem Rechner oder einer Cloud, stammen. Ebenso können sie aber in der Bedieneinheit selbst erzeugt werden oder auch in der Steuereinrichtung. Auch kann die Anpassung der Soll-Kraft, FS,max , kontinuierlich verlaufen: es kann zum Beispiel die IT-Infrastruktur die ermittelten Herz-Kreislaufwerte von der Bedieneinheit erhalten und zwar zusammen mit den Daten, die die Steuereinrichtung an die Bedieneinheit übermittelt. Die IT-Infrastruktur kann dann wiederum eine entsprechende Anpassung der Soll-Kraft, FS,max , vornehmen und über die Bedieneinheit an die Steuereinrichtung übermitteln. Einschränkungen auf eine einzige bestimmte Struktur sind daher nicht notwendig. In addition, the control device can also be configured to transmit data to the operating unit and / or to an IT infrastructure and to receive data from the IT infrastructure. The operating unit can also be configured to receive data from an external measuring unit and / or data from the IT infrastructure and / or to transmit them to the IT infrastructure. This makes it possible, for example, to show the trainee how best to follow target courses. Results can also be transmitted to the operating unit in order to ensure that a selected target is checked. Furthermore, the data can also be transferred to the IT infrastructure, such as a computer or a cloud, for analysis and evaluation. In particular, the temporal development of a trainee can be displayed and checked well, and useful adjustments can be made. Advantageously, statically or dynamically determined quantities of the trainee can also be carried out via the control unit, either by input or by forwarding data to the control device, or the corresponding calculations can be carried out in the control unit itself. In addition to, for example, the size and weight of the exerciser, cardiovascular values are also conceivable, which are suitable for determining a corresponding training plan. The specification for the target-force curves ultimately generated, F S, max , can also come from a (possibly second) IT infrastructure, such as a computer or a cloud. However, they can also be generated in the operating unit itself or in the control device. The adjustment of the target force, F S, max , run continuously: for example, the IT infrastructure can receive the determined cardiovascular values from the control unit, together with the data that the control device transmits to the control unit. The IT infrastructure can then in turn adjust the target force accordingly, F S, max , and send it to the Transmit control device. Restrictions to a single specific structure are therefore not necessary.
Gerade die prinzipielle Redundanz zur Ermittlung der Soll-Kraft, FS,max , kann als besonders vorteilhaft angesehen werden, da je nach (momentaner) Datenverfügbarkeit und Rechenleistungsfähigkeit verschiedene Einheiten besonders geeignet sein können.The basic redundancy for determining the target force, F S, max , can be regarded as particularly advantageous since, depending on the (current) data availability and computing power, different units may be particularly suitable.
Vorteilhafterweise kann der Hilfsantrieb ferner ein Hilfszugseil umfassen, das sowohl mit der Antriebseinheit als auch der bewegbaren Masse mittelbar oder unmittelbar verbunden ist und somit die Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse herstellt. Die unmittelbare Verbindung kann als besonders wenig komplex und damit störanfällig gelten. Das Hilfszugseil kann neben etwa einem Riemen als besonders geeignet erscheinen, eine platzsparende und sichere Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse herzustellen. Standardmäßig sind eine Vielzahl von Seilen für die unterschiedlichsten Anforderungen konzipiert und verfügbar, wodurch sich auch die Kosten in Grenzen halten. Darüber hinaus wären auch eine hydraulische Verbindung denkbar, ferner weitere mechanische - zum Beispiel mittels eines Getriebes.Advantageously, the auxiliary drive can further comprise an auxiliary traction cable, which is indirectly or directly connected to both the drive unit and the movable mass and thus establishes the connection of the drive unit to the movable mass. The direct connection can be considered to be particularly less complex and therefore prone to failure. In addition to a belt, for example, the auxiliary pull rope can appear to be particularly suitable for establishing a space-saving and secure connection of the drive unit to the movable mass. As standard, a large number of ropes are designed and available for a wide variety of requirements, which means that costs are also kept within limits. In addition, a hydraulic connection would also be conceivable, further mechanical connections - for example by means of a gear.
Darüber hinaus kann die Antriebseinheit als Seiltrommel ausgeführt sein, wodurch das Hilfszugseil besonders platzsparend und sicher aufgespult werden kann. Dies schützt zum einen vor möglichen Beschädigungen, zum anderen können auch ungewünschte Kontakte zu anderen Elementen, etwa dem Hauptzugmittel, vermieden werden - gerade auch wenn ein relativ langer Bereich des Hilfszugseils aufgespult wurde.In addition, the drive unit can be designed as a rope drum, so that the auxiliary pull rope can be wound up in a particularly space-saving and safe manner. On the one hand, this protects against possible damage, on the other hand, unwanted contacts to other elements, such as the main traction device, can be avoided - especially if a relatively long area of the auxiliary traction cable has been wound up.
Besonders vorteilhafterweise kann die Antriebseinheit auch konfiguriert sein, stets ein ausreichendes Drehmoment vorzusehen, um das Hilfszugseil aufzuspulen, wodurch die Sicherheit weiter gesteigert werden kann, da auf Grund der im Hilfszugseil vorherrschenden Spannung die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktes mit anderen Elementen minimiert werden kann und ferner das Ansprechverhalten, insbesondere auf Grund des fehlenden Spiels, weiter verbessert werden kann. Particularly advantageously, the drive unit can also be configured to always provide sufficient torque to wind the auxiliary traction rope, which can further increase safety, since the voltage prevailing in the auxiliary traction rope can minimize the probability of contact with other elements and also the response behavior , especially due to the lack of play, can be further improved.
Erfindungsgemäß ist auch ein System, das ein Trainingsgerät und einen Hilfsantrieb für das Trainingsgerät mit den oben beschriebenen Merkmalen umfassen kann, wobei die bewegbare Masse eine oder mehrere Gewichtsplatten umfassen kann, die mittels eines Mitnahmeschwertes und eines Steckstiftes verbunden sein können und in zwei im Wesentlichen parallelen Führungsstangen bewegbar sein können, wobei die Verbindung der bewegbaren Masse zum Hauptzugmittel über das Mitnahmeschwert erfolgen kann. Damit kann besonders einfach und verlässlich die insgesamt bewegbare Masse definiert werden und auch ihre sichere Führung gewährleistet werden.According to the invention is also a system that can include a training device and an auxiliary drive for the training device with the features described above, wherein the movable mass can comprise one or more weight plates that can be connected by means of a carrying sword and a pin and in two substantially parallel Guide rods can be movable, wherein the connection of the movable mass to the main traction device can take place via the driving sword. In this way, the overall movable mass can be defined in a particularly simple and reliable manner and its safe guidance can also be ensured.
Vorteilhafterweise kann der Hilfsantrieb des Systems zusätzlich zwei äußere Umlenkrollen und zwei hintere Umlenkrollen umfassen, die mit der bewegbaren Masse durch eine erste und eine zweite Verbindungsvorrichtung verbunden sein können, ferner eine erste obere Klemmvorrichtung, die an einer der beiden parallelen Führungsstangen kraftschlüssig angebracht sein, kann und eine zweite obere Klemmvorrichtung, die an der anderen der beiden parallelen Führungsstangen kraftschlüssig angebracht sein kann, wobei die erste obere Klemmvorrichtung ein erstes Ende des Hilfszugseils aufnehmen kann, das Hilfszugseil durch die beiden äußeren Umlenkrollen und durch die beiden hinteren Umlenkrollen geführt werden kann, und die Antriebseinheit ein zweites Ende des Hilfszugseils aufnehmen kann. Dadurch kann die Antriebseinheit derart auf die bewegbare Masse einwirken, dass diese parallel zu den beiden parallelen Führungsstangen geführt werden kann, ohne dass dabei ein resultierendes und damit bremsendes Moment erzeugt würde. Dies verringert die Reibung, damit den Widerstand und auch den Verschleiß und ermöglicht daher eine gesteigerte Präzision der gesteuerten Belastung des Trainierenden. Erfindungsgemäß muss dann die Antriebseinheit nur die Hälfte der insgesamt auf die bewegbare Masse wirkenden Hilfskraft, Fz, aufbringen, weshalb sie auch kompakter ausfallen kann. Selbstverständlich sind die entsprechend ermittelten Größen anzupassen. Zusätzlich zur Antriebseinheit, die das zweite Ende des Hilfszugseils aufnehmen kann, kann der Hilfsantrieb ferner eine zweite Antriebseinheit (nicht gezeigt) umfassen, die statt der ersten oberen Klemmvorrichtung das erste Ende des Hilfszugseils aufnehmen kann. Es kann dann zum Beispiel bauartbedingt möglich sein, mittels der Steuereinrichtung 2 eine der beiden Antriebseinheiten sehr schnell anzusteuern und die andere sehr präzise anzusteuern, wodurch sich beide vorteilhaft kombinieren lassen.Advantageously, the auxiliary drive of the system can additionally comprise two outer deflection rollers and two rear deflection rollers, which can be connected to the movable mass by a first and a second connecting device, furthermore a first upper clamping device, which can be non-positively attached to one of the two parallel guide rods and a second upper clamping device which can be non-positively attached to the other of the two parallel guide rods, the first upper clamping device being able to receive a first end of the auxiliary pulling cable, the auxiliary pulling cable can be guided through the two outer deflecting rollers and through the two rear deflecting rollers, and the drive unit can accommodate a second end of the auxiliary cable. As a result, the drive unit can act on the movable mass in such a way that it can be guided parallel to the two parallel guide rods without a resulting and therefore braking torque being generated. This reduces the friction, thus the resistance and also the wear, and therefore enables an increased precision of the controlled loading of the exerciser. According to the invention, the drive unit then only has to apply half of the auxiliary force, F z , acting on the movable mass, which is why it can also be more compact. Of course, the correspondingly determined sizes must be adjusted. In addition to the drive unit that can receive the second end of the auxiliary cable, the auxiliary drive can further comprise a second drive unit (not shown) that can receive the first end of the auxiliary cable instead of the first upper clamping device. It may then be possible, for example, by design, by means of the control device 2nd to control one of the two drive units very quickly and to control the other very precisely, as a result of which both can be advantageously combined.
Ferner kann die Verbindung der Antriebseinheit mit der bewegbaren Masse derart erfolgen, dass die bewegbare Masse mit einem ersten Ende des Hilfszugseils direkt beziehungsweise unmittelbar verbunden ist und die Antriebseinheit ein zweites Ende des Hilfszugseils aufnimmt. Diese besonders kompakte Bauweise minimiert die Fehleranfälligkeit und den Wartungsaufwand.Furthermore, the drive unit can be connected to the movable mass in such a way that the movable mass is directly or directly connected to a first end of the auxiliary traction cable and the drive unit receives a second end of the auxiliary traction cable. This particularly compact design minimizes susceptibility to errors and maintenance.
Die Erfindung wird beispielhaft im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1: eine erste Ansicht des Hilfsantriebs,
- 2: eine erste Detail-Ansicht des Hilfsantriebs,
- 3: eine zweite Ansicht des Hilfsantriebs,
- 4: eine erste Schnitt-Ansicht des Hilfsantriebs,
- 5: eine dritte Ansicht des Hilfsantriebs,
- 6: eine zweite Detail-Ansicht des Hilfsantriebs,
- 7: eine vierte Ansicht des Hilfsantriebs,
- 8: eine fünfte Ansicht des Hilfsantriebs,
- 9: eine dritte Detail-Ansicht des Hilfsantriebs und
- 10: eine sechste Ansicht des Hilfsantriebs.
The invention is explained in more detail below using schematic drawings as an example. It shows: - 1 : a first view of the auxiliary drive,
- 2nd : a first detailed view of the auxiliary drive,
- 3rd : a second view of the auxiliary drive,
- 4th : a first sectional view of the auxiliary drive,
- 5 : a third view of the auxiliary drive,
- 6 : a second detailed view of the auxiliary drive,
- 7 : a fourth view of the auxiliary drive,
- 8th : a fifth view of the auxiliary drive,
- 9 : a third detailed view of the auxiliary drive and
- 10th : a sixth view of the auxiliary drive.
1 zeigt eine erste Ansicht des Hilfsantriebs für das Trainingsgerät sowie ein entsprechendes Trainingsgerät. Der Hilfsantrieb für das Trainingsgerät umfasst zumindest eine erste Kraftmesseinrichtung 1, zumindest eine Steuereinrichtung 2 (nicht gezeigt) und zumindest eine Antriebseinheit 3. Dabei bestimmt die Steuereinrichtung 2 eine Soll-Kraft, FS,max , die der maximalen Belastung des Trainierenden entsprechen soll. Diese Soll-Kraft, FS,max , kann sowohl zeitlich als auch hinsichtlich zusätzlich ermittelter Größen veränderbar sein; solch eine Veränderung kann kontinuierlich, im Wesentlichen diskret und insbesondere zyklisch sein. Die Soll-Kraft, FS,max , kann zum Beispiel in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung, einer Bewegungsgeschwindigkeit, einer Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit, eines biometrischen Wertes des Trainierenden oder eines Wertes des Herz-Kreislauf-Systems des Trainierenden oder einer daraus gebildeten Kombination ermittelt werden; es ist eine Vielzahl physiologischer oder biometrischer Werte denkbar, die in die Berechnung der Soll-Kraft, FS,max , mit einfließen können. Die erste Kraftmesseinrichtung 1 ermittelt eine Ist-Kraft, FS , die an einem Hauptzugmittel 11 des Trainingsgeräts anliegt, auf das der Trainierende einwirkt, und die im Wesentlichen durch eine Beschleunigung einer mit dem Hauptzugmittel verbundenen bewegbaren Masse 5 hervorgerufen wird. Solch ein Hauptzugmittel 11 kann zum Beispiel ein Seil oder ein Riemen sein, sprich ein Maschinenelement, das insbesondere geeignet ist, eine Zugkraft zu übertragen. Diese Beschleunigung der bewegbaren Masse 5 umfasst sowohl die stets wirkende Schwerebeschleunigung oder Fallbeschleunigung - sprich die im Wesentlichen konstante Erdbeschleunigung - als auch eine zusätzlich vom Trainierenden herbeigeführte dynamische Beschleunigung. Die am Hauptzugmittel 11 ermittelte Ist-Kraft, FS , wird von der ersten Kraftmesseinrichtung 1 an die Steuereinrichtung 2 übermittelt. Die Steuereinrichtung 2 vergleicht dann die übermittelte Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max , und, falls die Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, steuert die Steuereinrichtung 2 die Antriebseinheit 3 so an, dass durch eine Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 eine Hilfskraft, FZ , auf die bewegbare Masse 5 wirkt, die eine Komponente entgegen der Erdbeschleunigung aufweist. In 2, einer ersten Detail-Ansicht des Hilfsantriebs, ist die Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 beispielhaft als ein einfacher Flaschenzug dargestellt, weshalb sich die Hilfskraft, FZ , in zwei gleich große Hälften aufteilt. 1 shows a first view of the auxiliary drive for the training device and a corresponding training device. The auxiliary drive for the training device comprises at least a first force measuring device 1 , at least one control device 2nd (not shown) and at least one drive unit 3rd . The control device determines 2nd a target force, F S, max , which should correspond to the maximum load of the exerciser. This target force, F S, max , can be changeable both in terms of time and with regard to additionally determined variables; such a change can be continuous, essentially discrete, and particularly cyclical. The target force, F S, max , can be determined, for example, as a function of a direction of movement, a speed of movement, a change in the speed of movement, a biometric value of the exerciser or a value of the cardiovascular system of the exerciser or a combination formed therefrom; A large number of physiological or biometric values are conceivable, which are used to calculate the target force, F S, max , can be included. The first force measuring device 1 determines an actual force, F S working on a main traction device 11 of the training device, on which the exerciser acts, and essentially by accelerating a movable mass connected to the main traction means 5 is caused. Such a main traction device 11 can be, for example, a rope or a belt, in other words a machine element that is particularly suitable for transmitting a tensile force. This acceleration of the moving mass 5 encompasses both the gravitational acceleration or gravitational acceleration - i.e. the essentially constant acceleration due to gravity - as well as a dynamic acceleration additionally brought about by the user. The one on the main traction device 11 determined actual force, F S , is from the first force measuring device 1 to the control device 2nd transmitted. The control device 2nd then compares the transmitted actual force, F S , with the target force, F S, max , and, if the actual force, F S , the target force, F S, max , exceeds, controls the control device 2nd the drive unit 3rd so that by connecting the drive unit 3rd with the movable mass 5 an assistant, F Z , on the movable mass 5 acts, which has a component against gravitational acceleration. In 2nd , a first detailed view of the auxiliary drive, is the connection of the drive unit 3rd with the movable mass 5 exemplified as a simple pulley, which is why the assistant, F Z , divided into two equal halves.
Da die Steuereinrichtung 2 die Antriebseinheit 3 nur ansteuert, wenn die am Hauptzugmittel 11 gemessene Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, kann die Belastung für den Trainierenden niemals größer als diejenige Belastung sein, die sich aus der bewegbaren Masse 5 und der auf sie wirkenden Gesamtbeschleunigung ergibt. Bringt der Trainierende keine Belastung auf, die zu einer tatsächlichen Beschleunigung der bewegbaren Masse 5 entgegen der Erdbeschleunigung führt, wirkt als maximale Beschleunigung der bewegbaren Masse 5 die Erdbeschleunigung. Wenn daher zumindest eine Komponente der Hilfskraft, FZ , entgegen der Erdbeschleunigung wirkt, ist dadurch gewährleistet, dass der Trainierende nie unerwarteterweise eine gefährlich hohe Belastung erfahren kann. Dieser Schutz kann auch dadurch weiter gesteigert werden, dass die Hilfskraft absichtlich absolut oder relativ zur bewegbaren Masse 5 beschränkt wird; zum Beispiel auf maximal 150N oder 20% der bewegbaren Masse 5. Da bei einem voll funktionierenden Hilfsantrieb für das Trainingsgerät die Hilfskraft, FZ , beschränkt sein kann, kann auch bei Annahme eines kompletten Systemausfalls die Mehrbelastung nicht über die entfallene beschränkte Hilfskraft, FZ , hinausgehen und somit zum Beispiel nur höchstens 20% der bewegbaren Masse 5 betragen. Neben einer gesteigerten Sicherheit kann so auch ein erhöhter Stromverbrauch vermieden werden. Da auch der Trainierende über das Hauptzugmittel 11 in der Regel nur eine Kraft, die eine Komponente entgegen der Erdbeschleunigung aufweist, auf die bewegbare Masse 5 aufbringen kann, kann der Trainierende durch die Hilfskraft, FZ , nur entlastet, aber niemals zusätzlich belastet werden. Lediglich das unerwartete Ausbleiben der Hilfskraft, FZ , würde eine entsprechend unerwartete Belastung bedeuten, die dann aber wiederum einzig durch die wohl definierte bewegbare Masse 5 unter Einfluss der Erdbeschleunigung hervorgerufen würde.Because the control device 2nd the drive unit 3rd only activated if the on the main traction device 11 measured actual force, F S , the target force, F S, max , exceeds, the load for the exerciser can never be greater than the load resulting from the movable mass 5 and the total acceleration acting on them. The exerciser does not put any load on it that actually accelerates the movable mass 5 leads against the acceleration of gravity, acts as the maximum acceleration of the movable mass 5 the acceleration of gravity. Therefore, if at least one component of the assistant, F Z , counteracts the acceleration of gravity, ensures that the exerciser can never unexpectedly experience a dangerously high load. This protection can also be further increased in that the assistant deliberately absolute or relative to the movable mass 5 is restricted; for example to a maximum of 150N or 20% of the movable mass 5 . With a fully functioning auxiliary drive for the training device, the assistant, F Z , may be limited, even if a complete system failure is assumed, the additional load cannot be incurred by the limited auxiliary worker, F Z , go out and thus for example only a maximum of 20% of the movable mass 5 be. In addition to increased security, increased power consumption can also be avoided. Since the trainee also about the main traction device 11 usually only a force, which has a component against the acceleration of gravity, on the movable mass 5 the trainee can muster through the assistant, F Z , only relieved, but never burdened additionally. Only the unexpected absence of the assistant, F Z , would mean a correspondingly unexpected load, which in turn would only result from the well-defined moveable mass 5 would be caused under the influence of gravitational acceleration.
Der erfindungsgemäße Hilfsantrieb für Trainingsgeräte weist damit als wesentliches Sicherheitsmerkmal auf, dass insbesondere der maximal mögliche Trainingswiderstand durch die insgesamt bewegbare Masse 5 wohl definiert ist. Der erfindungsgemäße Hilfsantrieb für Trainingsgeräte bietet durch seine Ausgestaltung den besonderen Vorteil, dass der durch die insgesamt bewegbare Masse 5 wohl definierte maximal mögliche Trainingswiderstand zwar erreicht, aber niemals überschritten werden kann. Dazu wirkt der erfindungsgemäße Hilfsantrieb auf die insgesamt bewegbare Masse 5 stets nur so ein, dass die Hilfskraft, Fz , die auf die bewegbare Masse 5 wirkt, zumindest eine Komponente entgegen der Erdbeschleunigung, sprich entgegen der Schwerebeschleunigung oder der Fallbeschleunigung, hat. Dadurch ist gewährleistet, dass die Hilfskraft, FZ , im Vergleich zu der auf Grund der Erdbeschleunigung durch die bewegbare Masse 5 allein wirkenden Kraft, die vom Trainierenden aufzubringende Kraft nur reduzieren, aber niemals erhöhen kann. Die Hilfskraft, FZ , selber kann quasi beliebig fein gesteuert werden, weshalb auch keinerlei diskrete Massenunterschiede, etwa zwischen einzelnen Gewichtsplatten, vom Trainierenden hingenommen werden müssen.The auxiliary drive for exercise equipment according to the invention thus has, as an essential safety feature, that in particular the maximum possible exercise resistance due to the overall movable mass 5 is well defined. The design of the auxiliary drive for training devices according to the invention offers the particular advantage that the mass which can be moved as a whole 5 well defined maximum possible training resistance is reached, but can never be exceeded. For this purpose, the auxiliary drive according to the invention acts on the overall movable mass 5 only in such a way that the assistant, F z that on the movable mass 5 acts, has at least one component against gravitational acceleration, i.e. against gravitational acceleration or gravitational acceleration. This ensures that the assistant, F Z , compared to that due to gravitational acceleration due to the moving mass 5 single-acting force that can only reduce, but never increase, the force to be exerted by the exerciser. The assistant, F Z , itself can be controlled almost arbitrarily, which is why no discrete mass differences, for example between individual weight plates, have to be accepted by the exerciser.
Das sichere Einhalten des maximal möglichen Trainingswiderstandes ist auch einer der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber aktiven Trainingsgeräten (vollelektrischen Krafttrainingsgeräten), die rein elektrisch einen dynamischen Widerstand erzeugen können. Bei solchen Geräten ist zusätzlich ein sehr hoher Sicherheitsaufwand notwendig, um bei Vorliegen eines Fehlers zu hohe Belastungen oder gar möglicherweise Verletzungen zu vermeiden. Grundsätzlich sind bei aktiven Trainingsgeräten (vollelektrischen Krafttrainingsgeräten) die Kosten sowohl der Anschaffung als auch der Wartung sehr hoch.Maintaining the maximum possible training resistance safely is also one of the main advantages of the present invention compared to active training devices (all-electric strength training devices) which can generate a dynamic resistance purely electrically. Such devices also require a very high level of security in order to avoid excessive loads or possibly even injuries in the event of a fault. Basically, the costs of both purchase and maintenance are very high for active training equipment (fully electric strength training equipment).
Mittels des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs für das Trainingsgerät kann, bei gewährleistetem sicheren Einhalten des eingestellten maximalen Trainingswiderstandes entsprechend der insgesamt bewegbaren Masse 5, die tatsächlich aufzubringende Kraft, und damit die Belastung des Trainierenden, während der Übungsausführung kontinuierlich angepasst werden. Im einfachsten Fall kann eine beliebig fein abgestufte maximale Belastung, die höchstens dem mechanisch vorgegebenen maximalen Trainingswiderstand entsprechen kann, eingestellt werden. Solch eine maximale Belastung kann darüber hinaus während des Ausführens einer Übung angepasst werden. Denkbar ist hier eine rein zeitliche Anpassung oder auch eine Anpassung hinsichtlich eines vorgegebenen Zyklus, der auch Herz-Kreislaufwerte oder biometrische Werte des Trainierenden berücksichtigen kann.By means of the auxiliary drive according to the invention for the training device, while ensuring that the set maximum training resistance is reliably maintained, it can correspond to the total movable mass 5 , the actual force to be exerted, and thus the load on the exerciser, are continuously adjusted during the exercise. In the simplest case, an arbitrarily finely graded maximum load, which can at most correspond to the mechanically predetermined maximum training resistance, can be set. Such a maximum load can also be adjusted while performing an exercise. A purely temporal adaptation or an adaptation with regard to a predetermined cycle is also conceivable here, which can also take into account cardiovascular values or biometric values of the exerciser.
Wie beispielhaft in 1 gezeigt, kann der erfindungsgemäße Hilfsantrieb als Umrüstsatz so ausgelegt werden, dass nur zusätzliche Elemente an einem bestehenden Krafttrainingsgerät montiert werden, aber keinerlei Veränderungen an der bestehenden Mechanik oder einer Abdeckungen oder kraftübertragenden Teilen des bestehenden Krafttrainingsgerätes vorgenommen werden müssen. Auch müssen keine Zugseile und Gewichtsplatten demontiert werden, und es bedarf auch keines im Umgang mit Elektrik beziehungsweise Elektronik geschulten Fachpersonals, um das Gerät in Betrieb nehmen zu können und während des gängigen Betriebs zu überwachen. Durch die Art der Anbringung sowie die prinzipielle Funktionsweise des erfindungsgemäßen Hilfsantriebs können, wie oben beschrieben, keine höheren mechanischen Belastungen beim Trainierenden auftreten als der einstellbare maximale Trainingswiderstand, dessen Bereich durch die Gewichtsplattenbestückung bereits herstellerseitig vorgegeben ist, wobei die Erdbeschleunigung als im Wesentlichen konstant anzusehen ist. Somit lassen sich auch Probleme mit der Produkthaftung oder noch bestehenden Garantieansprüche vermeiden.As exemplified in 1 shown, the auxiliary drive according to the invention can be designed as a retrofit kit so that only additional elements are mounted on an existing strength training device, but no changes need to be made to the existing mechanics or a cover or force-transmitting parts of the existing strength training device. There is also no need to dismantle traction cables and weight plates, and no specialist personnel trained in the use of electrics or electronics are required to be able to put the device into operation and to monitor it during normal operation. Due to the type of attachment and the principle of operation of the auxiliary drive according to the invention, as described above, no higher mechanical loads can occur on the exercising person than the adjustable maximum training resistance, the range of which is already predetermined by the manufacturer with the weight plate assembly, the gravitational acceleration being regarded as essentially constant . This means that problems with product liability or existing warranty claims can also be avoided.
Ferner kann ein derartiger Hilfsantrieb für das Trainingsgerät vorteilhafterweise eine Notbremsfunktion der Antriebseinheit 3 vorsehen. Bei einem Stromausfall oder einer sonstigen Fehlfunktion kann dazu eine in Hardware realisierte Sicherheits-Notstopp-Funktion integriert sein, die dann Wicklungen eines Elektro-Motors der Antriebseinheit 3 kurzschließt. Dadurch kann die bewegbare Masse 5 in einem Fehlerfall oder auch bei unverhältnismäßig abweichenden Messwerten, die zum Beispiel einen Grenzwert überschreiten, mit einem maximalen Drehmoment des Elektro-Motors abgebremst werden.Furthermore, such an auxiliary drive for the training device can advantageously be an emergency braking function of the drive unit 3rd provide. In the event of a power failure or other malfunction, a safety emergency stop function implemented in hardware can be integrated, which then winds an electric motor of the drive unit 3rd shorts. This allows the movable mass 5 in the event of a fault or even in the case of disproportionately different measured values, which for example exceed a limit value, are braked with a maximum torque of the electric motor.
Wenn bei dem Hilfsantrieb die Steuereinrichtung 2 die an sie übermittelte Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max , vergleicht und feststellt, dass die Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, steuert die Steuereinrichtung 2 die Antriebseinheit 3 vorteilhafterweise so an, dass durch die Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 die Hilfskraft, FZ , die an dem Hauptzugmittel 11 anliegende und ermittelte Ist-Kraft, FS , reduziert. Dadurch kann überprüfbar, nämlich durch die erste Kraftmesseinrichtung 1, gewährleistet werden, dass die an dem Hauptzugmittel 11 anliegende Ist-Kraft, FS , tatsächlich durch die Hilfskraft, FZ , reduziert wurde, wodurch die Sicherheit gesteigert werden kann. Mithin kann der Hilfsantrieb überprüfen, ob die Hilfskraft, FZ , die an dem Hauptzugmittel 11 anliegende Ist-Kraft, FS , tatsächlich reduziert beziehungsweise ob die aufgebrachte Hilfskraft, FZ , die an dem Hauptzugmittel 11 anliegende Ist-Kraft, FS , erkennbar reduziert.If the control device in the auxiliary drive 2nd the actual force transmitted to them, F S , with the target force, F S, max , compares and determines that the actual force, F S , the target force, F S, max , exceeds, controls the control device 2nd the drive unit 3rd advantageously so that by connecting the drive unit 3rd with the movable mass 5 the assistant, F Z on the main traction device 11 applied and determined actual force, F S , reduced. This can be checked, namely by the first force measuring device 1 , be ensured that the on the main traction device 11 applied actual force, F S , actually by the assistant, F Z , has been reduced, which can increase security. The auxiliary drive can therefore check whether the auxiliary worker, F Z on the main traction device 11 applied actual force, F S , actually reduced or whether the angry assistant, F Z on the main traction device 11 applied actual force, F S , noticeably reduced.
Wenn bei dem Hilfsantrieb die Steuereinrichtung 2 die an sie übermittelte Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max , vergleicht und feststellt, dass die Ist-Kraft, FS , die Soll-Kraft, FS,max , übersteigt, steuert die Steuereinrichtung 2 die Antriebseinheit 3 vorteilhafterweise so an, dass durch die Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 die Hilfskraft, FZ , die an dem Hauptzugmittel 11 anliegende und ermittelte Ist-Kraft, FS , im Wesentlichen auf die Soll-Kraft, FS,max , reduziert. Dadurch kann überprüfbar gewährleistet werden, dass die vom Trainierenden aufzubringende Kraft nun im Wesentlichen, sprich zum Beispiel bis auf vorhandene Reibungsverluste oder Messungenauigkeiten, der Soll-Kraft, FS,max , entspricht. Ändert sich die Soll-Kraft, FS,max , so ändert sich auf Grund der Ansteuerung auch die Ist-Kraft, FS , entsprechend, da die Hilfskraft, FZ , permanent angepasst wird. Unter Beibehaltung aller oben beschriebenen positiven Sicherheitsmerkmale kann so eine nahezu beliebig anpassbare und optimierbare Belastungfür den Trainierenden erzeugt werden. Auch ist es möglich, systemimmanente Verluste, wie etwa Reibungsverluste, zu erfassen und die Ansteuerung entsprechend anzupassen. If the control device in the auxiliary drive 2nd the actual force transmitted to them, F S , with the target force, F S, max , compares and determines that the actual force, F S , the target force, F S, max , exceeds, controls the control device 2nd the drive unit 3rd advantageously so that by connecting the drive unit 3rd with the movable mass 5 the assistant, F Z on the main traction device 11 applied and determined actual force, F S , essentially on the target force, F S, max , reduced. This can be verifiably ensured that the from The force to be applied to the trainee is now essentially, that is, for example, except for existing friction losses or measurement inaccuracies, the target force, F S, max , corresponds. If the target force changes, F S, max , the actual force changes due to the control, F S , accordingly, since the assistant, F Z , is permanently adjusted. While maintaining all of the positive safety features described above, an almost arbitrarily adaptable and optimizable load for the exerciser can be generated. It is also possible to record system-inherent losses, such as friction losses, and to adapt the control accordingly.
Der Hilfsantrieb kann vorteilhafterweise zusätzlich einen Bewegungssensor 8 (nicht gezeigt) umfassen, der konfiguriert ist, eine Bewegungsrichtung der bewegbaren Masse 5 zu bestimmen und an die Steuereinrichtung 2 zu übermitteln. Die Steuereinrichtung 2 kann ferner konfiguriert sein, die Soll-Kraft, FS,max , zusätzlich in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung der bewegbaren Masse 5 zu bestimmen. Damit kann zum Beispiel die „exzentrische Überlast“ erzeugt werden, wodurch ein verbesserter Muskelaufbau erzielt werden kann, da die vom Trainierenden aufzubringende Belastung in positiver Weise an die momentane Bewegungsrichtung angepasst werden kann. Die Muskulatur des Trainierenden kann gerade in der exzentrische Kontraktion bis zu 30% höher belastet werden als in der konzentrischen Kontraktion, wodurch mittels einer entsprechenden angepassten Soll-Kraft, FS,max , und einer entsprechend veränderten Hilfskraft, FZ , der gewünschte Trainingsreiz auf die Muskulatur bewirkt wird, und ein entsprechend gesteigertes Muskelwachstum ausgelöst wird.The auxiliary drive can advantageously also have a motion sensor 8th (not shown) configured, a moving direction of the movable mass 5 to determine and to the control device 2nd to transmit. The control device 2nd can also be configured, the target force, F S, max , additionally depending on the direction of movement of the movable mass 5 to determine. With this, for example, the “eccentric overload” can be generated, which enables an improved muscle build-up to be achieved since the load to be exerted by the exerciser can be adapted in a positive way to the current direction of movement. The muscles of the trainee can be stressed up to 30% higher in the eccentric contraction than in the concentric contraction, whereby by means of a correspondingly adjusted target force, F S, max , and a correspondingly changed assistant, F Z , the desired training stimulus on the muscles is triggered, and a correspondingly increased muscle growth is triggered.
Vorteilhafterweise kann der Bewegungssensor 8 unmittelbar in die Antriebseinheit integriert sein, wodurch sowohl eine besonders platzsparende Ausführung gewährleistet ist als auch ein besonderer Schutz vor einer möglichen äußeren Beschädigung. Ferner kann die Integrität der Messung gesteigert werden, wenn der Bewegungssensor 8 die Messung unmittelbar in der Antriebseinheit 3 durchführt, mithin keine weiteren Maschinenelemente beteiligt sind, die die Messung verfälschen könnten, weil sie zum Beispiel schwingfähig sind oder ein Spiel aufweisen.The motion sensor can advantageously 8th be integrated directly into the drive unit, which ensures both a particularly space-saving design and special protection against possible external damage. Furthermore, the integrity of the measurement can be increased if the motion sensor 8th the measurement directly in the drive unit 3rd carried out, therefore no other machine elements are involved, which could falsify the measurement, for example because they are oscillatable or have a game.
Ferner kann die erste Kraftmesseinrichtung 1 des Hilfsantriebs konfiguriert sein, zum Ermitteln der Ist-Kraft, FS , eine Spannung des Hauptzugmittels 11 zu ermitteln. Grundsätzlich kann bei bekannter Spannung sehr präzise auf die anliegende Ist-Kraft, FS , rückgefolgert werden, womit sich auch die Präzision der aus dem Vergleich mit der Soll-Kraft, FS,max , resultierenden Ansteuerung steigern lässt. Wie oben beschrieben, beruht die Ansteuerung der Antriebseinheit 3 durch die Steuereinrichtung 2 grundsätzlich auf dem Vergleich der von der ersten Kraftmesseinrichtung 1 übermittelten Ist-Kraft, FS , mit der Soll-Kraft, FS,max . Folglich ergibt sich aus einer erhöhten Präzision der Ermittlung der Ist-Kraft, FS , auch die Möglichkeit zur präziseren Ansteuerung der Antriebseinheit 3.Furthermore, the first force measuring device 1 of the auxiliary drive can be configured to determine the actual force, F S , tension of the main traction device 11 to determine. In principle, with known voltage, the actual force applied can be very precisely F S , can be deduced, which also improves the precision of the comparison with the target force, F S, max , resulting control can be increased. As described above, the control of the drive unit is based 3rd by the control device 2nd basically based on the comparison of the first force measuring device 1 transmitted actual force, F S , with the target force, F S, max . Consequently, an increased precision in determining the actual force results in F S , also the possibility of more precise control of the drive unit 3rd .
Vorteilhafterweise kann die erste Kraftmesseinrichtung 1 so konfiguriert sein, dass die Spannung des Hauptzugmittels 11 mittels einer Auslenkung ermittelt wird; siehe auch 1. Dies stellt eine besonders verlässliche Methode der Spannungsermittlung und mithin der Ermittlung der anliegenden Ist-Kraft, FS , dar, womit sich wiederum die Verlässlichkeit der aus dem Vergleich mit der Soll-Kraft, FS,max , resultierenden Ansteuerung der Antriebseinheit 3 durch die Steuereinrichtung 2 steigern lässt. Wie beispielhaft in 1 gezeigt, kann etwa die erste Kraftmesseinrichtung 1 über einen Federmechanismus verfügen, dessen Auslenkung umso größer ist, je größer die im Hauptzugmittel 11 vorhandene Spannung ist. Folglich kann aus der Auslenkung des Federmechanismus die Ist-Kraft, FS , ermittelt werden.The first force measuring device can advantageously 1 be configured so that the tension of the main traction device 11 is determined by means of a deflection; see also 1 . This represents a particularly reliable method of determining the voltage and thus determining the applied actual force, F S , which in turn improves the reliability of the comparison with the target force, F S, max , resulting control of the drive unit 3rd by the control device 2nd can be increased. As exemplified in 1 shown, the first force measuring device 1 have a spring mechanism, the greater the deflection in the main traction mechanism 11 existing voltage is. Consequently, from the deflection of the spring mechanism, the actual force, F S , be determined.
Darüber hinaus kann die erste Kraftmesseinrichtung 1 auch konfiguriert sein, zum Ermitteln der Ist-Kraft, FS , eine Dehnung des Hauptzugmittels 11 zu ermitteln. Auch aus einer Dehnung kann sehr präzise auf die anliegende Ist-Kraft, FS , rückgefolgert werden.In addition, the first force measuring device 1 also be configured to determine the actual force, F S , an elongation of the main traction device 11 to determine. Even from a stretch can be very precise to the actual force applied, F S , be concluded.
Da im linear-elastischen Bereich (Proportionalbereich, „Hookesche Gerade“) die Dehnung der Spannung proportional ist und somit das Hookesche Gesetz gilt, können beide Arten der Ermittlung der Ist-Kraft, FS , sowohl alternativ zueinander als auch parallel miteinander ausgeführt werden. Liegen zwei auf unterschiedliche Arten bestimmte Messwerte der Ist-Kraft, FS , vor, können diese geeignet miteinander verglichen werden, wodurch die Integrität der Messung weiter gesteigert wird. Auch eine Würdigung der Eignungder Messmethode hinsichtlich der Geschwindigkeit der Änderung der Messwerte beziehungsweise der Dynamik allgemein ist denkbar. Der Vergleich der über Spannung und Dehnung ermittelten Werte der Ist-Kraft, FS , kann also die jeweiligen Werte direkt berücksichtigen, es kann aber auch (zusätzlich) eine Gewichtung, ausgehend von einer Änderung der zugrunde liegenden Werte, erfolgen.Since in the linear-elastic range (proportional range, "Hooke's straight line") the strain is proportional and therefore Hooke's law applies, both types of determination of the actual force can be F S , both alternatively to each other and in parallel with each other. If there are two measured values of the actual force determined in different ways, F S , before, these can be compared appropriately, which further increases the integrity of the measurement. An assessment of the suitability of the measurement method with regard to the speed of the change in the measurement values or the dynamics in general is also conceivable. The comparison of the values of the actual force determined via tension and elongation, F S , can take the respective values directly into account, but it can also (additionally) be weighted based on a change in the underlying values.
Vorteilhafterweise kann die erste Kraftmesseinrichtung 1 ein Dehnmessstreifen, DMS, sein und/ oder einen magnetostriktiven Sensor umfassen, der nach dem Prinzip der Magnetostriktion arbeitet. Sowohl Dehnmessstreifen als auch magnetostriktive Sensoren sind in vielfältigsten und damit gut auf die jeweiligen Bedürfnisse angepassten Ausführungsformen von gängigen Anbietern verfügbar, wodurch auch die Kosten reduziert werden können. Wiederum können die ermittelten Größen direkt oder unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Änderung miteinander verglichen werden. Daneben bauen insbesondere Dehnmessstreifen sehr platzsparend und lassen sich auch an schwer zugänglichen Stellen gut unterbringen.The first force measuring device can advantageously 1 a strain gauge, strain gauge, and / or include a magnetostrictive sensor that works on the principle of magnetostriction. Both strain gauges and magnetostrictive sensors are available in a wide variety of designs from current suppliers, which are therefore well adapted to the respective needs, which can also reduce costs. Again, the sizes determined can be done directly or taking their respective changes into account be compared with each other. In addition, strain gauges in particular are very space-saving and can also be easily accommodated in places that are difficult to access.
Des Weiteren kann die erste Kraftmesseinrichtung 1 konfiguriert sein, die Ist-Kraft, FS , zu ermitteln, indem sie eine Wiegevorrichtung (nicht gezeigt) umfasst, die konfiguriert sein kann, die Masse der bewegbaren Masse 5 zu ermitteln und indem sie ferner einen Beschleunigungssensor (nicht gezeigt) umfasst, der konfiguriert ist, eine zweite zeitliche Änderung einer Position der bewegbaren Masse 5 zu ermitteln. Mit Kenntnis der beschleunigten Masse, genauer der beschleunigten bewegbaren Masse 5, und Kenntnis der entsprechenden Beschleunigung lässt sich unmittelbar aus dem zweiten Newtonschen Gesetze durch einfache Multiplikation der beiden ermittelten Werte die Ist-Kraft, Fs, ermitteln. Die Wiegevorrichtung muss dazu an einer Stelle, an der ein Aufliegen der bewegbaren Masse 5 erkannt werden kann, eine Differenz zwischen einer Gewichtskraft im Falle, dass die bewegbare Masse nur unter Einfluss der Erdbeschleunigung aufliegt und im Falle, dass die bewegbare Masse nicht aufliegt, messen. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Wiegevorrichtung lediglich die oben beschriebene Differenz ermitteln muss, und es daher unerheblich ist, ob weitere Massen jeweils mitgewogen werden. So ist es zum Beispiel auch möglich, die Wiegevorrichtung unter einem etliche Masseplatten umfassenden Masseplattenstapel anzubringen, von dem dann nur, zum Beispiel, die obersten beiden Masseplatten abgehoben werden. Wie bereits oben beschrieben, können mehrere Arten der Ermittlung der Ist-Kraft, FS , sowohl alternativ zueinander als auch parallel miteinander ausgeführt werden. Liegen zwei oder mehr auf unterschiedliche Arten bestimmte Messwerte der Ist-Kraft, FS , vor, können diese geeignet miteinander verglichen werden, womit die Integrität der Messung weiter gesteigert wird. Allgemein betrachtet es die vorliegende Erfindung als ausgesprochen vorteilhaft, wenn - ganz generell - ermittelte Größen auf verschiedene Arten und/oder mehrfach bestimmt werden; dazu kann insbesondere auch die Sensor-Datenfusion dienen. Wie oben erwähnt, kann die Dynamik der zugrunde liegenden Bewegung bei der Sensor-Datenfusion von Bedeutung sein und ebenso die Dynamik der Änderung der ermittelten Werte.Furthermore, the first force measuring device 1 be configured, the actual force, F S to determine by including a weighing device (not shown) that may be configured to measure the mass of the moveable mass 5 and by further comprising an acceleration sensor (not shown) configured to change a second time of a position of the movable mass 5 to determine. With knowledge of the accelerated mass, more precisely the accelerated movable mass 5 , and knowledge of the corresponding acceleration can be determined directly from Newton's second law by simply multiplying the two values determined, the actual force, Fs. The weighing device must be at a point where the movable mass rests 5 measure a difference between a weight in the event that the movable mass only rests under the influence of gravitational acceleration and in the case that the movable mass does not rest. It is advantageous here that the weighing device only has to determine the difference described above, and it is therefore immaterial whether additional masses are weighed in each case. For example, it is also possible to mount the weighing device under a stack of mass plates comprising a number of mass plates, from which only the top two mass plates are then lifted. As already described above, several ways of determining the actual force, F S , both alternatively to each other and in parallel with each other. If there are two or more measured values of the actual force determined in different ways, F S , before, these can be suitably compared with each other, which further increases the integrity of the measurement. In general, the present invention considers it to be extremely advantageous if - quite generally - determined quantities are determined in different ways and / or several times; sensor data fusion can also serve this purpose. As mentioned above, the dynamics of the underlying movement in sensor data fusion can be important, as can the dynamics of the change in the determined values.
Vorteilhafterweise kann hierbei der Beschleunigungssensor ein Bewegungssensor sein, der konfiguriert ist, die absolute oder relative Position der bewegbaren Masse 5 und deren erste und zweite zeitliche Ableitung, oder jeweils eine dazu entsprechend proportionale Größe, zu ermitteln. Es ist sowohl denkbar, dass der oben beschriebene Bewegungssensor 8 in der hier beschriebenen Konfiguration zum Einsatz kommt, als auch, dass ein zusätzlicher Bewegungssensor zum Einsatz kommt, dessen Daten dann wieder zusätzlich zu denen des bestehenden Bewegungssensors 8 verwendet werden können und aus denen auch weitere Messwerte, insbesondere nach erfolgter Sensor-Datenfusion, ermittelt werden können. Falls der oben beschriebene Bewegungssensor 8 die Beschleunigung der bewegten Masse 5 bestimmen kann, reicht es daher aus, dass die erste Kraftmesseinrichtung 1 die oben beschriebene Wiegevorrichtung umfasst, um dann aus den ermittelten Werten des Bewegungssensors 8 und der Wiegevorrichtung die an dem Hauptzugmittel 11 anliegende Ist-Kraft, FS , zu ermitteln. Alternativ kann wiederum die durch den zusätzlichen Bewegungssensor ermittelte Beschleunigung mit der durch den Bewegungssensor 8 ermittelten Beschleunigung verglichen werden und so zum Beispiel die Integrität der Messung verbessert werden.Advantageously, the acceleration sensor can be a motion sensor that is configured, the absolute or relative position of the movable mass 5 and to determine their first and second temporal derivation, or a variable which is proportionally proportional thereto. It is both conceivable that the motion sensor described above 8th is used in the configuration described here, and also that an additional motion sensor is used, the data of which is then in addition to that of the existing motion sensor 8th can be used and from which further measured values, in particular after sensor data fusion has taken place, can also be determined. If the motion sensor described above 8th the acceleration of the moving mass 5 can determine, it is therefore sufficient that the first force measuring device 1 comprises the weighing device described above, in order then from the determined values of the motion sensor 8th and the weighing device on the main traction means 11 applied actual force, F S , to determine. Alternatively, the acceleration determined by the additional motion sensor can in turn be combined with that by the motion sensor 8th determined acceleration are compared and, for example, the integrity of the measurement can be improved.
Bei dem Hilfsantrieb kann ferner die Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 an einer ersten Stelle des Hauptzugmittels 11 einwirken, die näher an der bewegbaren Masse 5 befindlich ist als eine zweite Stelle des Hauptzugmittels 11, an der die erste Kraftmesseinrichtung 1 die Ist-Kraft, FS , ermittelt. Somit ist gewährleistet, dass im Kraftflussverlauf innerhalb des Hauptzugmittels 11 keine Verfälschung der durch die erste Kraftmesseinrichtung 1 ermittelten Ist-Kraft, FS , die am Hauptzugmittel 11 des Trainingsgeräts anliegt und im Wesentlichen vom Trainierenden aufzubringen ist, erfolgen kann. Wirkt die Antriebseinheit 3 erfindungsgemäß an der ersten Stelle des Hauptzugmittels 11 ein, kann auch eine besonders kompakte Ausführung des Hilfsantriebs erreicht werden.In the auxiliary drive, the connection of the drive unit can also 3rd with the movable mass 5 at a first point on the main traction mechanism 11 act closer to the moving mass 5 is located as a second point of the main traction means 11 on which the first force measuring device 1 the actual force, F S , determined. This ensures that the course of the force flow within the main traction mechanism 11 no falsification by the first force measuring device 1 determined actual force, F S that on the main traction device 11 of the training device and essentially has to be applied by the exerciser. Acts the drive unit 3rd according to the invention in the first position of the main traction means 11 a, a particularly compact design of the auxiliary drive can also be achieved.
Darüber hinaus kann die Antriebseinheit 3 einen Generator (nicht gezeigt) umfassen, wodurch es insbesondere im Falle der exzentrischen Bewegung möglich ist, dass nicht nur keine Energie verbraucht wird, sondern sogar Energie rückgewonnen werden kann, da der Generator zum Beispiel das erforderliche Bremsmoment zur Verfügung stellt, um die entsprechende Hilfskraft, FZ , aufzubringen. Da so der Energieverbrauch der Antriebseinheit 3 reduziert wird und zusätzlich Energie durch den Generator erzeugt wird, können auch eventuell vorhandene Batterien/ Akkumulatoren kleiner und günstiger ausfallen oder entsprechend länger benutzt werden. Sollten keine Batterien/ Akkumulatoren vorhanden sein, reduzieren sich durch den Generator in jedem Fall der Stromverbrauch und somit auch die Kosten; auch der Umweltschutz wird gefördert.In addition, the drive unit 3rd comprise a generator (not shown), whereby it is possible, in particular in the case of eccentric movement, that not only is no energy consumed, but even energy can be recovered, since the generator, for example, provides the braking torque required by the corresponding auxiliary person , F Z to apply. Because the energy consumption of the drive unit 3rd is reduced and additional energy is generated by the generator, possibly existing batteries / accumulators can also be smaller and cheaper or be used for a correspondingly longer time. If there are no batteries / accumulators, the generator will reduce the power consumption and thus the costs; environmental protection is also promoted.
Vorteilhafterweise kann der Hilfsantrieb zusätzlich eine zweite Kraftmesseinrichtung (nicht gezeigt) umfassen, die konfiguriert ist, die Hilfskraft, FZ , die auf die bewegbare Masse 5 wirkt, zu ermitteln und/ oder die von der Antriebseinheit 3 effektiv geleistete Arbeit zu ermitteln. Dadurch kann eine Überprüfung der Ansteuerung der Antriebseinheit 3 erreicht werden, die Präzision der Ansteuerung erhöht werden und die Fehlererkennung verbessert werden. Auch kann in Bereichen, in denen die Ansteuerung eine Schwingung ungewollt hervorrufen könnte, diese besser vermieden werden. Wiederum kann die zweite Kraftmesseinrichtung in die Antriebseinheit 3 integriert sein, was eine kompakte geschützte Bauweise ermöglicht, die Integrität der Messung steigert und ferner eine vergleichsweise einfache Kraft-Weg-Ermittlung ermöglicht, um daraus die effektiv geleistete Arbeit zu bestimmen. Auch die zweite Kraftmesseinrichtung kann, ähnlich wie die erste Kraftmesseinrichtung, einen magnetostriktiven Sensor umfassen. Neben der effektiv geleisteten Arbeit kann dabei auch die tatsächlich momentan von der Antriebseinheit 3 bewirkte Leistung bestimmt werden. Grundsätzlich können zusätzlich oder alternativ die entsprechenden Größen auch unter Einbeziehung eines ermittelten Drehmomentes bestimmt werden.Advantageously, the auxiliary drive can additionally comprise a second force measuring device (not shown) that is configured, the auxiliary force, F Z that on the movable mass 5 acts to determine and / or that of the drive unit 3rd identify effectively performed work. This makes it possible to check the control of the drive unit 3rd can be achieved, the precision of the control can be increased and the error detection can be improved. In areas in which the control could unintentionally cause a vibration, this can be better avoided. Again, the second force measuring device can be in the drive unit 3rd be integrated, which enables a compact, protected design, increases the integrity of the measurement and also enables a comparatively simple force-displacement determination in order to determine the effectively performed work. Similarly to the first force measuring device, the second force measuring device can also comprise a magnetostrictive sensor. In addition to the work actually done, the drive unit can actually do the work 3rd effect achieved. Basically, in addition or as an alternative, the corresponding variables can also be determined using a determined torque.
Des Weiteren kann der Hilfsantrieb zusätzlich eine Bedieneinheit 4 (nicht gezeigt) umfassen, die konfiguriert ist, Daten an die Steuereinrichtung 2 zu übermitteln, aus denen die Steuereinrichtung 2 die Soll-Kraft, FS,max , zusätzlich bestimmen kann. Hier ist eine Vielzahl von Ausgestaltungen denkbar. Grundsätzlich kann die Bedieneinheit 4 konfiguriert sein, die Soll-Kraft, FS,max , und insbesondere auch ihren Verlauf beziehungsweise ihre in der Regel zeitliche Änderung vorzugeben. Beispielsweise kann aus einer Anzahl verschiedener Trainingsprogramme ausgewählt werden, aus denen sich dann die jeweils gültige Soll-Kraft, FS,max , bestimmt. Hier kann auch eine vergleichsweise einfache Steuereinrichtung 2 zum Einsatz kommen, die zusätzlich zu den von der Bedieneinheit 4 erhaltenen Verläufen der Soll-Kraft, FS,max , keine oder nur in geringem Umfang weitere Berechnungen durchführt, um die Soll-Kraft, FS,max , zu bestimmen. Es ist folglich auch ein grundsätzlich modularer Aufbau denkbar, der ganz ausdrücklich auch Redundanzen vorsehen kann, sprich verschiedene Einheiten können gleiche oder ähnliche Berechnungen durchführen. Damit wird die Flexibilität und das Einsatzspektrum des Hilfsantriebs weiter gesteigert.Furthermore, the auxiliary drive can also have an operating unit 4th (not shown) that is configured to send data to the controller 2nd transmit from which the control device 2nd the target force, F S, max , can also determine. A variety of configurations are conceivable here. Basically, the control unit 4th be configured, the target force, F S, max , and in particular also to specify their course or their change over time as a rule. For example, you can choose from a number of different training programs, from which the respectively valid target force, F S, max , certainly. A comparatively simple control device can also be used here 2nd are used in addition to those of the control unit 4th curves of the target force obtained, F S, max , does no or only to a small extent further calculations to determine the target force, F S, max to determine. It is consequently also conceivable to have a fundamentally modular structure, which can very explicitly also provide redundancies, that is to say different units can carry out the same or similar calculations. This further increases the flexibility and range of applications of the auxiliary drive.
Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung 2 zusätzlich konfiguriert sein, Daten an die Bedieneinheit 4 und/oder an eine IT-Infrastruktur (nicht gezeigt) zu übermitteln und Daten von der IT-Infrastruktur zu empfangen. Die Bedieneinheit 4 kann ferner konfiguriert sein, Daten einer äußeren Messeinheit (nicht gezeigt) und/ oder Daten von der IT-Infrastruktur zu empfangen und/oder an die IT-Infrastruktur zu übermitteln. Damit ist es zum Beispiel möglich, dem Trainierenden anzuzeigen, wie er Soll-Verläufen am besten folgen kann beziehungsweise gefolgt ist. Ferner können Ergebnisse, zum Beispiel die Zahl der Zyklen oder die seitens des Trainierenden aufgebrachte Arbeit oder momentane Größen wie die momentan erbrachte Leistung, an die Bedieneinheit 4 übermittelt werden, um so Informationen bereit zu stellen und eine Überprüfung eines gewählten Ziels zu gewährleisten. Des Weiteren können die Daten auch zur Analyse und Auswertung an die IT-Infrastruktur, etwa einen Rechner oder eine Cloud, übertragen werden. Insbesondere die zeitliche Entwicklung des Trainierenden kann so gut dargestellt und überprüft werden, und es können eventuell dienliche Anpassungen vorgenommen werden. Vorteilhafterweise können auch statisch oder dynamisch ermittelte Größen des Trainierenden über die Bedieneinheit, entweder durch Eingabe oder durch Datenweiterleitung, an die Steuereinrichtung 2 erfolgen oder aber die entsprechenden Berechnungen in der Bedieneinheit 4 selbst durchgeführt werden. Denkbar sind hier neben zum Beispiel Größe, Gewicht, Alter, Geschlecht des Trainierenden auch andere biometrische Werte oder (momentane) Herz-Kreislaufwerte, die zur Ermittlung eines entsprechenden Trainingsplans geeignet sind. Die Vorgabe für die letztendlich erzeugten Soll-Kraft-Verläufe, FS,max , können dabei auch aus einer (eventuell zweiten) IT-Infrastruktur, etwa einem zweiten Rechner oder einer zweiten Cloud, stammen. Ebenso können sie aber in der Bedieneinheit 4 selbst erzeugt werden oder auch in der Steuereinrichtung 2. Auch kann die Anpassung der Soll-Kraft, FS,max , kontinuierlich verlaufen: es kann zum Beispiel die IT-Infrastruktur die ermittelten Herz-Kreislaufwerte von der Bedieneinheit 4 erhalten und zwar zusammen mit den Daten, die die Steuereinrichtung 2 an die Bedieneinheit 4 übermittelt. Die IT-Infrastruktur kann dann wiederum eine entsprechende Anpassung der Soll-Kraft, FS,max , vornehmen und über die Bedieneinheit 4 an die Steuereinrichtung 2 übermitteln. Einschränkungen auf eine einzige bestimmte Struktur sind daher nicht notwendig. Gerade die prinzipielle Redundanz zur Ermittlung und Vorgabe der Soll-Kraft, FS,max , kann als besonders vorteilhaft angesehen werden, da je nach (momentaner) Datenverfügbarkeit und Rechenleistungsfähigkeit verschiedene Einheiten besonders geeignet sein können. Über eine (Funk-)Netzwerk-Verbindung ist es insbesondere auch möglich, dass Daten und Verläufe übertragen und analysiert werden, ohne dass dazu ein Bediener sich physisch am Ort des Hilfsantriebs befindet. Auch ist es so möglich, dass ein bestimmter Trainierender an verschiedenen erfindungsgemäßen Hilfsantrieben quasi automatisch ein speziell auf ihn angepasstes Trainingsprogramm vorfindet und seine Trainingsergebnisse wiederum zentral erfasst und ausgewertet werden können.In addition, the control device 2nd additionally configured, data to the control unit 4th and / or to transmit to an IT infrastructure (not shown) and to receive data from the IT infrastructure. The control unit 4th can also be configured to receive and / or transmit data from an external measuring unit (not shown) and / or data from the IT infrastructure to the IT infrastructure. This makes it possible, for example, to show the trainee how he can best follow or have followed target courses. Furthermore, results, for example the number of cycles or the work performed by the trainee or current variables such as the current performance, can be sent to the control unit 4th are transmitted in order to provide information and to ensure that a selected destination is checked. Furthermore, the data can also be transferred to the IT infrastructure, such as a computer or a cloud, for analysis and evaluation. In particular, the time development of the trainee can be represented and checked well, and useful adjustments can be made. Advantageously, statically or dynamically determined quantities of the trainee can also be sent to the control device via the control unit, either by input or by data forwarding 2nd done or the corresponding calculations in the control unit 4th be carried out by yourself. In addition to, for example, height, weight, age, gender of the exerciser, other biometric values or (current) cardiovascular values are also conceivable that are suitable for determining a corresponding training plan. The specification for the target-force curves ultimately generated, F S, max , can also come from a (possibly second) IT infrastructure, such as a second computer or a second cloud. They can also be used in the control unit 4th be generated yourself or in the control device 2nd . The adjustment of the target force, F S, max , run continuously: for example, the IT infrastructure can determine the cardiovascular values determined by the control unit 4th received, together with the data that the control device 2nd to the control unit 4th transmitted. The IT infrastructure can then in turn adjust the target force accordingly, F S, max , and via the control unit 4th to the control device 2nd to transfer. Restrictions to a single specific structure are therefore not necessary. The basic redundancy for determining and specifying the target force, F S, max , can be regarded as particularly advantageous since, depending on the (current) data availability and computing power, different units may be particularly suitable. Via a (radio) network connection, it is in particular also possible for data and courses to be transmitted and analyzed without an operator being physically at the location of the auxiliary drive. It is also possible in this way for a certain exerciser to automatically find a training program specially adapted to him / her on various auxiliary drives according to the invention and for his training results to in turn be recorded and evaluated centrally.
Vorteilhafterweise kann der Hilfsantrieb ferner ein Hilfszugseil 12 umfassen, das sowohl mit der Antriebseinheit 3 als auch der bewegbaren Masse 5 mittelbar, wie in 1 gezeigt, oder unmittelbar, wie in 10 gezeigt, verbunden ist und somit die Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 herstellt. Die in 10 gezeigte unmittelbare Verbindung kann als besonders wenig komplex und damit störanfällig gelten. Das Hilfszugseil 12 kann neben etwa einem Riemen als besonders geeignet erscheinen, eine platzsparende und sichere Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 herzustellen. Standardmäßig sind eine Vielzahl von spezifizierbaren Seilen für die unterschiedlichsten Anforderung konzipiert und verfügbar, wodurch sich auch deren Kosten in Grenzen halten. Darüber hinaus wären auch eine hydraulische Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 denkbar, ferner weitere mechanische Verbindungen - zum Beispiel mittels eines Getriebes, das etwa auch eine Rutschkupplung umfassen kann.The auxiliary drive can also advantageously be an auxiliary pull rope 12 include that with both the drive unit 3rd as well as the moveable mass 5 indirect, as in 1 shown, or immediately, as in 10th shown, connected and thus the connection of the drive unit 3rd with the movable mass 5 manufactures. In the 10th shown immediate connection can be particularly little complex and apply so prone to failure. The auxiliary pull rope 12 in addition to a belt, for example, may appear to be particularly suitable, a space-saving and secure connection of the drive unit 3rd with the movable mass 5 to manufacture. As standard, a large number of specifiable ropes are designed and available for a wide variety of requirements, which means that their costs are also kept within limits. In addition, there would also be a hydraulic connection of the drive unit 3rd with the movable mass 5 conceivable, further mechanical connections - for example by means of a transmission, which may also include a slip clutch.
Darüber hinaus kann die Antriebseinheit 3 als Seiltrommel, siehe 1, ausgeführt sein, wodurch das Hilfszugseil 12 besonders platzsparend und sicher aufgespult werden kann. Dies schützt zum einen vor möglichen Beschädigungen, zum anderen können auch ungewünschte Kontakte zu anderen Elementen, etwa dem Hauptzugmittel 11, vermieden werden - gerade auch wenn ein relativ langer Bereich des Hilfszugseils 12 aufgespult wurde. Auch eine mögliche Verletzungsgefahr des Trainierenden oder weiterer Personen kann so minimiert werden. Darüber hinaus kann die Seiltrommel über einen Einklemmschutz (nicht gezeigt) verfügen.In addition, the drive unit 3rd as rope drum, see 1 , be executed, whereby the auxiliary cable 12 can be wound up in a particularly space-saving and safe manner. On the one hand, this protects against possible damage, on the other hand, unwanted contacts to other elements, such as the main traction mechanism, can also occur 11 , should be avoided - especially if there is a relatively long area of the auxiliary cable 12 was wound up. This also minimizes the risk of injury to the exerciser or other people. In addition, the cable drum can have a pinch protection (not shown).
Besonders vorteilhafterweise kann die Antriebseinheit 3 auch konfiguriert sein, stets ein ausreichendes Drehmoment vorzusehen, um das Hilfszugseil 12 aufzuspulen, wodurch die Sicherheit weiter gesteigert werden kann, da auf Grund der im Hilfszugseil 12 vorherrschenden Spannung die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktes mit anderen Elementen minimiert werden kann und ferner das Ansprechverhalten, insbesondere auf Grund des fehlenden Spiels, weiter verbessert werden kann.The drive unit can be particularly advantageous 3rd also be configured to always provide sufficient torque to the auxiliary cable 12 reel, which can further increase security, because of the in the auxiliary cable 12 prevailing voltage, the probability of contact with other elements can be minimized and, furthermore, the response behavior, in particular due to the lack of play, can be further improved.
Erfindungsgemäß ist auch ein System, das das Trainingsgerät und den Hilfsantrieb für das Trainingsgerät mit den oben beschriebenen Merkmalen umfassen kann, wobei die bewegbare Masse 5 eine oder mehrere Gewichtsplatten umfasst, die mittels eines Mitnahmeschwertes 6a und eines Steckstiftes 6b verbunden sind und in zwei im Wesentlichen parallelen Führungsstangen 7a und 7b bewegbar sind, wobei die Verbindung der bewegbaren Masse 5 zum Hauptzugmittel 12 über das Mitnahmeschwert 6a erfolgt. Damit kann besonders einfach und verlässlich die insgesamt bewegbare Masse 5 definiert werden und auch ihre sichere Führung gewährleistet werden. Da das Mitnahmeschwert 6a in der Regel mit einem breiteren Bereich auf der obersten Masseplatte aufliegt als ein in der Masseplatte geführter Querschnitt des Mitnahmeschwertes 6a als Durchmesser aufweist, gewährleistet das Mitnahmeschwerte 6a zusammen mit dem Steckstift 6b, dass die bewegbare Masse 5, auch wenn sie mehrere Gewichtsplatten beziehungsweise Masseplatten umfasst, zusammengehalten wird.According to the invention is also a system that can include the training device and the auxiliary drive for the training device with the features described above, wherein the movable mass 5 comprises one or more weight plates, which are carried by means of a take-away sword 6a and a pin 6b are connected and in two substantially parallel guide rods 7a and 7b are movable, the connection of the movable mass 5 to the main traction device 12 about the take away sword 6a he follows. This makes it particularly easy and reliable to move the total movable mass 5 are defined and their safe management is guaranteed. Because the take away sword 6a usually with a wider area on the uppermost mass plate than a cross section of the entraining sword guided in the mass plate 6a has a diameter, this ensures take-away swords 6a together with the pin 6b that the movable mass 5 , even if it comprises several weight plates or mass plates, is held together.
3 zeigt eine zweite Ansicht des Hilfsantriebs. Vorteilhafterweise, siehe 1 bis 3, kann der Hilfsantrieb des Systems zusätzlich zwei äußere Umlenkrollen 19a und 19b und zwei hintere Umlenkrollen 20a und 20b umfassen, die mit der bewegbaren Masse 5 durch eine erste und eine zweite Verbindungsvorrichtung 13a und 13b verbunden sind, ferner eine erste obere Klemmvorrichtung 10a, die an einer der beiden parallelen Führungsstangen 7a kraftschlüssig angebracht ist und eine zweite obere Klemmvorrichtung 10b, die an der anderen der beiden parallelen Führungsstangen 7b kraftschlüssig angebracht ist, wobei die erste obere Klemmvorrichtung 10a ein erstes Ende des Hilfszugseils 12 aufnehmen kann, das Hilfszugseil 12 durch die beiden äußeren Umlenkrollen 19a und 19b und durch die beiden hinteren Umlenkrollen 20a und 20b geführt werden kann, und die Antriebseinheit 3 ein zweites Ende des Hilfszugseils 12 aufnehmen kann. Dadurch kann das System so ausgestaltet sein, dass die Antriebseinheit 3 mittels der Hilfskraft, Fz , derart auf die bewegbare Masse 5 einwirkt, dass diese parallel zu den beiden parallelen Führungsstangen 7a und 7b geführt wird, ohne dass dabei ein resultierendes und damit bremsendes Moment erzeugt würde. Dies verringert die Reibung, damit den Widerstand und auch den Verschleiß und ermöglicht daher eine gesteigerte Präzision der gesteuerten Belastung des Trainierenden. Dazu zeigt 4 eine erste Schnitt-Ansicht des Hilfsantriebs entlang der Linie K-K der 3. Wie in 4 gezeigt, liegen, um das unerwünschte Moment zu verhindern, im Wesentlichen vertikale Abschnitte des Hauptzugmittels 11, des Hilfszugseils 12 und beider Mittelachsen der beiden parallelen Führungsstangen 7a und 7b im Wesentlichen in einer Ebene. Erfindungsgemäß muss im Falle des gezeigten einfachen Flaschenzugs die Antriebseinheit 3 nur die Hälfte der insgesamt auf die bewegbare Masse 5 wirkenden Hilfskraft, Fz , aufbringen, weshalb sie auch kompakter ausfallen kann. Selbstverständlich sind die entsprechend ermittelten oder vorzugebenden Größen anzupassen. Zusätzlich zur oben beschriebenen Antriebseinheit 3, die das zweite Ende des Hilfszugseils 12 aufnimmt, kann der Hilfsantrieb ferner eine zweite Antriebseinheit (nicht gezeigt) umfassen, die statt der ersten oberen Klemmvorrichtung 10a das erste Ende des Hilfszugseils 12 aufnimmt. Es kann dann zum Beispiel bauartbedingt möglich sein, mittels der Steuereinrichtung 2 eine der beiden Antriebseinheiten sehr schnell anzusteuern und die andere sehr präzise anzusteuern, wodurch sich beide vorteilhaft kombinieren lassen. 3rd shows a second view of the auxiliary drive. Advantageously, see 1 to 3rd , the auxiliary drive of the system can also have two outer pulleys 19a and 19b and two rear pulleys 20a and 20b include that with the movable mass 5 by a first and a second connecting device 13a and 13b are connected, further a first upper clamping device 10a on one of the two parallel guide rods 7a is attached non-positively and a second upper clamping device 10b that on the other of the two parallel guide rods 7b is non-positively attached, the first upper clamping device 10a a first end of the auxiliary pull rope 12 can accommodate the auxiliary cable 12 through the two outer pulleys 19a and 19b and through the two rear pulleys 20a and 20b can be performed, and the drive unit 3rd a second end of the auxiliary cable 12 can record. As a result, the system can be designed such that the drive unit 3rd by the assistant, F z , so on the movable mass 5 acts that this parallel to the two parallel guide rods 7a and 7b is performed without generating a resulting and therefore braking moment. This reduces the friction, thus the resistance and also the wear, and therefore enables an increased precision of the controlled loading of the exerciser. This shows 4th a first sectional view of the auxiliary drive along the line KK the 3rd . As in 4th shown, in order to prevent the undesirable moment, there are essentially vertical sections of the main traction means 11 , the auxiliary cable 12 and both central axes of the two parallel guide rods 7a and 7b essentially in one level. According to the invention, in the case of the simple pulley shown, the drive unit 3rd only half of the total on the moveable mass 5 acting assistant, F z , apply, which is why it can also be more compact. Of course, the correspondingly determined or specified sizes must be adjusted. In addition to the drive unit described above 3rd that the second end of the auxiliary pull rope 12 receives, the auxiliary drive may further comprise a second drive unit (not shown), which instead of the first upper clamping device 10a the first end of the auxiliary pull rope 12 records. It may then be possible, for example, by design, by means of the control device 2nd to control one of the two drive units very quickly and to control the other very precisely, as a result of which both can be advantageously combined.
Wie in 2 gezeigt, kann dabei die zweite Verbindungsvorrichtung 13b mit einer zweiten Gleitbuchse 14b, die wiederum fest mit der bewegbaren Masse 5 verbunden ist, als eine zweite untere Klemmvorrichtung ausgeführt werden; im Bereich der ersten Führungsstange 7a umfasst der Hilfsantrieb entsprechend eine erste Verbindungsvorrichtung 13a, die mit einer ersten Gleitbuchse 14a, die wiederum fest mit der bewegbaren Masse 5 verbunden ist, als eine erste untere Klemmvorrichtung. Zur Befestigung der beiden unteren Klemmvorrichtungen sowie der beiden oberen Klemmvorrichtungen 10a und 10b können jeweils eine oder mehrere Schraubverbindungen vorgesehen sein. Die Klemmvorrichtungen können dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Eine zweiteilige Ausführungsform mit jeweils zwei Schraubverbindungen erlaubt eine besonders einfache Montage sowohl an den Gleitbuchsen 14a und 14b (siehe 4) als auch an den beiden parallelen Führungsstangen 7a und 7b. Das (teilweise) Lösen einer der Schraubverbindungen ist in der Regel geeignet, sowohl einen rotatorischen als auch einen translatorischen Freiheitsgrad einzustellen. Mithin kann eine Feinjustierung sehr schnell erfolgen. Die beiden äußeren Umlenkrollen 19a und 19b und die beiden hinteren Umlenkrollen 20a und 20b lenken dabei das Hilfszugseil 12 jeweils im Wesentlichen um 90° um.As in 2nd shown, the second connection device 13b with a second sliding bush 14b which in turn is fixed to the moveable mass 5 is connected as a second lower clamping device can be executed; in the area of the first guide rod 7a the auxiliary drive accordingly comprises a first connecting device 13a with a first sliding bush 14a which in turn is fixed to the moveable mass 5 is connected as a first lower clamping device. For fastening the two lower clamping devices and the two upper clamping devices 10a and 10b one or more screw connections can be provided in each case. The clamping devices can be made in one or more parts. A two-part embodiment, each with two screw connections, allows particularly simple assembly both on the sliding bushes 14a and 14b (please refer 4th ) as well as on the two parallel guide rods 7a and 7b . The (partial) loosening of one of the screw connections is generally suitable for setting both a rotational and a translational degree of freedom. Fine adjustment can therefore be carried out very quickly. The two outer pulleys 19a and 19b and the two rear pulleys 20a and 20b steer the auxiliary cable 12 in each case essentially by 90 °.
In 5 und 6 ist gezeigt, dass die erste und die zweite Verbindungsvorrichtung 13a und 13b auch über je eine dritte Verbindungsvorrichtung 13c miteinander verbunden sein können. Die Verbindung aller genannten Verbindungsvorrichtungen zur bewegbaren Masse 5 wiederum erfolgt mittels je eines Sicherungsbolzens 6c in jeder der beiden dritten Verbindungsvorrichtungen 13c. Dadurch, dass hier auf die beiden unteren Klemmvorrichtungen verzichtet werden kann, kann auch keinerlei negativer Einfluss auf die Gleitbuchsen 14a und 14b ausgeübt werden, wodurch möglicherweise erhöhte Reibung zwischen den Gleitbuchsen 14a und 14b und den beiden parallelen Führungsstangen 7a und 7b entstehen könnte.In 5 and 6 it is shown that the first and the second connecting device 13a and 13b also via a third connecting device 13c can be connected. The connection of all the mentioned connecting devices to the movable mass 5 again using a safety bolt 6c in each of the two third connection devices 13c . The fact that the two lower clamping devices can be dispensed with here means that there is no negative influence whatsoever on the sliding bushes 14a and 14b are exerted, possibly causing increased friction between the bushings 14a and 14b and the two parallel guide rods 7a and 7b could arise.
In 7 bis 9 ist gezeigt, dass alternativ die erste und die zweite Verbindungsvorrichtung 13a und 13b auch mittels eines ersten und eines zweiten Befestigungsgurtes 9a und 9b direkt mit der obersten Masseplatte und damit mit der bewegbaren Masse 5 verbunden werden kann. Besonders vorteilhafterweise befinden sich dabei eine Mittellinie des jeweiligen Befestigungsgurtes 9a oder 9b und der entsprechende vertikale Abschnitt des Hilfszugseils 12 jeweils im Wesentlichen in einer Ebene. Dadurch kann vermieden werden, dass über die beiden äußeren Umlenkrollen 19a und 19b ein auf die erste oder die zweite Verbindungsvorrichtung 13a und 13b wirkendes Drehmoment erzeugt wird. Vorteilhafterweise kann der erste und der zweite Befestigungsgurt 9a und 9b je über eine erste und eine zweite Spannvorrichtung 15a und 15b gespannt werden. Dies ermöglicht eine zügige werkzeugfreie Montage der ersten und der zweiten Verbindungsvorrichtung 13a und 13b mit der obersten Masseplatte.In 7 to 9 is shown that alternatively the first and the second connecting device 13a and 13b also by means of a first and a second fastening belt 9a and 9b directly with the uppermost mass plate and thus with the movable mass 5 can be connected. Particularly advantageously, there is a center line of the respective fastening belt 9a or 9b and the corresponding vertical section of the auxiliary cable 12 each essentially in one level. This can be avoided using the two outer pulleys 19a and 19b one on the first or the second connecting device 13a and 13b acting torque is generated. Advantageously, the first and the second fastening belt 9a and 9b each with a first and a second clamping device 15a and 15b be excited. This enables a quick, tool-free installation of the first and the second connecting device 13a and 13b with the top ground plate.
Wie in 10 gezeigt, kann ferner die Verbindung der Antriebseinheit 3 mit der bewegbaren Masse 5 derart erfolgen, dass die bewegbare Masse 5 mit einem ersten Ende des Hilfszugseils 12 direkt verbunden ist und die Antriebseinheit 3 ein zweites Ende des Hilfszugseils 12 aufnimmt. Diese besonders kompakte Bauweise minimiert die Fehleranfälligkeit und den Wartungsaufwand. Darüber hinaus kann die Seillänge des Hilfszugseils 12 in etwa halbiert werden, wenn man eine gleiche Hubhöhe der bewegbaren Masse 5 annimmt, da der einfache Flaschenzug entfällt. Ist ein geringeres Drehmoment der Antriebseinheit 3 gewünscht oder erfordert, kann selbstverständlich auch ein mehrfacher Flaschenzug (nicht gezeigt) zum Einsatz kommen, um die Verbindung zwischen der Antriebseinheit 3 und der bewegbaren Masse 5 herzustellen.As in 10th shown, can also connect the drive unit 3rd with the movable mass 5 be made such that the movable mass 5 with a first end of the auxiliary cable 12 is directly connected and the drive unit 3rd a second end of the auxiliary cable 12 records. This particularly compact design minimizes susceptibility to errors and maintenance. In addition, the rope length of the auxiliary pull rope 12 be cut in half if you have an equal lifting height of the movable mass 5 assumes that the simple pulley is not required. Is a lower torque of the drive unit 3rd If desired or required, a multiple pulley block (not shown) can of course also be used to connect the drive unit 3rd and the moving mass 5 to manufacture.
Die einzelnen Merkmale der Erfindung sind selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Kombinationen von Merkmalen im Rahmen der vorgestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und können in Abhängigkeit vorgegebener Parameter auch in anderen Kombinationen eingesetzt werden.
- 1:
- erste Kraftmesseinrichtung
- 2:
- Steuereinrichtung
- 3:
- Antriebseinheit
- 4:
- Bedieneinheit
- 5:
- bewegbare Masse
- 6a:
- Mitnahmeschwert
- 6b:
- Steckstift
- 6c:
- Sicherungsbolzen
- 7a, 7b:
- Führungsstange
- 8:
- Bewegungssensor
- 9a, 9b:
- Befestigungsgurt
- 10a, 10b:
- obere Klemmvorrichtung
- 11:
- Hauptzugmittel
- 12:
- Hilfszugseil
- 13a, 13b, 13c:
- Verbindungsvorrichtung
- 14a, 14b:
- Gleitbuchse
- 15a, 15b:
- Spannvorrichtung
- 19a, 19b:
- äußere Umlenkrolle
- 20a, 20b:
- hintere Umlenkrolle
The individual features of the invention are of course not limited to the combinations of features described within the scope of the exemplary embodiments presented and can also be used in other combinations depending on predetermined parameters. - 1:
- first force measuring device
- 2:
- Control device
- 3:
- Drive unit
- 4:
- Control unit
- 5:
- movable mass
- 6a:
- Take away sword
- 6b:
- Pin
- 6c:
- Safety bolt
- 7a, 7b:
- Guide rod
- 8th:
- Motion sensor
- 9a, 9b:
- Fastening strap
- 10a, 10b:
- upper clamp
- 11:
- Main traction means
- 12:
- Auxiliary rope
- 13a, 13b, 13c:
- Connecting device
- 14a, 14b:
- Sliding bush
- 15a, 15b:
- Jig
- 19a, 19b:
- outer pulley
- 20a, 20b:
- rear pulley
