DE102019004269A1 - Force-controlled cable winch for training equipment - Google Patents

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Abstract

Kraftsport wird bisher vornehmlich mit verschiedenen Hanteln, Trainingsstationen weniger mit elektronisch gesteuerten Trainingsgeräten durchgeführt. Dabei muss man bei ersteren ständig die Gewichtsscheiben wechseln, bei letztgenanntem muss bisher der Antriebsmotor sehr groß und damit teuer ausgeführt werden. Zusätzlich ist das Training mit beweglichen Hanteln gefährlich, da dabei die Gewichte durch nachlassende Kraft oder Trainingsfehlern des Trainierenden diesen verletzen, im schlimmsten Fall töten können.Der Patentanspruch basiert auf einer Seilwinde, die durch einen Elektromotor über ein eventuell benötigtes Getriebe angetrieben wird. Die Seilwinde bewegt ein Zugseil mit Handgriff mit dem die Übungen durchführt werden. Dieses Zugseil kann mittels Umlenkrollen so umgelenkt werden, dass verschiedene Übungen mit der selben Seilwindeneinheit durchführbar ist. Die Zugkraft des Zugseils wird von Kraftsensoren einer Regelung gemessen, und entsprechend einem eingestellten Sollwert geregelt. Das Gerät bewegt sich nur solange ein Sicherheitstaster betätigt wird.Die Seilwindeneinheit in Verbindung eines Trainingsgerätes ermöglicht eine gefahrlose Durchführung verschiedener Kraftsportübungen, ohne andauernd Gewichtsscheiben tauschen zu müssen.Up until now, weight training has mainly been carried out with various dumbbells, training stations less with electronically controlled training equipment. You have to constantly change the weight plates with the former, with the latter, the drive motor had to be very large and therefore expensive. Training with movable dumbbells is also dangerous, as the weights can injure or, in the worst case, kill the person exercising due to decreased strength or training errors. The winch moves a pull rope with a handle with which the exercises are carried out. This pull rope can be deflected by means of pulleys so that different exercises can be carried out with the same winch unit. The tensile force of the pull rope is measured by force sensors of a control system and regulated according to a set target value. The device only moves as long as a safety button is pressed. The winch unit in connection with a training device enables various weight training exercises to be carried out safely without having to constantly change weight plates.

Description

Hauptanspruch: Die Erfindung betrifft eine kraft-geregelte Seilwinde für Trainingsgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das aufweist:

  • Eine Seilrolle zur Aufnahme des Zugseils, die durch einen je nach Trainingsanspruch ausgelegten Elektromotors, eventuell mit zwischengeschaltetem Getriebe, angetrieben wird. Diese Seilrollen-Antriebsmotor Einheit wird über Kraftsensoren, so genannte Wägezellen, mit dem Halterahmen des Trainingsgerätes verbunden, so dass die Messung dieses Kraftsensors bzw. -sensoren äquivalent zur ausgeübten Zugkraft ist. Die Messung wird von einer elektronischen Regelreinheit, PID Regler, ausgewertet, und der Elektromotor damit immer auf eine voreingestellte Zugkraft geregelt. Die Voreinstellung der Regelung erfolgt mittels portabler oder stationärer Computer.
Main claim: The invention relates to a force-controlled cable winch for training equipment according to the preamble of claim 1, which has:
  • A rope pulley to take up the pull rope, which is driven by an electric motor designed depending on the training requirements, possibly with an interposed gear. This pulley drive motor unit is connected to the holding frame of the training device via force sensors, so-called load cells, so that the measurement of this force sensor or sensors is equivalent to the tensile force exerted. The measurement is evaluated by an electronic control unit, a PID controller, and the electric motor is always controlled to a preset tractive force. The regulation is preset using a portable or stationary computer.

Beschreibungdescription

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Beim Muskelaufbautraining, auch Bodybuilding genannt, wird dem Körper des Trainierenden durch das, je nach zu trainierender Muskelpartie, wiederholte anheben und ablassen bzw. heran ziehen und wieder zurück lassen schwerer Gewichte suggeriert, dass er dauerhaft hohe Lasten zu bewegen hat. Der Körper antwortet auf diese Belastung dadurch, dass er mehr und dickere sogenannte weiße Muskelfasern bildet.
Wichtig dabei ist es, das Gewicht schnell heran zu ziehen, und möglichst langsam wieder zurück zu lassen, um einen möglichst lange anhaltenden Gegendruck bzw. Zug der Muskeln zu erzwingen. Dies sollte über den ganzen Bewegungsbereich der zu trainierenden Muskelpartie erfolgen.
In muscle building training, also known as bodybuilding, the body of the person being trained, depending on the muscle part to be trained, repeatedly lifting and lowering or pulling and releasing heavy weights suggests that he has to move high loads over the long term. The body responds to this stress by creating more and thicker so-called white muscle fibers.
It is important to pull the weight up quickly and to let it back as slowly as possible in order to force a long-lasting counter pressure or pull of the muscles. This should be done over the entire range of motion of the muscles to be trained.

Bisher werden dafür entweder freie Gewichte verwendet, bei denen auf verschiedene Metallstangen, so genannte Hantelstangen, verschiedene Einzelgewichte aufgeschoben und fixiert werden. Oder es kommen Geräte zur Anwendung bei denen mit verschiedenen Kabelzügen mit Umlenkrollen die Gewichtskraft der Gewichtsscheiben auf verschiedene Griffstücke geleitet werden. Je nach Trainingsstand des Trainierenden und Art der Übung bzw. Muskelpartie müssen verschieden schwere Gewichte zum Einsatz kommen. Es kommen selten auch mit Elektromotoren angetriebene Trainingsgeräte zum Einsatz, die jedoch mehr für den Profibereich oder Fitnesstudios, entwickelt wurden. Diese mittels Elektromotor angetriebenen Geräte wirken auch meist mittels Hebel auf den Trainierenden.So far, either free weights have been used for this, in which various individual weights are pushed onto and fixed on various metal bars, so-called dumbbell bars. Or devices are used in which the weight of the weight discs is directed to different grips with different cable pulls with pulleys. Depending on the training level of the person exercising and the type of exercise or muscle group, different weights have to be used. Training equipment driven by electric motors is rarely used, but it was developed more for the professional sector or fitness studios. These devices, which are driven by an electric motor, also usually act on the trainee by means of levers.

Ein Problem der bisherigen mechanischen Geräte besteht im andauernd nötigen Wechsel der Gewichte. Insbesondere wenn mehrere Personen mit unterschiedlichen Trainingsständen die selbe Übung ausführen wollen oder zwischen den Wiederholungssätzen das Gewicht verändert werden soll. Hierzu müssen verschiedene Gewichtsscheiben auf- oder abmontiert werden.A problem with previous mechanical devices is the need to constantly change weights. Especially when several people with different training levels want to do the same exercise or change the weight between the repetitions. To do this, various weight plates must be fitted or removed.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass zum optimalen Training das Trainieren bis zum Muskelversagen erfolgen sollte. Insbesondere bei drückenden Übungen besteht hierbei beim herkömmlichen Hanteltraining ein erhöhtes Verletzungsrisiko. So kann zum Beispiel beim sogenannten Bankdrücken die Langhantelstange den Brustkorb zerdrücken, oder es kann durch eine zu große Überdehnung der Muskeln zu Sehnen- oder Muskelverletzungen kommen. Meist wird dies bisher unter Zuhilfenahme einer zweiten Person verhindert.Another problem is that for optimal training you should train to failure. With conventional dumbbell training, there is an increased risk of injury, especially with pressing exercises. For example, when doing the so-called bench press, the barbell can crush the chest, or overstretching the muscles can lead to tendon or muscle injuries. Usually this has been prevented with the help of a second person.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine einfache Anpassung der Trainingskraft beim Kraftsport bei minimiertem Verletzungsrisiko zu erreichen. Dabei soll die Möglichkeit geschaffen werden verschiedene Übungen mit dem selben Trainingsgerät bis zum Muskelversagen auch ohne die Hilfe einer zweiten Person während den Übungen zu ermöglichen. Das ändern der Zugkraft soll nicht manuell über Gewichte oder Gewichtsscheiben erfolgen, sondern elektronisch. Ebenso soll das Trainingsgerät während der Übungen relativ sicher für den Anwender sein. Das Trainingsgerät soll die Vorzüge der elektronischen Steuerung auch für Privatanwender erschwinglich machen.The invention is based on the object of achieving a simple adaptation of the training force in weight training with a minimized risk of injury. The aim is to create the possibility of doing different exercises with the same training device until muscle failure, even without the help of a second person during the exercises. The tensile force should not be changed manually using weights or weight plates, but electronically. The training device should also be relatively safe for the user during the exercises. The training device is intended to make the advantages of electronic control affordable for private users.

DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE LÖSUNGTHE SOLUTION ACCORDING TO THE INVENTION

Diese Probleme werden durch ein Trainingsgerät mit den in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.These problems are solved by a training device with the features listed in claim 1.

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät das über elektronisch gesteuerte Seilwinden (24) verfügt. Jede dieser Seilwinden übt mittels eines Elektromotors (1) mit dem unter Umständen dazugehörigen Getriebe (2), einer Wickelrolle (5) und einer elektronischen Regelung (4) eine definierte Zugkraft auf ein Seil (6) bzw. einen Seilzug, und die daran befestigten Griffstücke (7) aus. Ob ein Getriebe benötigt wird entscheidet die Art des antreibenden Elektromotors. Bei sehr kräftigen Motoren, so genannten High Torque Motoren, wird kein Getriebe benötigt.
Die Zugkraft wird durch einen oder mehrere Kraftsensoren (3) ermittelt, an denen die Seilwinden/Motoreinheit befestigt ist. Die Abrolllänge des Seils wird durch einen Rotationssensor anhand der Umdrehungen der Seilrolle ermittelt. Dies verhindert auch dass das Seil (6) zu weit auf- öder abgerollt werden kann. Zusätzlich dazu befindet sich kurz vor dem Seilfenster der Aufwicklung ein Sicherheitskontakt, der die Seilwinde stoppt sobald sich das Seil zu weit aufgewickelt ist, sich ein Knoten im Seil gebildet hat, oder das Seil durch einen Fremdkörper blockiert ist.
Ein Sicherheitstaster, „Totmannschalter“ der zum Beispiel mit dem Fuß, einer Hand oder einer anderen freien Extremität betätigt wird verhindert dabei Verletzungen indem die Maschine sich nur bewegt, solange dieser Sicherheitskontakt aktiviert ist. Das Seil kann auch mit verschiedenen Umlenkrollen auf verschiedene Übungen angepasst werden.
The invention relates to a training device which has electronically controlled cable winches (24). Each of these winches exercises by means of an electric motor ( 1 ) with the possibly associated gear ( 2 ), a winding roll ( 5 ) and an electronic control ( 4th ) a defined tensile force on a rope ( 6th ) or a cable, and the handles attached to it ( 7th ) out. The type of driving electric motor decides whether a transmission is required. With very powerful motors, so-called high torque motors, no gear is required.
The tensile force is measured by one or more force sensors ( 3 ) to which the winch / motor unit is attached. The unwinding length of the rope is determined by a rotation sensor based on the revolutions of the rope pulley. This also prevents the rope ( 6th ) can be unrolled too far. In addition to this is just before the Rope window for winding a safety contact that stops the rope winch as soon as the rope is wound too far, a knot has formed in the rope, or the rope is blocked by a foreign body.
A safety button, "dead man's switch", which is operated with the foot, a hand or another free extremity, for example, prevents injuries as the machine only moves as long as this safety contact is activated. The rope can also be adapted to different exercises with different pulleys.

Das Zugkabel der Winde besteht vorzugsweise aus einem Stahlseil (6) mit Kunststoffmantel an dessen einem Ende ein Haken bzw. Karabinerhaken befestigt ist, um einen Handgriff (7), eine Übungsstange, eine Kette oder weitere Seile zur Erweiterung, in verschiedenen Konstellationen, befestigen zu können. Das andere Ende ist an der Seilrolle (5) befestigt.The winch's pull cable preferably consists of a steel cable ( 6th ) with a plastic jacket at one end of which a hook or snap hook is attached to enable a handle ( 7th ), to be able to attach an exercise bar, a chain or other ropes for expansion in different constellations. The other end is on the pulley ( 5 ) attached.

Die gewünschte Zugkraft für Kraftphase und Rückholphase wird an der elektronischen Regelung (4) des Trainingsgerätes eingestellt. Entweder direkt an der eingebauten Regelung der Seilwindeneinheit, oder mittels einem angeschlossenen mobilem Computersystem wie zum Beispiel Tablet, Smartphone, Smartwatch, Laptop, oder auch einem stationären PC, der/das die Daten auf die im Gerät eingebaute Regelung überträgt. Im folgenden zur Vereinfachung wird diese Steuerung (8) lediglich „Computer“ genannt. Der Anschluss kann bidirektional mittels Datenkabel oder auch Kabellos per Funkkommunikation erfolgen.The desired pulling force for the force phase and the return phase is set on the electronic control ( 4th ) of the training device. Either directly on the built-in control of the cable winch unit, or by means of a connected mobile computer system such as a tablet, smartphone, smartwatch, laptop, or even a stationary PC, which transfers the data to the control built into the device. In the following for simplification this control ( 8th ) simply called "computer". The connection can be made bidirectionally using a data cable or wirelessly using radio communication.

Die im folgenden lediglich als Elektromotoren oder Motoren beschriebenen Baugruppen umfassen einen Elektromotor mit der dazugehörigen Steuerung die Drehrichtung und Drehzahl bzw. das Drehmoment des Motors steuert.The assemblies described below only as electric motors or motors include an electric motor with the associated control that controls the direction of rotation and speed or torque of the motor.

ABLAUF EINER TRAININGSWIEDERHOLUNGSEQUENCE OF A TRAINING REPEAT

Der kräftige Elektromotor (1) für die Hauptbelastung wirkt eventuell mittels eines Getriebes (2) auf die Seilrolle (5) an der das Zugkabel (6) des Trainingsgerätes befestigt ist. Dies entspricht der exzentrischen Kontraktionsbewegung des Muskels.The powerful electric motor ( 1 ) for the main load may act by means of a gear ( 2 ) onto the pulley ( 5 ) to which the pull cable ( 6th ) of the training device is attached. This corresponds to the eccentric contraction movement of the muscle.

Zum Zurückziehen des Kabels, der konzentrischen Bewegung des Muskels, wird der Elektromotor gezielt gebremst, um die eingestellte Belastung für den Muskel bei zu behalten.To retract the cable, the concentric movement of the muscle, the electric motor is specifically braked in order to maintain the set load on the muscle.

Die benötigte Zugkraft wird permanent mittels Kraftsensoren (3) gemessen, die zwischen der Seilwindeneinheit und dem Trainingsgerät befestigt sind, so dass sie die Zugkraft an der Seilwindeneinheit erfassen können. Die gemessene Kraft wird mit den voreingestellten Werten verglichen und mittels der im Trainingsgerät eingebauten Regelung (4) wird die Kraft der Motoren bzw. deren Abbremsung entsprechend gegen geregelt.The required tensile force is permanently determined by means of force sensors ( 3 ), which are attached between the cable winch unit and the training device so that they can record the pulling force on the cable winch unit. The measured force is compared with the preset values and using the control built into the training device ( 4th ) the force of the motors or their braking is counter-regulated accordingly.

Ein Sicherheitstaster verhindert dass sich das Trainingsgerät ungewollt in Bewegung setzt. Wird der Taster vom Trainierenden nicht mehr betätigt weil er das Training beenden möchte, bei einer Fehlfunktion oder um einer Verletzung vorzubeugen, stoppt das Gerät sofort.A safety button prevents the training device from moving unintentionally. If the user no longer presses the button because he wants to end the training, in the event of a malfunction or to prevent injury, the device stops immediately.

Die Regelung ermittelt mittels einem Rotationssensor die abgewickelte Länge des Zugseils (6) und berechnet daraus den maximalen Bewegungsumfang des Trainierenden während der Übung. Gerät diese abgewickelte Länge plötzlich weit außerhalb des ermittelten voreingestellten Bewegunsumfangs so ist davon auszugehen dass ein Fehler vorliegt. Die Regelung stoppt daraufhin das Gerät sofort.The control uses a rotation sensor to determine the unwound length of the pull rope ( 6th ) and calculates the maximum range of motion of the user during the exercise. If this developed length suddenly falls far outside of the determined preset range of motion, it can be assumed that there is an error. The control then stops the device immediately.

BESONDERS GÜNSTIGE AUSGESTALTUNGSMÖGLICHKEITEN DER ERFINDUNGPARTICULARLY FAVORABLE DESIGN POSSIBILITIES OF THE INVENTION

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass statt einer Vielzahl von Hantelstangen, Gewichtsscheiben, Griffen und verschiedenen anderen mechanischen Trainingsgeräten, ein Trainingsgerät mit den im Patentanspruch beschriebenen Seilzügen verwendet werden kann.The advantages achieved by the invention are, in particular, that instead of a large number of dumbbell bars, weight plates, handles and various other mechanical training devices, a training device with the cables described in the claim can be used.

Als in Patentanspruch 1 beschriebene Kraftsensoren können zum Beispiel Wägezellen oder ähnliche Kraft/Wägesensoren verwendet werden. Als in Patentanspruch 1 beschriebene Rotationssensoren können zum Beispiel Gabellichtschranken, Hallsensoren oder ähnliche Rotations- oder Wegesensoren verwendet werden.Load cells or similar force / weighing sensors, for example, can be used as the force sensors described in claim 1. As the rotation sensors described in claim 1, fork light barriers, Hall sensors or similar rotation or displacement sensors can be used, for example.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ermöglicht es die in Patentanspruch 1 beschriebenen Seilzüge an verschiedenen Umlenkrollen der Trainingsbank zu befestigen, um verschiedene Übungen für verschiedene Muskelpartien trainieren zu können.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2. The development according to claim 2 makes it possible to attach the cables described in claim 1 to different pulleys of the training bench in order to be able to train different exercises for different muscle groups.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 3 ermöglicht es die in Patentanspruch 1 beschriebenen Kabelzüge sich in verschiedene Richtungen von den Seilwinden abzuwickeln, ohne zu verheddern, um zu verschiedene Umlenkrollen geführt werden zu können. Dazu dient ein bewegliches Seilfenster das vom Zugkabel selbst bewegt wird.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 3. The development according to claim 3 enables the cable pulls described in claim 1 to unwind from the cable winches in different directions without getting tangled in order to be able to be guided to different pulleys. A movable cable window that is moved by the pull cable itself is used for this purpose.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 4 ermöglicht es die in Patentanspruch 1 beschriebene Regelung mittels einer Funk- oder Kabelverbindung bidirektional mit einem Computer zu verbinden, der die benötigten Reglereinstellungen nach Wunsch des Trainierenden mit einem einfach zu bedienenden Programm vornimmt.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 4. The development according to claim 4 enables the regulation described in claim 1 to be connected bidirectionally by means of a radio or cable connection to a computer, which makes the required controller settings as desired by the trainee with an easy-to-use program.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 5 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 5 ermöglicht es durch die Verwendung eines internetfähigen Computers nach Patentanspruch 4. Mithilfe dem der Trainierende seine persönlichen Einstellungen in eine internetgebundene Datenbank hochladen kann. Dadurch können diese Einstellungen weltweit auf allen baugleichen Geräten wieder abgerufen werden, und der Trainierende kann seine Übungen überall nach seinen persönlichen Einstellungen entsprechend tätigen.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 5. The further development according to claim 5 makes it possible through the use of an internet-enabled computer according to claim 4. With the help of which the trainee can upload his personal settings to an internet-based database. As a result, these settings can be called up again worldwide on all identical devices, and the user can do his exercises anywhere according to his personal settings.

FigurenlisteFigure list

  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung der Seilwindeneinheit mit dem Regelkreis aus Seilrolle mit Motor (1, 2, 5), den Kraftsensoren (3) und der Reglereinheit (4). Auf Kugellager, Gehäuse, Träger und Halterahmen wurde für die Übersichtlichkeit verzichtet.The 1 shows a schematic representation of the cable winch unit with the control loop consisting of the cable pulley with motor ( 1 , 2 , 5 ), the force sensors ( 3 ) and the control unit ( 4th ). For the sake of clarity, ball bearings, housings, supports and holding frames have been omitted.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEXAMPLE OF EXECUTION

Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Seilwinde.The 1 shows the winch according to the invention.

Die erfindungsgemäße Seilwinde umfasst einen kräftigen Elektromotor (1). Dieser Motor treibt über ein eventuell nötiges Getriebe (2) die Seilrolle (5) an.The winch according to the invention comprises a powerful electric motor ( 1 ). This motor drives via a possibly necessary gear ( 2 ) the pulley ( 5 ) at.

Die Seilwinde wird an der Trainingsbank mittels Kraftsensoren (3) so befestigt, dass zu jeder Zeit die aufgebrachte Zugkraft am Zugseil (6) gemessen werden kann. Diese Zugkraft wird permanent mit der vom Trainierenden eingestellten gewünschten Zugkraft verglichen und mittels einer Microcontrollergesteuerten PID-Regelung (4) nachgeregelt. Dadurch wird die gleichmäßige Belastung der Muskeln des Trainierenden während des gesamten Trainingsvorgangs sicher gestellt. Tritt eine plötzliche Änderung der Zugkraft auf, wird die Wickelbewegung des Zugseils gestoppt, bis der Fehler vom Trainierenden quittiert wird. Dies dient der Sicherheit. Eine plötzliche Änderung der Zugkraft kann z.B. auftreten wenn der Trainierende durch Muskelversagen oder Ohnmacht plötzlich keine Kraft mehr hat, dem Trainierenden der Handgriff (7) entgleitet, oder das Zugseil reißt. Zusätzlich zu dieser Sicherheitseinrichtung fragt die Elektronik auch zu jeder Zeit den Zustand eines Sicherheitstasters ab. Dieser wird, je nach ausgeübter Übung mit der jeweils freien Extremität, durch drücken mit dem Fuß oder der Hand betätigt. Wird dieser Taster nicht mehr betätigt z.B. durch Ohnmacht so wird die Wickelbewegung des Zugseils ebenfalls sofort gestoppt.The winch is attached to the training bench using force sensors ( 3 ) attached in such a way that the tensile force applied to the pull rope ( 6th ) can be measured. This tensile force is permanently compared with the desired tensile force set by the person exercising and is determined by means of a microcontroller-controlled PID control ( 4th ) readjusted. This ensures that the trainee's muscles are stressed evenly during the entire training process. If there is a sudden change in the pulling force, the winding movement of the pull rope is stopped until the error is acknowledged by the person exercising. This is for safety. A sudden change in the pulling force can occur, for example, if the person exercising suddenly no longer has any strength due to muscle failure or fainting, the person holding the handgrip ( 7th ) slips away or the pull rope breaks. In addition to this safety device, the electronics also query the status of a safety button at any time. This is activated, depending on the exercise performed with the free extremity, by pressing with the foot or the hand. If this button is no longer actuated, e.g. due to fainting, the winding movement of the pull rope is also stopped immediately.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Motor M1Motor M1
22
evtl. Getriebe für Motor M1possibly gear for motor M1
33
KraftsensorenForce sensors
44th
Regelungregulation
55
SeilwickelrolleRope reel
66th
ZugseilePull ropes
77th
GriffstückHandle
88th
Steuerungcontrol

Claims (5)

kraft-geregelte Seilwinde für Trainingsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Seilrolle mit jeweils einem Zugseil handelt. An diesem Zugseil kann ein Handgriff, oder andere Erweiterungen befestigt weden. Die Seilrolle wird durch einen Antriebsmotor und eventuell einem zwischengeschalteten Getriebe angetrieben, während die jeweils benötigte Zugkraft jedes Zugseils durch ein oder mehrere Kraftsensoren ermittelt, mit einer voreingestellten Zugkraft verglichen, und durch eine Regelung geregelt wird, während die Abrolllänge des Zugseils durch Sensoren ermittelt, und mit an der Regelung eingestellten Maximal-werten verglichen werden, die sichere Funktion des Trainingsgerätes wird indes durch Sicherheitstaster gewährleistet.Force-regulated cable winch for training equipment, characterized in that it is a pulley with a pull rope. A handle or other extensions can be attached to this pull cord. The pulley is driven by a drive motor and possibly an interposed gearbox, while the traction force required in each case for each traction rope is determined by one or more force sensors, compared with a preset traction force and regulated by a controller, while the unwinding length of the traction rope is determined by sensors, and can be compared with the maximum values set on the control, the safe functioning of the training device is guaranteed by safety buttons. Seilwinde nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Zugseil an verschiedenen Umlenkrollen der Trainingsbank geführt werden, um verschiedene Übungen für verschiedene Muskelpartien durchführen zu können.Winch after Claim 1 characterized in that the pull rope is guided on different pulleys of the training bench in order to be able to perform different exercises for different muscle groups. Seilwinde nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zugseile durch ein in zwei Achsen bewegliches Seilfenster geführt werden, das eine korrekte Aufwicklung des Zugseils aus verschiedenen Richtungen gewährleistet.Winch after Claim 1 characterized in that the pull ropes are guided through a rope window movable in two axes, which ensures correct winding of the pull rope from different directions. Seilwinde nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die eingebaute Regelung mittels Funk- oder Kabelverbindung mit einem Mobilen oder statischen Computer verbunden werden kann, und durch diesen die Einstellung vorgenommen werden kann.Winch after Claim 1 characterized in that the built-in control can be connected to a mobile or static computer by radio or cable connection, and the setting can be made through this. Seilwinde nach Patentanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das angeschlossene Mobilgerät die Daten in eine Internet gebundene Datenbank übertragen, und von dieser empfangen kann, wodurch die Einstelldaten auf allen baugleichen Geräten in gleicher Weise Verwendung finden können.Winch after Claim 4 characterized in that the connected mobile device can transfer the data to an Internet-bound database and receive it from it, This means that the setting data can be used in the same way on all identical devices.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116407804A (en) * 2022-06-08 2023-07-11 东莞市柏群电子科技有限公司 Pull rope type resistance mechanism for body building equipment
CN117101079A (en) * 2023-10-24 2023-11-24 舒华体育股份有限公司 Motor-driven resistance training device and stall control method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116407804A (en) * 2022-06-08 2023-07-11 东莞市柏群电子科技有限公司 Pull rope type resistance mechanism for body building equipment
CN117101079A (en) * 2023-10-24 2023-11-24 舒华体育股份有限公司 Motor-driven resistance training device and stall control method thereof
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