DE10220011A1

DE10220011A1 - Fitness trainer has vacuum pump to raise water, and downpipes for water return and second downpipe to indicate number of strokes

Info

Publication number: DE10220011A1
Application number: DE10220011A
Authority: DE
Inventors: Henig Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2003-11-20
Also published as: WO2003101542A3; AU2003266948A8; AU2003266948A1; WO2003101542A2

Abstract

The fitness trainer is for production of esp. constant power/distance characteristics. It has a pump unit, to lift e.g. water or a particle material, and bypass, formed by a downpipe (17), for the water to return. A valve prevents a return force acting on the piston (12). The return height of the bypass is varied by e.g. pivoting the downpipe between horizontal and vertical positions, to vary the power acting on the piston. The pump unit is a piston pump with tank (10), cylinder (11), and piston. An additional downpipe (16) is filled with water by e.g. an impeller wheel, with the pipe level indicating the number of strokes carried out.

Description

Trainingsgeräte zum Aufbau von Muskeln und körperlicher Fitness sind in vielen Variationen bekannt. Bevorzugt sind Geräte, bei denen die Kraft über den gesamten Arbeitsweg konstant bleibt. Dieses wird i. d. R, erreicht, indem Gewichte über Seilzüge oder Gestänge während der Arbeitsbewegung angehoben werden. Der Kraftverlauf dieser Systeme lässt sich über getriebetechnische Maßnahmen wie Excenterumlenkungen, Nocken oder Gestängewinkel beeinflussen, ist aber im wesentlichen nicht von der Arbeitsgeschwindigkeit abhängig, sondern ist allenfalls wegen der hohen involvierten Massen bei ruckartiger Bewegung Beschleunigungskräften unterworfen. Diese Geräte sind sehr einfach und preiswert zu fertigen, weitgehend wartungsfrei und die Belastungen können durch Verändern der angelegten Gewichte einfach und schnell individuell bestimmt werden. Training devices for building muscle and physical fitness are in known many variations. Preference is given to devices in which the force remains constant over the entire work path. This will i. d. R achieved by using weights via cables or linkage during the Work movement to be raised. The force curve of these systems can be geared about gear measures such Excenterumlenkungen, cams or linkage angle affect, but is in not dependent on the working speed, but is if necessary because of the high mass involved in jerky movement Subject to acceleration forces. These devices are very simple and inexpensive to manufacture, largely maintenance-free and the loads By changing the applied weights easily and quickly be determined individually.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Systeme liegt darin, dass die Kraft über den gesamten Belastungs- und Entlastungsweg anliegt, d. h. der Trainierende in der Rückwärtsbewegung gegen die anliegende Gewichtskraft Muskelkraft einsetzen muss, um die Gewichte weich und stoßfrei aufzusetzen. Der Zyklus negativer Arbeit - Kraft und Geschwindigkeit sind entgegengesetzt gerichtet - trägt nur bedingt zum Trainingseffekt bei und verhindert die Muskelerholung der jeweils trainierten Muskelgruppe, so dass eine Ermüdung früher eintritt oder aber zwischen den Bewegungszyklen kurze Pausen eingelegt werden müssen. Außerdem wird damit jede Maschine auf nur eine Muskelgruppe spezialisiert. A major disadvantage of these systems is that the force over the entire loading and unloading path is present, d. H. of the Trainers in the backward movement against the applied weight Use muscle power to keep the weights soft and bum-free sit up. The cycle of negative work - power and speed are oppositely directed - contributes only conditionally to the training effect and prevents muscle recovery of each trained muscle group, so that fatigue occurs earlier or in between Moving cycles short breaks must be inserted. Besides that will do with it each machine specializes in only one muscle group.

Andere Systeme arbeiten mit Gasfedern und Dämpfern um die Gegenkraft zur Muskelkraft zu erzeugen, womit die Griffe zur Krafteinleitung in jeder Stellung losgelassen werden können und die Rückführung kraftfrei wird. Diese Systeme weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Gegenkraft prinzipbedingt proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit ansteigt, also nicht konstant ist. Damit kann die verrichtete, physikalische Trainingsarbeit nicht proportional zur Zahl der Arbeitszyklen ermittelt werden und das subjektive Gefühl des Trainings wird als nicht positiv empfunden. Other systems work with gas springs and dampers around the To create counterforce to the muscle power, whereby the handles for the introduction of force in each position can be released and the return force-free becomes. However, these systems have the disadvantage that the Counterforce increases in principle proportional to the speed of movement, so not constant. Thus the accomplished, physical Training work can not be determined in proportion to the number of work cycles and the subjective feeling of training is not perceived as positive.

Andere denkbare und bekannte Systeme zur Arbeitsaufnahme wie Wirbelstrombremsen oder Reib-Bremssysteme mit Bändern oder Rädern können ebenfalls nicht verschleißfrei und geräuscharm konstante Kraftverläufe generieren. Other conceivable and well-known systems for working like Eddy current brakes or friction brake systems with belts or wheels also can not wear-free and low-noise constant Generate force gradients.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem, in dem eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, im folgenden als Fluid bezeichnet, zur Arbeitsaufnahme genutzt wird, jedoch nicht durch Drosselung, womit wiederum Kraftverläufe geschwindigkeitsproportional würden, sondern durch Hubarbeit in einem Steigrohr. Dazu wird durch die Muskelkraft des Trainierenden ein Kolben in einem Zylinder bewegt und dadurch wird das Fluid in einer Steigleitung entgegen der Gravitation angehoben und somit mit potentieller Energie versehen. Am oberen Ende läuft das Fluid über und fällt stoßfrei durch ein Fallrohr in einen Tank zurück. Bei waagerechter Anordnung des Arbeitszylinders bleibt die Flüssigkeitssäule und damit die Kolbenkraft über den gesamten Weg konstant. The present invention solves this problem in which a liquid, preferably water, hereinafter referred to as fluid, for Work is used, but not by throttling, which in turn Force curves would be proportional to speed, but by Lifting work in a riser. This is due to the muscle power of the Trainees move a piston in a cylinder and this causes the fluid in lifted a riser against gravity and thus with potential energy. At the upper end, the fluid overflows and bounces off bum through a downpipe into a tank. At horizontal Arrangement of the working cylinder remains the liquid column and thus the Piston force constant over the entire path.

Der Zylinder ist in einer bevorzugten Ausführung mit dem Steigrohr mit einem Ventil verbunden, so dass beim Loslassen des Hebels keine Rückstellkraft anliegt, der Hebel also in jeder Stellung kraftfrei losgelassen werden kann und der Bewegungszyklus nicht auf die Nullstellung zurückgeführt werden muss. Beim Zurückziehen des Kolbens öffnet ein Ventil zum Tank und saugt neues Fluid in den Zylinderraum für den nächsten Arbeitstakt. The cylinder is in a preferred embodiment with the riser with connected to a valve, so that when you release the lever no Resetting force is applied, the lever so unlatched in any position without force can not be and the movement cycle to the zero position must be returned. When retracting the piston opens a valve to the tank and sucks new fluid into the cylinder room for the next Power stroke.

Auf der Kolbenringfläche, also der dem primären Arbeitsraum gegenüberliegenden und durch den Kolbenboden getrennten Seite wird in einer bevorzugten Ausführung ebenfalls eine Anordnung mit Steigrohr, Überlauf, Rücklaufventil, und Zulaufventil angebracht, so dass nun auch die Rückwärtsbewegung zur Verrichtung positiver Arbeit genutzt werden kann. Da i. d. R. dabei andere Muskelgruppen beansprucht werden als beim entgegengerichteten Vorwärtstakt können auf einer Maschine zwei Muskelgruppen gleichzeitig und taktversetzt trainiert werden, wobei immer eine Gruppe eine Erholungsphase durchläuft, während die andere kontrahiert wird. Somit wird eine maximale zeitliche Trainingsdichte erreicht. On the piston ring surface, ie the primary working space opposite and separated by the piston crown side is in a preferred embodiment also an arrangement with riser, Overflow, return valve, and inlet valve attached, so now too the backward movement can be used to do positive work can. Since i. d. R. while other muscle groups are claimed as in the opposite forward stroke can two on one machine Muscles are trained simultaneously and off-beat, with one group always goes through a recovery phase while the other one is contracted. Thus, a maximum temporal training density reached.

Die zum Hub erforderliche Muskelkraft wird dabei getriebetechnisch geregelt durch ein Seilzug- und/oder Hebelsystem zwischen dem Einleitungspunkt der Muskelkraft und der Kolbenstange. In einer bevorzugten Ausführung erfolgt diese Regelung durch Variation der Steighöhe. Dazu wird das Steigrohr geschwenkt, so dass die maximale Höhe (= max. Kraft) in vertikaler Lage und die minimale Höhe in horizontaler Lage benötigt wird und alle Lagen dazwischen frei variiert werden können. The muscle power required for the stroke is geared regulated by a cable and / or lever system between the Introductory point of muscle strength and the piston rod. In a preferred Execution this regulation takes place by variation of the rise height. To the riser is pivoted so that the maximum height (= max. Force) in a vertical position and the minimum height in a horizontal position is needed and all layers in between can be freely varied.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Steighöhe durch teleskopische oder elastische Verlängerung des Steigrohres oder durch in verschiedenen Höhen angeordnete und einzeln verschließbare Ablaufbohrungen variiert. In a further embodiment, the rise height is through telescopic or elastic extension of the riser or through in arranged at different heights and individually lockable Drainage holes vary.

Um die räumliche Ausdehnung der Geräte z. B. bei niedrigen Deckenhöhen in geschlossenen Räumen anzupassen, werden die Durchmesser zwischen Arbeitszylinder und Steigrohr im Sinne einer hydraulischen Übersetzung genutzt. In besonderen Ausführungen sind zusätzliche Drosselungen der Fluidströmung möglich. To the spatial extent of the devices z. B. at low To adjust ceiling heights indoors, the diameters become between working cylinder and riser in the sense of a hydraulic Translation used. In special versions are additional Throttling the fluid flow possible.

Bei festgelegtem Verhältnis zwischen Vorwärts- und Rückwärtskraft können beide Flüssigkeitssäulen in ein gemeinsames Steigrohr münden. In Ausführungen mit zwei separaten Steigrohren können Vorwärts- und Rückwärtskräfte unabhängig voneinander gewählt werden. At fixed ratio between forward and reverse force Both liquid columns can open into a common riser. In Versions with two separate risers can forward and Reverse forces are chosen independently.

In einer weiteren Ausführung wird statt eines Fluids ein Partikelsystem wie Stahlkies, Sand, Kugeln oder ähnliches gewählt. Die Kolbenpumpe ist in einer anderen Variante durch eine beliebige andere Pumpe ersetzt. In another embodiment, instead of a fluid, a particle system such as Steel gravel, sand, balls or the like chosen. The piston pump is in another variant replaced by any other pump.

Zusätzlich wird in einer bevorzugten Variante ein weiteres Steigrohr mit einer Drosselbohrung parallel zu einem oder beiden Steigrohren angebracht, das keinen Überlauf aufweist und bei jedem Hub mit einer kleinen Menge Fluid gefüllt wird. Diese Füllmenge ist wegen der Drossel proportional zum Wasserdruck. Die Pegelhöhe dieses Steigrohres wird über einen Schwimmer angezeigt und kann damit als direktes Maß für die geleistete physikalische Arbeit einer Trainingssession genutzt werden. Über eine Ablaufschraube kann diese Anzeige nach der Session auf Null gesetzt werden. In addition, in a preferred variant, another riser with a throttle bore parallel to one or both risers attached, which has no overflow and at each stroke with a small amount of fluid is being filled. This amount is due to the throttle proportional to the water pressure. The level height of this riser is displayed via a float and can thus be used as a direct measure of the physical work of a training session is used. A drain screw allows this display to zero after the session be set.

Fig. 1 zeigt die Funktionseinheit zur Arbeitsaufnahme ohne Teile des eigentlichen Gestells des Trainingsgerätes wie Handgriffe, Sitz, Transmission etc. da diese Komponenten aus den konventionellen Geräten bekannt sind und für Verwendung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich verändert werden müssen. Fig. 1 shows the functional unit for working without parts of the actual frame of the training device such as handles, seat, transmission, etc. since these components are known from the conventional devices and need not be significantly changed for use of the present invention.

Die Einheit besteht aus dem Tank 10, in dem sich der Zylinder 11 mit dem Kolben 12 befindet. Die Muskelkraft des Trainierenden wird über nicht dargestellte mechanische Glieder wie Gestänge oder Seile zur Kolbenstange 13 geleitet und bewegt je nach Phasenzyklus den Kolben 12 nach links oder rechts. The unit consists of the tank 10 in which the cylinder 11 is located with the piston 12 . The muscular strength of the exerciser is directed to the piston rod 13 via mechanical links, not shown, such as rods or cables, and, depending on the phase cycle, moves the piston 12 to the left or to the right.

Dabei wird das Fluid im jeweiligen Kompressionsraum über eines der beiden oben liegenden Kugelventile 14 in das Steigrohr 16 direkt oder über den Krümmer 15 indirekt nach oben gefördert und tritt in den Raum der Spritzkugel 18 und läuft von dort über das Fallrohr 17 zurück in den Tank 10. Im jeweiligen Expansionsraum wird bei jedem Zyklus über eines der unten liegenden Ventile 14 Fluid aus dem Tank angesaugt, das beim nächsten Gegenzyklus in das Steigrohr 16 gefördert wird. The fluid in the respective compression chamber via one of the two overhead ball valves 14 in the riser 16 is conveyed directly or indirectly via the manifold 15 and enters the space of the spray ball 18 and runs from there via the downpipe 17 back into the tank 10th , In the respective expansion space 14 fluid is sucked from the tank at each cycle via one of the valves below, which is conveyed in the riser 16 at the next countercycle.

Claims

1. Working unit for training and fitness equipment, for generating any, in particular largely constant force - / Wegkennlinien characterized in that any fluid or particle system is raised via a pump unit and falls back via a bypass, where it is picked up again by the pump unit and that a valve prevents a restoring force from acting on the piston.

2. Unit according to claim 1, characterized in that the return height of the bypass can be varied to order to change the force on the piston.

3. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the variation of Return height by pivoting the riser in one any angle between the vertical and the horizontal position he follows.

4. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the variation of Return height through individually closable return openings in Riser takes place.

5. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the variation of Return height by elastic or telescopic extension of the riser takes place.

6. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a second riser, possibly connected with the first, from the room of Piston ring surface is filled so that both Piston movement directions can be used to work.

7. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the pump unit a piston pump is.

8, unit of work according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the pump unit a revolving pump is over a freewheel in both Directions of the workhorse of the exerciser the same Has direction of rotation.

9. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that an additional Riser via a throttle with each stroke proportional to Overflow height is filled and so on the level of the total energy the training session is displayed.

10. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that an additional Riser via a metering unit (such as an impeller) with fluid is filled whose level is proportional to the number of executed strokes is.

11. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the unit is transparent and both mechanics and fluid are visible from the outside.

12. Work unit according to one or more of the preceding Claims, characterized in that additionally in the Fluid circuit chokes are built in as well integrate speed-proportional components into the force / travel characteristic.