DE19528024C2 - Gerät zum Trainieren von Muskeln oder Muskelpartien des menschlichen Körpers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Trainieren von Muskeln oder Muskelpartien des menschlichen Körpers, das über einen drehrichtungsänderbaren Motor angetrieben ist, dessen Antriebswelle mittel- oder unmittelbar mit einem dem jeweils Trainierenden als Widerlager dienenden Trainingselement, wie einem Trainingsarm, einer Trainingskurbel, einem Trainingsschlitten od. dgl. in Triebverbindung steht, wobei die Winkel- oder Linearbewegung veränderbar bzw. einstellbar ist, und das Gerät eine Sicherungsvorrichtung aufweist, welche beim Erreichen des jeweils gewollten bzw. eingestellten Bewegungsbereiches des Trainingselementes den Motor abschaltet.

Geräte der eingangs erwähnten Art, also motorisch angetriebene Geräte, gewinnen neben den Geräten, bei denen mit Belastungsgewichten gearbeitet wird, immer mehr an Bedeutung. Allerdings müssen bei motorgetriebenen Geräten erhöhte Gefahrenmomente hingenommen werden, da ein Motor in allen Phasen der Bewegung voll wirksam bleibt, während man ein zu stark belastendes Gewicht, bildlich gesprochen, ganz einfach fallen lassen kann. Die erwähnte gleichbleibende Leistung eines Motors wirkt sich besonders dann gefährlich aus, wenn die Endphasen der jeweils eingestellten Bewegungen überschritten werden. So können z. B. beim Strecken der Beine schwere Verletzungen der Knie auftreten, die in extremen Fällen irreparabel sind.

In der DE 35 32 444 A1 ist eine Steuerung für ein Trainingsgerät beschrieben, die eine Sicherungsvorrichtung aufweist, die bewirkt, daß der Motor abgeschaltet wird, wenn das Trainingselement in Bereiche kommt, in denen Verletzungsgefahren für den Trainierenden bestehen. Die Sicherheitsvorrichtung besteht dabei aus einer Sicherheitslogikschaltung, die mit verschiedenen Signalgebern verbunden ist. Dies hat zum Nachteil, daß bei Schwierigkeiten oder Ausfällen in der Sicherheitslogikschaltung oder in den Signalgebern die Funktion der Sicherheitsvorrichtung nicht gewährleistet ist und Gefahren für den Trainierenden bestehen.

Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, ein Gerät der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß für den Trainierenden absolute Sicherheit gewährleistet, also es ausgeschlossen ist, daß irreparable Schäden beim Trainieren auftreten. Außerdem soll dies mit robusten Mitteln und tragbaren Kosten erreichbar sein.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Sicherungsvorrichtung von einem Getriebe gebildet ist, das auf drei in einem Getriebegehäuse gelagerten Wellen je ein Zahnrad aufweist, wobei zwei der drei Zahnräder durch Axialverschiebungen unabhängig voneinander mit dem dritten, axial unverschiebbaren Zahnrad in Triebverbindung bringbar sind und die Welle des axial unverschiebbaren Zahnrades ihrerseits mittel- oder unmittelbar mit dem jeweiligen motorgetriebenen Trainingselement in Triebverbindung steht und die zwei axial verschiebbaren Zahnräder im mit dem dritten Zahnrad kämmenden Zustand in ihren Winkelbewegungen vorwählbar eingeschränkt sind, wobei die Einschränkungen den Endstufen der gewollten Bewegung des Trainingselementes entsprechen. Durch diese, die Antriebskraft abschaltende Sicherungsvorrichtung, die auf Grund ihres mechanischen Aufbaues robust ist und von vornherein eine hohe Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit hat, wird erreicht, daß die Endstufen der jeweils eingestellten bzw. gewollten Bewegungsbereiche, ganz gleich, ob es sich um Winkel- oder Linearbewegungen handelt, nicht überfahren werden, also Überlastschäden vermieden sind. Der einfache und daher kostengünstige Aufbau dieser Sicherungsvorrichtung läßt es ohne weiteres zu, daß man das Getriebe selbst überdimensionieren kann, ohne daß wesentliche Mehrkosten anfallen, dafür aber eine Vorrichtung zur Verfügung steht, die selbst rauhester Behandlung gewachsen ist und Gefahrenmomente vermeidet.

Um mit Sicherheit zu erreichen, daß die Endstufen der vorgewählten Bewegungsbereiche nicht überschritten werden, empfiehlt es sich, nach den Ansprüchen 2 und 3 vorzugehen. Auch hier besticht die Einfachheit und die dadurch gegebene hohe Funktionsfähigkeit.

Um zu vermeiden, daß trotz der als Getriebe ausgeführten Sicherungsvorrichtung durch Fehlverhalten des Trainierenden selbst oder eines Trainingsleiters Unfälle befürchtet wer­ den müssen, wird vorgeschlagen, die Maßnahme nach Anspruch 4 zu ergreifen.

Wenn man einen besonders übersichtlichen und gewissermaßen vorprogrammierbaren Aufbau eines Gerätes anstrebt, der mit mehr oder weniger handelsüblichen Einzelvorrichtungen bzw. Einzelteilen erzielbar ist, bieten sich die Maßnahmen nach den Ansprüchen 5 und 6 an.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfacht dargestelltes Gerät, das mit einer von einem Getriebe gebildeten Sicherungsvorrichtung ausgestattet ist;

Fig. 2 die von einem Getriebe gebildete Sicherungsvorrichtung in Stirnansicht;

Fig. 3 die Sicherungsvorrichtung in Seitenansicht mit entkuppelten Zahnrädern, und

Fig. 4 eine Seitenansicht der Sicherungsvorrichtung bei mit einander in Eingriff stehenden Zahnrädern.

Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen Gerät 1 sind nur diejenigen Teile vereinfacht dargestellt, die für die Funktion und für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung erscheinen. Dem­ zufolge ist die von einem Getriebe gebildete Sicherheitsvorrichtung mit 2 bezeichnet, welche die eigentliche Erfindung darstellt und auf die noch näher eingegangen wird.

Die Sicherheitsvorrichtung 2 steht mit einem drehrichtungs­ änderbaren Getriebemotor 3 in Verbindung, dessen Antriebs­ welle 4 unter Zwischenschaltung eines Drehmomentmessers 5 und eines Winkelmessers 6 mit einem Trainingsarm 7 verbun­ den ist, der ein lageveränderbares Polster 8 aufweist, so daß man ihn auch als Trainingskurbel bezeichnen kann. Der Sitz für den jeweils Trainierenden ist mit 9 bezeichnet. Das Bezugszeichen 10 steht für einen Computer, zu dem eine Regelelektronik gehört, wie dies durch Pfeile angegeben ist und über die der Getriebemotor 3 entsprechend der Computer­ eingabe gesteuert wird.

Die das Wesen der Erfindung darstellende und von einem Ge­ triebe gebildete Sicherungsvorrichtung 2 und ihre Wirkung ergibt sich besonders gut aus den Fig. 2, 3 und 4. Dort erkennt man, daß das die Sicherungsvorrichtung 2 bildende Getriebe in einem Getriebegehäuse 11 drei Wellen 12, 13 und 14 aufweist, die je ein Zahnrad 15, 16 und 17 tragen. Die Welle 13 ist mit ihrem Zahnrad 16 axial unverschiebbar und sie stellt die Triebverbindung zu dem Getriebemotor 3 her, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Wellen 12, 14 mit ihren Zahnrädern 15, 17 sind axial verschiebbar, so daß sie aus der Stellung nach Fig. 3 in die Stellung gemäß Fig. 4 gebracht werden können. Im Gehäuse 11 sind ortsfeste An­ schläge 18, 19 vorgesehen, die bei miteinander kämmenden Zahnrädern 15, 16, 17 mit Anschlägen 20, 21 zusammenwirken und die Winkelbewegungen einschränken. Dabei ist die Anord­ nung so getroffen, daß der Anschlag 20 des Zahnrades 15 gegen den Uhrzeigersinn, und der Anschlag 21 des Zahnrades 17 im Uhrzeigersinn wirksam ist. Wenn man von dem Anschlag 20 in den Fig. 2 und 3 ausgeht, könnte das Zahnrad 15 eine Winkelbewegung ausführen, die bei etwa 350° liegt. Dies ist aber nicht möglich, da der Anschlag 21 des Zahnrades 17 zur Anlage an den ortsfesten Anschlag 19 kommt und das ganze Getriebe blockiert, wodurch über die computergesteuerte Elektronik der Motor 3 abgeschaltet wird. Es ist daher un­ möglich, daß eine Muskelpartie beim Erreichen der einen Endstufe gefährlich überlastet wird. Für die zweite End­ stufe gilt das gleiche, da bei einer vorgenommenen Dreh­ richtungsänderung des Motors 3 der Anschlag 20 an den An­ schlag 18 des Gehäuses anläuft.

Damit man die Winkelbewegungen der Zahnräder 15, 17 bequem verändern kann, sind die Wellen 12, 14 mit Handrädern 22, 23 ausgestattet, die ihrerseits Winkelskalen 24, 25 aufweisen. Daß die Einstellung der Winkelbewegungen in Abhängigkeit von der Computereingabe und der Anzeige an dem Winkelmes­ ser 6 erfolgt, bedarf keiner näheren Erläuterung. Auf jeden Fall müssen die Einstellungen so wirksam sein, daß die End­ stufen der Bewegungen nicht überfahren werden können.

Um zu gewährleisten, daß die von einem Getriebe gebildete Sicherungsvorrichtung 2 stets wirksam ist, d. h. daß Winkel- oder Linearbewegungen des jeweiligen Trainingselementes erst dann anlaufen können, wenn die Anschläge 18, 20 bzw. 19, 21 sich in einer Ebene befinden, sind an den verschiebbaren Wellen 12, 14 nur angedeutete Endschalter 26, 27 vorgesehen, die erst in der Stellung gemäß Fig. 4 die Energiezufuhr zum Gerät 1 bzw. zu dem Antriebsmotor 3 freigeben.

Zu erwähnen ist noch, daß für den Antrieb eines Trainings­ schlittens od. dgl. die Drehbewegung der Antriebswelle 4 des Motors 3 in eine Linearbewegung umgesetzt werden muß, was z. B. dadurch zu erreichen ist, daß der Trainingsarm 7 durch ein auf der Antriebswelle 4 fest sitzendes Zahnrad ersetzt wird, das mit einer Zahnstange des geführten Trai­ ningsschlittens od. dgl. zusammenwirkt.

Claims (6)

1. Gerät zum Trainieren von Muskeln oder Muskelpartien des menschlichen Körpers, das über einen drehrichtungsänderbaren Motor angetrieben ist, dessen Antriebswelle mittel- oder unmittelbar mit einem dem jeweils Trainierenden als Widerlager dienenden Trainingselement, wie einem Trainingsarm, einer Trainingskurbel, einem Trainingsschlitten od. dgl. in Triebverbindung steht, wobei die Winkel- oder Linearbewegung veränderbar bzw. einstellbar ist, und das Gerät eine Sicherungsvorrichtung aufweist, welche beim Erreichen des jeweils gewollten bzw. eingestellten Bewegungsbereiches des Trainingselementes den Motor abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtung (2) von einem Getriebe gebildet ist, das auf drei in einem Getriebegehäuse (11) gelagerten Wellen (12, 13, 14) je ein Zahnrad (15, 16, 17) aufweist, wobei zwei (15, 17) der drei Zahnräder (15, 16, 17) durch Axialverschiebungen unabhängig voneinander mit dem dritten, axial unverschiebbaren Zahnrad (16) in Triebverbindung bringbar sind und die Welle (13) des axial unverschiebbaren Zahnrades (16) ihrerseits mittel- oder unmittelbar mit dem jeweiligen motorgetriebenen Trainingselement (7) in Triebverbindung steht und die zwei axial verschiebbaren Zahnräder (15, 17) im mit dem dritten Zahnrad (16) kämmenden Zustand in ihren Winkelbewegungen vorwählbar eingeschränkt sind, wobei die Einschränkungen den Endstufen der gewollten Bewegung des Trai­ ningselementes (7) entsprechen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der axial verschiebbaren Zahnräder (15, 17) einen auf die Gehäusewandung weisenden Anschlag (20, 21) aufweist, die im kämmenden Zustand der Zahnräder (15, 16, 17) mit Gehäuse­ anschlägen (18, 19) winkelsperrend zusammenwirken, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der eine Anschlag (20) gegen den Uhrzeigersinn und der andere Anschlag (21) im Uhrzeigersinn wirksam ist.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der axial verschiebbaren Zahnräder (15, 17) fest auf einer Schiebewelle (12, 14) sitzt und beide Wellen (12, 14) an ihren aus dem Getriebegehäuse (11) herausragenden Enden je ein Handrad (22, 23) mit einer Winkelskala (24, 25) tragen.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Wellen (12, 14) oder die auf ihnen sitzenden Zahnräder (15, 17) derart mit Schaltern (26, 27) zusammenwirken, daß bei entkuppeltem Zustand des Getriebes der gesamte Antrieb des Gerätes (1) abgeschaltet ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des axial unverschiebbaren Zahnrades (16) achsgleich an die Welle (vgl. 4) eines Getriebemotors (3) angeschlossen ist, wobei in der mechanischen Kraftübertragung zwischen Antriebsmotor (3) und Trainingselement (7) ein Drehmomentmesser (5) und ein Winkelmesser (6) vorgesehen sind.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (3), die Drehmomentmesser (5) und der Winkelmesser (6) über eine computergesteuerte Regeltechnik (vgl. 10) aktivierbar sind.