DE19634396B4 - Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats - Google Patents
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Abstract
Gerät zur Stimulation
von Muskeln des Bewegungsapparats, insbesondere im Bein- und Rückenbereich,
mit einer Fußaufnahmeplatte
und einer mit einem Motor (26) verbundenen Übertragungsvorrichtung (24),
die auf die Fußaufnahmeplatte
Schwingungen innerhalb einer annähernd
senkrechten Ebene überträgt, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fußaufnahmeplatte
als Wippe (20) mit horizontal ausgerichteter Schwenkachse (18) ausgebildet
ist, deren nach einander gegenüberliegenden
Seiten über
die Schwenkachse (18) überstehende Wippenausleger
(20',20'') durch oszillierendes Verschwenken im Gegentakt heb← und senkbar
sind und je eine mit nach außen
hin zunehmender Hubamplitude nutzbare Trittfläche (22) aufweisen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats, insbesondere im Bein- und Rückenbereich, mit einer Fußaufnahmeplatte und einer mit einem Motor verbundenen Übertragungsvorrichtung, die auf die Fußaufnahmeplatte Schwingungen innerhalb einer annähernd senkrechten Ebene überträgt.
- Es ist ein Gerät dieser Art bekannt (
DE-C 1 075 797 ), das überwiegend zur Ausführung von Torsionsbewegungen bestimmt ist. Dementsprechend wird die dortige Fußaufnahmeplatte zusätzlich um eine vertikale Achse hin- und hergedreht, so dass die Platte eine Bewegung ausführt, die die Resultante der beiden schwingenden Bewegungen ist. Um die Bewegungen der Platte über die Füße und Beine auf den Unterkörper des Patienten übertragen zu können, ist die Platte mit einer Vorrichtung zum Befestigen der Füße des Patienten ausgerüstet. Die Befestigungsvorrichtung sorgt dafür, dass die Füße des Patienten bei dem komplizierten Bewegungsvorgang der Platte in allen Richtungen mitgenommen wird. Weiter ist dort der Patient an einem Rahmen aufgehängt. Das Eigengewicht des Patienten, das bei der Ausbildung von Muskeln des Bewegungsapparats normalerweise den Grundtonus liefert, wird dadurch aufgehoben und spielt beim Bewegungsablauf keine Rolle. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, das eine therapeutisch wirksame Stimulation der Muskeln des Bewegungsapparats, insbesondere im Bein- und Rückenbereich ohne die Ausführungen von Torsionsbewegungen bei geringstmöglicher Belastung des Herz-Kreislauf-Systems gewährleistet.
- Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentansprüchen 1 und 3 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine therapeutisch wirksame Stimulation von Muskelfasern nur dann möglich ist, wenn die Muskelfasern von einem konstitutionsbedingten Grundtonus aus in einem definierten Schwellenbereich oszillierend stimuliert werden. Der Grundtonus wird naturgemäß durch das auf der Beinmuskulator lastende Eigengewicht eingestellt, während die periodische Stimulanz durch einen geeigneten Antriebsmechanismus in die Muskulator eingeleitet werden kann.
- Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse wird gemäß einer ersten Lösungsvariante der Erfindung vorgeschlagen, dass die Fußaufnahmeplatte als Wippe mit horizontal ausgerichteter Schwenkachse ausgebildet ist, deren nach einander gegenüberliegenden Seiten über die Schwenkachse überstehende Wippenausleger durch oszillierendes Verschwenken im Gegentakt heb- und senkbar sind und je eine mit nach außen hin zunehmender Hubamplitude nutzbare Trittfläche aufweisen. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass die Hubamplitude besonders einfach durch mehr oder weniger weites Spreizen der Beine den individuellen Bedürfnissen angepasst werden kann.
- Gemäß einer vorteilhaften oder alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Fußaufnahmeplatte als Wippe ausgebildet, deren Wippenausleger mit je einer Trittfläche versehen sind, wobei jedem Wippenausleger ein im Gegentakt oszillierend antreibbarer Hubmechanismus zugeordnet ist.
- Wenn sich ein Patient mit seinen Fußballen auf die beiden Trittflächen stellt, so kann er durch mehr oder weniger tiefe Kniebeugen in seiner Muskulatur einen Grundtonus einstellen, der durch die Oszillation der Trittflächen über lagert wird. Durch die gegensinnige Oszillation der beiden Trittflächen wird die periodische Bewegung über die Gelenke unter regelnder Einwirkung des vegetativen Nervensystems abgefangen, ohne dass es zu einer Verschiebung des Körperschwerpunkts kommt.
- Da jeder Muskel eine Ansprech- und eine Abklingzeit in der Größenordnung von einigen 10 ms aufweist, ist es von Vorteil, wenn die Hubfrequenz der Trittflächen an diese Zeiten angepasst wird. Dementsprechend ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Steuergerät zur Ansteuerung des Antriebsmechanismus mit wahlweise einstellbarer Hubfrequenz vorgesehen, wobei die Hubfrequenz auf einen Wert zwischen 1 und 60 Hz, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Hz einstellbar sein sollte. Zweckmäßig weist der Antriebsmotor hierzu einen drehzahlgeregelten Elektromotor auf. Um dazuhin die Amplitude der Hubbewegungen auf die Verhältnisse im Bewegungsapparat abzustimmen, ist es vorteilhaft, wenn ein Hub von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 30 mm durch mehr oder weniger weites Spreizen der Beine auf den Trittflächen eingestellt werden kann.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeder Hubmechanismus eine durch einen gemeinsamen Elektromotor angetriebene und durch eine Ausgleichsmasse ausgewuchtete Antriebswelle aufweist. Die Hubmechanismen weisen dabei zweckmäßig je eine in einem gestellfesten Lager gelagerte, durch den gemeinsamen Elektromotor antreibbare Antriebswelle und ein mit dem einen Ende exzentrisch an der Antriebswelle gelagertes und mit dem anderen Ende am betreffenden Wippenausleger angelenktes Pleuel auf. Jedes Pleuel weist vorteilhafterweise zwei parallel ausgerichtete Pleuelstangen auf. Die Antriebswellen können durch je einen mit einer Abtriebswelle des Elektromotors gekuppelten Zahnriementrieb vorzugsweise gegensinnig angetrieben werden. Um unerwünschte Vibrationen zu vermeiden, werden die Antriebswellen zweckmäßig durch je eine Ausgleichsmasse ausgewuchtet. Die Ausgleichsmasse kann als auf der An triebswelle angeordnete, massenbehaftete Exzenterscheibe ausgebildet sein.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gerätegestell eine Bodenplatte aufweist, dass die Trittflächen im Abstand über der Bodenplatte angeordnet sind, dass der Motor und die Übertragungsvorrichtung im Bereich zwischen der Bodenplatte und den Trittflächen angeordnet sind und dass an der Bodenplatte ein nach oben überstehender Halterahmen angeordnet ist.
- Grundsätzlich ist es möglich, das erfindungsgemäße Gerät auch in einer fußbetätigten Krafttrainingsmaschine (Bodybuilding-Maschine) zu verwenden, wenn die Trittfläche an einem Fußpedal oder einer Fußplattform zur Erzeugung eines Grundtonus im Bereich der zu behandelnden Muskeln angeordnet ist.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1a eine Seitenansicht eines Geräts zur Muskelstimulierung im Beinbereich; -
1b einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung nach1a ; -
2a eine Draufsicht auf das Gerät nach1a ; -
2b einen Ausschnitt aus2a in vergrößerter Darstellung; -
3 einen Schnitt durch einen der Hubmechanismen für die Wippe in vergrößerter Darstellung. - Das in der Zeichnung dargestellte Trainingsgerät ist zur Stimulation des Bewegungsapparats und der Muskulatur im Bein- und Rückenbereich bestimmt und ist sowohl für Sport- als auch für Rehabilitationzwecke einsetzbar. Es weist ein Gestell
10 , bestehend aus einer Bodenplatte12 mit im wesentlichen trapezförmigem Umriss und einen von der Bodenplatte12 abnehmbaren Halterahmen14 sowie eine an gestellfesten Lagerböcken16 um eine horizontale Schwenkachse18 verschwenkbare Wippe20 auf. Die über die Schwenkachse18 nach den beiden Seiten überstehenden Ausleger20' ,20'' der Wippe20 sind mit je einer nach oben weisenden Trittfläche22 versehen, während an der Unterseite der Ausleger20' ,20'' im Abstand von der Schwenkachse18 je ein Hubmechanismus24 angreift, die über einen gemeinsamen, drehzahlgeregelten Elektromotor26 mittels je eines Zahnriementriebs28 im Gegentakt antreibbar sind. Die Hubmechanismen24 weisen je eine in einem gestellfesten Lager31 gelagerte, eine Zahnscheibe30 des Zahnriementriebs28 tragende Antriebswelle32 und ein mit dem einen Ende34 exzentrisch an der Antriebswelle32 gelagertes und mit dem anderen Ende36 an der Unterseite des betreffenden Wippenauslegers20' ,20'' angelenktes Pleuelstangenpaar38 auf. Für den Umwuchtausgleich ist auf der Antriebswelle32 zusätzlich eine massenbehaftete Exzenterscheibe40 angeordnet. - Mit einem derart ausgebildeten Antriebsmechanismus ist es möglich, die Wippe
20 um ihre Schwenkachse18 in eine oszillierende Hub- und Senkbewegung zu versetzen und damit die Trittflächen22 der Ausleger20' ,20'' im Gegentakt um einen Hub a an deren Außenrand von beispielsweise 20 mm auf und ab zu bewegen. Die Hubfrequenz kann über ein Steuergerät42 , das im oberen Teil des Halterahmens14 angeordnet ist, wahlweise in einem vorgegebenen Bereich von beispielsweise 1 bis 60 Hz eingestellt werden. - Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Stimulation des Bewegungsapparats und der Muskulatur insbesondere im Bein- und Rückenbereich. Um die Stimulation mit möglichst geringer Belastung des Herz- Kreislaufsystems durchführen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass an einem Gestell
10 zwei Trittflächen22 angeordnet sind, die mittels eines Antriebsmechanismus24 ,26 ,28 im Gegentakt oszillierend heb- und senkbar sind. Der Grundtonus der Muskulatur wird über das Eigengewicht des auf den Trittflächen22 stehenden Patienten eingestellt, während die Muskelstimulation durch die oszillierende Trittflächenbewegung erfolgt.
Claims (15)
- Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats, insbesondere im Bein- und Rückenbereich, mit einer Fußaufnahmeplatte und einer mit einem Motor (
26 ) verbundenen Übertragungsvorrichtung (24 ), die auf die Fußaufnahmeplatte Schwingungen innerhalb einer annähernd senkrechten Ebene überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußaufnahmeplatte als Wippe (20 ) mit horizontal ausgerichteter Schwenkachse (18 ) ausgebildet ist, deren nach einander gegenüberliegenden Seiten über die Schwenkachse (18 ) überstehende Wippenausleger (20' ,20'' ) durch oszillierendes Verschwenken im Gegentakt heb← und senkbar sind und je eine mit nach außen hin zunehmender Hubamplitude nutzbare Trittfläche (22 ) aufweisen. - Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Wippenausleger (
20' ,20'' ) ein motorisch antreibbarer Hubmechanismus (24 ) als Übertragungsvorrichtung zugeordnet ist. - Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats, insbesondere im Bein- und Rückenbereich, mit einer Fußaufnahmeplatte und einer mit einem Motor (
26 ) verbundenen Übertragungsvorrichtung (24 ), die auf die Fußaufnahmeplatte Schwingungen innerhalb einer annähernd senkrechten Ebene überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußaufnahmeplatte als Wippe (20 ) ausgebildet ist, deren Wippenausleger (20' ,20'' ) mit je einer Trittfläche (22 ) versehen sind, und dass jedem Wippenausleger (20' ,20'' ) ein im Gegentakt oszillierend antreibbarer Hubmechanismus (24 ) zugeordnet ist. - Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (
42 ) zur Ansteuerung eines Antriebsmechanismus (24 ,26 ,28 ) mit wahlweise einstellbarer Hubfrequenz. - Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubfrequenz auf einen Wert zwischen 1 und 60 Hz, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Hz einstellbar ist.
- Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trittflächen (
22 ) einen Hub (a) von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 30 mm aufweisen. - Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus einen drehzahlgeregelten Elektromotor (
26 ) aufweist. - Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hubmechanismus (
24 ) eine durch einen gemeinsamen Elektromotor (26 ) angetriebene und durch eine Ausgleichsmasse (40 ) ausgewuchtete Antriebswelle (32 ) aufweist. - Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubmechanismen (
24 ) je eine in einem gestellfesten Lager (31 ) gelagerte, durch den gemeinsamen Elektromotor (26 ) antreibbare Antriebswelle (32 ) und ein mit dem einen Ende (34 ) exzentrisch an der Antriebswelle (32 ) gelagertes und mit dem anderen Ende (36 ) am betreffenden Wippenausleger (20' ,20'' ) angelenktes Pleuel (38 ) aufweisen. - Gerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass jedes Pleuel (
38 ) zwei parallel ausgerichtete Pleuelstangen aufweist. - Gerät nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (
32 ) durch je einen mit einer Abtriebswelle des Elektromotors (26 ) gekuppelten Zahnriementrieb (28 ) vorzugsweise gegensinnig antreibbar sind. - Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (
32 ) der Übertragungsvorrichtung durch je eine Ausgleichsmasse (40 ) ausgewuchtet sind. - Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse als auf der jeweiligen Antriebswelle (
32 ) angeordnete, massenbehaftete Exzenterscheibe (40 ) ausgebildet ist. - Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einem Gestell (
10 ), das eine Bodenplatte (12 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trittflächen (22 ) im Abstand über der Bodenplatte (12 ) angeordnet sind, dass der Antriebsmechanismus (24 ,26 ,28 ) im Bereich zwischen der Bodenplatte (12 ) und den Trittflächen (22 ) angeordnet ist und dass an der Bodenplatte (12 ) ein nach oben überstehender Halterahmen (14 ) angeordnet ist. - Verwendung des Geräts nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer fußbetätigten Krafttrainingsmaschine, wobei die Trittfläche an einer Fußplattform oder einem Fußpedal der betreffenden Krafttrainingsmaschine angeordnet ist.
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