DE19733595A1

DE19733595A1 - Machine for maximum force development and monitoring for weight lifters and triathletes

Info

Publication number: DE19733595A1
Application number: DE19733595A
Authority: DE
Inventors: Eugen Froehlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2017-07-26
Also published as: DE19733595C2

Abstract

The machine has a rod (5), which provides a constant resistance and which is moved upwards and downwards by an electric motor (9). The rod is permanently attached to a chain (10) at both ends driven by the motor via a transmission (8).

Description

Description of the machine for maximum force development and control for weightlifters and powerlifters (The statements are made from the inventor's knowledge base = applicant = Eugen Fröhlich) 1. Technical field

Die Erfindung fällt in das Gebiet von Kraftentwicklungsmaschinen bzw. Trainings geräten für Sportler verschiedener Kraftsportarten.The invention falls within the field of power development machines or training devices for athletes of various strength sports.

2. The known state of the art

Dem Anmelder ist zum Zeitpunkt der Patentanmeldung keine Maschine bekannt, die das im nachfolgenden Punkt beschriebene, zugrundeliegende Problem löst.The applicant is not aware of any machine at the time of the patent application. that solves the underlying problem described in the following point.

3. The underlying problem (The described problem of the interaction of the different Muscle fibers, tendons and ligaments is the current state of sports medicine and can be found everywhere in the specialist literature) and the disadvantages of conventional exercise equipment

Es gibt eine Vielzahl von Geräten, die für das Krafttraining bestimmt sind. All diesen Geräten liegt das Prinzip der dynamischen Arbeit zu Grunde.There are a variety of devices designed for weight training. All of these Devices are based on the principle of dynamic work.

Es ist bekannt, daß der Muskel eine komplizierte Struktur aufweist. Er enthält außer Sehnen noch drei verschiedene Muskelfasertypen:
Weiße, rote und gemischte Fasern.It is known that the muscle has a complicated structure. In addition to tendons, it contains three different types of muscle fibers:
White, red and mixed fibers.

Diese verschiedenen Fasertypen haben auch verschiedene Aufgaben. Sie reagie ren auf verschiedene Reizarten.These different types of fibers also have different tasks. You reacted different types of stimuli.

Übungen mit leichteren Lasten und relativ hohen Geschwindigkeiten aktivieren eher die weißen Muskelfasern. Höhere Lasten und niedrige Geschwindigkeit beanspru chen mehr die roten Fasern.Exercises with lighter loads and relatively high speeds are more likely to activate the white muscle fibers. Higher loads and low speeds red fibers.

Jede Myofibrille arbeitet nach dem "Alles oder nichts"-Prinzip, das heißt, daß jede einzelne Myofibrille entweder voll kontrahiert ist oder völlig entspannt ist. Jede Bewegung ist immer mit einem gewissen Kraftaufwand verbunden. Die Kraft entfaltung ist um so größer, je mehr Myofibrillen gleichzeitig in die Aktion einbezo gen werden können.Each myofibril works on the "all or nothing" principle, which means that each single myofibril is either fully contracted or completely relaxed. Every movement is always associated with a certain amount of effort. The power The more myofibrils are included in the action at the same time, the greater it is can be gen.

Eine maximale Kraft kann, dementsprechend nur dann entwickelt werden, wenn alle Myofibrillen zur gleichen Zeit kontrahieren, also wenn von den Nervenzentren, re gelrecht eine Salve von elektrischen Impulsen in den Muskel abgefeuert wird.Accordingly, a maximum force can only be developed if all of them Contract myofibrils at the same time, i.e. if from the nerve centers, right A volley of electrical impulses is fired into the muscle.

Das passiert nur dann, wenn man versucht, einen unbeweglichen Gegenstand in Bewegung zu setzen. Wir sprechen in diesem Fall von einer isometrischen Muskel spannung.This only happens when you try to put an immovable object in To put movement. In this case we speak of an isometric muscle tension.

Eine Muskelspannung ist unvorstellbar, ohne Beteiligung der Sehnen. Die Sehne ist das Glied, die "Brücke", wodurch die Kraft auf ein Gegenstand übertragen wird.Muscle tension is inconceivable without tendon involvement. The tendon is the link, the "bridge" through which the force is transferred to an object.

Um hohe sportliche Leistungen zu erzielen, und um ohne Verletzungen davon zu kommen, müssen die Sehnen mindestens so stark sein wie die Muskeln, wenn nicht noch mehr.To achieve high athletic performance and to do without injuries the tendons must be at least as strong as the muscles, if not even more.

In der Praxis sehen wir oft ein ganz anderes Bild:
Eine ausgezeichnete Muskelhygertrophie und schwache, vernachlässigte Sehnen und Bänder.In practice, we often see a completely different picture:
Excellent muscle hypertrophy and weak, neglected tendons and ligaments.

Versucht ein solcher Athlet ein maximales Gewicht schnell zu heben, so passiert früher oder später das schlimmste, was einem Sportler passieren kann: Bänderriß. Hierfür gibt es genügend Beispiele. Dies ist auch kein Wunder, weil alle herkömmli chen Geräte und dem entsprechend auch die Trainingsmethoden so ausgelegt sind, daß der Bewegungsapparat ziemlich einseitig trainiert wird.If such an athlete tries to lift a maximum weight quickly, this happens sooner or later the worst thing that can happen to an athlete: torn ligaments. There are enough examples of this. This is not surprising, because everyone is conventional devices and the training methods are designed accordingly, that the musculoskeletal system is trained fairly one-sidedly.

Wie schon gesagt wurde, sind die verschiedenen Strukturen des Muskels (die Muskelfasertypen und Sehnen) an spezifische Reize angepaßt. Was gut für die Muskelkraft ist, führt noch lange nicht zur Entwicklung der Maximalkraft und trägt kaum zur Stärkung der Sehnen und Bänder bei.As has been said, the different structures of the muscle (the Muscle fiber types and tendons) adapted to specific stimuli. What good for them Muscle strength is far from leading to the development of maximum strength and contributes hardly to strengthen the tendons and ligaments.

Jeder Muskel verfügt über sogenannte Muskelspindeln, die die Funktion von Dehn rezeptoren haben. Sie sind den Muskelfasern parallel geschaltet.Each muscle has so-called muscle spindles that function as stretchers have receptors. They are connected in parallel to the muscle fibers.

Wenn ein Muskel gedehnt wird, dehnen sich auch die Muskelspindeln und die Seh nen mit.When a muscle is stretched, the muscle spindles and the eyes also stretch with.

Die Golgi-Organe, die in den Sehnen und in den Muskelspindeln sitzen, melden sofort die zunehmende Spannung an das Rückenmark. Die Reizschwelle der Golgi-Organe ist bedeutend höher als die der Muskelfasern. Es wurde festgestellt, daß sie nur bei einer Kombination von maximaler Muskelspannung und gleichzeitiger Dehnung anspringen.The Golgi organs that sit in the tendons and in the muscle spindles report immediately the increasing tension on the spinal cord. The stimulus threshold of the Golgi organs is significantly higher than that of muscle fibers. It was found that they only with a combination of maximum muscle tension and simultaneous Start stretching.

Um das Wachstum der maximalen Kraft anzuregen, müßte praktisch der Muskel in eine Lage gebracht werden, wo er gezwungen wäre, gleichzeitig eine isometrisch positive und isometrisch-negative Kontraktion auszuüben.In order to stimulate the growth of the maximum force, the muscle should practically be in be placed in a position where he would be forced to be isometric at the same time exercise positive and isometric-negative contraction.

Noch ein Aspekt ist in diesem Zusammenhang zu betrachten: Die Größe der zu entwickelnden Kraft hängt auch von den Gesetzen der Mechanik ab.Another aspect has to be considered in this context: The size of the developing power also depends on the laws of mechanics.

Hierbei handelt es sich vorwiegend um die Hebelgesetze.These are mainly the lever laws.

Als Beispiel nehmen wir die Kniebeugen. Während der Übung werden die Beine nur in einem einzigen Punkt, in die maximale Spannung versetzt (bei 90°). Das bedeu tet, daß in allen Gelenkwinkeln, die außerhalb der 90° sind, die Reizstärke nicht mehr ausreichend für die Steigerung der Maximalkraft ist. Übungen mit Lasten, die bewegt werden müssen, also dynamische Übungen, egal in welcher Form, sind nicht geeignet, um alle Muskelfasern während des kompletten Bewegungsablaufes zu aktivieren. Sie sind auch wenig geeignet, die Sehnen zu stärken.Let's take the squat as an example. During the exercise, the legs only in a single point, placed in the maximum tension (at 90 °). That means tet that the stimulus strength is not in all joint angles that are outside the 90 ° is more sufficient to increase the maximum force. Exercises with loads that must be moved, so dynamic exercises, no matter in what form, are not suitable for all muscle fibers during the complete movement activate. They are also not very suitable for strengthening the tendons.

Alle bis jetzt bekannte Krafttrainingsgeräte sind mehr oder weniger durch folgende Nachteile gekennzeichnet:
All strength training devices known so far are more or less characterized by the following disadvantages:

a) insufficient resilience of the muscles and tendons
b) no match between the muscle hypotrophy and the strength of the Tendons
c) great expenditure of energy and time
d) Disruption of the "normal" spatial movement structure
e) missing or inadequate measurement and evaluation options

4. The invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Trainingsgerät zu schaf fen, das die aufgezählten Nachteile der bekannten Geräte vermeidet.The object of the present invention is to create a training device fen, which avoids the disadvantages of the known devices.

Die in den Patentansprüchen beschriebene Maschine mit ihren Merkmalen löst das Problem dadurch, daß keine Last im herkömmlichen Sinne bewegt werden muß, sondern eine durch einen Elektromotor angetriebene, nach oben und unten beweg bare Stange Ansatzpunkt der Übung ist, somit die geforderten Voraussetzungen zur Maximalkraftentwicklung schafft und die Nachteile konventioneller Geräte ausschließt.The machine described in the claims with its features solves that Problem in that no load has to be moved in the conventional sense, but an up and down driven by an electric motor The starting point for the exercise is, therefore, the required prerequisites for Maximum power development creates and excludes the disadvantages of conventional devices.

5. Execution, function, example

Die Stange wird in beiden Richtungen mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt (9,8-10 cm/s). Die Geschwindigkeit der Stange ist von der Übungsperson nicht be einflußbar. Sie geht so zu sagen "ihren Weg" nach oben, bis sie den oberen Endschalter erreicht hat und dann nach unten bis zum unteren Endschalter, wieder nach ober und wieder nach unten usw.The bar is moved in both directions at a constant speed (9.8-10 cm / s). The speed of the bar is not determined by the exercise person influenceable. So she goes "up her way" until she says the top Has reached limit switch and then down to the lower limit switch, again up and down again etc.

Der Sinn der Übung liegt darin, daß der Athlet sich mit voller Kraft an der nach oben bewegbaren Stange an legt. Der Athlet zieht quasi an der Stange mit, kann sie aber, wie schon gesagt wurde, nicht beschleunigen. Alle Muskelfasern werden jetzt mobi lisiert und entwickeln eine Maximalspannung. Dadurch, daß die Stange eine geringe Geschwindigkeit hat, kann der Muskel oder alle Muskeln, die in der konkreten Übung beteiligt sind, die maximale Spannung in jeder Phase beibehalten.The point of the exercise is that the athlete is going full force to the top moveable rod on. The athlete practically pulls on the pole, but can, as has been said, do not accelerate. All muscle fibers are now becoming mobi and develop a maximum tension. Because the rod has a low Has speed, the muscle or all of the muscles involved in the specific exercise involved maintaining the maximum tension in each phase.

Es wird damit das erreicht, was mit den üblichen Geräten nicht zu schaffen ist, und zwar eine isometrische und gleichzeitig eine konzentrische Muskelfunktion.It is achieved what can not be done with the usual devices, and an isometric and at the same time a concentric muscle function.

Hat die Stange jetzt die oberen Endschalter betätigt, wird der Elektromotor sofort umgeschaltet, die Stange wird nach unten gefahrenen. Der Athlet zieht mit voller Kraft dagegen, als ob er die Stange stoppen will, kann aber nicht. Die Muskelspannung ist wieder maximal. In diesem Fall sprechen wir von einer isometrischen und gleich zeitig einer exzentrischen Muskelfunktion.If the rod has now actuated the upper limit switches, the electric motor is activated immediately switched over, the rod is moved down. The athlete pulls with full Force against it, as if he wants to stop the bar, but can not. The muscle tension is maximum again. In this case we speak of an isometric and the same early eccentric muscle function.

Gerade diese eigenartige Kombination von isometrisch und gleichzeitig konzentri scher Muskeltätigkeit einerseits und gleichzeitiger isometrisch-konzentrischer Funk tion des Muskels anderseits, schafft die Voraussetzung für die Entwicklung der ma ximalen Kraft und der Stärkung der Sehnen.This peculiar combination of isometric and concentric at the same time muscle activity on the one hand and simultaneous isometric-concentric radio on the other hand, creates the conditions for the development of the ma ximal strength and tendon strengthening.

Je nach dem, wie hoch und wie weit von einander die Endschalter eingestellt sind, ist es möglich, entweder den ganzen Bewegungsablauf zu trainieren, oder nur ge zielt einen bestimmten Gelenkwinkel "durchzuarbeiten".Depending on how high and how far apart the limit switches are set, it is possible to either train the whole sequence of movements, or just ge aims to "work through" a certain joint angle.

Erfindungsgemäß ist im Gerät ein Kettenspanner mit Feder vorgesehen. Das ge währleistet eine gewisse Bewegungsfreiheit der Stange in sagitaler Ebene. Man kann die Stange während der Übung an den Körper "heranziehen" oder "wegdrücken", was den natürlichen Bewegungsablauf aufrecht hält.According to the invention, a chain tensioner with spring is provided in the device. The ge ensures a certain freedom of movement of the rod in the sagital plane. One can "pull" or "push away" the bar against the body during the exercise, which maintains the natural movement.

Weiter ist noch eine Kontakt-Druckplatte vorgesehen. Der Athlet steht, sitzt oder liegt auf der Platte und übt während der Übung einen Druck auf die Platte aus. In der Platte sind Sensoren eingebaute die den Druck in elektrischen Strom umwandeln und zum PC bzw. Steuerpult leiten und somit das Meß- und Auswertungsverfahren ermöglichen. A contact pressure plate is also provided. The athlete stands, sits or lies on the plate and exerts pressure on the plate during the exercise. In the Plate are built in sensors that convert the pressure into electrical current and lead to the PC or control panel and thus the measurement and evaluation process enable.

Die Kontakt-Druckplatte ist noch mit einem regelbaren Druckschalter versehen. Der Druckschalter startet den Elektromotor, wenn die notwendige Kraftschwelle erreicht ist und stoppt ihn sofort, wenn der Druck auf die Platte abfällt oder ganz weg ist. Die Sicherheit des Sportlers wird durch die entsprechende Positionierung der Endschalter zum einen und die permanente Überwachung der Übung durch den Trainer zum anderen gewährleistet. Die Maschine kann darüber hinaus jederzeit durch einen Not-Aus-Schalter direkt ausgeschaltet werden.The contact pressure plate is also provided with an adjustable pressure switch. Of the Pressure switch starts the electric motor when the necessary force threshold is reached is and stops immediately when the pressure on the plate drops or is completely gone. The safety of the athlete is determined by the appropriate positioning of the Limit switch on the one hand and permanent monitoring of the exercise by the Guaranteed coach to another. The machine can also at any time can be switched off directly by means of an emergency stop switch.

6. Industrial applicability

Der Prototyp der Maschine wurde durch den Erfinder bereits gebaut und getestet. Die Ergebnisse der Maximalkraftentwicklung der zum Test herangezogenen Sport ler waren überwältigend.The prototype of the machine has already been built and tested by the inventor. The results of the maximum strength development of the sport used for the test It was overwhelming.

Die Erfindung kann durch einen Maschinenbauer in Serie gefertigt und an die ent sprechenden Bedarfsträger (z. B. Gewichthebervereine, Leistungsstützpunkte, Kraftdreikämpervereine, Bodybuilding-Studios, etc.) vertrieben werden.The invention can be manufactured in series by a machine builder and to the ent speaking needs (e.g. weightlifting clubs, service centers, Kraftdreikämper clubs, bodybuilding studios, etc.) are distributed.

7. Advantageous effect of the invention

Durch den Einsatz der Maschine läßt sich das Leistungsniveau eines jeden Kraft sportlers deutlich und vor allem nachweisbar, weil konkret meß- und auswertbar, stei gern.By using the machine, the performance level of each force can be athletes clearly and above all verifiable, because they are measurable and evaluable, stiff gladly.

Dem Erfinder obliegt die Betreuung einiger Spitzengewichtheber Deutschlands u. a. Ronny Weller. Er und sein Heimatverein, der VK Mutterstadt (1. Bundesliga im Gewichtheben) zeigen reges Interesse am Einsatz der Maschine.The inventor is responsible for the care of some of Germany's top weight lifters. a. Ronny Weller. He and his home club, the VK Mutterstadt (1st Bundesliga in Weightlifting) show keen interest in the use of the machine.

Sie kann somit zum Erhalt und Ausbau der Leistungen der Gewichtheber, sowie des Images des "deutschen" Gewichthebens in aller Welt beitragen.You can thus to maintain and expand the services of weightlifters, as well as the Contributing images of "German" weightlifting around the world.

Claims

1. Machine for maximum force development and control, with the help of which the maximum strength of an athlete can be specifically trained and controlled, characterized by the following features, a rod ( 5 ) that provides constant resistance is an electric motor ( 9 ) in the vertical direction moved up or down.

2. The rod is firmly connected at its ends with a chain ( 10 ).

3. The movement of the rod takes place via the two chains, which are driven by means of an electric motor, a gear ( 8 ) and a drive axle ( 7 ).

4. The chains run at the foot of the machine via a fixed chain wheel ( 1 ) at the head of the machine via a free-running chain wheel and a movable chain tensioner ( 2 ), form a rigid unit with the drive axle and are thus closed to form an endless circle,

5. The chain is tensioned by a movable chain tensioner and a spring ( 11 ).

6. The machine is equipped with adjustable limit switches ( 3 and 4 ) which define the respective end of one movement and cause the movement in the other direction.

7. The machine is provided with a contact pressure plate ( 6 ) below the rod and above half of the drive axis, on which the training person is positioned accordingly.

8. There are sensors in the contact pressure plate, which on the one hand are made of Measure the force used and on the other hand switch off the electric motor and thus stop the movement when the pressure on the plate is below a certain Value falls.

9. The system has an interface (reference to the drawing bottom left) for data or measured value transmission to a control panel or a PC is connected.

10. Enable the interface in connection with the control panel or the PC the control of the exercise by the trainer, the recording of the transferred Measured values and the evaluation of the data for the corresponding alignment of the further training program.