DE19819957A1 - Radsportgerät für Einbeintraining - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Damit ein Radfahrer einen optimalen Vortrieb erzeugt, sollte er während der ganzen Kurbelbewegung auf beide Kurbeln eine, möglichst gleichgroße, Kraft wirken lassen.

Es ist bekannt, die Tretlagerachse eines Fahrradantriebes zu teilen und die außenlie­ genden Enden mit je einem Kettenblatt und Kurbel zur Kraftaufnahme auszurüsten. DE 90 00 410 zeigt zum Beispiel ein System, bei dem durch Teilen der Achse die Bewe­ gung der nicht krafteinleitenden Kurbel, innerhalb eines Sektors gegenläufig zur jeweils kraftaufnehmenden verläuft.

Bei DE 90 00 410 wird, ähnlich eines herkömmlichen Fahrradantriebes, durch die Rück­ holkette eine Wechselwirkung der beiden Kurbeln gewährleistet. Das verhindert die Not­ wendigkeit während der Druckphase auf eine Kurbel an der anderen einen aktiven Zug ausüben zu müssen. Das hätte jedoch einen besseren Krafteinsatz zur Folge.

In U.S.-Patent Nr.: 5, 496, 238 - erteilt im März 1996 - wird ein Konditionsapparat beschrieben, welcher ein wahlweise geteiltes oder gekoppeltes Tretlager besitzt, an deren äußeren Enden je eine Antriebsvorrichtung mit Kettenblatt für eine feste Verbin­ dung mit den Füßen eines Benutzers sorgt.

Durch die weitere Konstruktion der kraftaufnehmenden und bremsenden Elemente beschränkt sich das Gerät jedoch auf einen Krafteinsatz bei der Aufwärtsbewegung der Pedale. Das entspricht nicht den für einen Fahrradantrieb aufzubringenden Kraftauf­ wendungen.

Die Aufgabe meiner Erfindung ist es, ein Gerät zu entwickeln, um die eingangs beschrie­ ebene optimale Tretbewegung für einen Fahrradantrieb, bei fester Verbindung mit dem Schuh des Benutzers, zu erlernen. Dieses soll durch regelmäßiges Training verinner­ licht werden und so auf dem Rennrad seine Anwendung und Fortsetzung finden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung erfolgt durch die in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegebenen Merkmale.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die beim Radfahren - bedingt durch eine starre Tretlagerachse - oft vernachlässigte Muskulatur in unmittelbarem Zusammen­ hang mit der gewöhnlich eingesetzten Kraft bei jeder einzelnen Kurbelumdrehung aktiv angesprochen wird. Darüberhinaus ergibt sich ein runder Bewegungsablauf bei dem, von beiden Beinen unabhängig, eine gleichgroße Kraft während der gesamten Kurbel­ umdrehung wirken muß.

Im Radsport -Training nimmt die Übung des runden Trittes einen großen Umfang ein. Mit dem Gerät wird das intensiviert, wobei sich auch die Trainingszeit auf diesem Gebiet verkürzt. Eine kräftemäßige Auslastung ist schneller zu erreichen als auf einem her­ kömmlichen Ergometer. Das ergibt sich dadurch, daß wie bereits erwähnt, Muskelgrup­ pen beansprucht werden, die durch die starre Tretlagerachse eines Fahrradantriebes oft nicht voll zum Einsatz kommen.

Beim Radfahren, auch mit fester Verbindung Schuh - Pedal, ist es einfacher auf einer Seite nach unten zu drücken, als auf der anderen Seite mit gleichgroßer Kraft zu ziehen. Zum einen dadurch, daß die Druckphase sich ergonomisch einfacher ausführen läßt und auch das Gewicht des Beines als Kraft auf die Kurbel wirkt, zum anderen bewegt sich das andere Bein gleichzeitig in der ergonomisch weniger günstigen Zugphase und die Schwerkraft des Beines muß zusätzlich überwunden werden.

Wird die Zugbewegung jedoch nicht aktiv ausgeführt, ist in der gleichzeitig ablaufenden Druckbewegung, bei gleicher Geschwindigkeit, ein größerer Kraftaufwand nötig. Das bewirkt einen unökonomischen Tritt mit schnellem Kraftverschleiß.

Im Radsport wird sogenanntes Einbeintraining empfohlen, um die notwendigen Schub -, Druck - und Zugkräfte während der Kurbelumdrehung zu "erfühlen". Dabei nimmt der Sportler einen Fuß vom Pedal und fährt mit nur einem Bein. Mit der Vorrichtung wird es möglich, beide Beine zusammen zu beanspruchen. Das ergibt ein gutes Gefühl für das Zusammenspiel der Beine untereinander. Nachwuchssportler, Anfänger können sofort an eine optimale Trettechnik herangeführt werden.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im fol­ genden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Sicht von oben (auf Antriebs - und Bremselemente)

Fig. 2 Seitenansicht von links bei Verwendung in einem gewöhnlichen Fahrradrahmen.

Fig. 3 Bremsvorrichtung zur Dämpfung von Kraft durch Gewicht - (Abwärtsbewegung).

Die Achse 1 einer Tretlagerpatrone 2 wird in der Mitte geteilt und beide Hälften mit je zwei Industriekugellagern 3 versehen. Die äußeren Enden der Achse werden mit einem Antriebskettenblatt 4 bestückt, an deren Kurbel 5 ein Rennpedal 5a für eine feste Ver­ bindung mit dem entsprechenden Schuh sorgt. Das linke Pedalgehäuse wird in diesem Fall mit der Pedalachse eines rechten Pedals ausgestattet, um es nach vorn ausgerich­ tet an der seitenversetzten Kurbel anbringen zu können.

Beide Kettenblätter 4; 4' sind über eine Fahrradkette 6 mit einer separaten, regelbaren Bremsvorrichtung verbunden. Auf der hinteren Achse 7 befinden sich zwei, durch Kugel­ lager 8 voneinander unabhängig drehbare Kunststoffscheiben 9 an denen per Frei- oder Starrlauf ein Ritzel 10 angebracht ist um die Verbindung zum Antrieb herzu­ stellen. Die Kunststoffscheiben 9 besitzen eine Nut zur Führung des Keilriemens 11 und werden durch Konen auf der Achse 7 in Position gehalten. Die Keilriemen 11 treiben je eine regelbare Magnetstrombremse 12 an.

Die Scheiben sind in diesem Modell notwendig, um mit der Übersetzung eine ausreich­ ende Bremswirkung zu erzielen. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 4 : 50 haben sie einen Durchmesser von etwa 35 cm. Die Bremswirkung wird über Bowdenzug am Lenker geregelt. Daneben besteht auch die Möglichkeit die Bremsung über die Anzahl der Zähne von Antriebskettenblatt 4 und Ritzel 10 zu variieren.

Um den gewöhnlichen Tretvorgang zu simulieren ist es zweckmäßig, das in der Abwärtsbewegung auf die Kurbel 5 wirkende Gewicht des jeweiligen Beines mittels einer zusätzlichen Bremsvorrichtung ( Fig. 3) zu neutralisieren.

Bei entsprechend starker Bremsung ist auch der Einsatz des Körpergewichts auf das jeweils abwärtslaufende Pedal denkbar. Dadurch wird es möglich "aus dem Sattel zu gehen".

Folgend wird die Vorrichtung beschrieben:
An der Innenseite beider Antriebskettenblätter 4 ist eine Zahnstange 13 so angebracht, daß sie in 12-Uhr-Stellung der Kurbel 5 einen Bogen, etwa von der 10-Uhr-Marke bis zur 2-Uhr-Marke beschreibt.

Ein etwa 30 Zentimeter langer Zylinder 14 ist in einem Gehäuse 15 drehbar gelagert. Dieses Gehäuse hält den Zylinder auf Höhe des Tretlagers und parallel zum Boden, in einer Flucht mit dem Ergometer. Das Gehäuse befindet sich auf einer Schiene 16, welche die vordere und hintere Standvorrichtung (Fig. 2) miteinander verbinden und läßt sich daher wie ein Schlitten zur Tretlagerpatrone 2 vor- und zurückschieben. Die jewei­ lige Stellung auf der Schiene 16 kann wird durch eine Schraube arretiert.

An der Tretlagerpatrone 2 zugewannten Seite des Zylinders 14 ist, außerhalb des Gehäuses 15, ein kegelstumpf-förmiges Zahnrad 17 fest montiert. Ein Durchlauf der Zahnstange 13 bewirkt eine halbe Drehung des Zahnrades 17 samt Zylinder 14. Am anderen Ende des Zylinders 14, außerhalb des Gehäuses 15, befindet sich eine ellipsenförmige Scheibe 18. In der Grundstellung liegt die Hauptachse der Scheibe 18 in der Waagerechten. Die Scheibe 18 ist von geeigneter Stärke, um einem federnd gela­ gerten Bremsklotz 19 Gegenhalt zu bieten. Der Anpressdruck der Feder 20 kann indi­ viduell eingestellt werden.

Bei jeder Kurbelumdrehung wirkt nun die Grundbremsung durch die Magnetstrom­ bremse 12 und in der Abwärtsbewegung tritt zusätzlich eine Bremsung durch die be­ schriebene Vorrichtung auf, welche nur das auf die Pedale 5a und 5b wirkende körper­ eigene Gewicht aufheben soll.

Durch die Form der Scheibe 18 ergibt sich eine auf- und abschwellende Bremsung. Die Bremsung erreicht ihren größten Wirkungsgrad bei der 3-Uhr-Stellung der Kurbel, in der auch das Gewicht des Beines am stärksten wirkt. Dann nimmt die Bremsung stetig ab, bis nach auslaufen der Zahnstange 13 nur die Grundbremsung wirksam ist. Hier beginnt die Aufwärtsbewegung bei der keine zusätzliche Kraft durch Gewicht auf­ tritt.

Etwa zur gleichen Zeit greift die Zahnstange 13 des anderen Antriebskettenblattes 4' in das kegelstumpf-förmige Zahnrad 17 und bewegt die Scheibe 18 entgegen der vorhe­ rigen Bewegung um eine halbe Umdrehung zurück. So wird normalerweise nur die Hälfte der ellipsenförmigen Scheibe 18 über den Bremsklotz 19 geführt. Die Scheibe 18 bewegt sich jedoch auch über die andere Hälfte, wenn auf dem Gerät nur ein Antrieb bewegt wird, was auch mit zusätzlicher Bremsung weiterhin möglich sein soll.

Durch die zusätzliche Bremsvorrichtung werden die Kurbeln 5 nun blockieren, wenn sie nicht annähernd im gewohnten Auf und Ab angetrieben werden. Um ein wenig Toleranz zu schaffen, werden die Zahnstangen 13 an den antreibenden Kettenblättern 4; 4' nicht über einen vollständigen Halbkreis gelegt.

Um gerade in der Lernphase auf dem Ergometer ein wiederholtes Blockieren der Kur­ beln 5 zu vermeiden, kann die zusätzliche Bremsvorrichtung wie ein Schlitten zwischen den beiden Kettenblättern 4; 4' hervorgezogen werden.

Auf einem Display am Lenker ließen sich neben wichtigen Daten wie Tretfrequenz, Lei­ stung in Watt, auch die Stellung der Kurbeln 5 zueinander graphisch darstellen, um eine Kontrolle bei normaler Blickrichtung zu ermöglichen.

Bezugszeichenliste

1

Achse

2

Tretlagerpatrone

3

Kugellager

4

Antriebskettenblatt links

4

' Antriebskettenblatt rechts

5

Kurbel

5

a Rennpedal links

5

b Rennpedal rechts

6

Fahrradkette

7

hintere Achse

8

Kugellager

9

Kunststoffscheibe

10

Ritzel

11

Keilriemen

12

Magnetstrombremse

13

Zahnstange

14

Zylinder

15

Gehäuse

16

Schiene

17

kegelstumpfförmiges Zahnrad

18

ellipsenförmige Scheibe

19

Bremsklotz

20

Feder

Claims (9)

1. Radsportgerät für Einbeintraining, das einen separaten Antrieb für das linke und das rechte Bein besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß mit beiden Antrieben während einer Vollkreisbewegung eine Bremsung erfolgt, die in der Abwärtsbewegung der Beine zunimmt und wieder abnimmt und die regelbar ist.

2. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe symmetrisch auf einer Achse (1) in einer Tretlagerpatrone (2) auf Industriekugellagern (3) gelagert sind und an den äußeren Enden mit Antriebskettenblättern (4) und (4'), Kurbeln (5) und mit Rennpedalen (5a) und (5b) zur festen Verbindung mit dem Schuh ausgerüstet sind und daß an der Innenseite beider Antriebskettenblätter (4) und (4') Zahnstangen (13) derart angebracht sind, daß die Zahnstange (13) in der 12-Uhr-Stellung der Kurbel (5) einen Bogen, etwa von der 10-Uhr-Marke bis zur 2-Uhr-Marke, beschreibt.

3. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebskettenblätter (4) und (4') über Fahrradkette (6) mit einer separaten Bremsvorrichtung, bei der auf der hinteren Achse (7) sich zwei auf Kugellagern (8) gelagerte voneinander unabhängig drehbare Kunststoffscheiben (9), an denen per Frei- oder Starrlauf Ritzel (10) angebracht ist, um die Verbindung zum Antrieb herzustellen, verbunden ist.

4. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffscheiben (9) eine Nut zur Führung von Keilriemen (11) besitzen, daß sie durch Konen auf der Achse (7) in Position gehalten werden und daß Keilriemen (11) eine regelbare Magnetstrombremse (12) antreiben.

5. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinder (14) in einem Gehäuse (15) drehbar gelagert ist und das der Zylinder (14) auf der Höhe der Tretlagerpatrone (2) und parallel zu Boden, in Flucht mit dem Gerät gehalten ist.

6. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) auf einer Schiene (16), die die vordere und hintere Standvorrichtung miteinander verbindet, angeordnet ist und daß sich das Gehäuse (15) wie ein Schlitten zur Tretlagerpatrone (2) vor- und zurückschieben läßt und die jeweilige Stellung arretiert wird.

7. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Tretlagerpatrone (2) zugewannte Seite des Zylinders (14), außerhalb des Gehäuses (15) ein kegelstumpfförmiges Zahnrad (17) aufweist, so daß ein Durchlauf der Zahnstange (13) ein halbe Drehung des kegelstumpfförmigen Zahnrades (17) bewirkt.

8. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende des Zylinders (14), außerhalb des Gehäuses (15), eine ellipsenförmige Scheibe (18) angeordnet ist, deren Hauptachse in der Grundstellung in der Waagerechten liegt.

9. Radsportgerät für Einbeintraining nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ellipsenförmige Scheibe (18) von geeigneter Stärke ist, um einem federgelagerten Bremsklotz (19) Gegenhalt zu bieten und daß der Anpressdruck einer Feder (20) individuell einstellbar ist.