DE19903738C2 - Gerät für Fitnesstraining und Bodybuilding - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für Fitnesstraining und Bodybuilding, das unter Anwendung von Reibungswiderstän­ den arbeitet.

Es gibt heute eine Vielzahl von Geräten, die für o. g. Trai­ ningszwecke verfügbar sind und vorwiegend unter Anwendung von Gewichten funktionieren, das heißt, die Schwerkraft ausnutzen oder sich Federkräfte zunutze machen. Reibungskräfte werden kaum genutzt, obwohl Gerätekonzeptionen dafür vorliegen. Mit einer solchen befaßt sich die US 5 282 776. Das hier angemeldete Gerät besteht aus zwei kurzen Metallzy­ lindern, an denen zwecks Drehung Handgriffe angebracht sind. Beide Zylinder sind jeweils an einer ihrer planen Flächen teilweise mit einem Reibbelag versehen. Sie weisen außerdem durchgehende Bohrlöcher in Richtung der Zylinderachse auf. Diese dienen zur Aufnahme einer Achse, auf der die Zylinder frei drehbar angeordnet sind. Die Achse wird durch eine Schraube gebildet. Eine Einstellmutter auf der Schraube dient dazu, beide Metallzylinder mit ihren Reibbelägen gegen zwei plane Reibflächen zu drücken, die zwischen den Zylindern an einem Gestell fest montiert sind. Um zu vermeiden, daß sich die Schraube beim Training durch die Zylinderdrehungen löst, wirkt die Schrauben-Mutter-Verbindung nicht direkt auf die beiden Zylinder, sondern über zwei Winkel, die am Gestell festgemacht sind. Beim Anziehen der Mutter erfolgt eine Verbiegung der Winkel, die dadurch auf die Zylinder drücken. Auf diese Weise soll eine definierte Einstellung der Reibungskräfte erfolgen.

Ein Nachteil dieses Konzeptes ist, daß Reibungskräfte nicht nur an den mit Reibmaterial versehenen Flächen auftreten, son­ dern auch zwischen den zwei Winkeln und den anliegenden Zy­ linderflächen. Insofern kommt es hier zu einer Addition von zwei Reibwerten, von denen einer nicht definierbar ist. Dies wird noch dadurch verstärkt, daß die Kräfte infolge der Winkelverbiegung nicht achssymmetrisch auf die Zylinder wirken und diese verkanten können.

Diese Nachteile können die zuverlässige Funktion des Gerätes beeinträchtigen oder ganz in Frage stellen.

Das Prinzip der Ausnutzung von Reibeffekten für ein Muskel­ training ist auch Gegenstand der US 5 685 811. Eine konstruktive Variante dabei sieht vor, Reibung zwischen zwei gegenläufig drehbaren, kurzen Stäben zu erzeugen. Zur Einstellung der Reibung dient eine zwischen den Stäben auf der Drehachse sitzende Tellerfeder. Die Drehachse ist an dem einen Stab festgemacht und am freien Ende mit einem Ge­ winde versehen, so daß mit Hilfe einer Flügelmutter die Tel­ lerfeder zwischen den beiden Stäben zusammengepreßt werden kann und so ein Reibungswiderstand entsteht. Die Flügelmutter enthält an der dem Stab zugewandten Seite Einraststifte und an der anliegenden Stabseite Einkerbungen, in die die Stifte greifen. Dadurch wird die Flügelmutter mit dem Stab verbun­ den. Der Nachteil dieser Verbindung liegt daran, daß bei je­ der gegenläufigen Bewegung der beiden Stäbe auch die Flügel­ mutter gedreht wird und somit der Reibungswiderstand sich ständig verändert.

Mit Geräten, die entweder mit Gewichten oder mit Federkräften arbeiten, werden zur Ausbildung spezieller Muskelpartien je­ weils eigene, z. T. sehr zeit- und geräteaufwendige Übungen in Trainingsprogrammen durchgeführt. Trainingsprogramme bestehen aus Bewegungszyklen, die sich aus zwei Phasen, einer Positiv­ bewegung und einer Negativbewegung zusammensetzen. Nur in der ersten Phase findet ein Muskeltraining statt, die Nega­ tivphase dient lediglich zum Zurückführen der Muskulatur in die Augangsposition ohne nennenswerte Belastung. Der zeit- und geräteaufwendige Nachteil heutiger Trainingseinrichtungen wird dadurch verursacht, daß sowohl die Federkraft als auch die Schwerkraft den Muskelkräften nur in einer Richtung einen Widerstand entgegensetzt.

Beispielsweise wird bei einem Trainingszyklus ein Körper­ glied, z. B. Arm, in der ersten Phase aus einer Anfangsposi­ tion in eine Endposition gebracht, wobei eine Feder gespannt oder ein Gewicht angehoben wird. Anschließend erfolgt in der zweiten Phase die Rückführung des Armes in die Anfangsposition, wobei unter stark reduzierter Belastung der gleichen Muskelpartie, d. h. mit geringem Kraftaufwand, die Feder entspannt oder das Gewicht herabgelassen wird. Das Mus­ keltraining erfolgt deshalb nur in der ersten Phase. Die zweite Phase liefert dazu keinen nennenswerten Beitrag, ist demnach verlorene Zeit.

Wird z. B. ein Trainingsprogramm für die Oberarmmuskulatur ab­ solviert, muß man für die Ausbildung von Bizeps und Trizeps zwei unterschiedliche Übungen absolvieren. Dafür ist ein Wechsel oder eine Umstellung des Trainingsgerätes erforder­ lich.

Ein weiterer Nachteil heute üblicher Trainingsgeräte ist da­ rin zu sehen, daß die beim Training geleistete Arbeit in ge­ speicherte Energie umgesetzt wird, beim Gewicht in Lageener­ gie, bei der Feder in Federenergie. Diese Energie kann sehr groß werden, was dazu führen kann, daß der Abbau der Energie beim Zurückführen in die Anfangsposition ein Gefahrenpoten­ tial darstellt. Eine gespannte Feder, die plötzlich losgelas­ sen wird oder reißt, kann zu Verletzungen führen. Das gleiche gilt für ein herabfallendes Gewicht.

Ebenfalls nachteilig ist zu sehen, daß heutige Trainingsge­ räte umständlich oder gar nicht auf individuelle Trainingsan­ forderungen angepaßt werden können. Eine Variation der Belas­ tung im Sinne ihrer optimalen Gestaltung in Bezug auf die anatomischen Gegebenheiten des Körpers, z. B. in Abhängigkeit von der Streckung eines Armes und damit unterschiedlicher He­ bellängen, ist nicht möglich. Bei einer Feder ist beispiels­ weise ungünstig, daß ihr Widerstand mit zunehmender Streckung wächst, anstatt konstant zu bleiben oder abzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Geräte für Fitnesstraining oder Body­ building so zu gestalten, daß die oben genannten Nachteile heutiger Geräte entfallen. Dies wird durch die im Patent­ anspruch 1 genannten Merkmale erreicht.

Den Nachteil der beiden genannten US-Patente bei der Einstellung der Reibkräfte umgeht das hier angemeldete Prinzip, in dem es zwischen dem den Druck ausübenden Teil und dem Reibsystem ein Kugellager (Tellerlager) einfügt, das das Drucksystem von den Drehbewegungen der Metallscheibe entkoppelt.

Der oben erwähnte große Zeitaufwand bei Geräten, die mit Ge­ wichten oder Federn arbeiten, wird der Erfindung nach nahezu halbiert, denn ein danach gestaltetes Gerät, das Reibungs­ kräfte ausnutzt, bietet den Körperkräften sowohl in der ers­ ten wie auch in der zweiten Phase einen gleich großen Wider­ stand. Wird beispielsweise in der ersten Phase der Bizeps trainiert, wird in der zweiten Phase der Armrückführung der Trizeps belastet. Dies geschieht ohne Wechsel des Trainings­ programmes und ohne Umstellung des Trainingsgerätes.

Das Risiko von Verletzungen wird ebenfalls mit dem hier beschriebenen Gerät minimiert, da die geleistete Arbeit in Wärmeenergie umgesetzt wird, die fortlaufend gefahrlos an die Umgebung abgegeben wird.

Der Nachteil einer geringen Anpassungsfähigkeit heutiger Trainingsgeräte läßt sich entsprechend der Erfindung durch eine spezielle Gerätegestaltung aufheben. Da der Reibungswi­ derstand dem physikalischen Gesetz P = µ × N folgt, wobei P der Reibungswiderstand, µ der Reibungskoeffizient und N der senkrechte Druck auf die Reibungsfläche sind, läßt sich der Reibungswiderstand durch Verändern von N variieren. Diese Ge­ setzmäßigkeit macht sich die Erfindung zunutze, indem sie durch geeignete Einrichtungen heutigen, technischen Stan­ des N und somit P auf beliebige Belastungsprofile zuschnei­ det. Auf diese Weise können optimale Trainingsprogramme ge­ fahren werden und dadurch in kurzer Zeit gute Trainingsresul­ tate erzielt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert.

In Fig. 1 wird das Prinzip der Erfindung anhand einer einfachen Ausführung gezeigt, die für Hometraining-Geräte geeig­ net ist.

Teil 1 ist eine Metallscheibe mit einer Achsverlängerung 7, die an ihrem offenen Ende ein Gewinde aufweist. Neben Teil 1 befindet sich auf der Achse 7, achssymmetrisch angeordnet, Brems- oder Reibmaterial, z. B. in Form einer Scheibe 2. Daran folgend sitzt drehbar auf der Achse 7 eine Metallscheibe 3. Die Bremsscheibe 2 kann wahlweise mit Scheibe 1 oder Schei­ be 3 fest verbunden sein, aber auch allein auf Achse 7 sit­ zen, ohne die Funktion zu verändern. Ein Kugellager 4 folgt auf Scheibe 3. Eine Druckplatte 5 und die Einstell­ mutter 6 vervollständigen das System. Beim Anziehen der Einstellmutter 6 wirkt die erzeugte Kraft axial über Druck­ platte 5 und Kugellager 4 auf das Reibsystem, das aus der Scheibe 1, der Bremsscheibe 2 und der Scheibe 3 besteht. Bei einer Drehbewegung von Scheibe 1 oder Scheibe 3, die von Hand über die Hebel 8 und 9 erfolgt, entsteht ein Reibeffekt, der als Reibungswiderstand den angreifenden Körperkräften entge­ genwirkt und während der ganzen Bewegung, unabhängig von der Drehrichtung, konstant bleibt. Dabei verhindert das Kugella­ ger 4, daß sich die Drehbewegung von Scheibe 3 auf die Ein­ stellmutter 6 überträgt und diese lockert.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung, durch die eine programmgesteu­ erte Einstellung des Reibungswiderstandes unter Verwendung eines hydraulischen Systems ermöglicht wird. Diese Ausführung enthält ebenfalls eine Metallscheibe 1 mit einer Achsverlän­ gerung 7. Daneben befindet sich Scheibe 2 aus Brems- oder Reibmaterial. Dann folgt die drehbar angeordnete Metallschei­ be 3 und das Kugellager 4. Das Gerät enthält weiter die erfor­ derlichen hydraulischen Komponenten und zwar den Kolben 10, den Zylinder 11 und die Druckleitung 12. An der Stirnfläche des Kolbens 10 befinden sich mehrere bolzenartige Verlänge­ rungen 13, die durch Bohrungen in der Wand des Gehäuses 14 hindurchragen und so den Kontakt mit der Druckplatte 5 her­ stellen. Das Gehäuse 14 dient zur Aufnahme der hydraulischen Komponenten. Es ist mit Hilfe der Mutter 16 an der Achse 7 befestigt. Zu dem Gehäuse gehört auch die Abschlußplatte 15, an der der Zylinder 11 befestigt ist. Der hydraulische Druck, der vom Kolben 10 ausgeht, wirkt über die Bolzen 13, die Druckplatte 5 und das Kugellager 4 axial auf das Reibsystem.

Vorzugsweise wird bei dieser Ausführung Scheibe 1 fest an einem Gestell montiert. Die drehbare Scheibe 3 kann direkt mit einem Handgriff versehen werden oder mit einer Einrich­ tung zur Kraftübertragung (Zahnrad, Seilzug o. ä.), die es ge­ stattet, den durch die Reibung erzeugten Widerstand an eine andere Stelle des Trainingsgerätes zu übertragen. Das hydrau­ lische System kann von einer entfernt liegenden Pumpe ver­ sorgt werden und von dort aus gesteuert werden. Dies kann auch durch Computerprogramme geschehen, die auf die Trai­ ningsanforderungen zugeschnitten sind. Mit dieser Einrichtung lassen sich unterschiedliche Trainingsprogramme aufstellen und optimal gestalten.

Ein wesentlicher Vorteil des Trainings mit den hier beschrie­ benen Geräten ist durch das Funktionsprinzip gegeben. Er liegt eindeutig in der gleichmäßigen Ausbildung von gegen­ überliegenden Muskelgruppen, die paarweise trainiert werden, da bei jedem Trainingszyklus ein spezieller Muskel und an­ schließend sofort sein Gegenspieler (Antagonist) belastet werden. Die wichtigsten Muskelgruppen wie Bizeps-Trizeps, Brust- obere Rückenmuskulatur, Schulter- breite Rückenmusku­ latur u. a. werden gleichmäßig ausgebildet. Gesundheitschädi­ gendes, einseitiges Training, das nach längerer Zeit zur Hal­ tungsschäden und Muskelverkürzungen führen kann, ist von vornherein ausgeschlossen.

Claims (3)

1. Gerät für Fitnesstraining und Bodybuilding, das aus zwei Metallscheiben besteht, die gegeneinander drehbar angeord­ net sind, wobei es eine Vorrichtung ermöglicht, die Schei­ ben gegen einen einstellbaren Widerstand zu drehen und der Widerstand unter Verwendung von Brems- oder Reibbelägen zu­ stande kommt, und die Einstellung des Widerstandes durch eine in Achsrichtung auf die Scheiben wirkende Kraft er­ reicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Metallscheiben (1, 3) eine Scheibe (1) fest mit der Achse (7) verbunden ist und die Scheiben (1, 3) auf der Achse (7) so mit ihren glatten Stirnflächen einan­ der gegenüber angeordnet sind, daß sie mit einer zwischen ihnen befindlichen Brems- oder Reibscheibe (2) in Reibkon­ takt gebracht werden können, und die axiale Kraft über ein Kugellager (4) auf das Reibsystem, bestehend aus den Schei­ ben (1, 2, 3) einwirkt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Kraft durch eine auf der Achse (7) sitzende Einstellmutter (6) zustande kommt, die über die Druckschei­ be (5) und das Kugellager (4) auf das Reibsystem wirkt, und die Scheiben (1, 3) mit hebelartigen Verlängerungen in Form von Handgriffen (8, 9) versehen sind.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der axialen Kraft durch ein hydraulisches System erfolgt, wobei die den Druck auf das Gerät übertra­ genden Komponenten, bestehend aus Kolben (10), Zylinder (11) und Druckleitung (12) mit Hilfe des Gehäuses (14, 15) über die Mutter (16) an der Achse (7) befestigt sind und der Kolben (10) über die bolzenartigen Verlängerungen (13), die Druckplatte (5) und das Kugellager (4) die axiale Kraft auf das Reibsystem überträgt, und die Scheibe (1) in einem Gestell fest montiert wird, die Scheibe (3) entweder mit einem Handgriff versehen oder mit einer Transmissionsein­ richtung (Zahnrad, Seilzug o. ä.) verbunden ist.