DE19934014A1

DE19934014A1 - Vorrichtung zur erleichterten Fortbewegung für eine Person

Info

Publication number: DE19934014A1
Application number: DE19934014A
Authority: DE
Inventors: Alexander Boeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2001-02-08
Also published as: ATE244037T1; WO2001005469A1; EP1196220A1; EP1196220B1; ES2202160T3; US6719671B1; DE50002752D1

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur erleichterten Eigenfortbewegung von Personen mittels jeweils eines, an beiden Beinen der Person abnehmbar zu befestigenden Federsystems, das durch Kompression und Auslenkung wenigstens eines Federelementes die Person zu einer springenden, schrittweisen Fortbewegung auf dem Boden befähigt. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Federelement eine Blattfeder ist, die eine bogenförmige Form aufweist, an deren konkaven Seite ein Hebelarmmechanismus vorgesehen ist, der über zwei getrennte Befestigungsvorrichtungen drehbar fest mit der Blattfeder verbunden ist und eine Grundplatte vorsieht, auf der jeweils der Fuß der Person positionierbar ist und die einerseits über wenigstens ein Achsdrehlager und einer Verbindungsstrebe mit der einen Befestigungsvorrichtung verbunden ist und die andererseits entweder unmittelbar oder über einen starr mit der Grundplatte verbundenen Zentralträger mit der anderen Befestigungsvorrichtung verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur erleichterten Eigenfortbewegung von Personen mittels jeweils eines, an beiden Beinen der Person abnehmbar zu befestigenden Federsystems, das durch Kompression und Auslenkung wenigstens eines Federelementes die Person zu einer springenden, schrittweisen Fortbewegung auf dem Boden befähigt.

Stand der Technik

Spring und Hüpfgeräte sind seit langem bekannt und zeichnen sich durch die verschiedensten Federanordnungen aus. Keine der bekannten Anordnungen ermöglicht aber eine Fortbewegung mit Sprüngen ähnlich denen auf einem Trampolin. Der Grund ist darin zu sehen, daß bisher keine Federanordnung gefunden wurde, die die notwendige Energie speichern kann aber zugleich so ein geringes Eigengewicht besitzt, daß dadurch keine Behinderung der Bewegungen des Läufers auftritt.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde mit möglichst einfachen und leicht handzuhabenden Mitteln eine Vorrichtung zur erleichterten Eigenfortbewegung von Personen aufzuzeigen, die es den jeweiligen Person ermöglicht ohne fremde Energieeinwirkung sowohl hohe als auch weite Sprünge in einer stabilen und sicheren Weise zu ermöglichen. Die Vorrichtung soll vornehmlich als Spiel- oder Sportgerät einsetzbar sein und der Körperertüchtigung dienen. Es sollte jedoch auch möglich sein die Vorrichtung aufgrund ihrer sicheren Einsetzbarkeit als Fortbewegungsmittel einzusetzen, wo immer sich die Vorrichtung für den alltäglichen Gebrauch vorteilhaft einsetzen läßt.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur erleichterten Eigenfortbewegung von Personen mittels jeweils eines, an beiden Beinen der Person abnehmbar zu befestigenden Federsystems, das durch Kompression und Auslenkung wenigstens eines Federelementes die Person zu einer springenden, schrittweisen Fortbewegung auf dem Boden befähigt, derart ausgebildet, daß das Federelement eine Blattfeder ist, die eine bogenförmige Form aufweist, an deren konkaven Seite ein Hebelarmmechanismus vorgesehen ist, der über zwei getrennte Befestigungsvorrichtungen drehbar fest mit der Blattfeder verbunden ist und eine Grundplatte vorsieht, auf der jeweils der Fuß der Person positionierbar ist und die einerseits über wenigstens ein Achsdrehlager und einer Verbindungsstrebe mit der einen Befestigungsvorrichtung verbunden ist und die andererseits entweder unmittelbar oder über einen starr mit der Grundplatte verbundenen Zentralträger mit der anderen Befestigungsvorrichtung verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde die Federkraft einer Blattfeder dazu zu nutzen, um durch gezielte Deformation der Blattfeder ihre Federenergie in Sprungenergie umzuwandeln. Dazu ist an jeweils einem Bein des Läufers eine speziell geformte Blattfeder so angebracht, daß ein Federweg der Blattfeder von mehr als 30 cm erreicht wird. Über ein, am Fuß und vorzugsweise am Knie des Läufer befestigtes Gestell, der sogenannte Hebelarmmechanismus, wird die Trittkraft des Läufers auf die Blattfeder übertragen. Beim Auftritt wird die Blattfeder elastisch verformt, wobei Energie in der Feder gespeichert wird. Die gespeicherte Energie wird beim Ausfedern wieder freigegeben und ermöglicht dem Läufer so einen Laufstil, ähnlich dem auf einem Trampolin. Um beim Ein- und Ausfedern einen geraden Federweg zu erzielen, ist der Hebelmechanismus entsprechend mit einer Verbindungsstrebe ausgestattet, die die Grundplatte, auf die der Fuß der Person positioniert ist, mit der Blattfeder verbindet.

Die Blattfeder ist vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt und an ihrem einen Ende - dem, im am Bein des Läufers montierten Zustand, oberen Ende - über eine als Drehlager ausgebildete Befestigungsvorrichtung, vorzugsweise mit dem Zentralträger befestigt, an dem auch ein Kniebügel angebracht ist, der leicht unterhalb der Höhe des Kniegelenkes das Knie des Läufers bündig umschließt. Der Fuß des Läufers ist auf der Grundplatte fest positioniert, die mit dem Zentralträger fest in einem 90°-Winkel verbunden ist.

Es ist jedoch auch denkbar, daß die Grundplatte direkt mit dem oberen Ende der Blattfeder über die Befestigungsvorrichtung verbunden ist. In diesem Fall ist jedoch für einen sicheren Sitz des Fuß des Läufers ein fester Schuh vorzusehen, vergleichbar mit dem Sitz in einem Skistiefel, der über eine Art Skibindung lösbar fest mit der Grundplatte verbunden werden kann.

Am anderen Ende der Blattfeder ist eine Art Sohle befestigt, die den Kontakt zum Boden darstellt. Eine sogenannte Verbindungsstrebe verbindet die Blattfeder, ungefähr bei einem viertel ihrer Länge von unten, über ein Lager mit der Grundplatte am Fuß des Läufers.

Bei geeigneter Abstimmung der Achsabstände aller Anlenkpunkte zwischen dem Hebelarmmechanismus und der Blattfeder sowie des Steifigkeitsverlaufes entlang der Kontur der Blattfeder wird mit der erfindungsgemäßen Konfiguration eine nahezu parallel zu Trittkraftrichtung des Läufers erfolgende Deformation der Blattfeder sowie geradlinige Einfederung erreicht. Der Kraftangriffspunkt zwischen Boden und Federvorrichtung wird dabei durch das Abrollen der Sohle am Boden, proportional zum Federweg, nach hinten d. h. in Richtung Verse des Läufers verschoben. Dies ist erwünscht, da dies der normalen Kraftverlagerung bei Belastung im Fuß entspricht.

Eine vom Läufer ausgeübte Kraft wird dabei auf zwei Wegen auf die Blattfeder und dann zum Boden übertragen: Ein Weg führt über den Hebelarmmechanismus und die obere Befestigungsvorrichtung zur Feder und von dieser über die Sohle zum Boden. Ein zweiter Weg führt über die Verbindungsstrebe und dessen Achslager bis an das untere Viertel der Blattfeder und von dort ebenfalls über die Sohle zum Boden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a, b Sprungvorrichtung im entspannten und deformierten Zustand,

Fig. 2a, b Längs- und Querschnitt durch Verbindung von Verbindungsstrebe und Fußhebel,

Fig. 3a, b Längs- und Querschnitt durch Fußhebel,

Fig. 4 Zentralträger mit Anlenkungen,

Fig. 5 Kniebügel,

Fig. 6 Ausführungsbeispiel

Fig. 7 Ausführungsbeispiel.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Fig. 1a ist eine erfindungsgemäße Sprungvorrichtung im entspannten und in Fig. 1b im deformierten Zustand gezeigt. Eine kreisförmig ausgebildete Feder 1, aus glasfaserverstärktem Kunststoff, ist an ihrem oberen Ende über ein, als Befestigungsvorrichtung ausgebildetes Achslager 2 mit einem Gestell 3, das am Fuß und Knie eines Läufers befestigt ist, verbunden. Das Gestell 3 besteht aus einer Grundplatte 15, auf die der Fuß des Läufers positionierbar ist, sowie einem Zentralträger 14, der fest in einem rechtem Winkel mit der Grundplatte 15 verbunden ist und im oberen Bereich einen Kniebügel 18' vorsieht.

Am unteren Ende ist die Feder 1 über ein weiteres Achslager 4 an dem Fußhebel 5 befestigt. Der Fußhebel 5 ist über eine Rolle 6, deren Achse 7 über Lager 8 im Fußhebel 5 positioniert ist, und einer gegenüberliegenden elastischen Platte 9 drehfest mit der Feder 1 verbunden (siehe Detailldarstellung gem. Fig. 2, a zeigt einen Längsschnitt, b einen Querschnitt durch den Fußbereich der Vorrichtung). Die Verbindungsstrebe 10 verbindet die Achse 7 über das Lager 11 mit dem Gestell 3 bzw. der Grundplatte 15 am Fuß des Läufers.

Am Fußhebel 5 befindet sich ferner eine zylinderförmige Sohle 12, deren Zylinderachse nicht notwendigerweise mit der Achse des Lagers 4 zusammenfällt. Die Sohle 12 bildet die Kontaktfläche zum Boden 13 (siehe auch Detailldarstellung gemäß Fig. 3a, b).

Als Endanschlag bei kompletter Einfederung befindet sich ein Gummipuffer 26 an der Verbindungsstrebe 10. Damit wird die Einfederung durch eine definierte Stelle beendet, so daß keine Schäden an der Mechanik auftreten können.

Gemäß Fig. 4 weist das Gestell 3 einen Zentralträger 14 auf, der mit der Grundplatte 15 verschraubt ist. Zwei Speichen 16 verbinden über eine Nietplatte 17 und einen Querbolzen 18 den Zentralträger 14 mit der Grundplatte 15. Der Schuh des Läufers ist an der Grundplatte 15 z. B. durch Verschrauben befestigt. Ein Kniebügel 18' ist über Rohrschellen 19 mit dem Gestell 3 verschraubt.

Eine vom Läufer ausgeübte Kraft wird nun auf zwei Wegen auf die Feder 1 und dann zum Boden 13 übertragen. Ein Weg führt über das Gestell 3 und die obere Lagerung 2 zur Feder 1 und von dieser über die untere Lagerung 4, den Fußhebel 5 und die Sohle 12 zum Boden 13 (Siehe Fig. 1a).

Ein zweiter Weg führt über die Verbindungsstrebe 10 zur Achse 7 mit der Rolle 6 auf die Feder 1. Von dort über Fußhebel 5 und Feder 1 zum Boden 13.

Die Rolle 6 (Fig. 2a, b) übernimmt dabei zwei Aufgaben. Einerseits überträgt sie teilweise die Kraft von der Verbindungsstrebe 10 auf die Feder 1, andererseits erlaubt sie eine Relativbewegung der Feder 1 zur Rollenachse 7 die, wie schon beschrieben, über Lager 4 unten im Fußhebel 5 fixiert ist. Die Relativbewegung tritt durch die Durchbiegung und der daraus folgenden Änderung der Bogenlänge der Feder 1 in dem Bereich zwischen Lager 4 und Achse 7 auf.

Die Biegesteifigkeit des Gerätes quer zur Laufrichtung muß möglichst hoch sein, um das Gleichgewicht beim Laufen halten zu können. Diese Steifigkeit wird hauptsächlich durch die Steifigkeit des Gestells 3 und der damit verbundenen Verbindungsstrebe 10 mit Lagerung 11 bestimmt (Fig. 4). Die Beitrag der Feder 1 dazu ist vernachlässigbar. Um diese hohe Biegesteifigkeit in Querrichtung zu erzielen ist deshalb der Zentralträger 14 als geschlossenes Rechteckprofil ausgebildet um Torsionskräfte übertragen zu können. Die Speichen 16 dienen ebenfalls nicht nur der Übertragung der Federkräfte, sondern versteifen die Struktur gegen Torsion der Grundplatte 15. Die Breite des Steuerhebels 10 und der daraus resultierende große Abstand der Lagerschalen der Lagerung 11 tragen weiter zur Steifigkeit bei. Da die Biegekräfte durch das Drücken des Knies des Läufers in Querrichtung auftreten muß der Kniebügel 18' auch entsprechend steif ausgebildet sein und starr mit dem Gestell 3 verbunden sein. Dazu wird er über die Rohrschellen 19 vier mal mit dem Gestell 3 verschraubt.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Kniebügels 18' ist in Fig. 5 dargestellt. In den Fig. 6 und 7 sind zwei Varianten der Sprungvorrichtung dargestellt. Die Variante in Fig. 6 zeichnet sich dadurch aus, daß eine ebene Blattfeder 20 über ein Seil 21 oder ein Seil 22 vorgespannt ist. Dadurch läßt sich eine bedeutende Verringerung der Fertigungskosten der Blattfeder 20 erzielen. Durch die Vorspannung wird jedoch die Federcharakteristik und die Geradheit des Einfederweges negativ beeinflußt.

Die Variante in Fig. 7 zeichnet sich durch einen an die Blattfeder 23 angeschraubten Lagersockel 24 aus. Die Sohle 25 ist dabei direkt an der Feder 23 befestigt. Hierdurch läßt sich eine erhebliche Gewichtsreduzierung im Bereich der Sohle erreichen was den Laufkomfort steigert. Problematisch dabei ist hier die Befestigung des Lagersockels 24 auf der Blattfeder.

Bezugszeichenliste

1

Blattfeder

2

Verbindungsvorrichtung

3

Gestell

4

Achslager

5

Fußhebel

6

Rolle

7

Achse

8

Achslager

9

Elastische Platte

10

Verbindungsstrebe

11

Lager

12

Sohle

13

Boden

14

Zentralträger

15

Grundplatte

16

Speiche

17

Nietplatte

18

Querbolzen

18

' Kniebügel

19

Rohrschelle

20

Blattfeder

21

Seil

22

Seil

24

Blattfeder

24

Lagersockel

25

Sohle

Claims

1. Vorrichtung zur erleichterten Eigenfortbewegung von Personen mittels jeweils eines, an beiden Beinen der Person abnehmbar zu befestigenden Federsystems, das durch Kompression und Auslenkung wenigstens eines Federelementes die Person zu einer springenden, schrittweisen Fortbewegung auf dem Boden befähigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine bogenförmige Form aufweist, an deren konkaven Seite ein Hebelarmmechanismus vorgesehen ist, der über zwei getrennte Befestigungsvorrichtungen drehbar fest mit dem Federelement verbunden ist und eine Grundplatte vorsieht, auf der jeweils der Fuß der Person positionierbar ist und die einerseits über wenigstens ein Achsdrehlager und einer Verbindungsstrebe mit der einen Befestigungsvorrichtung verbunden ist und die andererseits entweder unmittelbar oder über einen starr mit der Grundplatte verbundenen Zentralträger mit der anderen Befestigungsvorrichtung verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Blattfeder ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte starr, im rechten Winkel mit einem Zentralträger verbunden ist, der mit der anderen Befestigungsvorrichtung in Wirkverbindung steht, die an einem Ende des Federelementes angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstrebe und die Grundplatte über das Achsdrehlager verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstrebe mit einem Fußhebel über ein weiteres Achsdrehlager verbunden ist, das zusammen mit dem Fußhebel das Federelement einschließt, die relativ zum weiteren Achsdrehlager gleitend gelagert ist, und daß der Fußhebel in einem Endbereich des Federelementes mit dieser drehbar fest oder fest verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußhebel am Endbereich des Federelementes eine zylinderförmig ausgebildete Kontur aufweist oder mit einem zylinderförmig oder sphärisch ausgebildeten Sohlenelement lösbar fest verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen jeweils als Achslager ausgebildet sind, die fest an dem Federelement angeordnet sind und eine drehfeste Verbindung zum Federelement gewährleisten.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralträger im Bereich der anderen Befestigungsvorrichtung einen Kniebügel aufweist, der das Bein der Person im Bereich unterhalb des Knies fixiert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder eine vorgefertigte bogenartige Form aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder als ebene Feder ausgebildet ist und ihre bogenartige Form durch Vorspannung mittels Zugvorkehrungen erzielbar ist, die am Hebelmechanismus anbringbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder aus glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt ist.