DE202009005693U1 - Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine - Google Patents

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Abstract

Belastungsvorrichtung für eine Beintrainingsmaschine, aufweisend:
ein Grundgestell (20);
einen am Grundgestell (20) befestigten Sitzkörper (30), der aus einer Sitzpolsterung (31) und einer Rücklehne besteht. zwei gegenüberliegende Beintrainingskomponenten (40) (links und rechts), die symmetrisch zwischen dem Grundgestell 20 und dem Sitzkörper (30) angeordnet sind, wobei jeder der Beintrainingskomponente (40) aus einer drehbar zwischen dem Grundgestell (20) und dem Sitzkörper (30 eingebauten Drehachse (41), einem als dem ersten Hebel bezeichneten Schwenkhebel (42), der als eine Fußstütze dient, und einem als dem zweiten Hebel bezeichneten Schwenkhebel (43), der als eine Anlehnstelle der Oberschenkel dient, besteht, und wobei der zweite Hebel (43), dessen Oberteil eine Polsterung (44) aufweist, mittig an der Innenseite des ersten Hebels (42) angebracht ist und sich von unten nach oben erstreckt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass an den zwei Drehachsen (41) der Beintrainingskomponenten (40) zwei Zahnscheiben (links 50L und rechts 50R), die ineinander greifen, symmetrisch angeordnet sind,...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine, insbesondere eine Belastungsvorrichtung, die hauptsächlich aus einem Gleichstrommotor oder einem bürstenlosen Motor und einem Zahnscheibenpaar besteht, wobei lineare Drehmoment-Strom-Eigenschaft des Motors zur Steuerung eines Trainingswiderstands genutzt ist, sodass ein herkömmlicher Trainingswiderstand verbessert wird.
  • Außer einer Mehrzahl von Beintrainingskomponenten zum Beinstrecken muss eine übliche Beintrainingsmaschine noch über eine Belastungsvorrichtung verfügen, die beim Beintraining benötigten Widerstand liefert. In Bezug auf 1 und 2 ist eine nach dem US-Patent 7.396.319 gebaute Hauptkonstruktion dargestellt, wobei eine derartige Beintrainingsmaschine eine Trainingsbaugruppe 12 vor ihrem Sitzplatz aufweist. Die Baugruppe besteht aus Oberschenkel-Trainingskomponenten 121 und Unterschenkel-Trainingskomponenten 122. Unter dem Sitzplatz ist eine drehbare Umschaltscheibe 13 angeordnet, die für ein Umschalten der Drehrichtung nach innen bzw. nach außen sorgt. Seitlich an der Beintrainingsmaschine ist eine Belastungsvorrichtung 14 angebracht, die mittels eines Seils 15 an die Umschaltscheibe 13 gekoppelt ist. Wenn ein Benutzer mit seinen Ober- und Unterschenkeln die Trainingsbaugruppe 12 nach innen bzw. nach außen bewegt, wird die Umschaltscheibe 13 mit in die Bewegung gesetzt, sodass die Belastungsvorrichtung 14 einen Widerstand beim Training erzeugt.
  • Bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine wird der Widerstand beim Training meist durch eine Mehrzahl von Eisenstücken 141, die übereinander in der Belastungsvorrichtung 14 gehangen sind, erzeugt. Diese Belastungsweise weist jedoch folgende Nachteile auf:
    • 1. Die Eisenstücke 141 nehmen wegen ihrer Abmessungen einen relativ größeren Raum in Anspruch. Wenn der Widerstand beim Training eingestellt wird, muss das Gegengewicht in der Belastungsvorrichtung durch das Einsetzen bzw. Wegnehmen der Eisenstücke 141 geändert werden, was nicht nur einen großen Aufwand an Zeit und Arbeitskräften in Anspruch nimmt, sondern auch das Training unkontinuierlich macht. Eine gewünschte Trainingsauswirkung lässt sich daher schwer erzielen.
    • 2. Die Eisenstücke 141 in der Belastungsvorrichtung sind nicht nur schwer sondern auch unhandlich. Der dadurch erzeugte Widerstand lässt sich schwer einstellen, geschweige denn, einen gewünschten Widerstand beim Training nach einer vorher festgelegten Kennlinie kontinuierlich und schön glatt einzustellen. Dies beeinflusst nicht nur die Trainingsauswirkung in einem relativ großen Maß, kann aber auch beim Training zu einer Muskelverletzung führen.
    • 3. Wenn die Eisenstücke 141 in der Belastungsvorrichtung durch ein Antriebsseil 15 hochgezogen bzw. aufgesetzt werden, wird ein großes Geräusch erzeugt, was nicht nur die anderen stört, sondern auch den Benutzer selbst nervös und unwohl macht. Außerdem müssen noch andere Bestandteile wie z. B. eine Winde, die die Antriebsseile 15 auf- bzw. abrollt, bei dieser Konstruktion mitwirken, was die Gesamtkonstruktion noch kompliziert macht.
  • Außer den oben genannten Nachteilen muss eine herkömmliche Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine 10 noch von Hand umgeschaltet werden, wenn der Benutzer von einer Beinaußenseite-Trainingsübung auf eine Beininnenseite-Trainingsübung – oder umgekehrt – umstellen will. Deswegen ist sie immer noch nicht einwandfrei und lässt sich weiter verbessern.
  • Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Belastungsvorrichtung für eine Beintrainingsmaschine zu schaffen, wobei der Widerstand beim Training durch Drehmoment einer Motorspindel, und nicht durch die herkömmlichen Eisenstücke erzeugt wird. Diese einfachere Konstruktion hat nicht nur das Gewicht und den Platzbedarf einer Beintrainingsmaschine in einem großen Maß reduziert, sondern auch sie geräuscharm gemacht.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Belastungsvorrichtung für eine Beintrainingsmaschine zu schaffen, wobei eine proportionale Drehmoment-Strom-Eigenschaft eines Gleichstrommotors bzw. eines bürstenlosen Motor zur Steuerung des Widerstandes beim Training genutzt wird. Je größer ein Strom ist, desto größer ist das Drehmoment des Motors. Wenn der Strom verkleinert wird, wird das Drehmoment dieses Motors auch kleiner. Nach diesem Prinzip wird die Größe eines Trainingswiderstandes bei einer erfindungsgemäßen Belastungsvorrichtung geregelt. Eine derartige Widerstandsregelung ist leicht durchzuführen und lässt sich noch durch einen Computer steuern.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Belastungsvorrichtung für eine Beintrainingsmaschine zu schaffen, wobei ein Motor gleichzeitig eine Zugkraft, eine Widerstandskraft und eine Vibrationskraft erzeugen kann. Bei der Vibration gibt es eine Mehrzahl von Vibrationswellenformen zur Auswahl. Außerdem lassen sich Frequenzen und Vibrationsamplituden je nach dem Bedarf einstellen, was bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine gar nicht möglich ist.
  • Eine letzte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Belastungsvorrichtung mit einer Herzschlagüberwachungsfunktion für eine Beintrainingsmaschine zu schaffen. Wenn Herzschlag eines Benutzers beim Training einen sicheren Bereich überschreitet, wird der durch die Belastungsvorrichtung erzeugte Widerstand automatisch reduziert, sodass der Herzschlag des Benutzers allmählich in einen sicheren Bereich zurückkehren kann. Dadurch ist die Gesundheit des Benutzers beim Training gesichert.
  • Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine perspektivische Darstellung I einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine gemäß US 7,396,319 ;
  • 2 eine perspektivische Darstellung II einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine gemäß US 7,396,319 ;
  • 3 eine perspektivische Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine gesehen von einer Schrägstellung;
  • 4 eine perspektivische Hinteransicht des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine gesehen von einer Schrägstellung;
  • 5 eine perspektivische Darstellung der Widerstandskomponenten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 6 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 7 eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 8 eine Draufsicht auf das zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 9 eine Blockschaltung der erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 10A in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Wirkungskraft und der Zeit bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine;
  • 10B in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Wirkungskraft und der Zeit bei einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 11A in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Wirkungskraft und der Wegstrecke bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine;
  • 11B in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Wirkungskraft und der Wegstrecke bei einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine;
  • 12A in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Herzschlagrate und der Wirkungskraft bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine; und
  • 12B in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Herzschlagrate und der Wirkungskraft bei einer erfindungsgemäßen Beintrainingsmaschine.
  • Zuerst wird das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugsnahme auf die 3 bis 5 erklärt, wobei eine erfindungsgemäße Beintrainingsmaschine aus folgenden Teilen besteht:
    einem Grundgestell 20, das wiederum aus einer Mehrzahl von Gestellstützen besteht.
    einem Sitzkörper 30, der auf dem Grundgestellt angebaut ist und aus einer Sitzpolsterung 31 und einer Rücklehne 32 besteht. In dem Ausführungsbeispiel sind noch zwei Armlehnen (links und rechts) 33 angebracht.
    zwei gegenüberliegende Trainingskomponenten 40 (links und rechts), die zum Beinstrecken dienen, sind symmetrisch zwischen dem Grundgestell 20 und dem Sitzkörper 30 angeordnet.
  • Jede Trainingskomponente 40 umfasst: eine Drehachse 41, die drehbar zwischen dem Grundgestell 20 und dem Sitzkörper 30 angeordnet ist, einen als den ersten Hebel bezeichneten Schwenkhebel 42, dessen Ende 421 an der Innenseite an die Drehachse 41 gekoppelt ist. Der erste Hebel 42, dessen Länge der Beinlänge entspricht, erstreckt sich von der Drehachse 41 nach vorne; einen als der zweite Hebel bezeichnete Schwenkhebel 43, der mittig an der Innenseite des ersten Hebels 42 angeordnet ist. Der zweite Hebel 43, dessen Oberteil eine Polsterung 44 aufweist, streckt sich von unten nach oben. Wie allen bekannt, gehört der oben erwähnte Aufbau zu einer der schon seit längst bestehenden Techniken. Die Einzelheiten und deren Funktionsweise werden hier nicht näher erklärt, weil er kein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zahnscheiben (links 50L und rechts 50R), die ineinander greifen, symmetrisch an die Drehachsen 41, gekoppelt sind, an den die beiden Trainingskomponenten 40 angebracht sind. Das heißt, die beiden Zahnscheiben sind durch ihre Achslöcher fest mit der Drehachse 41 verbunden. Wenn die Trainingskomponenten 40 zum Beinstrecken geöffnet bzw. geschlossen werden, nehmen die Drehachsen 41 die beiden Zahnscheiben (50L und 50R) mit in die Bewegung. Die beiden Zahnscheiben drehen synchronisiert, aber in entgegen gesetzten Richtungen.
  • Am Grundgestell 20 ist außerdem ein Motor 60 angeordnet, dessen Spindel 62 ein als das erste Zahnrad bezeichnetes Zahnrad 61 aufweist, das in einer der Zahnscheiben (50L oder 50R) greift, sodass ein synchronisierter Antriebswiderstand gleichzeitig für die beiden Zahnscheiben (50L und 50R) erzeugt wird. In diesem Ausführungsbeispiel greift das erste Zahnrad 61 in der rechten Zahnscheibe 50R ein. Aber das sollte andere Anordnungsmöglichkeiten auf keinen Fall ausschließen. In Bezug auf 5 und 9 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Um den Antriebswiderstand zu balancieren und zu verstärken, ist ein Zahnrad 52, das hierunter als das zweite Zahnrad bezeichnet wird, zwischen dem ersten Zahnrad 61 und der linken Zahnscheibe 51L angeordnet, wobei das zweite Zahnrad 51 durch seine Mitteachse 511 drehbar an dem Grundgestell 20 befestigt ist (was in den Figuren nicht dargestellt ist). Das heißt, die Anzahl der Zähne des ersten und des zweiten Zahnrads (61 und 51) ist gleich. Nach dem Verzahnen greifen die beiden Zahnräder jeweils in der rechten Zahnscheibe 50R bzw. der linken Zahnscheibe 50L ein, sodass ein von dem ersten Zahnrad 61 erzeugter Antriebswiderstand gleichmäßig auf die linke bzw. rechte Zahnscheibe (50L bzw. 50R) verteilt wird. So entsteht ein symmetrischer und gleichmäßiger Trainingswiderstand auf den beiden Trainingskomponenten 40 (links und rechts).
  • Ein Stromregler 70 ist am Grundgestell 20 angeordnet. Mittels einer durch einen Mikrocomputer gesteuerten Bedienungskonsole 80 kann die Größe eines Ausgangsstroms zu dem Motor 40 eingestellt werden. Dadurch wird das Drehmoment des Motors 60 gesteuert, weil das Drehmoment eines Motors 60 eine lineare, proportionale Eigenschaft zu der Stromstärke besitzt. Wie die 9 dargestellt, ist die Spindel 62 des Motors 60 in diesem Ausführungsbeispiel an den zentralen Rotor 63 gekoppelt, während der Stator 42 um Außenrand aus Spulen ohne Bürste oder aus Magneten mit Bürste besteht. Je größer ein Strom durch den Stromregler 70 eingegeben wird, desto größer wird das Drehmoment der Spindel 62. Je kleiner ein Strom ist, desto kleiner wird das Drehmoment. Wenn der Benutzer beim Beinstrecken bzw. Beinpressen die Trainingskomponenten öffnet bzw. zusammenschließt, bringen die ersten Hebel 42 die Drehachsen 41 mit in Bewegung, sodass die beiden Zahnscheiben (links 50L und rechts 50R) synchronisiert mit drehen. Der Motor 60 erzeugt in diesem Augenblick nach dem von dem Benutzer vorher eingestellten Sollwert einen Widerstand. Das ist der größte Unterschied zwischen der vorliegenden Erfindung und einer üblichen Beintrainingsmaschine, die die Eisenstücke als ihre Widerstandskomponenten benutzt.
  • Der Stromregler 70 umfasst ein DC-Stromversorgungsgerät 71, eine Strom- und Richtungssteuereinheit 72, eine Signalverarbeitungs-Schnittstelle 73 und einen Vorwärts-/Rückwärtsdrehungssignaldecoder 74.
  • Außerdem wird eine Lichtblendescheibe 52 von einer der Drehachsen 41 der Beintrainingskomponenten 40 angetrieben. Ein Fotokopplerpaar 53 erzeugt Impulssignale, diese werden zuerst in den Vorwärts-/Rückwärtsdrehungssignaldecoder 74 geführt und dann von dort in die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole 80 weitergeleitet. Die Trainingsdaten werden einerseits auf dem Bildschirm der Bedienungskonsole 80 aufgezeigt und anderseits zum Ausrechnen und Ausgleichen eines dynamischen Verlustes des mechanischen Systems benutzt.
  • Wie die 4 zeigt, wird die von einem Mikrocomputer gesteuerte Bedienungskonsole 80 seitlich an der Fitnessmaschine angeordnet, wo der Benutzer besser zugänglich ist. Der Stromregler 70 ist elektrisch mit der mikrocomputergesteuerten Bedienungskonsole 80 verbunden, an der der Benutzer die Daten und Befehle eingeben kann. Der Stromregler 70 steuert die Stromgröße, die an den Motor weitergeleitet sind, je nach den gegebenen Signalen.
  • Ein Trainingsweggeber 54 besteht aus einer Lichtblendescheibe 52, die an die Drehachse 41 gekoppelt und einem Fotokopplerpaar 53, die am Außenrande der Lichtblendescheibe 52 angebracht sind. Wird die Drehachse 41 dreht, wird die Lichtblendescheibe 52 mit in die Bewegung gesetzt. Die Impulssignale, die das Fotokopplerpaar 53 erzeugt, werden in den Vorwärts-/Rückwärtsdrehungssignaldecoder 74 des Stromreglers 70 eingegeben. Von dort werden diese positiven Umschaltsignale an die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole 80 weitergeleitet, sodass sie als die Steuersignale den Widerstand steuern und dementsprechend den Belastungsstrom sachgemäß ausgleichen.
  • Dadurch ist es verwirklicht, dass die vorliegende Erfindung nur eine einfachere Konstruktion besitzt. Dies hat nicht nur das Gewicht und die Abmessungen der Maschine in einem großen Maß erniedrigt, sondern auch die Maschine geräuscharm gemacht. Die Einstellung der erfindungsgemäßen Belastungsvorrichtung kann auch durch einen Computer erfolgen. Der Widerstand der Beintrainingsmaschine kann nach einer vorher eingestellten Trainingskennlinie kontinuierlich und schön glatt ändern, sodass die Beintrainingsmaschine leicht einstellbar ist und die Sportverletzung in einem möglichst großen Maß erniedrigt wird.
  • Darüber hinaus weist die vorliegende Erfindung wegen ihrer Computersteuerung noch einen weiteren Vorteil auf. Das heißt, dass die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole 80 noch Herzschlagsignale eines Benutzers, die von einem Herzschlag-Detektor gesendet sind, empfangen kann. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Herzschlag-Detektor aus zwei Detektorelektroden 90 (links und rechts), die jeweils an einer Armlehne 33 des Sitzkörpers 30 angebracht sind. Weil das Messverfahren eines derartigen Detektors schon in der US 5,337,753 "Heart Rate Monitor" vorgestellt, wird es hier nicht mehr näher erklärt. Sobald der Benutzer seine Hände auf den Armlehnen 33 legt, kontaktiert er die beiden Elektroden (links und recht), sodass die beiden Elektroden durch die Hände des Benutzers einen Stromkreis bilden. Wenn das Blut im menschlichen Körper durchfließt, wird eine Spannung erzeugt. Ändert der Herzschlag, so wird die Frequenz der Spannung auch geändert. Der Herzschlag wird nach diesem Prinzip gemessen. Nach diesem Prinzip wird die computergesteuerte Bedienungskonsole 80 sofort Signale an den Stromregler 70 eingeben, sobald die Herzschlagrate eines Benutzers einen sicheren Bereich überschreitet. Dann wird der Widerstand beim Training automatisch erniedrigt, damit der Herzschlag des Benutzers allmählich in einen sicheren Bereich zurückkehrt, sodass der Benutzer nicht wegen einer Überbelastung einen Unfall erlebt.
  • Außer dem vorgenannten Messverfahren mittels Elektroden 90 kann ein Herzschlag-Detektor auch ein Detektorelement 91 besitzen, das an der Brust oder an den Handgelenken eines Benutzers gebunden wird, wie z. B.: die Herzschlagmesser, die jeweils in US 4,409,983 , 4,224,948 , 4,120,269 und 5,807,267 vorgestellt sind. Wie es in der 9 dargestellt ist, sendet das drahtlose Herzschlag-Detektorelement 91 die erfasste Herzschlagrate eines Benutzers an die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole 80, um davor zu schützen, dass der Herzschlag des Benutzers einen sicheren Bereich überschreitet.
  • Als eine weitere Funktion kann der oben genannte Motor 60 außer einer Widerstandskraft noch eine Vibration bei der Belastung erzeugen. Der Trainingswiderstand der vorliegenden Erfindung wird von einem Motor geliefert. Dadurch ist es auch möglich, dass eine Vibration während des Trainings erzeugt wird. Die Vibrationswellenformen können sinusförmig, rechteckig, sägezahnförmig sein. Es kann aber auch nur eine der oben genannten Wellenformen ausgewählt werden, sodass es neben der Widerstandskraft und der Zugkraft noch eine Vibrationskraft beim Beintraining erzeugen kann. Die Frequenz und die Amplitude können je nach dem Bedarf geregelt werden, was bei einer herkömmlichen Belastungsvorrichtung, deren Widerstand durch die Eisenstücke erzeugt wird, überhaupt nicht möglich ist.
  • Deswegen verfügt die vorliegende Erfindung noch über einige Sonderfunktionen. Die erste Sonderfunktion ist Vibrationstraining, das nicht nur Muskelkraft eines Sportlers verstärken kann, sondern auch geeignet für die Frauen, die ihr Gewicht abnehmen wollten, und für die Alter, die ihre Gesundheit wiederherstellen wollen. In den 10A und 10B sind zwei Diagramme dargestellt, wobei ein Vergleich einer üblichen Beintrainingsmaschine zu der vorliegenden Erfindung anschaulich gemacht wird. Die Vibrationswellenformen 100, die durch einen Motor 60 der vorliegenden Erfindung erzeugt, können je nach dem Bedarf eingestellt werden. Dies beinhaltet eine sinusförmige Wellenform 101, eine rechteckige Wellenform 102 und die sägenzahnförmige Wellenform 103, was bei einer üblichen Beintrainingsmaschine mit einer Gegengewicht-Belastungsvorrichtung überhaupt nicht möglich ist. In Bezug auf 10A kann eine Wirkungskraft 106 einer Belastung nicht geändert werden.
  • Die zweite Sonderfunktion der vorliegenden Erfindung ist, dass sie variable Zugkraft und Widerstandskraft erzeugen kann. In Bezug auf 11A und 11B können vorher eingegebene Zugkraft und Widerstandskraft beim Training nach der Kennlinie 104, die mittels der mikrocomputergesteuerten Bedienungskonsole 80 eingegeben ist, ganz glatt und allmählich nach oben bzw. nach unten eingestellt werden. Diese Sonderfunktion ermöglicht, dass die Sportverletzungen beim Training in einem großen Maß verringert werden, insbesondere, wenn der Benutzer ein Gesundheitswiederherstellender, ein Alter oder eine Frau ist, was bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine mit einer Gegengewicht-Belastungsvorrichtung überhaupt nicht möglich ist.
  • Die dritte Sonderfunktion der vorliegenden Erfindung ist, dass die Wirkungskraft eines Widerstands beim Training nach der Herzschlagrate eines Benutzers reguliert werden kann. Wenn die Herzschlagrate einen sicheren Bereich überschreitet, wird die Wirkungskraft automatisch durch die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole 80 erniedrigt. In der 12B wird ein Fall gezeigt, wobei eine Herzschlagrate allmählich in einen sicheren Bereich zurückkehrt. Die Beintrainingsmaschine dieser Art kann sich auch an das Internet anschließen, sodass ein Arzt bzw. ein Trainer den Trainingsstatus eines Benutzers von einem fern gelegenen Ort überwachen und aufzeichnen kann. Falls ein Notfall passiert, kann es rechtzeitig entdeckt bzw. bearbeitet werden, was bei einer herkömmlichen Beintrainingsmaschine mit einer Gegengewicht-Belastungsvorrichtung gar nicht möglich ist. In der 12A ist ein Diagramm der Herzschlagrate in Abhängigkeit von der Wirkungskraft einer herkömmlichen Belastungsvorrichtung dargestellt. Obwohl die Herzschlagrate in diesem Fall schon einen sicheren Bereich überschreitet, bleibt die Wirkungskraft 106 immer noch unverändert. Dies kann zu einer Sportverletzung führen, was in einem schlimmsten Fall sogar lebensgefährlich ist.
  • In Bezug auf 6 bis 8 wird das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erklärt, wobei die ähnliche Konstruktion und die ähnlichen Teile immer mit gleichen Positionsnummern wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen liegt in der Zusammenbaukonstruktion der Trainingskomponenten 40. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Wellenbuchse 422 an der Innenseite des ersten Hebels 42 angebracht. In der Wellenbuchse 422 ist ein Achslager 423 eingebaut. Der erste Hebel 42 ist durch diese Wellenbuchse drehbar mit der Drehachse 41 verbunden, sodass sich der erste Hebel nicht zusammen mit der Drehachse 41 dreht. Das Ende 431 an der Innenseite des zweiten Hebels 43 ist an die Drehachse 41 gekoppelt. Das heißt, dass sich der zweite Hebel zusammen mit der Drehachse 41 dreht. Der erste Hebel 42 und der zweite Hebel 43 sind mit einem Pufferelement 45 zusammen verbunden. Das innere Ende 451 des Pufferelements 45 ist an dem zweiten Hebel 43 befestigt. Das Außenende des Pufferelements wird durch ein n-förmiges Element 452 und eine Gummihaube 453 mit dem ersten Hebel 42 verbunden, sodass die beiden Hebel 42, 43 gekoppelt bewegen können.
  • Die Konstruktion in diesem verbundenen Zustand unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel, weil sie in Zusammenarbeit mit der Drehachse 41 eine Vibrationskraft erzeugen kann, wobei der zweite Hebel 43 mittels eines Pufferelementes 45 den ersten Hebel 42 mit in die Bewegung gesetzt, sodass eine Pufferwirkung dazwischen entsteht. Deswegen sind die Beintrainingskomponenten in diesem Ausführungsbeispiel besser geeignet für eine Belastungsvorrichtung, die eine Vibrationswelle erzeugen kann. Außerdem kann der Stromregler 70 in diesem Ausführungsbeispiel an einer geeigneten Stelle des Grundgestells 20 angeordnet werden, wie es in der 7 und 8 dargestellt ist.
  • Sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein synchronisierter Gegenlauf zweier Zahnscheiben (links und rechts) benutzt, wobei das Drehmoment eines Motors als Widerstand gesteuert wird. Wenn eine Trainingsübung von Beinstrecken auf Beinpressen – oder umgekehrt – umgestellt werden muss, braucht man nur die entsprechende Taste an der Bedienungskonsole 80 zu betätigen, um die Drehrichtung des Motors 60 zu ändern, was die Bedienbarkeit, Sicherheit und Funktionalität einer Beintrainingsmaschine in einem großen Maß erhöht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - US 4409983 [0036]
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    • - US 4120269 [0036]
    • - US 5807267 [0036]

Claims (6)

  1. Belastungsvorrichtung für eine Beintrainingsmaschine, aufweisend: ein Grundgestell (20); einen am Grundgestell (20) befestigten Sitzkörper (30), der aus einer Sitzpolsterung (31) und einer Rücklehne besteht. zwei gegenüberliegende Beintrainingskomponenten (40) (links und rechts), die symmetrisch zwischen dem Grundgestell 20 und dem Sitzkörper (30) angeordnet sind, wobei jeder der Beintrainingskomponente (40) aus einer drehbar zwischen dem Grundgestell (20) und dem Sitzkörper (30 eingebauten Drehachse (41), einem als dem ersten Hebel bezeichneten Schwenkhebel (42), der als eine Fußstütze dient, und einem als dem zweiten Hebel bezeichneten Schwenkhebel (43), der als eine Anlehnstelle der Oberschenkel dient, besteht, und wobei der zweite Hebel (43), dessen Oberteil eine Polsterung (44) aufweist, mittig an der Innenseite des ersten Hebels (42) angebracht ist und sich von unten nach oben erstreckt, dadurch gekennzeichnet, – dass an den zwei Drehachsen (41) der Beintrainingskomponenten (40) zwei Zahnscheiben (links 50L und rechts 50R), die ineinander greifen, symmetrisch angeordnet sind, wobei, wenn der Benutzer die Beintrainingskomponenten (40) öffnet bzw. zusammenschließt, die Drehachsen (41) die beiden Zahnscheiben (50L und 50R) mit in die Bewegung nehmen, sodass sie synchronisiert aber in entgegen gesetzten Richtungen drehen; – dass am Grundgestell (20) ein Motor (60) angeordnet ist, dessen Spindel (62) ein als das erste Zahnrad bezeichnetes Zahnrad (61) aufweist, das in eine der Zahnscheiben (50L oder 50R) ineinander greift, sodass ein synchronisierter Antriebswiderstand gleichzeitig auf den beiden Zahnscheiben (50L und 50R) erzeugt wird; – dass ein Stromregler (70) ein DC-Stromversorgungsgerät (71), eine Strom- und Richtungssteuereinheit (72), eine Signalverarbeitungs-Schnittstelle (73) und einen Vorwärts-/Rückwärtsdrehungssignaldecoder (74) umfasst, wobei mittels einer mikrocomputergesteuerten Bedienungskonsole (80) der Benutzer die Größe eines Ausgangsstroms zu dem Motor (60) einstellen kann, wodurch das Drehmoment des Motors (60) steuerbar ist, weil es ein lineares, proportionales Verhältnis zu der Stromstärke aufweist, und wobei anstelle eines von Hand betätigten Mechanismus eine Trainingsübung von der Beininnenseite auf die Beinaußenseite – oder umgekehrt – durch Änderung der Drehrichtung eines Motors (60) umgestellt werden kann; – dass ein Trainingsweggeber (54) aus einer Lichtblendescheibe (52), die mit der Drehachse (41) gekoppelt ist und einem Fotokopplerpaar (53), die am Außenrande der Lichtblendescheibe (52) angebracht sind, besteht, wobei, wenn sich die Drehachse (41) dreht, die Lichtblendescheibe (52) mit in die Bewegung gesetzt wird, und wobei die Impulssignale, die von den Fotokopplern (53) erzeugt sind, in den Vorwärts-/Rückwärtsdrehungssignaldecoder (74) des Stromreglers (70) eingegeben werden, und wobei von dort die positiven Umschaltsignale an die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole (80) weitergeleitet werden, sodass sie als die Steuersignale den Widerstand beim Training steuern und den Belastungsstrom dementsprechend ausgleichen können.
  2. Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beintrainingskomponente (40) derart zusammengebaut ist, dass das Ende (421 an der Innenseite des ersten Hebels (42) an die Drehachse (41) gekoppelt ist, wobei der zweite Hebel (43) an der Innenseite des ersten Hebels (42) befestigt ist und von dem ersten Hebel (42) angetrieben wird.
  3. Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine andere Beintrainingskomponente (40) so ausgebildet ist, dass das Ende an der Innenseite des ersten Hebels (42) durch eine Lagerbuchse (422) drehbar an der Drehachse (41 angebracht ist, sodass sich der erste Hebel nicht mit der Drehachse (41) dreht, wobei das Ende (431) an der Innenseite des zweiten Hebels (43) an die Drehachse (41) gekoppelt ist und sich zusammen mit der Drehachse 41 bewegen lässt, und wobei der erste Hebel (42) und der zweite Hebel (43) mit einem Pufferelement (45) zusammen verbunden sind, und wobei das Ende (451) an der Innenseite (451) des Pufferelements (45) an dem zweiten Hebel (43) befestigt ist, und wobei das Außenende des Pufferelements (45) Ende durch ein n-förmiges Element (452) und eine Gummihaube (453) mit dem ersten Hebel (42) verbunden ist, sodass sich die beiden Hebel (43, 45) gekoppelt bewegen können.
  4. Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (61) in der rechten Zahnscheibe (50R) eingreift, wobei mit dem ersten Zahnrad (61) und der linken Zahnscheibe (50L) noch ein zweites Zahnrad (51) in Eingriff steht.
  5. Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mikrocomputergesteuerte Bedienungskonsole (80) die durch einen Herzschlagdetektor erfasste Herzschlagrate eines Benutzers empfangen kann, um die Drehmomentgröße eines Motors (60) einzustellen.
  6. Belastungsvorrichtung einer Beintrainingsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (60) bei der Belastung gleichzeitig eine Vibration erzeugt, wobei die Vibrationswellenformen (100) sinusförmige Wellenform, rechteckige Wellenform oder zahnsägeförmige Wellenform beinhalten, und wobei die Frequenz und die Amplitude separat einstellbar sind.
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