DE202014010682U1

DE202014010682U1 - Übungsmaschine

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Publication number: DE202014010682U1
Application number: DE202014010682.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Bowflex Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: WO2014146006A3; AU2014232303A2; AU2014232303B2; US11198033B2; HK1220658A1; WO2014145981A1; CA2907435C; CA3013141C; EP3338864B1; EP2969066A1; WO2014146130A2; ES2663799T3; EP2969066B1; CA2907435A1; DK3338864T3; CA2907352C; EP2969066A4; HK1221430A1; WO2014146006A2; ES2650815T3

Abstract

Stationärer Übungsapparat, umfassend: einen feststehenden Rahmen; eine Kurbelwelle, die an dem feststehenden Rahmen angebaut ist, um sich um eine Kurbelwellenachse zu drehen; einen oberen momenterzeugenden Mechanismus, der betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden ist, um ein erstes Moment auf der Kurbelwelle in einem ganzen Bewegungsumlauf des oberen momenterzeugenden Mechanismus zu bewirken, wobei der obere momenterzeugende Mechanismus erste und zweite obere Gestänge umfasst, die jeweils erste und zweite Handgriffe und jeweils erste und zweite virtuelle Kurbelarme enthalten, die die Antriebskraft des Benutzers an dem ersten und dem zweiten Handgriff in das erste Moment umwandeln; einen unteren momenterzeugenden Mechanismus, der betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden ist, um ein zweites Moment auf der Kurbelwelle in einem ganzen Bewegungsumlauf des unteren momenterzeugenden Mechanismus zu bewirken, wobei der untere momenterzeugende Mechanismus erste und zweite untere Gestänge umfasst, die jeweils erste und zweite Kurbelarme enthalten, wobei jeder erste und zweite Kurbelarm jeweils starr mit der Kurbelwelle verbunden und um die Kurbelwellenachse drehbar ist, wobei der erste und der zweite Kurbelarm jeweils drehbar mit dem ersten und dem zweiten unteren, hin- und hergehenden Element verbunden sind, um eine jeweilige Achse zu bilden; und wobei jede der Achsen die Kurbelwellenachse umläuft und der Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Kurbelarm und entsprechenden ersten und zweiten virtuellen Kurbelarmen zwischen ungefähr 60° und 90° liegt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung nimmt Priorität in Anspruch vor der am 15. März 2013 eingereichten, vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/798 663 mit der Bezeichnung „Übungsapparat” und der am 27. März 2014 eingereichten PCT Anmeldung Nr. PCT/US14/30875 mit der Bezeichnung „Übungsapparat”, wobei beide Anmeldungen hier durch Verweis in ihrer Gesamtheit einbezogen sind.
Technisches Gebiet
Diese Anmeldung betrifft stationäre Übungsapparate mit hin- und hergehenden Elementen.
Hintergrund
Übliche stationäre Übungsapparate umfassen Stufenkletterapparate und elliptische Laufmaschinen. Jeder dieser Apparatetypen bietet typischerweise eine andere Art von Training, wobei Stufenkletterapparate für eine vertikale Klettersimulation mit geringerer Gebrauchsfrequenz sorgen, und wobei elliptische Maschinen für eine horizontale Laufsimulation mit höherer Gebrauchsfrequenz sorgen. Weil diese Apparate Handgriffe besitzen, die für eine Oberkörperübung sorgen, stellt die Verbindung zwischen den Handgriffen, den Fußpedalen/Unterlagen, und/oder dem Schwungradmechanismus zusätzlich eine ausreichende Übungserfahrung für den Oberkörper zur Verfügung.
Es ist deshalb wünschenswert, einen verbesserten, stationären Übungsapparat und spezieller einen verbesserten Übungsapparat bereitzustellen, der sich den oben beschriebenen stationären Übungsapparaten zuwenden oder diese verbessern kann und/oder allgemeiner, der Verbesserungen oder eine Alternative zu bestehenden Einrichtungen anbietet.
Abriss
Es werden hier Ausführungsformen von stationären Übungsapparaten beschrieben, die hin- und hergehende Fuß- und/oder Handelemente wie etwa Fußpedale aufweisen, die sich in einer geschlossenen Bahn bewegen. Einige Ausführungsformen können hin- und hergehende Fußpedale einschließen, die bewirken, dass sich die Füße eines Benutzers längs einer geschlossenen Bahn bewegen, die im Wesentlichen geneigt ist, so dass die Fußbewegung mehr eine Kletterbewegung als eine flache Geh- oder Laufbewegung simuliert. Einige Ausführungsformen können außerdem hin- und hergehende Handgriffe einschließen, die gestaltet sind, um sich in Koordination mit dem Fuß über ein Gelenk auf einem ebenfalls mit den Fußpedalen gekoppelten Kurbelrad zu bewegen. Ein veränderlicher Widerstand kann bewirkt werden über einen auf Luftwiderstand basierenden, rotierenden Mechanismus, über einen auf Magnetismus basierenden Mechanismus und/oder über andere Mechanismen, von denen einer oder mehrere schnell einstellbar sind, während der Benutzer den Apparat verwendet.
Einige Ausführungsformen eines stationären Übungsapparates weisen erste und zweite hin- und hergehende Fußpedale auf, die jeweils gestaltet sind, um sich in einer jeweiligen geschlossenen Bahn zu bewegen, wobei jeder der geschlossenen Bahnen eine Hauptachse bildet, die sich zwischen zwei Punkten in der geschlossenen Bahn, die am weitesten voneinander getrennt sind, erstreckt, und wobei die Hauptachse der geschlossenen Bahnen mehr als 45° relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt ist. Der Apparat enthält mindestens einen Widerstandsmechanismus, der gestaltet ist, um Widerstand gegen eine Bewegung der Fußpedale längs ihrer geschlossenen Bahnen zu bewirken, wobei der Widerstandsmechanismus einen einstellbaren Teil umfasst, der gestaltet ist, um die Größe des durch den Widerstandsmechanismus bewirkten Widerstands bei einer gegebenen Häufigkeit der Hin- und Herbewegung der Fußpedale zu ändern, und derart, dass der einstellbare Teil so gestaltet ist, um von einem Benutzer des Apparates ohne weiteres eingestellt zu werden, während der Benutzer die Fußpedale während der Übung mit seinen Füßen antreibt.
In einigen Ausführungsformen ist der einstellbare Teil gestaltet, um zwischen zwei vorgegebenen Widerstandseinstellungen schnell, wie etwa in weniger als einer Sekunde, zu regulieren. In einigen Ausführungsformen ist der Widerstandsmechanismus so gestaltet, dass ein erhöhter Widerstand als eine Funktion der Häufigkeit der Hin- und Herbewegung der Fußpedale bewirkt wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Widerstandsmechanismus einen auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus, wobei eine Drehung des auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus Luft in einen seitlichen Lufteinlass ansaugt und die angesaugte Luft durch radiale Luftauslässe herausdrückt. Der auf Luftwiderstand basierende Widerstandsmechanismus kann einen einstellbaren Luftstromregler umfassen, der eingestellt werden kann, um das Volumen eines Luftstroms durch den Lufteinlass oder Luftauslass bei einer gegebenen Rotationsgeschwindigkeit des auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus zu verändern. Der einstellbare Luftstromregler kann eine drehbare Platte enthalten, die an einer Querseite des auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus positioniert und so ausgestaltet ist, dass sie sich dreht, um eine Querstromfläche des Lufteinlasses zu ändern; oder der einstellbare Luftstromregler kann eine axial bewegliche Platte enthalten, die an einer Querseite des auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus positioniert und so ausgestaltet ist, dass sie sich axial bewegt, um das in den Lufteinlass eintretende Luftvolumen zu verändern. Der einstellbare Luftstromregler kann ausgestaltet sein, um durch die Eingabe eines Benutzers entfernt von dem auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus gesteuert zu werden, während der Benutzer die Fußpedale mit seinen Füßen antreibt.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Widerstandsmechanismus einen magnetischen Widerstandsmechanismus, der einen drehbaren Rotor und einen Bremssattel umfasst, wobei der Bremssattel Magnete einschließt, die gestaltet sind, um einen Wirbelstrom in dem Rotor zu induzieren, wenn sich der Rotor zwischen den Magneten dreht, was einen Widerstand gegen die Drehung des Rotors verursacht. Der Bremssattel kann einstellbar sein, um die Magnete in unterschiedliche radiale Abstände von einer Rotationsachse des Rotors weg zu bewegen, so dass das Erhöhen des radialen Abstands der Magnete von der Achse die Größe des Widerstands erhöht, den die Magnete gegen die Drehung des Rotors aufbringen. Der verstellbare Bremssattel kann so gestaltet sein, dass er durch die Eingabe eines Benutzers entfernt von dem magnetischen Widerstandsmechanismus gesteuert wird, während der Benutzer die Fußpedale mit seinen Füßen antreibt. Einige Ausführungsformen eines stationären Übungsapparates umfassen einen feststehenden Rahmen, erste und zweite hin- und hergehende Fußpedale, die mit dem Rahmen verbunden sind, wobei jedes Fußpedal gestaltet ist, um sich in einer jeweiligen geschlossenen Bahn relativ zum Rahmen zu bewegen, ein Kurbelrad, das an dem Rahmen um eine Kurbelachse drehbar montiert ist, wobei die Fußpedale mit dem Kurbelrad verbunden sind, so dass eine Hin- und Herbewegung der Fußpedale um die geschlossenen Bahnen die Rotation des Kurbelrades steuert, mindestens einen Handgriff, der mit dem Rahmen um eine erste Achse drehbar verbunden und gestaltet ist, um von der Hand eines Benutzers angetrieben zu werden, wobei die erste Achse im Wesentlichen parallel zu der Kurbelachse und relativ zu dieser befestigt ist. Der Apparat umfasst ferner ein erstes Gestänge, das relativ zu dem Handgriff befestigt und um die erste Achse drehbar ist und ein radiales Ende aufweist, das sich gegenüber der ersten Achse erstreckt, und ein zweites Gestänge, das ein erstes Ende aufweist, das mit dem radialen Ende des ersten Gestänges um eine zweite Achse, die im Wesentlichen parallel zu der Kurbelachse ist, drehbar verbunden ist, ein drittes Gestänge, das mit einem zweiten Ende des zweiten Gestänges um eine dritte Achse drehbar verbunden ist, die im Wesentlichen parallel zu der Kurbelachse ist, wobei das dritte Gestänge relativ zu dem Kurbelrad befestigt und um die Kurbelachse drehbar ist. Der Apparat ist so gestaltet, dass eine Drehbewegung des Handgriffs mit der Bewegung von einem der Fußpedale längs seiner geschlossenen Bahn synchronisiert wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst das zweite Ende des zweiten Gestänges einen ringförmigen Bund, und das dritte Gestänge umfasst eine kreisförmige Scheibe, die in dem ringförmigen Bund drehbar eingebaut ist.
In einigen Ausführungsformen verläuft die dritte Achse durch den Mittelpunkt der kreisförmigen Scheibe, und die Kurbelachse verläuft durch die kreisförmige Scheibe an einer Stelle versetzt von dem Mittelpunkt der kreisförmigen Scheibe, jedoch innerhalb des ringförmigen Bundes.
In einigen Ausführungsformen kann der Rahmen geneigte Elemente mit nicht geradlinigen Teilen aufweisen, die gestaltet sind, um zu bewirken, dass dazwischenliegende Teile der unteren hin- und hergehenden Elemente sich in nicht geradlinigen Bahnen bewegen, wie etwa, dass bewirkt wird, dass an den dazwischenliegenden Teilen der Fußelemente befestigte Rollen längs der nicht geradlinigen Teile der geneigten Elemente rollen.
Die vorhergehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die sich mit Bezug auf die begleitenden Figuren fortsetzt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist die perspektivische Ansicht eines beispielhaften Übungsapparates.
2A–2D sind Ansichten des Apparates von 1 von links, die unterschiedliche Stufen eines Kurbelumlaufs zeigen.
3 ist eine Ansicht des Apparates von 1 von rechts.
4 ist eine Vorderansicht des Apparates von 1. 4A ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils von 4.
5 ist eine Ansicht des Apparates von 1 von links. 5A ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils von 5.
6 ist eine Draufsicht des Apparates von 1.
7 ist eine Ansicht des Apparates von 1 von links.
7A ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils von 7, die geschlossene Bahnen zeigt, die von Fußpedalen des Apparates gekreuzt werden.
8 ist eine Ansicht eines weiteren beispielhaften Übungsapparates von rechts.
9 ist eine Ansicht des Apparates von 8 von links.
9A–9F sind vereinfachte Schnitt- und Vollansichten von 9, die Antriebsgestänge des beispielhaften Übungsapparates hervorheben.
9G–9N sind schematische Darstellungen, die einen Umlauf des Apparates relativ zu verschiedenen Positionen der Rolle während ihres Bewegungsbereichs durchschreiten.
10 ist eine Vorderansicht des Apparates von 8.
11 ist die perspektivische Ansicht einer Magnetbremse des Apparates von 8.
12 ist eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Apparates von 8 mit einem einbezogenen äußeren Gehäuse.
13 ist eine Ansicht des Apparates von 12 von rechts.
14 ist linke Ansicht des Apparates von 12 von links.
15 ist eine Vorderansicht des Apparates von 12.
16 ist eine Rückansicht des Apparates von 12.
17 ist eine aus 14 erhaltene, seitliche Teilansicht eines beispielhaften Übungsapparates mit bogenförmigen geneigten Elementen.
18A–G sind isometrische, vordere, hintere, linke, rechte, obere und untere Ansichten eines beispielhaften Übungsapparates.
Ausführliche Beschreibung
Hier werden Ausführungsformen von stationären Übungsapparaten mit hin- und hergehenden Fuß- und/oder Handelementen, wie etwa Fußpedale, beschrieben, die sich in einer geschlossenen Bahn bewegen. Die offen gelegten Apparate können einen veränderlichen Widerstand gegen die Hin- und Herbewegung eines Benutzers bewirken, um etwa ein Intervalltraining veränderlicher Intensität zur Verfügung zu stellen. Einige Ausführungsformen können hin- und hergehende Fußpedale enthalten, die bewirken, dass sich die Füße eines Benutzers längs einer geschlossenen Bahn bewegen, die im Wesentlichen geneigt ist, so dass die Fußbewegung mehr eine Kletterbewegung als eine flache Geh- oder Laufbewegung simuliert. Einige Ausführungsformen können des Weiteren obere hin- und hergehende Elemente enthalten, die gestaltet sind, um sich in Koordination mit den Fußpedalen zu bewegen und dem Benutzer ermöglichen, Muskeln des Oberkörpers zu trainieren. Der Widerstand gegenüber den Handelementen kann dem Widerstand gegenüber den Fußpedalen proportional sein. Ein variabler Widerstand kann über einen auf Luftwiderstand basierenden rotierenden, fächerförmigen Mechanismus, über einen auf Magnetismus basierenden Wirbelstrommechanismus, über auf Reibung basierenden Bremsen und/oder über andere Mechanismen bewirkt werden, von denen einer oder mehrere schnell reguliert werden können, während der Benutzer den Apparat verwendet, um ein Intervalltraining veränderlicher Intensität bereitzustellen.
1–7A zeigen eine beispielhafte Ausführungsform eines Übungsapparates 10. Der Apparat 10 kann einen Rahmen 12 mit einem Unterteil 14 zur Berührung mit einer Unterstützungsfläche, erste und zweite vertikale Streben 16, die durch eine bogenförmige Strebe 18 verbunden sind, eine obere Stützkonstruktion 20, die sich über der bogenförmigen Strebe 18 erstreckt, und erste und zweite geneigte Elemente 22, die sich jeweils zwischen dem Unterteil 14 und den ersten und zweiten vertikalen Streben 16 erstrecken.
Ein Kurbelrad 24 ist an einer Kurbelwelle 25 (siehe 4A und 5A) befestigt, die durch die obere Stützkonstruktion 20 drehbar gelagert wird und um eine ortsfeste horizontale Kurbelachse A drehbar ist. Erste und zweite Kurbelarme 28 sind relativ zu dem Kurbelrad 24 und der Kurbelwelle 25 befestigt und auf einer Seite des Kurbelrades positioniert und ebenfalls um die Kurbelachse A drehbar, so dass eine Drehung der Kurbelarme 28 bewirkt, dass sich die Kurbelwelle 25 und das Kurbelrad 24 um die Kurbelachse A drehen. (Jede der linken Hälfte und rechten Hälfte des Übungsapparates 10 können ähnliche oder identische Bauteile aufweisen, wobei, wie es hier erörtert wird, diese ähnlichen oder identischen Bauteile mit denselben Kennzeichnungen verwendet werden können, obwohl gegenüberliegende Bauteile dargestellt sind. Z. B. können sich Kurbelarme 28 auf jeder Seite des Apparates 10, wie in 4A dargestellt, befinden). Der erste und der zweite Kurbelarm 28 besitzen jeweilige erste Enden, die an der Kurbelwelle 25 an der Kurbelachse A befestigt sind, und zweite Enden, die körperfern von dem ersten Ende sind. Der erste Kurbelarm 28 erstreckt sich von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende in einer radialen Richtung, die der radialen Richtung entgegengesetzt ist, in der sich der zweite Kurbelarm von seinem ersten Ende und seinem zweiten Ende erstreckt. Erste und zweite untere, hin- und hergehende Elemente 26 weisen nach vorn gerichtete Enden auf, die jeweils mit den zweiten Enden des ersten und zweiten Kurbelarms 28 drehbar verbunden sind, und nach hinten gerichtete Enden, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Fußpedal 32 verbunden sind. Erste und zweite Rollen 30 sind mit dazwischenliegenden Teilen des ersten bzw. zweiten unteren, hin- und hergehenden Elements 26 verbunden, so dass sich die Rollen 30 rollend entlang der geneigten Elemente 22 des Rahmens 12 translatorisch bewegen können. In alternativen Ausführungsformen können andere Lagermechanismen verwendet werden, um eine fortschreitende Bewegung der unteren hin- und hergehenden Elemente 26 entlang der geneigten Elemente 22 anstelle der Rollen 30 oder zusätzlich zu diesen, wie etwa Lager mit Gleitreibung, zu erleichtern.
Wenn die Fußpedale 32 von einem Benutzer angetrieben werden, bewegen sich die dazwischenliegenden Teile der unteren hin- und hergehenden Elemente 26 translatorisch in einer im Wesentlichen geradlinigen Bahn über die Rollen 23 entlang der geneigten Elemente 22. In anderen Ausführungsformen können die geneigten Elemente 22 einen nicht geradlinigen Teil wie etwa einen gekrümmten oder gebogenen Teil (siehe zum Beispiel die gekrümmten, geneigten Elemente 123 in 17) enthalten, so dass sich die dazwischenliegenden Teile der unteren hin- und hergehenden Elemente 26 in einer nicht geradlinigen Bahn über die Rollen 30 entlang des nicht geradlinigen Teils der geneigten Elemente 22 translatorisch bewegen. Der nicht geradlinige Teil der geneigten Elemente 22 kann eine beliebige Krümmung wie etwa einen konstanten oder nicht konstanten Krümmungsradius besitzen, und kann nach außen gewölbte, nach innen gewölbte und/oder teilweise geradlinige Flächen aufweisen, an denen entlang sich die Rollen 30 bewegen. In einigen Ausführungsformen kann der nicht geradlinige Teil der geneigten Elemente 22 einen mittleren Neigungswinkel von mindestens 45° besitzen, und/oder kann einen Mindestneigungswinkel von mindestens 45° relativ zu der horizontalen Bodenebene besitzen.
Die vorderen Enden der unteren hin- und hergehenden Elemente 26 können sich in Kreisbahnen um die Rotationsachse A bewegen, wobei eine Kreisbewegung die Kurbelarme 28 und das Kurbelrad 24 in einer Drehbewegung antreibt. Die Kombination der kreisförmigen Bewegung der vorderen Enden der unteren hin- und hergehenden Elemente 26 und die geradlinige oder nicht geradlinige Bewegung der dazwischenliegenden Teile der Fußelemente bewirkt, dass sich die Pedale 32 an den rückwärtigen Enden der unteren hin- und hergehenden Elemente 26 in nicht kreisförmigen, geschlossenen Bahnen wie etwa im Wesentlichen ovalen und/oder im Wesentlichen elliptischen, geschlossenen Bahnen, bewegen. Zum Beispiel kann mit Bezug auf 7A ein Punkt F an der Vorderseite der Pedale 32 eine Bahn 60 kreuzen, und ein Punkt R an der Rückseite der Pedale kann eine Bahn 62 kreuzen. Die von unterschiedlichen Punkten auf den Fußpedale 32 gekreuzten, geschlossenen Bahnen können unterschiedliche Formen und Größen aufweisen, so dass die hinteren Teile der Pedale 32 längere Entfernungen kreuzen. Zum Beispiel kann die Bahn 60 kürzer und/oder enger sein als die Bahn 62. Eine von den Fußpedalen 32 gekreuzte, geschlossene Bahn kann eine Hauptachse besitzen, die durch die zwei Punkte der Bahn definiert wird, die am weitesten entfernt liegen. Die Hauptachse einer oder mehrerer der von den Pedalen 32 gekreuzten, geschlossenen Bahnen kann einen Neigungswinkel besitzen, der näher zur Vertikalen als zur Horizontalen ist, wie etwa mindestens 45°, mindestens 50°, mindestens 55°, mindestens 60°, mindestens 65°, mindestens 70°, mindestens 75°, mindestens 80° und/oder mindestens 85° relativ zu einer durch die Unterlage 14 definierten horizontalen Ebene. Um eine solche Neigung der geschlossenen Bahnen der Pedale zu bewirken, können die geneigten Elemente einen im Wesentlichen geradlinigen oder nicht geradlinigen Teil (siehe z. B. geneigte Elemente 123 in 17) enthalten, über den sich die Rollen 30 drehen, der einen großen Neigungswinkel α, einen mittleren Neigungswinkel und/oder einen Mindestneigungswinkel relativ zu der horizontalen Unterlage 14 bildet, wie etwa mindestens 45°, mindestens 50°, mindestens 55°, mindestens 60°, mindestens 65°, mindestens 70°, mindestens 75°, mindestens 80° und/oder mindestens 85°. Dieser große Neigungswinkel der Fußpedalbewegung kann dem Benutzer eine schwächere Körperübung verschaffen, die dem Klettern näher verwandt ist als dem Gehen oder Laufen auf einer ebenen Fläche. Eine solche schwächere Körperübung kann der ähnlich sein, die durch einen herkömmlichen Stufenkletterapparat bewirkt wird.
Der Apparat 10 kann außerdem erste und zweite Handgriffe 34 enthalten, die mit der oberen Stützkonstruktion 20 des Rahmens 12 an einer horizontalen Achse D drehbar verbunden sind. Eine Drehung der Handgriffe 34 um die horizontale Achse D bewirkt eine entsprechende Drehung der ersten und zweiten Verbindungsstücke 38, die an ihren radialen Enden mit den ersten und zweiten oberen, hin- und hergehenden Elementen 40 drehbar verbunden sind. Wie in 4A und 5A gezeigt wird, können die unteren Enden der oberen, hin- und hergehenden Elemente 40 jeweilige ringförmige Bunde 41 enthalten. Eine entsprechende kreisförmige Scheibe 42 ist in jedem der ringförmigen Bunde 41 drehbar eingebaut, so dass die Scheiben 42 relativ zu den oberen, hin- und hergehenden Elementen 40 und jedem der entsprechenden Bunde 41 der Scheiben 43 um jeweilige Scheibenachsen B im Mittelpunkt von jeder der Scheiben drehbar sind. Die Scheibenachsen B liegen parallel zu der festen Kurbelachse A und in entgegengesetzten Richtungen von der festen Kurbelachse A radial versetzt (siehe 4A und 5A). Wenn das Kurbelrad 24 um die Kurbelachse Art rotiert, bewegen sich die Scheibenachsen B in entgegen gesetzten, kreisförmigen Bahnen um die Achse A des gleichen Radius. Die Scheiben 42 sind außerdem auf der Kurbelwelle 25 an der Kurbelachse A befestigt, so dass die Scheiben 42 innerhalb der jeweiligen ringförmigen Bunde 41 rotieren, wenn sich die Scheiben 42 um die Kurbelachse A auf gegenüberliegenden Seiten des Kurbelrades 24 drehen. Die Scheiben 42 können relativ zu den jeweiligen Kurbelarmen 28 befestigt werden, so dass sie gemeinsam um die Kurbelachse A rotieren, um das Kurbelrad 24 durchzudrehen, wenn die Pedale 32 und/oder die Handgriffe 34 von einem Benutzer angetrieben werden. Der Handgriffgestänge-Aufbau kann die Handgriffe 34, die Drehachse 36, die Verbindungsstücke 38, die oberen hin- und hergehenden Elemente 40 und die Scheiben 42 umfassen. Die Bauteile können so gestaltet sein, um zu bewirken, dass sich die Handgriffe 34 in einer entgegengesetzten Bewegung relativ zu den Pedalen 32 hin und her bewegen. Wenn sich das linke Pedal 32 nach oben und nach vorn bewegt, dreht sich der linke Handgriff 34 zum Beispiel nach hinten und umgekehrt.
Das Kurbelrad 24 kann mit einem oder mehreren Widerstandsmechanismen verbunden sein, um einen Widerstand gegen die hin- und hergehende Bewegung der Pedale 32 und Handgriffe 34 zu bewirken. Zum Beispiel können der eine oder mehrere Widerstandsmechanismen einen auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus 50, einen auf Magnetismus basierenden Widerstandsmechanismus, einen auf Reibung basierenden Widerstandsmechanismus und/oder andere Widerstandsmechanismen umfassen. Einer oder mehrere der Widerstandsmechanismen können regulierbar sein, um unterschiedliche Widerstandshöhen bereitzustellen. Des Weiteren können einer oder mehrere der Widerstandsmechanismen einen veränderlichen Widerstand bewirken, welcher der Häufigkeit der Hin- und Herbewegung des Übungsapparates entspricht, so dass sich der Widerstand erhöht, wenn die Häufigkeit der Hin- und Herbewegung zunimmt.
Mit Bezug auf 1–7 kann der Apparat 10 einen auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus wie eine Luftdruckbremse 50 enthalten, die an dem Rahmen 12 drehbar montiert ist. Die Luftdruckbremse 50 wird durch die Rotation des Kurbelrades 24 angetrieben. In der dargestellten Ausführungsform wird die Luftdruckbremse 50 durch einen Riemen oder eine Kette 48 angetrieben, die mit einer Riemenscheibe 46 verbunden ist, welche außerdem mit dem Kurbelrad 24 durch einen weiteren Riemen oder Kette 44, die sich um den Umfang des Kurbelrades herum erstreckt, verbunden ist. Die Riemenscheibe 46 kann als ein Steuermechanismus genutzt werden, um das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit der Luftdruckbremse zur Winkelgeschwindigkeit des Kurbelrades 24 einzustellen. Zum Beispiel kann eine Drehung des Kurbelrades 24 mehrere Drehungen der Luftdruckbremse 50 bewirken, um den durch die Luftdruckbremse erzeugten Widerstand zu erhöhen.
Die Luftdruckbremse 50 kann einen radialen Rippenaufbau enthalten, der bewirkt, dass Luft durch die Luftdruckbremse strömt, wenn sie sich dreht. Zum Beispiel kann eine Drehung der Luftdruckbremse bewirken, dass Luft durch seitliche Öffnungen 52 auf der Querseite der Luftdruckbremse nahe der Rotationsachse eintritt und durch radiale Auslässe 54 austritt (siehe 4 und 5). Die herbeigeführte Luftbewegung durch die Luftdruckbremse 50 verursacht einen Widerstand gegen die Drehung des Kurbelrades 24 oder anderer rotierender Bauteile, die zu einem Widerstand gegen die Hin- und Herbewegungen der Pedale 32 und Handgriffe 34 übertragen wird. Wenn sich die Winkelgeschwindigkeit der Luftdruckbremse 50 erhöht, nimmt die Widerstandskraft in einer nicht linearen Beziehung, wie etwa einer im Wesentlichen exponentiellen Beziehung, zu.
In einigen Ausführungsformen kann die Luftdruckbremse 50 einstellbar sein, um das Volumen des Luftstroms zu steuern, der veranlasst wird, durch die Luftdruckbremse mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit zu strömen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Luftdruckbremse 50 eine rotierend einstellbare Einlassplatte 53 (siehe 5) umfassen, die relativ zu den Lufteinlässen 52 rotiert werden kann, um die gesamte Querstromfläche der Lufteinlässe 52 zu verändern. Die Einlassplatte 53 kann einen Bereich einstellbarer Positionen einschließlich einer geschlossenen Position aufweisen, in der die Einlassplatte 53 im Wesentlichen die gesamte Querstromfläche der Lufteinlässe 52 blockiert, so dass es keinen wesentlichen Luftstrom durch den Lüfter gibt.
In einigen Ausführungsformen (nicht dargestellt) kann eine Luftdruckbremse eine Einlassplatte enthalten, die in einer axialen Richtung (und optional auch in einer Drehrichtung wie die Einlassplatte 53) verstellbar ist. Eine axial verstellbare Einlassplatte kann so gestaltet sein, dass sie sich in einer Richtung parallel zur Rotationsachse der Luftdruckbremse bewegt. Wenn die Einlassplatte sich in axialer Richtung weiter weg von dem Lufteinlass (den Lufteinlässen) befindet, wird erhöhtes Luftstromvolumen zugelassen, und wenn sich die Einlassplatte näher zu dem Lufteinlass (den Lufteinlässen) befindet, wird vermindertes Luftstromvolumen zugelassen.
In einigen Ausführungsformen (nicht dargestellt) kann eine Luftdruckbremse einen Luftaustrittsregulierungsmechanismus enthalten, der so gestaltet ist, dass die gesamte Querstromfläche der Luftauslässe 54 an dem radialen Umfang der Luftdruckbremse geändert wird, um das durch die Luftdruckbremse bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit bewirkte Luftstromvolumen einzustellen.
In einigen Ausführungsformen kann die Luftdruckbremse 50 einen verstellbaren Luftstrom regulierungsmechanismus enthalten, wie die Einlassplatte 53 oder einen anderen hier beschriebenen Mechanismus, der schnell verstellt werden kann, während der Apparat 10 zur Übung genutzt wird. Zum Beispiel kann die Luftdruckbremse 50 einen verstellbaren Luftstromregulierungsmechanismus enthalten, der durch den Benutzer schnell verstellt werden kann, während der Benutzer die Rotation der Luftdruckbremse steuert, wie etwa durch Handhabung eines Handhebels, eines Knopfes oder anderen Mechanismus, der in Reichweite der Hände des Benutzers angeordnet ist, während der Benutzer die Pedale 32 mit seinen Füßen antreibt. Ein solcher Mechanismus kann mechanisch und/oder elektrisch mit dem Luftstromregulierungsmechanismus verbunden sein, um eine Einstellung des Luftstroms zu bewirken und somit die Höhe des Widerstandes einzustellen. In einigen Ausführungsformen kann eine solche vom Benutzer bewirkte Einstellung automatisiert sein, wie etwa durch Verwendung eines Knopfes auf einer Konsole in der Nähe der Handgriffe 34, der mit einer Steuereinheit und einem mit dem Luftstromregulierungsmechanismus gekoppelten Elektromotor verbunden ist. In anderen Ausführungsformen kann ein solcher Einstellmechanismus vollkommen per Hand oder kombiniert manuell und automatisiert betätigt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Benutzer bewirken, dass eine gewünschte Luftstromregulierungseinstellung in einem verhältnismäßig kurzen Zeitrahmen stattfindet, wie etwa innerhalb einer halben Sekunde, innerhalb einer Sekunde, innerhalb von zwei Sekunden, innerhalb von drei Sekunden, innerhalb von vier Sekunden und/oder innerhalb von fünf Sekunden vom Zeitpunkt der manuellen Eingabe durch den Benutzer über eine elektronische Eingabevorrichtung oder manuelle Betätigung eines Hebels oder anderen mechanischen Gerätes. Diese beispielhaften Zeitspannen bestehen für einige Ausführungsformen, wobei in anderen Ausführungsformen die Zeitspannen zur Einstellung des Widerstands kleiner oder größer sein können.
Ausführungsformen, die einen veränderlichen Widerstandsmechanismus enthalten, die einen erhöhten Widerstand bei höherer Winkelgeschwindigkeit bewirken, und ein schneller Widerstandsmechanismus, der es einem Benutzer erlaubt, den Widerstand bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit schnell ändern, erlaubt es, dass der Apparat 10 für ein hochintensives Intervalltraining genutzt wird. Bei einer beispielhaften Übungsmethode kann ein Benutzer wiederholte Intervalle durchführen, die zwischen hochintensiven Perioden und wenig intensiven Perioden abwechseln. Hochintensive Perioden können mit dem verstellbaren Widerstandsmechanismus wie etwa die Luftdruckbremse 50 durchgeführt werden, die auf eine niedrige Widerstandseinstellung gesetzt ist (z. B. mit der Einlassplatte 53, die einen Luftstrom durch die Luftdruckbremse 50 versperrt). Bei einer niedrigen Widerstandseinstellung kann der Benutzer die Pedale 32 und/oder Handgriffe 34 mit einer relativ hohen Häufigkeit der Hin- und Herbewegung antreiben, die eine erhöhte Energieanstrengung verursachen kann, weil der Benutzer gezwungen ist, sein eigenes Körpergewicht in einem merklichen Abstand für jede Hin- und Herbewegung wie mit dem herkömmlichen Stufenkletterapparat zu heben und zu senken, selbst wenn ein reduzierter Widerstand von der Luftdruckbremse 50 vorhanden ist. Die schnelle Kletterbewegung kann zu einer starken Energieanstrengung führen. Eine solche hochintensive Periode kann eine beliebige Zeitdauer wie etwa weniger als eine Minute oder weniger als 30 Sekunden dauern, während genug Energieanstrengung, wie es der Benutzer wünscht, bewirkt wird.
Wenig intensive Perioden können mit dem verstellbaren Widerstandsmechanismus wie der Luftdruckbremse 50, die auf eine hohe Widerstandseinstellung gesetzt ist, durchgeführt werden (z. B. mit der Einlassplatte 53, die einen maximalen Luftstrom durch die Luftdruckbremse 50 erlaubt). Bei einer hohen Widerstandseinstellung kann der Benutzer eingeschränkt sein, die Pedale 32 und/oder Handgriffe 34 nur bei verhältnismäßig kleinen Häufigkeiten der Hin- und Herbewegung anzutreiben, selbst wenn von der Luftdruckbremse 50 ein erhöhter Widerstand vorhanden ist, was eine verringerte Energieanstrengung hervorrufen kann, weil der Benutzer sein eigenes Körpergewicht nicht so oft heben und senken muss und daher Energie erhalten kann. Die verhältnismäßig langsamere Kletterbewegung kann eine Ruheperiode zwischen hochintensiven Perioden bewirken. Eine solche wenig intensive Periode oder Ruheperiode kann eine beliebige Zeitdauer wie weniger als zwei Minuten oder weniger als etwa 90 Sekunden dauern. Eine beispielhafte Intervalltrainingssitzung kann eine beliebige Zahl von hochintensiven und wenig intensiven Perioden wie insgesamt weniger als 10 von jeweils und/oder weniger als etwa 20 Minuten einschließen, während eine totale Energieanstrengung bewirkt wird, die eine bedeutend längere Übungszeit erfordert oder auf einem üblichen Stufenkletterer oder einem herkömmlichen elliptischen Apparat nicht möglich ist.
Entsprechend den verschiedenen Ausführungsformen kann der in 1 bis 7 dargestellte Übungsapparat einige Unterschiede im Vergleich zu dem in 8 bis 11 dargestellten Apparat aufweisen. Zum Beispiel tragen in 1 bis 7 die unteren, hin- und hergehenden Elemente 26 die Rollen. Wie gezeigt ist, sind das erste und das zweite Pedal 32 ein zusammenhängender Teil der ersten und zweiten unteren, hin- und hergehenden Elemente 26. Die ersten und zweiten unteren, hin- und hergehenden Elemente 26 sind jeweils rohrförmige Konstruktionen mit einer Biegung in den rohrförmigen Konstruktionen, die das erste und das zweite Pedal 32 bilden, und mit den jeweiligen Plattformen und den jeweiligen Rollen, die sich in den jeweiligen rohrförmigen Konstruktionen, die das erste und das zweite Pedal bilden, erstrecken. Das untere hin- und hergehende Element in 8 bis 11 ist direkt an einem Rahmen 126a befestigt, der die Fußunterlagen 126b trägt. Es wird verständlich, dass die Merkmale jeder der Ausführungsformen miteinander anwendbar sind.
Mit Bezug auf 8 bis 11 kann der Apparat 100 einen Rahmen 112 mit einem Unterteil 114 zur Berührung mit einer Stützfläche, eine vertikale Strebe 116, die sich von der Unterlage 114 zu einer oberen Stützkonstruktion 120 erstreckt, und erste und zweite geneigte Elemente 122, die sich zwischen der Unterlage 114 und der vertikale Strebe 116 erstrecken, umfassen. Wie es sich in den verschiedenen, hier erörterten Ausführungsformen zeigt, kann der Apparat 100 einen oberen momenterzeugenden Mechanismus enthalten. Der Apparat kann außerdem oder alternativ dazu einen unteren momenterzeugenden Mechanismus enthalten. Der obere momenterzeugende Mechanismus und der untere momenterzeugende Mechanismus können jeweils eine Antriebsgröße in eine Kurbelwelle 125 bewirken, welche die Tendenz hervorruft, dass die Kurbelwelle 125 um eine Achse A rotiert. Jeder Mechanismus kann ein einzelnes Gestänge oder mehrfache getrennte Gestänge aufweisen, die das Moment auf die Kurbelwelle 125 erzeugen. Zum Beispiel kann der obere momenterzeugende Mechanismus ein oder mehrere obere Gestänge enthalten, die sich von den Handgriffen 134 zu der Kurbelwelle 125 erstrecken. Der untere momenterzeugende Mechanismus kann ein oder mehrere untere Gestänge enthalten, die sich von dem Pedal 132 zur Kurbelwelle 125 erstrecken. In einem Beispiel kann jeder Apparat zwei Handgriffe 134 und zwei Gestänge aufweisen, die jeweils die Handgriffe mit der Kurbelwelle 125 verbinden. Ebenso kann der untere momenterzeugende Mechanismus zwei Pedale enthalten und zwei Gestänge aufweisen, die jedes der zwei Pedale mit der Kurbelwelle 125 verbinden. Die Kurbelwelle 125 kann eine erste Seite und eine zweite Seite besitzen, die um eine Kurbelwellenachse A rotierbar sind. Die erste Seite und die zweite Seite können jeweils an den zwei oberen Gestängen und/oder den zwei unteren Gestängen starr verbunden sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der untere momenterzeugende Mechanismus ein erstes unteres Gestänge und ein zweites unteres Gestänge enthalten, die einer linken und einer rechten Seite des Apparates 100 entsprechen. Das erste und das zweite untere Gestänge können jeweils ein oder mehrere von ersten und zweiten Pedalen 132, ersten und zweiten Rollen 130, ersten und zweiten unteren, hin- und hergehenden Elementen 126 und/oder ersten und zweiten Kurbelarmen 128 enthalten. Die ersten und zweiten unteren Gestänge können betriebsfähig eine Kraft übertragen, die von dem Benutzer in einem Moment um die Kurbelwelle 125 eingegeben wird.
Der Apparat 100 kann erste und/oder zweite Kurbelräder 124 umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten der oberen Stützkonstruktion 120 um eine horizontale Rotationsachse A drehbar gelagert sind. Der erste und der zweite Kurbelarm 128 sind relativ zu der jeweiligen Kurbelwelle 125 festgelegt, die wiederum relativ zu dem ersten und dem zweiten Kurbelrad 124 festgelegt sein kann. Die Kurbelarme 128 können an Außenseiten der Kurbelräder 124 angeordnet sein. Die Kurbelarme 128 können um die Rotationsachse drehbar sein, so dass eine Rotation der Kurbelarme 128 bewirkt, dass sich die Kurbelräder 124 und/oder die Kurbelwelle 125 drehen. Der erste und der zweite Kurbelarm 128 erstrecken sich von mittleren Enden an der Achse A in entgegengesetzte radiale Richtungen zu jeweiligen radialen Enden. Zum Beispiel können die erste Seite und die zweite Seite der Kurbelwelle 125 fest mit zwei Enden des ersten und des zweiten unteren Kurbelarms verbunden sein. Erste und zweite untere, hin- und hergehende Elemente 126 besitzen Enden nach vorn, die mit den radialen Enden des jeweils ersten und zweiten Kurbelarms 128 drehbar verbunden sind, und Enden nach hinten, die jeweils mit ersten und zweiten Fußpedalen 132 verbunden sind. An dazwischenliegenden Abschnitten des ersten und des zweiten unteren, hin- und hergehenden Elements 126 können jeweils erste und zweite Rollen 130 verbunden sein. In verschiedenen Beispielen können das erste und das zweite Pedal 132 jeweils erste Enden mit ersten und zweiten Rollen 130 aufweisen, die sich jeweils von diesen erstrecken. Jedes der ersten und zweiten Pedale 132 kann jeweils zweite Enden mit ersten und zweiten Plattformen 126b (oder ähnliche Unterlagen) aufweisen. Erste und zweite Klammern 126a können den Abschnitt des ersten und des zweiten Pedals 132 bilden, der die erste und die zweite Plattform 132b und die erste und die zweite Klammer 132a verbindet. Das erste und das zweite untere, hin- und hergehende Element 126 können jeweils starr mit der ersten und der zweiten Klammer 126a zwischen der ersten und der zweiten Rolle 130 und der ersten und der zweiten Plattform 132b verbunden sein. Die Verbindung kann sich näher an einer Vorderseite der ersten und der zweiten Plattform als der ersten und der zweiten Rolle 130 befinden. Die erste und die zweite Plattform 132b können für einen Benutzer betriebsfähig sein, um darauf zu stehen und eine Antriebskraft zu bewirken. Die ersten und die zweiten Rollen 130 drehen sich um einzelne Rollenachsen T. Die erste und die zweite Rolle können jeweils auf ersten und zweiten geneigten Elementen 122 rotieren oder sich an diesen entlang bewegen. Das erste und das zweite geneigte Element 122 können eine Bewegungstrecke entlang der Länge und Höhe des ersten und des zweiten geneigten Elements bilden. Die Rollen 130 können sich rollend entlang der geneigten Elemente 122 des Rahmens 112 translatorisch bewegen. In anderen Ausführungsformen können andere Lagermechanismen verwendet werden, um eine translatorische Bewegung der unteren hin- und hergehenden Elemente 126 entlang der geneigten Elemente 122 anstelle der Rollen 130 oder zusätzlich zu diesen, wie etwa Gleitreibungslager, zu bewirken.
Wenn die Fußpedale 132 von einem Benutzer angetrieben werden, bewegen sich die dazwischenliegenden Abschnitte der unteren hin- und hergehenden Elemente 126 translatorisch in einer im Wesentlichen geradlinigen Bahn über die Rollen 130 entlang der geneigten Elemente 122; und die vorderen Enden der unteren hin- und hergehenden Elemente 126 bewegen sich in Kreisbahnen um die Rotationsachse A, was die Kurbelarme 128 und die Kurbelräder 124 in einer Drehbewegung um eine Achse A antreibt. Die Kombination der kreisförmigen Bewegung der vorderen Enden der unteren hin- und hergehenden Elemente 126 und der geradlinigen Bewegung der dazwischenliegenden Abschnitte der Fußelemente bewirkt, dass sich die Pedale 132 an den rückwärtigen Enden der Fußelemente in nicht kreisförmigen, geschlossenen Bahnen wie beispielsweise im Wesentlichen ovalen und/oder im Wesentlichen elliptischen, geschlossenen Bahnen bewegen. Die von den Pedalen 132 gekreuzten, geschlossenen Bahnen können im Wesentlichen denen mit Bezug auf die Pedale 32 des Apparates 10 beschriebenen ähnlich sein. Eine von den Fußpedalen 132 gekreuzte, geschlossene Bahn kann eine Hauptachse aufweisen, die durch die zwei Punkte der Bahn definiert ist, die am weitesten entfernt sind. Die Hauptachse von einer oder mehreren der von den Pedalen 132 gekreuzten, geschlossenen Bahnen kann einen Neigungswinkel näher zur Vertikalen als zur Horizontalen besitzen, wie etwa mindestens 45°, mindestens 50°, mindestens 55°, mindestens 60°, mindestens 65°, mindestens 70°, mindestens 75°, mindestens 80° und/oder mindestens 85° relativ zu einer horizontalen Ebene, die durch die Unterlage 114 definiert ist. Um eine solche Neigung der geschlossenen Bahnen der Pedale 132 zu bewirken, können die geneigten Elemente 122 einen im Wesentlichen geradlinigen Abschnitt, den die Rollen 183 kreuzen, einschließen. Die geneigten Elemente 122 bilden einen großen Neigungswinkel α relativ zu der horizontalen Unterlage 114 wie etwa mindestens 45°, mindestens 50°, mindestens 55°, mindestens 60°, mindestens 65°, mindestens 70°, mindestens 75°, mindestens 80° und/oder mindestens 85°. Dieser große Neigungswinkel, der die Bahnen für die Fußpedalbewegung einstellt, kann dem Benutzer eine schwächere Körperübung verschaffen, die dem Klettern ähnlicher als dem Gehen oder Laufen auf einer ebenen Fläche ist. Eine schwächere Körperübung kann derjenigen, die durch einen üblichen Stufenkletterapparat bewirkt wird, ähnlich sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der obere momenterzeugende Mechanismus 90 ein erstes oberes Gestänge und ein zweites oberes Gestänge enthalten, die einer linken und einer rechten Seite des Apparates 100 entsprechen. Das erste und das zweite obere Gestänge können jeweils einen oder mehrere erster und zweiter Handgriffe 134, erste und zweite Verbindungsstücke 138, erste und zweite obere, hin- und hergehende Elemente 140 und/oder erste und virtuelle Kurbelarme 142a enthalten. Das erste und das zweite obere Gestänge können eine Antriebskraft vom Benutzer an den Handgriffen 134 betriebsfähig zu einem Moment um die Kurbelwelle 125 übertragen.
Mit Bezug auf 8 bis 10 können die ersten und zweiten Handgriffe 134 mit der oberen Stützkonstruktion 120 des Rahmens 112 an einer horizontalen Achse D drehbar verbunden sein. Eine Drehung der Handgriffe 134 um die horizontale Achse D bewirkt eine entsprechende Drehung des ersten und des zweiten Verbindungsstücks 138, die an ihren radialen Enden mit den ersten und zweiten oberen, hin- und hergehenden Elementen 140 drehbar verbunden sind. Das erste und das zweite Verbindungsstück 138 sowie der Handgriff 134 können um die Achse D drehbar sein. Zum Beispiel kann das erste und das zweite Verbindungsstück 138 von den Handgriffen 134 an dem mit der Achse D fluchtenden Drehgelenk ausgekragt sein. Jedes der ersten und zweiten Verbindungsstücke 138 kann mit den jeweiligen Handgriffen 134 einen Winkel ω einnehmen. Der Winkel kann von einer Ebene gemessen werden, die durch die Achse D und die Kurve im Handgriff, nahe der Verbindung zum Verbindungsstück 138 liegend, verläuft. Der Winkel ω kann ein beliebiger Winkel wie etwa ein Winkel zwischen 0 und 180° sein. Der Winkel ω kann zu einem Winkel optimiert werden, der für einen einzelnen Benutzer oder einen durchschnittlichen Benutzer am komfortabelsten ist. Die unteren Enden der oberen hin- und hergehenden Elemente 140 können jeweils mit dem ersten und zweiten virtuellen Kurbelarm 142a drehbar verbunden sein. Die ersten und zweiten virtuellen Kurbelarme 142a können relativ zu der Auflage der oberen hin- und hergehenden Elemente 140 um jeweilige Achsen B rotierbar sein (die als virtuelle Kurbelarmachsen bezeichnet werden können). Die Achsen B können parallel zu der Kurbelachse A sein. Jede Achse B kann nahe an einem Ende von jedem der oberen hin- und hergehenden Elemente 140 liegend angeordnet sein. Jede Achse B kann außerdem nahe an einem Ende des virtuellen Kurbelarms 142a liegend angeordnet sein. Jede Achse kann radial in entgegengesetzten Richtungen von der Achse A versetzt sein. Jeder entsprechende virtuelle Kurbelarm 142a kann jeweils senkrecht zur Achse A und jeder der Achsen B sein. Der Abstand zwischen der Achse A und jeder Achse B kann ungefähr die Länge des virtuellen Kurbelarms bilden. Dieser Abstand zwischen Achse A und jeder Achse die ist außerdem die Länge des Momentarms jedes virtuellen Kurbelarms 142a, der ein Moment auf die Kurbelwelle ausübt. Wie hier verwendet, kann der virtuelle Kurbelarm 142a eine beliebige Vorrichtung sein, die ein Moment auf die Kurbelwelle 125 ausübt. Zum Beispiel kann, wie oben verwendet, der virtuelle Kurbelarm 142a die Scheibe 142 sein. In einem weiteren Beispiel kann der virtuelle Kurbelarm 142a ein dem Kurbelarm 128 ähnlicher Kurbelarm sein. Jeder der virtuellen Kurbelarme kann eine einzelne Länge aus halbstarrem oder steifem Material sein, mit Drehpunkten, die sich nahe an jedem Ende liegend befinden, wobei eins der hin- und hergehenden Elemente drehbar längs der Achse B verbunden ist, nahe an dem einen Ende und der Kurbelwelle liegend, die längs der Achse starr verbunden ist, die nahe an dem anderen Ende liegend verbunden ist. Der virtuelle Kurbelarm kann mehr als zwei Gelenke einschließen und eine beliebige Form aufweisen. Wie im Folgenden erörtert wird, ist der virtuelle Kurbelarm als eine Scheibe 142 beschrieben, wobei dies lediglich als ein Beispiel dient, weil der virtuelle Kurbelarm jede Form einnehmen kann, die zum Aufbringen eines Moments auf die Kurbelwelle 125 wirksam ist. An sich kann jede Ausführungsform mit der Scheibe hier auch den virtuellen Kurbelarm oder eine beliebige andere Ausführungsform von Scheibe oder eine, die von einem Fachmann als anwendbar zu verstehen wäre, enthalten.
In der Ausführungsform, bei der der vertikale Kurbelarm 142a die drehbare Scheibe 142 ist, soll der Aufbau der oberen hin- und hergehenden Elemente 140 und drehbaren Scheiben 142 als ähnlich zu den oberen hin- und hergehenden Elementen 40 und Scheiben 42 des Apparates 10 gemäß den 3 bis 7 verstanden werden. Jedoch kann auch jeder der virtuellen Kurbelarme, Kurbelarme, Scheiben oder dergleichen auf die Ausführungsformen von 3 bis 7 anwendbar sein. Die unteren Enden der oberen hin- und hergehenden Elemente 140 können direkt im Innern der Kurbelräder 124 angeordnet sein, wie es in 10 gezeigt ist. Wenn sich die Kurbelräder 124 um die Achse A drehen, bewegen sich die Scheibenachsen B auf einer Umlaufbahn um die Achse A. Die Scheiben 142 sind ebenfalls drehbar mit der Kurbelachse A verbunden, so dass die Scheiben 142 innerhalb der jeweiligen unteren Enden der oberen hin- und hergehenden Elemente 140 rotieren, wenn sich die Scheiben 142 um die Kurbelachse A auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Stützelements 120 drehen. Die Scheiben 142 können relativ zu den jeweiligen Kurbelarmen 128 festgelegt werden, so dass sie gemeinsam um die Kurbelachse A rotieren, um das Kurbelrad 124 durchzudrehen, wenn die Pedale 132 und/oder die Handgriffe 134 von einem Benutzer angetrieben werden.
Die ersten und die zweiten Verbindungsstücke 138 können zusätzliche Drehpunkte koaxial zur Achse C aufweisen. Die oberen hin- und hergehenden Elemente 140 können mit den Verbindungsstücken 138 an dem zur Achse C koaxialen Drehpunkt verbunden sein. Wie es oben angegeben ist, können die oberen hin- und hergehenden Elemente 140 mit den ringförmigen Bunden 141 verbunden sein. Ein ringförmiger Bund 141 umgibt eine drehbare Scheibe 142, wobei die zwei unabhängig voneinander rotieren können. Wenn die Handgriffe 134 hin und her anlenken, bewegen sie Verbindungsstücke 138 in einem Bogen, der wiederum die oberen hin- und hergehenden Elemente 140 anlenkt. Über die feste Verbindung zwischen dem oberen hin- und hergehenden Element 140 und einem ringförmigen Bund 141 bewegt die Gelenkverbindung des Handgriffs 134 auch den ringförmigen Bund 141. Weil eine drehbare Scheibe 142 mit der Kurbelwelle, die sich um eine Achse A dreht, fest und drehbar um diese verbunden ist, rotiert die drehbare Scheibe 142 außerdem um eine Achse A. Wenn das obere hin- und hergehende Element 140 hin und her anlenkt, drückt es den ringförmigen Bund 141 zu der Achse A und von dieser längs einer Kreisbahn weg, mit dem Ergebnis, dass bewirkt wird, dass eine Achse B und/oder der Mittelpunkt der Scheibe 142 sich in einer Bahn kreisförmig um die Achse A bewegen.
Entsprechend verschiedener Ausführungsformen kann das erste Gestänge 90 ein exzentrisches Gestänge sein. Wie in 9E dargestellt ist, treibt das obere hin- und hergehende Element 140 die Exzenterscheibe an, welche den ringförmigen Bund 141 und die Scheibe 142 umfasst. Mit der sich um die Achse A als dem festen Drehpunkt drehenden Scheibe, bewegt sich die Achse B des Scheibenmittelpunkts in einer kreisförmigen Bahn um A herum. Diese Bahn ist möglich wegen der Unabhängigkeit einer relativen Drehbewegung zwischen dem ringförmigen Bund 141 und der Scheibe 142. Der Abstand zwischen Achse A und Achse B ist als der rotierende Arm des Gestänges betriebsfähig. Wie in dem in 9E veranschaulichten Diagramm gezeigt ist, wird auf das obere hin- und hergehende Element 140 eine Kraft F1 aufgebracht. Zum Beispiel kann die Kraft in der dargestellten Richtung oder entgegen gesetzt zur dargestellten Richtung sein. Befindet sie sich in der durch F1 gezeigten Richtung, bringen das obere hin- und hergehende Element 140 und der ringförmige Bund 141 eine Belastung auf die Scheibe 142 durch die Achse B auf. Weil die Scheibe 142 bezüglich der Kurbelwelle 125, die um die Achse A drehbar ist, ortsfest ist, bewirkt die Belastung auf die Scheibe 125 jedoch ein auf die Kurbelwelle 125, die koaxial zur Achse A ist, aufzubringendes Drehmoment. Wenn die Kraft F1 ausreichend ist, um den Widerstand in der Kurbelwelle 125 zu überwinden, beginnt die Scheibe 142 sich in Richtung R1 zu drehen, und die Kurbelwelle beginnt sich in Richtung R2 zu drehen. Mit F1 in der entgegengesetzten Richtung würden sich R1 und R2 ebenfalls in der entgegengesetzten Richtung befinden. Wie durch 9F veranschaulicht ist, muss die Kraft F1 Richtungen ändern, wenn sich der Kreis für das exzentrische Gestänge fortsetzt, um eine Steuerung der Drehung in Richtung R1, R2 jeweils der Scheibe 142 und Kurbelwelle 125 fortzusetzen.
Entsprechend verschiedener Ausführungsformen wird der zweite mechanische Vorteil durch die Kombination von Bauelementen innerhalb des zweiten Gestänges 92 gebildet. Innerhalb des zweiten Gestänges 92 drehen sich die Pedale 132 um die erste und die zweite Rolle 30 als Reaktion auf eine Kraft, die durch die Pedale 132 auf das erste und das zweite untere, hin- und hergehende Element 126 aufgebracht wird. Die Kraft auf das erste und das zweite untere, hin- und hergehende Element 126 treibt jeweils den ersten und den zweiten Kurbelarm 128 an. Die Kurbelarme 128 sind an Achsen E drehbar mit dem ersten und dem zweiten unteren hin- und hergehenden Element 126 verbunden und an der Achse A starr mit der Kurbelwelle 125 verbunden. Wenn das erste und das zweite untere hin- und hergehende Element 126 angelenkt werden, treibt die Kraft (zum Beispiel F2 in 9E, 9F gezeigt) die Kurbelarme 128 an, welche die Kurbelwelle 125 um die Achse A drehen. 9B, 9C und 9D zeigen jeweils die Pedale 132 in unterschiedlichen Positionen mit entsprechenden unterschiedlichen Positionen bei den Kurbelarmen 128. Diese entsprechenden unterschiedlichen Positionen bei den Kurbelarmen 128 stellen außerdem eine Drehung der Kurbelwelle 125 dar, die starr an den Kurbelarmen 128 befestigt ist. Wegen der starren Befestigung können die Kurbelarme 128 einen Antrieb auf die Kurbelwelle 125 übertragen, die die Kurbelarme 128 von dem ersten und dem zweiten unteren, hin- und hergehenden Element 126 aufnehmen. Die Kurbelarme 128 können relativ zur Scheibe 142 fest angeordnet sein. Wie es oben erörtert ist, kann die Scheibe 142 einen virtuellen Kurbelarm 142a aufweisen, welcher der Teil der Scheibe 142 ist, der sich ungefähr senkrecht zur Achse B und Achse A und zwischen diesen erstreckt.
Wie in 9E gezeigt wird, kann der virtuelle Kurbelarm 141a auf einen Winkel λ aus dem Winkel des Kurbelarms 128 eingestellt werden (d. h. das Bauteil, das sich ungefähr senkrecht zur Achse A und Achse E und zwischen diesen erstreckt). Wenn die Scheibe 142 und der Kurbelarm 128 zum Beispiel 90° rotieren, kann der Kurbelarm 128 bei dem gleichen relativen Winkel zu dem virtuellen Kurbelarm 142a bleiben. Der Winkel λ kann zwischen einem beliebigen Winkel (d. h. 0° bis 360°) liegen. In einem Beispiel kann der Winkel λ zwischen 60° und 90° sein. In einem Beispiel kann der Winkel λ 75° sein.
Im Verständnis dieser beispielhaften Ausführungsform von Gestängen 90 und 92 kann es verständlich werden, dass der mechanische Vorteil der Gestänge manipuliert werden kann, indem die Eigenschaften der verschiedenen Elemente geändert werden. Zum Beispiel kann im ersten Gestänge 90 die durch die Handgriffe 134 aufgebrachte Hebelkraft durch Länge der Handgriffe oder der Stelle, von der die Handgriffe 134 den Antrieb vom Benutzer aufnehmen, eingerichtet werden. Die durch das erste und das zweite Verbindungsstück 138 aufgebrachte Hebelkraft kann durch den Abstand von Achse D zu Achse C eingerichtet werden. Die von dem exzentrischen Gestänge aufgebrachte Hebelkraft kann durch den Abstand zwischen Achse B und Achse A eingerichtet werden. Das obere hin- und hergehende Element 140 kann das erste und das zweite Verbindungsstück 138 mit dem exzentrischen Gestänge (Scheibe 142 und ringförmiger Bund 141) über den Abstand von Achse C zu Achse B verbinden. Das Verhältnis des Abstands zwischen den Achsen D und C im Vergleich zum Abstand zwischen Achse B und A (d. h. D-C:B-A) kann in einem Beispiel zwischen 1:4 und 4:1 sein. In einem anderen Beispiel kann das Verhältnis zwischen 1:1 und 4:1 sein. In einem weiteren Beispiel kann das Verhältnis zwischen 2:1 und 3:1 sein. In einem anderen Beispiel kann das Verhältnis etwa 2,8:1 sein. In einem Beispiel kann der Abstand von Achse D zu Achse C etwa 103 mm und der Abstand von Achse B zu Achse A etwa 35 mm sein. Dies definiert ein Verhältnis von etwa 2,9:1. In verschiedenen Beispielen kann der Abstand von Achse A zu Achse E etwa 132 mm sein. In verschiedenen Beispielen ist der Abstand von jeder der Achsen E zu einer der jeweiligen Achsen T (d. h. eine der Achsen, um welche die Rolle rotiert) etwa 683 mm. Der Abstand von E zu T kann durch X, wie in 9B gezeigt, dargestellt werden. Während X im Allgemeinen der Länge des unteren hin- und hergehenden Elements folgt, kann, wie hier erörtert, angemerkt werden, dass das untere hin- und hergehende Element 126 kein gerades Verbindungselement sein darf, sondern mehrfache Abschnitte oder mehrfache Elemente mit einer oder mehreren Biegungen sein kann, die inzwischen darin auftreten, wie es zum Beispiel in 8 veranschaulicht ist.
Mit Bezug auf 9A bis 9F bewirken die Handgriffe 134 einen Antrieb in die Kurbelwelle 125 durch das obere Gestänge. Die Pedale 132 bewirken einen Antrieb auf das Kurbelwellenrad 125 durch ein zweites Gestänge 92. Die mit dem Kurbelrad 124 starr verbundene Kurbelwelle bewirkt, dass die zwei zusammen relativ zueinander rotieren.
Jeder Handgriff kann eine Gestängeeinheit aufweisen, die den Handgriff 134, die Drehpunktachse D, das Verbindungsstück 138, das obere hin- und hergehende Element 140 und die Scheibe 142 umfasst. Zwei Handgriffgestängeeinheiten können einen Antrieb auf die Kurbelwelle 125 bewirken. Jedes Handgriffgestänge kann mit der Kurbelwelle 125 relativ zu der Pedalgestängeeinheit verbunden sein, so dass jeder der Handgriffe 134 sich in einer entgegengesetzten Bewegung relativ zu den Pedalen 132 hin und her bewegt. Zum Beispiel dreht sich der linke Handgriff 134 rückwärts, wenn sich das linke Pedal 132 nach oben bewegt, und umgekehrt.
Der obere momenterzeugende Mechanismus 90 und der untere momenterzeugende Mechanismus 92, die zusammen oder getrennt funktionieren, übersetzen einen Antrieb vom Benutzer an den Handgriffen in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 125. Entsprechend verschiedener Ausführungsformen treibt der obere momenterzeugende Mechanismus 90 die Kurbelwelle 125 mit einem ersten mechanischen Vorteil an (z. B. als Vergleich der Antriebskraft zum Moment an der Kurbelwelle). Der erste mechanische Vorteil kann sich während des Umlaufs der Handgriffe 134 ändern. Zum Beispiel kann sich der mechanische Vorteil, der durch den oberen momenterzeugenden Mechanismus 90 auf die Kurbelwelle 125 geliefert wird, mit Fortschreiten des Umlaufs des Apparates verändern, wenn sich der erste und der zweite Handgriff durch den Umlauf des Apparates vor und zurück um eine Achse D hin und her bewegen. Der obere momenterzeugende Mechanismus 90 treibt die Kurbelwelle 125 mit einem zweiten mechanischen Vorteil an (z. B. als Vergleich der Antriebskraft an den Pedalen zum Drehmoment an der Kurbelwelle in einem speziellen Fall oder Winkel). Der zweite mechanische Vorteil kann sich durch den Umlauf der Pedale, wie durch die vertikale Stellung der Rollen 130 im Verhältnis zu ihrer oberen vertikalen und unteren vertikalen Position definiert, ändern. Zum Beispiel kann sich, wenn die Pedale 132 die Stellung wechseln, der durch den unteren momenterzeugenden Mechanismus 92 gelieferte mechanische Vorteil mit der wechselnden Stellung der Pedale 132 ändern. Die Profile mit verschiedenen mechanischen Vorteilen können bis zu einem maximalen mechanischen Vorteil für die jeweiligen momenterzeugenden Mechanismen an bestimmten Punkten im Umlauf zunehmen, und auf minimale mechanische Vorteile an anderen Punkten im Umlauf abfallen. In dieser Hinsicht kann jeder der momenterzeugenden Mechanismen 90, 92 ein mechanisches Vorteilsprofil besitzen, das die mechanische Wirkung über den gesamten Umlauf der Handgriffe oder Pedale beschreibt. Das erste mechanische Vorteilsprofil kann anders sein als das zweite mechanische Vorteilsprofil in jedem Fall im Umlauf, und/oder die Profile können im Allgemeinen über den gesamten Umlauf unterschiedlich sein. Der Übungsapparat 100 kann so gestaltet sein, dass das Training des Oberkörpers des Benutzers (z. B. an den Handgriffen) ausgeglichen wird, indem der erste mechanische Vorteil unterschiedlich im Vergleich zum Training des Unterkörpers des Benutzers (z. B. an den Pedalen 132) genutzt wird, indem der zweite mechanische Vorteil genutzt wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann der obere momenterzeugende Mechanismus 90 im Wesentlichen dem unteren momenterzeugenden Mechanismus 92 an solchen Punkten entsprechen, wo die jeweiligen mechanischen Vorteilsprofile in der Nähe ihrer jeweiligen Maximalwerte liegen. Ohne Rücksicht auf einen Unterschied oder Ähnlichkeiten in jeweiligen mechanischen Vorteilsprofilen im gesamten Umlauf des Übungsapparates arbeiten die Antriebe auf die Handgriffe und Pedale durch ihre jeweiligen Mechanismen zum Antrieb der Kurbelwelle 125 immer noch zusammen.

Ein Beispiel des Aufbaus und von Eigenschaften des Übungsapparates ist in der Tabelle unten vorgesehen und widerspiegelt sich in den 9G–N. Die Tabelle stellt eine Ausführungsform, wie nachstehend beschrieben und analysiert, als ein einzelnes Gestänge dar, wie an einer Hälfte eines Apparates (z. B. das linke Gestänge eines Übungsapparates). Die auf den Handgriff ausgeübte Kraft oder die Handgriffskraft und die auf das Pedal ausgeübte Kraft oder die Pedalkraft sind durch den Pfeil F dargestellt, wobei jede der Kräfte gleiche Kräfte sind. Die Handgriffskraft wird in einem Abstand etwa 376 mm von der Achse D aufgebracht, welche die Kraft an einer Position um die Mitte des Handgriffs, die ein Benutzer typischerweise verwenden kann, positioniert. Die Pedalkraft wird auf die Fußunterlage in einem Abstand von etwa 381 mm von der Achse T aufgebracht, die die Kraft einer Position um die Mitte der Fußunterlage, wo ein Benutzer typischerweise stehen kann, positioniert. Die Länge von Achse D zu Achse C beträgt etwa 104 mm. Die Länge von Achse B zu Achse A beträgt etwa 35 mm. Die Länge von Achse A zu Achse E beträgt etwa 132 mm. Die Länge von Achse E zu Achse T beträgt etwa 683 mm. Der Winkel zwischen dem Element, das sich zwischen der Achse B zu Achse A erstreckt, und das Element, das sich zwischen der Achse A und der Achse E erstreckt, beträgt etwa 75°. Der Übungsapparat kann einen einzelnen Umlauf umfassen, wie durch eine volle Hin- und Herbewegung eines der Handgriffe, eine volle Drehung der Kurbelwelle, eine volle Schleife von einem der Fußpedale oder beliebige andere Kriterien definiert, die eine vollständige Wiederholung der Bauelemente des Übungsapparates angeben würden. Spalte 1 unten weist einen Schritt im Umlauf aus, um die Stellen, Bereiche und/oder sich ändernde Werte der anderen Merkmale in der Tabelle auszuweisen. Spalte 2 weist Positionen der Handgriffe relativ zu den anderen Merkmalen in der Tabelle aus. Spalte 3 weist Positionen der Rollenachse relativ zu den anderen Merkmalen in der Tabelle aus. Spalte 4 weist die Positionen der Kurbelwelle relativ zu den anderen Merkmalen aus, wie sie von einer durch die Achse A verlaufenden vertikalen Ebene gemessen werden; die Winkel werden von 0° bis 180° auf einer ersten Hälfte des Umlaufs wie durch den Kurbelwellenwinkel definiert, und von –180° bis 0° auf der zweiten Hälfte des Umlaufs wie durch den Kurbelwellenwinkel definiert, gemessen. Spalte 5 weist den Winkel aus zwischen der Komponente, die sich zwischen Achse D und Achse C erstreckt, und der Komponente, die sich zwischen Achse B und Achse C relativ zu dem Punkt im Umlauf erstreckt. Spalte 6 weist den Winkel aus zwischen der Komponente, die sich zwischen Achse A und Achse B erstreckt, und der Komponente, die sich zwischen Achse A und Achse B relativ zu dem Punkt im Umlauf erstreckt. Spalte 7 weist den Winkel aus zwischen der Komponente, die sich zwischen Achse A und Achse E erstreckt, und der Komponente, die sich zwischen Achse T und Achse E relativ zu dem Punkt im Umlauf erstreckt. Spalte 8 weist das ungefähre mechanische Vorteilsverhältnis relativ zu dem Punkt im Umlauf aus. Das mechanische Vorteilsverhältnis entspricht dem mechanischen Vorteil im unteren momenterzeugenden Mechanismus 92, dividiert durch den mechanischen Vorteil im oberen momenterzeugenden Mechanismus 90.

Apparat Umlaufposition	Handgriffposition	Rollenposition	KurbelarmWinkel	DCB-Winkel	CBA-Winkel	AET-Winkel	Mechan. Vorteilsverhältnis	Figur
1	Rückseite	körpernah höchste Stelle	–57	114	0	–18,3	N/A	periodisch wiederholt zwischen FIG. 9N und 9G
2	körpernah bis Rückseite	höchste Stelle	–34	110	20,2	0	N/A	FIG. 9G
3	körpernah bis Mitte	höchste Stelle Mitte	31	88,3	80,7	55,1	0,86	FIG. 9H
4	vorwärts Mitte	Mitte	62	79,0	112,0	84,4	1,05	FIG. 9I
5	körpernah bis vorwärts	unten Mitte	91	73,3	144	115,3	1,38	FIG. 9J
6	vorwärts	körpernah bis unten	123	73,0	180	152	N/A	periodisch wiederholt zwischen FIG. 9J und 9K
7	körpernah bis vorwärts	unten	147	77,6	154	180	N/A	FIG. 9K
8	körpernah bis Mitte	unten Mitte 2	–158	95,5	95,8	115,3	0,63	FIG. 9L
9	Mitte rückwärts	Mitte 2	–129	105,3	67,1	84,4	0,83	FIG. 9M
10	körpernah bis rückwärts	höchste Stelle Mitte 2	–99	112,7	38,2	55,1	1,2	FIG. 9N

Entsprechend den verschiedenen Ausführungsformen können sich die Rollen entlang der geneigten Elemente von einer unteren Position zu einer oberen Position und zurück nach unten bewegen. Eine volle Hin und Rückbewegung der Rollen kann als ein Umlauf des Übungsapparates angesehen werden. Wie in 9G bis 9N gezeigt ist, können die Rollen vertikale Positionen entlang des geneigten Elements einnehmen, wie es durch RP1, RP2, RP3 RP4 und RP5 angegeben ist. RP1 entspricht der oberen vertikalen Position der Rolle, wie es sich auch in der Tabelle oben widerspiegelt. RP2 entspricht der oberen mittleren, vertikalen Position der Rolle, wie es sich auch in der Tabelle oben widerspiegelt. RP3 entspricht der mittleren vertikalen Position der Rolle, wie es sich auch in der Tabelle oben widerspiegelt. RP4 entspricht der unteren mittleren, vertikalen Position der Rolle, wie es sich auch in der Tabelle oben widerspiegelt. RP5 entspricht der unteren vertikalen Position der Rolle, wie es sich auch in der Tabelle oben widerspiegelt. Während eines einzelnen Umlaufs kann die Rolle bei RP2, RP3 und RP4 jeweils zweimal, einmal auf dem Weg nach unten und einmal auf dem Weg nach oben, positioniert werden, womit acht beispielhafte Positionen gebildet werden. Jede dieser Positionen kann auch als ein Kurbelwellenwinkel angesehen werden, wie er von der vertikalen und auch relativen Position des Handgriffs weg, wie in der Tabelle oben gezeigt, gemessen wird. Es kann angemerkt werden, dass eine unbegrenzte Anzahl von Positionen in jedem Umlauf vorhanden ist, wobei diese Positionen jedoch nur als Beispiele gezeigt sind.
Das Leistungsband des Umlaufs kann als der Bereich im Umlauf des Übungsapparates definiert werden, in dem die momenterzeugenden Mechanismen (z. B. oberer momenterzeugender Mechanismus 90 und unterer momenterzeugender Mechanismus 92) ihre jeweiligen maximalen mechanischen Vorteile erhalten. Anders ausgedrückt, sind die momenterzeugenden Mechanismen außerhalb ihrer jeweiligen Totbereiche, wobei die Totbereiche der Bereich des Umlaufs sind, in welchem das Moment auf Null geht. In diesen Totbereichen nimmt das Verhältnis zwischen oberem momenterzeugenden Mechanismus 90 und unterem momenterzeugenden Mechanismus 92 in seiner Zweckmäßigkeit ab, wenn das Verhältnis Null oder eine unendliche Größe erreichen kann. Jeder Umlauf kann eine Vielzahl von Leistungsbändern aufweisen. Der Umlauf kann ein Leistungsband, zwei Leistungsbänder, drei Leistungsbänder, vier Leistungsbänder oder mehr aufweisen. Wenn zum Beispiel vier unterschiedliche Gestänge vorhanden sind (z. B. zwei obere Gestänge und zwei untere Gestänge), und jedes Gestänge zwei Totbereiche aufweist, die unterschiedlich von den anderen Gestängen sind, können in einem Umlauf acht Leistungsbänder vorhanden sein, die zwischen jedem dieser Totbereiche existieren. In einem weiteren Beispiel darf dann zwischen den Totbereichen der gegenüberliegenden Gestänge kein Leistungsband vorhanden sein, wenn es vier unterschiedliche Gestänge gibt (z. B. zwei obere Gestänge und zwei untere Gestänge) und die Totbereiche einiger Gestänge die gleichen sind (z. B. die oberen Gestänge sind die gleichen und die unteren Gestänge sind die gleichen), und die Totbereiche der gegenüberliegenden Gestänge (z. B. obere Gestänge gegenüber unteren Gestängen) unterschiedlich jedoch noch nahe zusammen sind. Gestänge auf gegenüberliegenden Seiten des Apparates (z. B. links gegenüber rechts) können identische mechanische Vorteilsprofile aufweisen, jedoch 180° phasenverschoben sein, somit Totbereiche gleichzeitig aber von unterschiedlichen Teilen des Umlaufs aufweisen.
Gemäß einem Beispiel zeigen die Tabelle und 9G bis 9N ein Beispiel zweier Gestänge von der gleichen Seite eines Übungsapparates. Der Übungsapparat kann ein Leistungsband im Winkel zwischen 0° und 110° in einer Hälfte des Umlaufs und 155° bis 180° sowie –180° bis –70° in der anderen Hälfte des Umlaufs aufweisen, wie es durch den Winkel der Kurbelwelle beginnend mit dem Kurbelarm in einer vertikalen Position definiert ist. Die Umkehrung davon ist, dass die Totbereiche von 110° bis 155° und –70° bis 0° der Kurbelwelle existieren können. Diese Leistungsbänder für den Umlauf können hinsichtlich einer vertikalen Rollenposition oder Handgriffposition ähnlich beschrieben werden. Zum Beispiel kann der Übungsapparat ein Leistungsband besitzen, wie es durch die Rolle von der oberen mittleren Rollenposition (z. B. RP2) zur unteren mittleren Rollenposition (z. B. RP4) definiert ist. In einem anderen Beispiel kann der Übungsapparat ein Leistungsband besitzen, wie es durch den Handgriff von der vorderen mittleren Handgriffposition zu der hinteren mittleren Handgriffposition definiert ist.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen bewirken der obere momenterzeugende Mechanismus 90 und der untere momenterzeugende Mechanismus 92 ein mechanisches Vorteilsverhältnis von zwischen etwa 0,6 und 1,4 in einem Leistungsband des Umlaufs, wie es durch eine Rollenposition definiert ist. In verschiedenen Beispielen liefern der obere momenterzeugende Mechanismus 90 und der untere momenterzeugende Mechanismus 92 ein mechanisches Vorteilsverhältnis von zwischen etwa 0,8 und 1,1 als Reaktion darauf, dass die Rolle sich an ihrem Mittelpunkt einer vertikalen Bewegungstrecke während des Umlaufs befindet.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen kann der untere momenterzeugende Mechanismus 92 (z. B. das erste und das zweite untere Gestänge) einen maximalen mechanischen Vorteil auf der Kurbelwelle als Reaktion darauf erzeugen, dass er sich im einem Leistungsband des Umlaufs befindet. Gemäß verschiedener Ausführungsformen kann der obere momenterzeugende Mechanismus 90 (z. B. das erste und das zweite obere Gestänge) einen maximalen mechanischen Vorteil auf der Kurbelwelle als Reaktion darauf erzeugen, dass er sich in einem Leistungsband des Umlaufs befindet.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen kann der Winkel zwischen dem Bauelement (z. B. den oberen Verbindungsstücken 138), das sich zwischen Achse D und Achse C erstreckt, und dem Bauelement (z. B. den oberen hin- und hergehenden Verbindungsstücken 140), das sich zwischen Achse B und Achse C erstreckt, von etwa 70° bis 115° im ganzen Umlauf liegen. In verschiedenen Beispielen kann dieser Winkel zwischen 80° und 100° als Reaktion darauf liegen, dass der erste und der zweite Handgriff unmittelbar an dem Mittelpunkt ihrer Bewegungstrecke liegen. In verschiedenen Beispielen kann dieser Winkel zwischen etwa 80° und 105° als Reaktion darauf liegen, dass die jeweiligen ersten und zweiten Rollen etwa an dem Mittelpunkt ihrer Bewegungstrecke liegen, der ungefähr die Stelle ist, in der das untere Gestänge einen maximalen mechanischen Vorteil auf der Kurbelwelle besitzt. In verschiedenen Beispielen kann dieser Winkel zwischen 80° und 100° als Reaktion darauf sein, dass der Übungsapparat sich innerhalb des Leistungsbandes seines Umlaufs befindet.
Der Winkel zwischen dem Bauelement (z. B. dem oberen hin- und hergehenden Element), das sich zwischen Achse C und Achse B erstreckt, und dem Bauelement (z. B. der virtuelle Kurbelarm), das sich zwischen Achse A und Achse B erstreckt, kann von etwa 0° bis 180° im ganzen Umlauf sein. In verschiedenen Beispielen kann dieser Winkel zwischen 65° und 115° als Reaktion darauf sein, dass mindestens eine der jeweiligen ersten und zweiten Rollen etwa an dem Mittelpunkt ihrer Bewegungstrecke liegt, wobei das erste und das zweite untere Gestänge einen maximalen mechanischen Vorteil auf der Kurbelwelle erzeugen, wobei der erste und der zweite Handgriff annähernd am Mittelpunkt ihrer Bewegungstrecke sind, oder der Übungsapparat sich innerhalb des Leistungsbandes seines Umlaufs befindet.
Der Winkel zwischen dem Bauelement (z. B. dem Kurbelarmen), das sich zwischen Achse A und Achse E erstreckt, und dem Bauelement (z. B. das untere hin- und hergehende Element), das sich zwischen Achse T und Achse E erstreckt, kann im ganzen Umlauf von –20° bis 165° liegen. In verschiedenen Beispielen kann dieser Winkel zwischen 80° und 100° als Reaktion darauf liegen, dass mindestens eine der jeweiligen ersten und zweiten Rollen etwa am Mittelpunkt ihrer Bewegungstrecke liegt, wobei das erste und das zweite untere Gestänge einen maximalen mechanischen Vorteil auf der Kurbelwelle erzeugen, wobei der erste und der zweite Handgriff unmittelbar an dem Mittelpunkt ihrer Bewegungstrecke liegen, oder der Übungsapparat sich innerhalb des Leistungsbandes seines Umlaufs befindet. Wie in 10 gezeigt ist, kann der Apparat 100 des Weiteren eine Benutzerschnittstelle 102 enthalten, die in der Nähe der Oberseite des oberen Stützelements 120 angebracht ist. Die Benutzerschnittstelle 102 kann ein Display zur Bereitstellung von Informationen für den Benutzer enthalten und kann Benutzereingaben einschließen, die es dem Benutzer erlauben, Informationen einzugeben und Einstellungen des Apparates zu verstellen, wie etwa den Widerstand zu verstellen. Der Apparat 100 kann ferner feststehende Handgriffe 104 enthalten, die in der Nähe der Oberseite des oberen Stützelements 120 angebracht sind.
Die Widerstandsmechanismen, wie sie hier verschiedentlich erörtert wurden, können mit der Kurbelwelle 125 betriebsfähig verbunden werden, so dass der Widerstandsmechanismus den kombinierten Momenten Widerstand leistet, die an der Kurbelwelle von dem oberen momenterzeugenden Mechanismus 90 und dem unteren momenterzeugenden Mechanismus 92 bewirkt werden. Die Kurbelräder 124 können direkt mit einem oder mehreren Widerstandsmechanismen oder durch die Kurbelwelle 125 verbunden werden, um der Hin- und Herbewegung der Pedale 132 und Handgriffe 134 Widerstand entgegenzusetzen. Zum Beispiel können der eine oder mehrere Widerstandsmechanismen einen auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus 150, einen auf Magnetismus basierenden Widerstandsmechanismus 160, einen auf Reibung basierenden Widerstandsmechanismus und/oder andere Widerstandsmechanismen einschließen. Einer oder mehrere der Widerstandsmechanismen können verstellbar sein, um unterschiedliche Widerstandsgrade bei einer gegebenen Häufigkeit der Hin- und Herbewegung bereitzustellen. Des Weiteren können einer oder mehrere der Widerstandsmechanismen einen veränderlichen Widerstand bewirken, der einer Häufigkeit der Hin- und Herbewegung des Übungsapparates entspricht, so dass der Widerstand zunimmt, wenn sich die Häufigkeit der Hin- und Herbewegung erhöht.
Wie es in 8 bis 10 gezeigt ist, kann der Apparat 100 einen auf Luftwiderstand basierenden Widerstandsmechanismus oder eine Luftdruckbremse 150, die drehbar an dem Rahmen 112 auf einer horizontalen Welle 166 montiert ist, und/oder einen auf Magnetismus basierenden Widerstandsmechanismus oder eine Magnetbremse 160 umfassen, der einen an dem Rahmen 112 auf der gleichen horizontalen Welle 166 drehbar montierten Rotor 161 und einen ebenfalls auf dem Rahmen 112 montierten Bremssattel 162 umfasst. Luftdruckbremse 150 und Rotor 161 werden durch die Drehung der Kurbelräder 124 angetrieben. In der dargestellten Ausführungsform wird die Welle 166 durch einen Riemen oder Kette 148 angetrieben, die mit einer Riemenscheibe 146 verbunden ist. Die Riemenscheibe 146 ist mit einer weiteren Riemenscheibe 125 verbunden, die koaxial mit der Achse A durch einen weiteren Riemen oder Kette 144 angebracht ist. Die Riemenscheiben 125 und 146 können als Übersetzungsmechanismus verwendet werden, um das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit der Luftdruckbremse 150 und des Rotors 161 im Verhältnis zur Häufigkeit einer Hin- und Herbewegung der Pedale 132 und Handgriffe 134 einzustellen. Zum Beispiel kann eine Hin- und Herbewegung der Pedale 132 mehrere Drehungen von Luftdruckbremse 150 und Rotor 161 bewirken, um den durch Luftdruckbremse 150 und/oder die Magnetbremse 160 bewirkten Widerstand zu erhöhen.
Die Luftdruckbremse 150 kann in Aufbau und Funktion ähnlich der Luftdruckbremse 50 des Apparates 10 sein und ähnlich verstellbar sein, um das Luftstromvolumen zu steuern, das zum Durchfluss durch die Luftdruckbremse bei einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit angesaugt wird.
Die Magnetbremse 160 erzeugt einen Widerstand, indem in dem Rotor 161 magnetisch Wirbelströme erzeugt werden, wenn sich der Rotor dreht. Wie in 11 gezeigt ist, umfasst der Bremssattel 162 hochleistungsfähige Magnete 164, die auf gegenüberliegenden Seiten des Rotors 161 angeordnet sind. Wenn sich der Rotor 161 zwischen den Magneten 164 dreht, induzieren die durch die Magnete erzeugten Magnetfelder Wirbelströme in dem Rotor, die einen Widerstand gegenüber der Drehung des Rotors erzeugen. Die Größe des Widerstandes gegenüber der Drehung des Rotors kann sich als eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Rotors erhöhen, so dass ein höherer Widerstand bei hohen Häufigkeiten einer Hin- und Herbewegung der Pedale 132 und Handgriffe 134 bewirkt wird. Die durch die Magnetbremse 160 bewirkte Widerstandsgröße kann außerdem eine Funktion des radialen Abstands von den Magneten 164 zur Rotationsachse der Welle 166 sein. Wenn dieser Radius zunimmt, erhöht sich die lineare Geschwindigkeit des Teils des Rotors 161, der zwischen den Magneten 164 verläuft, bei jeder gegebenen Winkelgeschwindigkeit des Rotors, weil die lineare Geschwindigkeit an einem Punkt auf dem Rotor ein Produkt der Winkelgeschwindigkeit des Rotors und des Radius dieses Punktes von der Rotationsachse ist. In einigen Ausführungsformen kann der Bremssattel 162 drehbar montiert sein oder anderweitig verstellbar an dem Rahmen 116 angebracht sein, so dass die radiale Stellung der Magnete 134 relativ zu der Achse der Welle 166 verstellt werden kann. Zum Beispiel kann der Apparat 100 einen mit dem Bremssattel 162 verbundenen Motor einschließen, der so gestaltet ist, dass die Magnete 164 sich in unterschiedliche radiale Stellungen relativ zu dem Rotor 161 bewegen. Wenn die Magnete 164 radial nach innen verstellt sind, nimmt die lineare Geschwindigkeit des Teils des zwischen den Magneten verlaufenden Rotors 161 ab, wodurch, bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit des Rotors, der durch die Magnetbremse 160 bei einer vorgegebenen Häufigkeit der Hin- und Herbewegung der Pedale 132 und Handgriffe 134 bewirkte Widerstand zunimmt.
In einigen Ausführungsformen kann der Bremssattel 162 schnell verstellt werden, während der Apparat 10 zur Übung verwendet wird, um den Widerstand einzustellen. Zum Beispiel kann die radiale Stellung der Magnete 164 des Bremssattels 162 relativ zum Rotor 161 durch den Benutzer schnell verstellt werden, während er die Hin- und Herbewegung der Pedale 132 und/oder Handgriffe 134 steuert, wie etwa durch Betätigen eines Handhebels, eines Knopfes oder anderen Mechanismus, der innerhalb der Reichweite der Hände des Benutzers angeordnet ist, in 10 dargestellt ist, während der Benutzer die Pedale 132 mit seinen Füßen antreibt. Ein solcher Einstellmechanismus kann mit der Magnetbremse 160 mechanisch und/oder elektrisch verbunden sein, um eine Einstellung von Wirbelströmen in dem Rotor zu bewirken und somit die Höhe des magnetischen Widerstands einzustellen. Die Benutzerschnittstelle 102 kann eine Anzeige zur Bereitstellung von Informationen für den Benutzer umfassen und kann Benutzereingaben einschließen, die dem Benutzer die Eingabe erlauben, um Einstellungen des Apparates zu verstellen, wie etwa den Widerstand zu verstellen. In einigen Ausführungsformen kann eine vom Benutzer bewirkte Einstellung automatisiert werden, indem ein Knopf an der Benutzerschnittstelle 102 verwendet wird, der elektrisch an eine Steuereinheit und einen mit dem Bremszylinder 162 verbundenen Elektromotor angeschlossen ist. In anderen Ausführungsformen kann ein solcher Einstellmechanismus völlig per Hand oder in Kombination von manuell und automatisiert betätigt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Benutzer eine gewünschte magnetische Widerstandseinstellung bewirken, die in einem relativ kurzen Zeitrahmen wie etwa innerhalb einer halben Sekunde, innerhalb einer Sekunde, innerhalb von zwei Sekunden, innerhalb von drei Sekunden, innerhalb von vier Sekunden und/oder innerhalb von fünf Sekunden vom Zeitpunkt einer manuellen Eingabe durch den Benutzer über eine elektronische Eingabevorrichtung oder manuelle Betätigung eines mechanischen Gerätes stattfindet. In anderen Ausführungsformen können Zeitspannen der magnetischen Widerstandseinstellung kleiner oder größer als die oben vorgesehenen beispielhaften Zeitspannen sein.
12 bis 16 zeigen eine Ausführungsform des Übungsapparates 100 mit einem äußeren Gehäuse 170, das um einen vorderen Teil des Apparates herum angebracht ist. Das Gehäuse 170 kann Teile des Rahmens 112, die Riemenscheiben 120 und 126, die Riemen oder Ketten 144 und 148, untere Teile der oberen hin- und hergehenden Elemente 140, die Luftdruckbremse 150, die Magnetbremse 160, Motoren zur Einstellung der Luftdruckbremse und/oder Magnetbremse, Verdrahtung, und/oder andere Bauelemente des Apparates 100 aufnehmen und schützen. Wie in 12, 14 und 15 gezeigt ist, kann das Gehäuse 170 eine Luftdruckbremsenkapsel 172 umfassen, die seitliche Einlassöffnungen 176 enthält, um Luft in die Luftdruckbremse 150 zu lassen, und radiale Auslassöffnungen 174, um Luft aus der Luftdruckbremse zu lassen. Wie in 13 und 15 gezeigt ist, kann das Gehäuse 170 ferner eine Magnetbremsenkapsel 176 umfassen, um die Magnetbremse 160 zu schützen, wobei die Magnetbremse zusätzlich zu der oder anstelle der Luftbremse 150 enthalten ist. Die Kurbelarme 128 und Kurbelräder 124 können durch das Gehäuse hindurch freiliegend sein, so dass die unteren hin- und hergehenden Elemente 126 sie in einer Kreisbewegung um die Achse A ohne Behinderung durch das Gehäuse 170 antreiben können.
18A–G veranschaulichen verschiedene Ansichten eines Beispiels des Übungsapparates. In dem in 18A–G gezeigten Beispiel kann der Übungsapparat ein im Allgemeinen aufrechtstehendes Gerät sein, das wegen der allgemein vertikalen Beschaffenheit des Apparates als Ganzes ein kleines Maß an Bodenfläche einnimmt. Wie jeweils gezeigt ist, stellen 18A–G eine beispielhafte isometrische, vordere, hintere, linke, rechte, obere und untere Ansicht des Übungsapparates dar. Jede dieser Ansichten stellt außerdem dekorative Aspekte des Übungsapparates dar.
Zum Zweck dieser Beschreibung sind hier einige bestimmte Aspekte, Vorteile und neuartige Merkmale der Ausführungsformen dieser Offenlegung beschrieben. Die offen gelegten Verfahren, Apparate und Systeme sollen in keiner Weise als Einschränkung ausgelegt werden. Stattdessen ist die vorliegende Offenlegung auf alle neuartigen und nicht naheliegenden Merkmale und Aspekte der verschiedenen offenbarten Ausführungsformen, allein und in verschiedenen Kombinationen und untergeordneten Kombinationen miteinander, gerichtet. Die Verfahren, Apparate und Systeme sind weder auf einen beliebigen speziellen Aspekt oder Merkmale oder Kombination davon beschränkt, noch erfordern die offen gelegten Ausführungsformen, dass irgendein oder mehrere spezielle Vorteile vorhanden oder Probleme gelöst seien.
Wie hier verwendet, schließen die Begriffe „ein”, „eine” und „mindestens eine” eine oder mehrere des einzeln angegebenen Elements ein. Das heißt, wenn zwei von einem speziellen Element vorhanden sind, ist eines dieser Elemente ebenfalls vorhanden, und somit ist „ein” Element vorhanden. Die Begriffe „eine Vielzahl von” und „mehrfache” bedeuten zwei oder mehrere des einzeln angegebenen Elements.
Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „und/oder”, der zwischen den letzten zwei einer Liste von Elementen genutzt wird, ein beliebiges oder mehrere der aufgelisteten Elemente. Zum Beispiel bedeutet der Satz „A, B und/oder C” „A”, „B”, „C”, „A und B”, „A und C”, „B und C” oder „A, B und C”.
Alle relativen Bezüge und Richtungsbezüge in Richtung (umfassend: obere, untere, nach oben, nach unten, links, rechts, nach links, nach rechts, oben, unten, seitlich, über, unter, vordere, mittlere, hintere, vertikale, horizontale, Höhe, Tiefe, Breite, usw.) sind beispielhaft gegeben, um das Verständnis des Lesers für die speziellen, hier beschriebenen Ausführungsformen zu unterstützen. Sie sollen nicht als Forderungen oder Einschränkungen insbesondere hinsichtlich der Position, Ausrichtung oder Verwendung der Erfindung gelesen werden, es sei denn, dass sie speziell in den Ansprüchen erläutert sind. Verbindungsbezüge (z. B. befestigt, gekoppelt, verbunden, gefügt und dergleichen) sollen weit ausgelegt werden und können dazwischenliegende Elemente zwischen einer Verbindung von Elementen und einer relativen Bewegung zwischen Elementen einschließen. An sich lassen Verbindungsbezüge nicht zwangsläufig darauf schließen, dass zwei Elemente direkt verbunden sind und sich in feststehender Beziehung zueinander befinden, es sei denn, dass es speziell in den Ansprüchen erläutert ist.
Wenn nicht anders angegeben, sollen alle Zahlen, die Eigenschaften, Größen, Anteile, Messungen, Abstände, Verhältnisse, usw. ausdrücken, wie in der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet, als durch den Begriff „etwa” modifiziert verstanden werden. Folglich sind die erläuterten zahlenmäßigen Parameter, wenn nicht anders angegeben, implizit oder explizit, Näherungen, die von den gewünschten gesuchten Eigenschaften und/oder Grenzen einer Erkennung unter standardmäßigen Prüfbedingungen/Verfahren abhängig sein können. Wenn Ausführungsformen vom erörterten Stand der Technik direkt und ausdrücklich unterschieden werden, sind Zahlen keine Näherungen, es sei denn, dass das Wort „etwa” angeführt ist.
Hinsichtlich der vielen möglichen Ausführungsformen, auf welche die hier offen gelegten Prinzipien angewandt werden können, soll erkannt werden, dass die dargestellten Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht als Einschränkung des Umfangs der Offenlegung betrachtet werden sollen. Vielmehr ist der Umfang der Offenlegung mindestens so weit wie die folgenden beispielhaften Patentansprüche.

Claims

Stationärer Übungsapparat, umfassend: einen feststehenden Rahmen; eine Kurbelwelle, die an dem feststehenden Rahmen angebaut ist, um sich um eine Kurbelwellenachse zu drehen; einen oberen momenterzeugenden Mechanismus, der betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden ist, um ein erstes Moment auf der Kurbelwelle in einem ganzen Bewegungsumlauf des oberen momenterzeugenden Mechanismus zu bewirken, wobei der obere momenterzeugende Mechanismus erste und zweite obere Gestänge umfasst, die jeweils erste und zweite Handgriffe und jeweils erste und zweite virtuelle Kurbelarme enthalten, die die Antriebskraft des Benutzers an dem ersten und dem zweiten Handgriff in das erste Moment umwandeln; einen unteren momenterzeugenden Mechanismus, der betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden ist, um ein zweites Moment auf der Kurbelwelle in einem ganzen Bewegungsumlauf des unteren momenterzeugenden Mechanismus zu bewirken, wobei der untere momenterzeugende Mechanismus erste und zweite untere Gestänge umfasst, die jeweils erste und zweite Kurbelarme enthalten, wobei jeder erste und zweite Kurbelarm jeweils starr mit der Kurbelwelle verbunden und um die Kurbelwellenachse drehbar ist, wobei der erste und der zweite Kurbelarm jeweils drehbar mit dem ersten und dem zweiten unteren, hin- und hergehenden Element verbunden sind, um eine jeweilige Achse zu bilden; und wobei jede der Achsen die Kurbelwellenachse umläuft und der Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Kurbelarm und entsprechenden ersten und zweiten virtuellen Kurbelarmen zwischen ungefähr 60° und 90° liegt.
Stationärer Übergangsapparat nach Anspruch 1, wobei: der erste und der zweite Handgriff betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden sind, wodurch eine Antriebskraft des Benutzers an dem ersten und dem zweiten Handgriff zu dem ersten Moment auf die Kurbelwelle übertragen wird.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: das erste und das zweite untere Gestänge jeweils erste und zweite Pedale enthalten, die betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden sind, wodurch eine Antriebskraft des Benutzers an dem ersten und dem zweiten Pedal zu dem zweiten Moment auf die Kurbelwelle übertragen wird.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der erste virtuelle Kurbelarm und der erste Kurbelarm sich etwa 75° relativ zueinander befinden; und der zweite virtuelle Kurbelarm und der zweite Kurbelarm sich etwa 75° relativ zueinander befinden.
Stationärer Übungsapparat einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der erste virtuelle Kurbelarm und der erste Kurbelarm ein Längenverhältnis relativ zueinander von zwischen 1:1 und 1:4 besitzen, wobei Längen des ersten virtuellen Kurbelarms und des ersten Kurbelarms jeweils von der Kurbelwellenachse zu entsprechenden Drehpunktachsen des ersten virtuellen Kurbelarms und des ersten Kurbelarms gemessen werden; und der zweite virtuelle Kurbelarm und der zweite Kurbelarm ein Längenverhältnis relativ zueinander von zwischen 1:1 und 1:4 besitzen, wobei Längen des zweiten virtuellen Kurbelarms und des zweiten Kurbelarms jeweils von der Kurbelwellenachse zu entsprechenden Drehpunktachsen des zweiten virtuellen Kurbelarms und des zweiten Kurbelarms gemessen werden.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 5, wobei: das Längenverhältnis des ersten virtuellen Kurbelarms und des ersten Kurbelarms zwischen 1:2 und 1:3 liegt, und das Längenverhältnis des zweiten virtuellen Kurbelarms und des zweiten Kurbelarms zwischen 1:2 und 1:3 liegt.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 6, wobei: das Längenverhältnis des ersten virtuellen Kurbelarms und des ersten Kurbelarms etwa 1:2,8 und das Längenverhältnis des zweiten virtuellen Kurbelarms und des zweiten Kurbelarms etwa 1:2,8 ist.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das erste und das zweite obere Gestänge außerdem jeweils erste und zweite obere, hin- und hergehende Verbindungsstücke umfassen, die jeweils drehbar mit dem ersten und dem zweiten virtuellen Kurbelarm verbunden sind.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 8, wobei: das erste und das zweite untere Gestänge jeweils erste und zweite untere, hin- und hergehende Elemente enthält, die jeweils drehbar mit dem ersten und dem zweiten unteren Kurbelarm verbunden sind, und außerdem erste und zweite Rollen umfassen, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten unteren, hin- und hergehenden Element zusammengefügt sind, und die erste und die zweite Rolle sich jeweils zwischen einem vorgegebenen oberen Punkt und einem vorgegebenen unteren Punkt auf dem ersten und dem zweiten geneigten Element bewegen.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 9, wobei: ein Winkel zwischen jedem der ersten und zweiten oberen, hin- und hergehenden Verbindungsstücke und den ersten und zweiten virtuellen Kurbelarmen jeweils zwischen 65° und 115° liegt, wenn sich die erste und die zweite Rolle etwa im Mittelpunkt ihrer Bewegung zwischen ihren jeweiligen vorgegebenen oberen und unteren Punkten befinden.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei: ein Winkel zwischen jedem der ersten und zweiten unteren Kurbelarme und den ersten und zweiten unteren, hin- und hergehenden Elemente jeweils zwischen 80° und 100° ist, wenn die jeweiligen ersten und zweiten Rollen sich etwa im Mittelpunkt ihrer Bewegung zwischen ihren jeweiligen vorgegebenen oberen und unteren Punkten befinden.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 9, wobei: der obere momenterzeugende Mechanismus und der untere momenterzeugende Mechanismus ein mechanisches Vorteilsverhältnis von etwa zwischen 0,8 und 1,1 herstellen, wenn sich die erste und die zweite Rolle etwa im Mittelpunkt ihrer Bewegung zwischen ihren jeweiligen vorgegebenen oberen und unteren Punkten befinden.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei: der obere momenterzeugende Mechanismus und der untere momenterzeugende Mechanismus ein mechanisches Vorteilsverhältnis von etwa zwischen 0,6 und 1,4 in einem Leistungsband der Bewegungsumläufe des oberen und des unteren momenterzeugenden Mechanismus bewirken.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, des Weiteren umfassend: einen Widerstandsmechanismus, der betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden ist.
Stationärer Übungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der obere momenterzeugende Mechanismus ein exzentrisches Gestänge umfasst, das durch die virtuellen Kurbelarme erzeugt wird.
Stationärer Übungsapparat, umfassend: einen Rahmen mit einer oberen Stützkonstruktion; eine Kurbelwelle, die drehbar mit der oberen Stützkonstruktion verbunden und um eine Achse A drehbar ist; erste und zweite Kurbelarme die sich jeweils mit der Kurbelwelle im Eingriff befinden und um die Achse A drehbar sind; erste und zweite hin- und hergehende Fußelemente, die betriebsfähig mit dem ersten und dem zweiten Kurbelarm verbunden sind, die jeweils eine Achse E bilden, wobei das erste und das zweite hin- und hergehende Fußelement jeweils mit dem ersten und dem zweiten Fußpedal verbunden sind; erste und zweite Handgriffe, die betriebsfähig mit dem ersten und dem zweiten hin- und hergehenden Element verbunden sind, wobei: der erste und der zweite Handgriff sich um eine Achse D drehen, die durch die obere Stützkonstruktion gehalten wird; der erste und der zweite Handgriff jeweils mit dem ersten und dem zweiten hin- und hergehenden Element, die eine Achse C bilden, drehbar verbunden sind; das erste und das zweite hin- und hergehende Element jeweils drehbar an einem unteren Ende mit der Kurbelwelle verbunden und um eine Achse B rotierbar sind; jede der entsprechenden Achsen parallel zu einer Achse A und versetzt von dieser ist; und wobei der erste und der zweite Kurbelarm mit der Kurbelwelle an jeweiligen Positionen befestigt sind, die im Abstand von einer Achse B radial nach innen angeordnet sind; und die Achse B die Achse A umläuft.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 16, wobei die jeweiligen Positionen näher zur Achse A als zur Achse B sind.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 16, wobei die jeweiligen Positionen im Wesentlichen mit der Achse A ausgerichtet sind.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 16, wobei die jeweiligen Positionen mit der Achse A deckungsgleich sind.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 16, wobei der Winkel, der zwischen einer durch Achse A und Achse E definierten Linie und einer durch Achse A und Achse B definierten Linie gebildet wird, größer als 0°, kleiner als 180° ist.
Stationärer Übungsapparat nach Anspruch 20, wobei der Winkel zwischen ungefähr 60° und 90° und vorzugsweise bei ungefähr 75° liegt.