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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der am 17. Juli 2015 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/193,796, deren Offenbarung hier in vollem Umfang durch Verweis einbezogen ist, so als ob sie vollständig dargelegt wäre.
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Die vorliegende Anmeldung beinhaltet laut Verweis in vollem Umfang alle im Folgenden genannten Offenbarungen, so als ob sie vollständig dargelegt wären:
US-Patent Nr. 783,769 ,
US-Patent Nr. 3497215 ,
US-Patent Nr. 3592466 ,
US-Patent Nr. 4687195 ,
US-Patent Nr. 4927136 ,
US-Patent Nr. 5769759 ,
U.S. Patentveröffentlichung Nr. 20120238409 ,
US-Patent Nr. US 7,717,831 ,
US-Patent Nr. 4725054 ,
US-Patent Nr. 7,666,123 ,
US-Patent Nr. 8070658 ,
US-Patent Nr. 7278955 ,
US-Patent Nr. 8025609 ,
US-Patent Nr. 7727128 ,
US-Patent Nr. D486,535 ,
US-Patent Nr. D490,127 ,
US-Patentveröffentlichung Nr. 2003/0092541 ,
US-Patentveröffentlichung Nr. 2007/0173384 ,
US-Patentveröffentlichung Nr. 2006/0270531 ,
U.S. Patentveröffentlichung Nr. 2008/0167169 ,
U.S. Patentveröffentlichung Nr. 2010/0204021 .
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Trainingsgeräte, die einem Benutzer Treppensteigübungen ermöglichen, insbesondere eine Rolltreppe oder Tretmühle, die aus einer Reihe miteinander verbundener, sich entlang einer Bewegungsbahn bewegender Treppenstufen besteht, die der Benutzer in Folge eine nach der anderen betritt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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DARSTELLUNG DER ERFINDUG
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Erfindungsgemäß ist ein Treppensteiggerät vorgesehen, welches umfasst:
eine Mehrzahl von an einem Rahmen montierten, schwenkbar untereinander in Folge miteinander verbundenen und somit eine Tretmühle oder ein Endlosband bildenden Treppenstufen, auf die ein Benutzer tritt, wobei die Tretmühle oder das Endlosband drehbar an dem Rahmen zum Drehen um eine eine Längsachse aufweisende Bewegungsbahn befestigt ist,
wobei jede Treppenstufe umfasst:
ein erstes Verbindungsglied bestehend aus einem größeren Tretstufenabschnitt und einem durch einen starren Winkel an diesen angeschlossenen kleineren Setzstufenabschnitt, und
ein zweites Verbindungsglied bestehend aus einem größeren Setzstufenabschnitt und einem durch einen starren Winkel an diesen angeschlossenen kleineren Tretstufenabschnitt,
wobei der größere Tretstufenabschnitt jedes ersten Verbindungsgliedes eine hinterste Kante aufweist, die schwenkbar an eine vorderste Kante des kleineren Tretstufenabschnitts des zweiten Verbindungsglieds einer sukzessive an andere Treppenstufen angeschlossenen Treppenstufe gekoppelt ist,
wobei der größere Setzstufenabschnitt jedes zweiten Verbindungsgliedes eine hinterste Kante aufweist, die schwenkbar an eine vorderste Kante des kleineren Setzstufenabschnitts des ersten Verbindungsgliedes einer sukzessive an andere Treppenstufen angeschlossenen Treppenstufe gekoppelt ist.
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Der größere Treppenstufenabschnitt des ersten Verbindungsgliedes weist vorzugsweise eine allgemein ebene obere Oberfläche zur Aufnahme der Sohle eines Fußes des Benutzers auf, wobei sich die vorderste Kante des kleineren Setzstufenabschnitts oberhalb der allgemein ebenen Oberfläche des größeren Treppenstufenabschnitts erstreckt,
wobei der kleinere Treppenstufenabschnitt des zweiten Verbindungsgliedes vorzugsweise eine allgemein ebene Oberfläche zur Aufnahme der Sohle eines Fußes des Benutzers aufweist, wobei sich die hinterste Kante des größeren Setzstufenabschnitts unterhalb der allgemein ebenen Oberfläche des größeren Treppenstufenabschnitts erstreckt.
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Die vorderste Kante des kleineren Setzstufenabschnitts erstreckt sich typisch in einem ausgewählten ersten Normalabstand weg von einer Ebene, die mit der allgemein ebenen Oberfläche des größeren Treppenstufenabschnitts zusammenfällt,
die hinterste Kante des größeren Setzstufenabschnitts erstreckt sich in einem ausgewählten zweiten Normalabstand weg von einer Ebene, die mit der allgemein ebenen Oberfläche des kleineren Setzstufenabschnitts zusammenfällt.
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Die schwenkbaren Verknüpfungen des oben beschriebenen Geräts umfassen vorzugsweise ein männliches Scharnier an der einen der hintersten oder vordersten Kanten, und ein weibliches Scharnier an der anderen der hintersten oder vordersten Kanten, wobei das männliche Scharnier einen gekrümmten Finger aufweist, der drehbar in einer komplementären Aufnahmeöffnung des weiblichen Scharniers aufgenommen ist, wobei der gekrümmte Finger eingerichtet ist, sich in der Aufnahmeöffnung zu drehen und diese vollständig zu umschließen, so dass in der Aufnahmeöffnung zwischen dem weiblichen und dem männlichen Scharnier für alle Drehwinkel des männlichen Scharniers eine durchgehende äußere Oberfläche entsteht.
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Der ausgewählte erste Normalabstand beträgt vorzugsweise zwischen ca. 1 und ca. 5 Zoll.
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Der kleinere Treppenstufenabschnitt hat vorzugsweise eine kleinere effektive Front-to-Back-Länge, die zwischen ca. 1 und ca. 5 Zoll beträgt.
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Der ausgewählte erste Normalabstand beträgt vorzugsweise ca. 1 bis ca. 5 Zoll und der kleinere Treppenstufenabschnitt hat eine kleinere effektive Front-to-Back-Länge, die zwischen ca. 1 und ca. 5 Zoll beträgt.
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Der größere Treppenstufenabschnitt hat vorzugsweise eine größere effektive Front-to-Back-Länge Länge, wobei die Summe der größeren und kleineren effektiven Front-to-Back-Längen zwischen ca. 9 und ca. 15 Zoll beträgt.
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Die Summe des ersten Normalabstands und des zweiten Normalabstands beträgt vorzugsweise zwischen ca. 5 und 10 Zoll.
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Die Tretmühle bzw. das Endlosband ist typisch an dem Rahmen zur Drehung entlang einer Bewegungsbahn befestigt derart, dass die allgemein ebenen Oberflächen der größeren und kleineren Treppenstufenabschnitte der sukzessive aneinander angeschlossenen Treppenstufen allgemein koplanar ausgerichtet entlang mindestens eines Teil der Bewegungsbahn der Tretmühle oder des Endlosbandes angeordnet sind.
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Die Tretmühle bzw. das Endlosband ist vorzugsweise derart montiert, dass sich die Treppenstufen bei Rotation der Tretmühle rückwärts in nach unten weisender Bewegungsrichtung drehen, wobei die größeren und kleineren Abschnitte der sukzessive aneinander angeschlossenen Treppenstufen eine Tretfläche bereitstellen, auf die ein Benutzer während mindestens eines Abschnitts der rückwärts nach unten gerichteten Bewegungsbahn der Treppe mit seinem Fuß treten kann.
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Typisch ist die Tretmühle mit einer Widerstandsvorrichtung verbunden, die der Rotation der Tretmühle einen ausgewählten Grad an Widerstand entgegensetzt, wobei die Tretmühle gegen den Widerstand durch die Kraft des Benutzergewichts WT oder durch die nach unten drückende Kraft der Benutzerübungen auf eine Tretfläche einer oder mehrerer Treppenstufen angetrieben wird.
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Die Längsachse der Bewegungsbahn ist typisch in einem Winkel zwischen ca. 30° und ca. 36° zur Horizontalen angeordnet.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung einer Übung durch einen Benutzer vorgesehen, der das Gerät nach Anspruch 1 verwendet, wobei das Verfahren das Treten des Benutzers auf eine Treppenstufe des Geräts nach Anspruch 1 umfasst, während die Tretmühle des Geräts rückwärts in nach unten weisender Richtung dreht.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Treppensteiggerät vorgesehen, welches umfasst:
eine Mehrzahl von an einem Rahmen montierten, schwenkbar sukzessive aneinander angeschlossenen und somit eine Tretmühle oder ein Endlosband bildenden Tretstufen, wobei die Tretmühle oder das Endlosband zur Drehung um eine Bewegungsbahn drehbar an dem Rahmen befestigt ist,
wobei jede Treppenstufe umfasst:
ein erstes Verbindungsglied bestehend aus einem größeren Tretstufenabschnitt und einem durch einen starren Winkel an diesen angeschlossenen kleineren Setzstufenabschnitt, und
ein zweites Verbindungsglied bestehend aus einem größeren Setzstufenabschnitt und einem durch einen starren Winkel an diesen angeschlossenen kleineren Tretstufenabschnitt,
wobei der größere Tretstufenabschnitt jedes ersten Verbindungsgliedes eine hinterste Kante aufweist, die schwenkbar an eine vorderste Kante des kleineren Tretstufenabschnitts des zweiten Verbindungsglieds einer sukzessive an andere Treppenstufen angeschlossenen Treppenstufe gekoppelt ist,
wobei der größere Setzstufenabschnitt jedes zweiten Verbindungsgliedes eine hinterste Kante aufweist, die schwenkbar an eine vorderste Kante des kleineren Setzstufenabschnitts des ersten Verbindungsgliedes einer sukzessive an andere Treppenstufen angeschlossenen Treppenstufe gekoppelt ist,
wobei der größere Tretstufenabschnitt des ersten Verbindungsgliedes eine allgemeine ebene obere Oberfläche zur Aufnahme der Sohle eines Fußes des Benutzers aufweist, wobei sich die vorderste Kante des kleineren Setzstufenabschnitts normalerweise weg von der allgemein ebenen Oberfläche des größeren Tretstufenabschnitts erstreckt,
wobei der kleinere Tretstufenabschnitt des zweiten Verbindungsgliedes eine allgemeine ebene obere Oberfläche zur Aufnahme der Sohle eines Fußes des Benutzers aufweist, wobei sich die hinterste Kante des größeren Setzstufenabschnitts normalerweise weg von der allgemein ebenen Oberfläche des größeren Tretstufenabschnitts erstreckt.
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Die vorderste Kante des kleineren Setzstufenabschnitts erstreckt sich typisch um einen ersten Normalabstand weg von einer Ebene, die mit der allgemein ebenen Oberfläche des größeren Tretstufenabschnitts zusammenfällt,
die hinterste Kante des größeren Setzstufenabschnitts erstreckt sich typischen um einen zweiten Normalabstand weg von einer Ebene, die mit der allgemein ebenen Oberfläche des kleineren Tretstufenabschnitts zusammenfällt.
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Der ausgewählte erste Normalabstand beträgt vorzugsweise ca. 1 bis ca. 5 Zoll.
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Die Tretmühle/das Endlosband ist typisch am Rahmen zur Rotation entlang einer Bewegungsbahn befestigt, derart, dass die allgemein ebenen Oberflächen der größeren und kleineren Tretstufenabschnitte der sukzessive aneinander angeschlossenen Treppenstufen entlang mindestens eines Teils des Bewegungspfades der Tretmühle/des Endlosbandes allgemein koplanar ausgerichtet angeordnet sind.
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Die Tretmühle/das Endlosband ist vorzugsweise zum Zwecke der Rotation derart montiert, dass sich die Treppenstufen beim Drehen der Tretmühle rückwärts nach unten gerichtet entlang einer Bewegungsbahn bewegen, wobei die größeren und kleineren Abschnitte der sukzessive miteinander verbundenen Stufen eine Tretfläche bereitstellen, auf die ein Benutzer während mindestens eines Teils der rückwärts nach unten gerichteten Bewegungsbahn der Treppe mit seinem Fuß treten kann.
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Die Tretmühle ist typisch mit einer Widerstandsvorrichtung verbunden, die der Rotation der Tretmühle einen ausgewählten Grad an Widerstand entgegensetzt, wobei die Tretmühle kraft des Benutzergewichts WT oder der vom Benutzer beim Treten auf die Tretfläche einer oder mehrerer Treppenstufen nach unten ausgeübten Kraft rotatorisch gegen den Widerstand angetrieben wird.
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Die Bewegungsbahn weist eine Längsachse auf, die sich vorzugsweise in einem Winkel zwischen ca. 30 bis ca. 36 Grad relativ zur Horizontalen erstreckt.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung einer Übung auf dem Gerät nach Anspruch 14 durch einen Benutzer vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst, dass der Benutzer auf eine Stufe des Geräts nach Anspruch 14 tritt, während sich die Tretmühle des Geräts nach rückwärts und nach unten dreht.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Treppensteiggerät vorgesehen, welches umfasst:
eine Mehrzahl von Stufen, die an einen Rahmen montiert und durch Scharniere sukzessive miteinander zur Bildung einer Tretmühle oder eines Endlosbandes verbunden sind, wobei die Tretmühle oder das Endlosband rotatorisch zur Drehung um eine Bewegungsbahn an den Rahmen montiert ist,
wobei jede Treppenstufe umfasst:
eine Tretstufe mit einer allgemein ebenen oberen Tretfläche mit einer sich von der Vorderkante bis zu einer Hinterkante erstreckenden Front-to-Back-Länge, wobei die Tretstufe eine vordere Fußabstützung und eine hintere Fußabstützung umfasst, die zwischen den vorderen und hinteren Kanten der oberen Tretfläche über Scharniere miteinander verbunden sind.
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Jede Treppenstufe kann ferner eine Setzstufe mit einer vertikalen Top-to-Bottom-Länge umfassen, die sich von der hinteren Kante der oberen Tretfläche bis zur unteren Kante der Setzstufe erstreckt,
wobei die Setzstufe einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt umfasst, die zwischen der hinteren Kante der Tretstufe oder -fläche und der unteren Kante der Setzstufe über Scharniere miteinander verbunden sind.
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Der obere Setzstufenabschnitt ist vorzugsweise starr über einen Winkel, der den oberen Setzstufenabschnitt normalerweise unterhalb der oberen Tretfläche anordnet, mit der hinteren Fußabstützung an der hinteren Kante der oberen Tretfläche verbunden, wobei der untere Setzstufenabschnitt über einen Winkel starr mit einer vorderen Fußabstützung einer sukzessiven Tretstufe an der Vorderkante der oberen Tretfläche verbunden ist.
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Die vordere Fußabstützung hat typisch eine vordere obere allgemein ebene Oberfläche und die hintere Fußabstützung hat eine hintere obere allgemein ebene Oberfläche, wobei die Tretmühle/das Endlosband am Rahmen montiert ist zur Rotation entlang einer Bewegungsbahn derart, dass die vorderen und hinteren Fußabstützungen in eine Lage schwenken, in der die vorderen und hinteren allgemein ebenen oberen Oberflächen allgemein koplanar entlang mindestens eines Teils der Bewegungsbahn der Tretmühle/des Endlosbandes ausgerichtet sind.
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Die Tretmühle/das Endlosband ist vorzugsweise zum Zwecke der Rotation derart montiert, dass sich die Treppenstufen beim Drehen der Tretmühle auf einer rückwärts nach unten gerichteten Bahn bewegen, wobei die vorderen und hinteren Fußabstützungen sukzessive miteinander verbundener Treppenstufen eine Tretfläche bereitstellen, auf die ein Benutzer während mindestens eines Teils der rückwärts nach unten sich drehenden Bewegungsbahn der Treppe mit seinem Fuß treten kann.
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Vorzugsweise ist die Tretmühle an eine Widerstandsvorrichtung angeschlossen, die der Tretmühle einen ausgewählten Grad an Widerstand entgegensetzt, wobei die Tretmühle durch die Kraft des Benutzergewichts oder durch die auf eine Tretfläche einer oder mehrerer Treppenstufen während der Benutzerübung ausgeübte Kraft rotatorisch angetrieben wird.
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Die Bewegungsbahn der Tretmühle weist typisch eine Längsachse auf, die in einem Winkel zwischen 30 und 36 Grad relativ zur Horizontalen verläuft.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführung einer Übung durch einen Benutzer mit Hilfe des gerade oben beschriebenen Geräts vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst, dass der Benutzer auf Treppenstufe des Geräts tritt, während die Tretmühle des Geräts in einer nach unten gerichteten Rückwärtsrichtung dreht.
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Die vorstehend gerade beschriebenen vorderen und hinteren Fußabstützungen sind typisch über ein an der einen der vorderen und hinteren Fußabstützungen angeordnetes drehbar verbundenes männliches Scharnier und ein an der anderen der vorderen und hinteren Fußabstützungen angeordnetes weibliches Scharnier miteinander verbunden, wobei das männliche Scharnier einen gekrümmten Finger umfasst, der drehbar in einer komplementären Aufnahmeöffnung des weiblichen Scharniers aufgenommen wird, wobei der gekrümmte Finger eingerichtet ist, sich in der Aufnahmeöffnung zu drehen und diese vollständig zu umschließen, so dass sich für alle Drehwinkel des männlichen Scharniers in der Aufnahmeöffnung eine durchgehende äußere Oberfläche zwischen den weiblichen und männlichen Scharnieren ausbildet.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Treppensteiggerät 5 vorgesehen, welches umfasst:
eine Mehrzahl von an einem Rahmen 10 montierten und über Scharniere 72, 82 sukzessive miteinander verbundenen, eine Tretmühle oder ein Endloseband 20 bildenden Treppentufen 70, wobei die Tretmühle oder das Endlosband drehbar am Rahmen zur Drehung BR um eine Bewegungsbahn montiert ist,
wobei jede Treppenstufe 70 umfasst:
eine Tretstufe 50 mit einer allgemein ebenen oberen Tretfläche SS, die sich von einer vorderen Kante 74f bis zu einer hinteren Kante 50e erstreckt, und eine Setzstufe 60 mit einer äußeren Oberfläche OS mit einer vorderen Kante 60e, die schwenkbar mit der Tretstufe 50 durch ein Scharnier 72 verbunden ist, welches zwischen der vorderen Kante 60e der Setzstufe und der hinteren Kante 50e der Tretstufe gebildet ist,
wobei das Scharnier 72 mindestens ein männliches Scharnierglied 300, welches an der hinteren Kante 50e der Tretstufe oder an der vorderen Kante 60e der Setzstufe angeordnet ist, und mindestens ein Paar männlicher Scharnierglieder 302 umfasst, die an der anderen der hinteren Kante 50e der Tretstufe und der vorderen Kante 60e der Setzstufe angeordnet sind, wobei das Paar der männlichen Scharnierglieder 302 von einander beabstandet ist zur Bildung einer Öffnung oder Ausnehmung 7rr, die das mindestens eine männliche Scharnierglied 300 komplettiert bzw. aufnimmt,
wobei jedes der männlichen Scharnierglieder 300, 302 ein mittiges bogenförmiges Glied 300c, 302c mit einer Außenwand 300w, 302w umfasst, die sich jeweils durchgehend von der oberen Fläche SS der Tretstufe und der Außenoberfläche OS der Setzstufe um mindestens 180 Grad um die hinteren 50e und vorderen 60e Kanten der Tretstufe 50 und der Setzstufe 60 herum erstreckt,
wobei jedes der männlichen Scharnierglieder 300, 302 ferner ein Paar lateraler bogenförmiger Finger 300f, 302f umfasst, die auf gegenüberliegenden lateralen Seiten des mittigen bogenförmigen Gliedes 300c, 302c angeordnet sind, wobei die lateralen bogenförmigen Finger 300f, 302f eine äußere Oberfläche 300fw, 302fw aufweisen, die sich durchgehend von der oberen Tretfläche SS der Tretstufe 50 und von der äußeren Oberfläche OS der Setzstufe in einem Winkel von ca. 90 Grad um die hinteren 50e und vorderen Kanten 60e der Tretstufe und der Setzstufe herum erstrecken,
wobei die männlichen Scharnierglieder 300, 302 jeweils eine längliche Öffnung 300ap, 302ap mit einer gemeinsamen Achse APX zur Aufnahme eines Stifts oder einer Stange 72p aufweisen, die sich durch die längliche Öffnung 300ap, 302ap hindurch entlang der Achse APX erstreckt und die Tretstufe 50 schwenkbar mit der Setzstufe 60 zur Bildung des Scharniers 72 verbindet,
wobei die länglichen Öffnungen 300ap, 302ap, die mittigen bogenförmigen Glieder 300c, 302c und die lateralen Finger 300f, 302f eingerichtet sind, die Außenwand 300w, 302w des mittigen bogenförmigen Gliedes 300c, 302c und die äußeren Oberflächen 300fw, 302fw der lateralen bogenförmigen Finger 300f, 302f derart anzuordnen, dass eine durchgehende Oberfläche um das Scharnier herum gebildet wird, wenn die Tretstufe 50 und die Setzstufe 60 relativ zueinander um mindestens 90 Grad verschwenkt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein besseres Verständnis der oben genannten und weiteren Vorteile der Erfindung wird erzielt, wenn sie unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden:
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer generischen erfindungsgemäßen Treppensteigübungsmaschine bzw. eines Treppensteiggeräts, das eine Anordnung einer Tretmühle bzw. eines Bandes mit sequentiell schwenkbar miteinander verbundenen Treppenstufen und einen die Treppe hochsteigenden Menschen in allgemein aufrechter Stellung darstellt, während sich die Treppe in Reaktion auf die vom Benutzer auf die Treppenstufen ausgeübte Kraft rückwärts und nach unten dreht.
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2 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf eine Reihe von schwenkbar miteinander verbundenen Treppenstufen des in 1 dargestellten Geräts.
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2A zeigt eine perspektivische Draufsicht auf ein Treppensteiggerät nach dem Stand der Technik.
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3 zeigt eine perspektivische explodierte Draufsicht der hauptsächlichen Tretstufen- und Setzstufenkomponenten einer Treppe, die die Treppen-Tretmühle der in 1–2 dargestellten Geräte bilden.
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4 zeigt eine perspektivische explodierte hintere Draufsicht der Komponenten von 3, in der die Details eines Scharniermechanismus dargestellt sind, die die vorderen und hinteren Tretstufenkomponenten einer Treppenstufe schwenkbar miteinander verbinden.
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5 zeigt eine Seitenansicht der Komponenten von 4, in der die Komponenten nicht miteinander im Eingriff stehen, so dass die Details des Scharniers zu sehen sind.
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6 zeigt eine Seitenansicht der Komponenten von 4, in der die Komponenten durch ihr Scharnier miteinander verbunden sind, wobei die oberen Tretflächen in einem Winkel von ca. 90 Grad zueinander stehen.
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7 zeigt eine Seitenansicht der Komponenten von 4, in der die Komponenten durch ihr Scharnier miteinander verbunden sind, wobei die oberen Tretflächen in einem Winkel von ca. 45 Grad zueinander stehen.
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8 zeigt eine ähnliche Ansicht wie in 6 und 7 dargestellt, in der die beiden Tretstufenkomponenten eine Winkelstellung einnehmen, in der sich die oberen Tretflächen koplanar zueinander erstrecken.
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9 zeigt eine schematische Seitenansicht mit einem an der hinteren Kante angeordneten Scharnier und einer Treppenstufe mit einem in einer ausgewählten Entfernung entlang der Tretfläche angeordneten Scharnier.
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10 zeigt eine schematische Seitenansicht ähnlich der Ansicht von 9, in der eine zweite Stellung der beiden Treppenstufen mit unterschiedlichen Scharnierorten dargestellt ist.
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Fig. zeigt eine schematische Seitenansicht einer einzelnen Treppenstufe des in 1–10 dargestellten Geräts, wobei die Treppenstufe an einer von der Umlenkrolle angetriebenen Kette montiert ist, wobei 11 die Bewegungsbahn EPN der äußersten Kante 74r für eine Treppenstufe gemäß der in 1–10 dargestellten Ausführungsform sowie die Bewegungsbahn EPC der äußersten Kante 700e für die Treppenstufe 500, 600 einer herkömmlichen Tretmühle zeigt.
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12A zeigt eine vergrößerte perspektivische explodierte Unteransicht der hinteren und vorderen Kanten der vorderen und hinteren Verbindungsglieder einer Treppenstufe gemäß der in 1–10 dargestellten Ausführungsform, in der die Details einer bevorzugten Scharnierstruktur dargestellt sind.
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12B zeigt eine vergrößerte perspektivische explodierte Draufsicht der hinteren und vorderen Kanten der vorderen und hinteren Verbindungsglieder einer Treppenstufe gemäß der in 1–10 dargestellten Ausführungsform, in der die Details einer bevorzugten Scharnierstruktur zu sehen sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Treppensteiggerät 5 umfassend einen Rahmen 10, an dem eine Tretmühle bzw. ein Endlosband 20 befestigt ist, welches eine Drehachse AX aufweist. Die Tretmühle bzw. das Endlosband 20 ist zur Drehung nach rückwärts in einer nach unten weisenden Richtung BD auf Umlenkrollen 30 montiert, die über Verzahnungen 32 als Antrieb zum Drehen der Tretmühle dienen, wobei die Verzahnungen zum Eingriff in komplementäre Öffnungen in den Ketten- oder Bandgliedern 40 oder dergl. eingerichtet sind, die das jeweilige vordere Verbindungslied 50 und hintere Verbindungslied 60 jeder Treppenstufe über eine Stange 45 abstützen, die sich zwischen den Antriebsketten 40, Bändern oder dergl. erstreckt, die von den vorderen und hinteren Umlenkrollen 30f, 30r angetrieben werden, bzw. mit denen die Antriebsketten im Eingriff stehen.
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Der Neigungswinkel A der Achse AX kann vom Benutzer 7 mit Hilfe von herkömmlichen Vorrichtungen wie z. B. einem Controller 14 mit einer manuell bedienbaren Benutzerschnittstelle 14i auf jeden gewünschten Winkel A relativ zur Horizontalen gezielt eingestellt werden, wobei der Controller 14 Anweisungen enthält (mit Anweisungen verbunden ist), die zum Antrieb eines Motors oder einer anderen Antriebsvorrichtung 12 dienen, die mechanisch mit der Tretmühlen-Baugruppe verbunden ist derart, dass die vordere Achse 38f oder Umlenkrolle 30f in einer allgemeinen Aufwärts- oder Abwärtsrichtung UD relativ zur hinter Achse 38r und hinteren Umlenkrolle 30r steuerbar bewegt wird.
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Es ist am meisten bevorzugt, wenn die im Controller 14 enthaltenen Anweisungen den Benutzer 7 befähigen, den Winkel A der Längsachse AX auf einen Winkel einzustellen, der dem Benutzer ermöglicht eine Tretübung oder Bewegung oder Handlung gemäß 1 durchzuführen, derart, dass die Längsachse LA des Oberkörpers 9 des Benutzers allgemein vertikal in Form eines „V” ausgerichtet ist, wenn der Oberkörper oder das Rückgrat des Benutzers eine allgemein aufrechte Stellung gemäß 1 einnimmt. Vorzugsweise kann mit Hilfe der im Controller 14 enthaltenen Anweisungen die Längsachse AX auf einen Winkel A zwischen ca. 30 und ca. 35 Grad, am meisten bevorzugt auf einen Winkel zwischen ca. 32 und ca. 34 Grad eingestellt werden.
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Ausgehend von einer bewegungslosen Übungsstartstellung der Tretmühle bzw. des Bandes 20, zu welchem Zeitpunkt die Tretmühle 20 stillsteht, d. h. von einer Ein-Aus-Bremse 102 in einer bewegungslosen Stellung gehalten wird, die eine Drehbewegung der Umlenkrollen 38r, 38f und Tretmühle 20 so lange verhindert, bis die Ein-Aus-Bremse 102 vom Benutzer 7 gelöst wird. Nach dem Lösen der Ein-Aus-Bremse 102 wird die Bewegung der Tretmühle bzw. des Bandes 102 vorzugsweise während der Hochlaufzeit von Drehzahl 0 auf Drehzahl X, wobei X eine vorgewählte Drehzahl größer als Null ist, verzögert, und zwar vorzugsweise ausschließlich durch Widerstände wie Reibung und Gewicht der beweglichen mechanischen Bestandteile wie Tretmühle 20, Umlenkrollen 30f, 30r, Ketten oder Riemen 40 und zugehörige Teile wie Lager u. dergl. Ausgehend von der bewegungslosen Stellung kann die Tretmühle 20 mit einer Drehgeschwindigkeit BR in rückwärtiger nach unten weisender Richtung BD dadurch, dass der Benutzer auf die Treppenstufen SS tritt, oder kraft des Benutzergewichts WT oder durch eine durch die Muskeln des Benutzers nach unten drückende Kraft DE drehend aufwärts getrieben werden, siehe 1. Das Gerät 5 ist so eingerichtet, dass die Tretmühle 20 von Drehgeschwindigkeit 0 bis auf eine vorgewählte Drehgeschwindigkeit BR drehend nach oben getrieben wird, zu welchem Zeitpunkt eine Widerstandsvorrichtung 100 anfängt, einen Widerstand auf die Rotation BR auszuüben. Vorzugsweise ist die Tretmühle mit einer Widerstandsvorrichtung 100 wie z. B. einer Wirbelstrom-Bremsvorrichtung verbunden, die auf die Rotation BR einen Widerstand ausübt, der exponentiell oder nicht-linear zusammen mit einer wachsenden Drehgeschwindigkeit BR der Tretmühle/des Bandes 20 ansteigt.
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Wie in 1–4 zu erkennen, besteht die Tretmühle 20 aus einer Mehrzahl schwenkbar in Reihe oder sukzessive miteinander verbundener Treppenstufen 70, wobei jede Stufe ein vorderes Verbindungslied 50 und ein hinteres Verbindungsglied 60 aufweist, die schwenkbar oder klappbar entlang einer Linie 72 miteinander verbunden sind, die sich quer zur Breite W der Tretfläche SS erstreckt. Das Scharnier entlang Linie 72 besteht aus einer Reihe komplementärer vorderer Finger 72ff (jeweils bestehend aus lateralen Fingern 300f, 12A, 12B) und an der hinteren Kante des vorderen Verbindungsgliedes 50 ausgebildeten vorderen Ausnehmungen 72fr, die mit einer komplementären Reihe von hinteren Ausnehmungen 72rr und hinteren Fingern 72rf (jeweils bestehend aus lateralen Fingern 302f) kooperieren, die an einer vorderen Kante des hinteren Verbindungsgliedes 60 ausgebildet sind. Ein Verbindungsstift 72p ist durch eine in den Fingern 72ff und 72rf vorgesehene komplementäre Öffnung PA hindurch einsetzbar, so dass sie das vordere Verbindungsglied 50 schwenkbar mit dem hinteren Verbindungsglied 60 entlang der Scharnierlinie 72 verbindet.
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Die Tretstufenscharnierlinie 72 ist in einem bestimmten Abstand entlang der Tretstufen-Gesamtlänge SL angeordnet, die sich zwischen der vorderen Kante 74f und der hinteren Kante 74r jeder Tretfläche SS jeder Treppenstufe 70 erstreckt. Die Tretfläche SS besteht aus einer auf der oberen Fläche des vorderen Verbindungsgliedes 50 ausgebildeten vorderen Tretfläche SSF und einer auf der oberen Fläche des hinteren Verbindungsgliedes 60 ausgebildeten hinteren Tretfläche SSR. Die vorderen SSF und hinteren SSR Tretflächen sind allgemein eben, derart, dass die beiden Oberflächen SSF und SSR eine Gesamt-Tretfläche SS ausbilden, die allgemein durchgehend und eben ist, wenn die vorderen und hinteren Verbindungsglieder 50 und 60 entlang eines Abschnitts POT der rotierenden Gesamtbewegungsbahn der Tretmühle 20 in eine winklige Ausrichtung miteinander schwenken.
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Vorzugsweise ist die Scharnierlinie 72 in einem Abstand RSL von ca. 1 bis ca. 5 Zoll von der hinteren Kante 72 einer Tretfläche SS angeordnet. Typisch beträgt die Gesamtlänge SL einer Tretfläche ca. 10 bis 15 Zoll.
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Jede Treppenstufe 70 besteht ferner aus einer oberen Setzstufe UR und einer unteren Setzstufe LR. Die obere Setzstufe UR jeder Treppenstufe 70 erstreckt sich nach unten ausgehend von der hinteren Kante 74r der Tretfläche SS und endet an einer unteren Kante in einer zweiten Scharnierlinie 82, wo der Setzstufenabschnitt UR der Treppenstufe 70 schwenkbar mit einer oberen Kante des unteren Setzstufenabschnitts LR der Treppenstufe 70 verbunden ist. Der untere Setzstufenabschnitt LR der Treppenstufe 70 umfasst eine nach oben gehende Verlängerung des ersten Verbindungsglieds 50s einer direkt darauffolgenden Stufe 70s bis zu der direkt vorhergehenden Stufe 70, wie in 2 dargestellt.
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Die untere Setzstufe LR erstreckt sich nach oben, ausgehend von der vorderen Tretfläche SSF derart, dass die Setzstufenscharnierlinie 82 der unteren Setzstufe in einem Normalabstand bzw. einer Höhe von ca. 1 bis ca. 5 Zoll von der vorderen Tretfläche SSF entfernt ist.
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Ähnlich der Scharnierlinie 72 ist das Scharnier entlang der Setzstufen-Scharnierlinie SSF gebildet durch das Zusammenwirken der an der unteren Kante des Verbindungsgliedes 60 ausgebildeten komplementären oberen Ausnehmungen 82uf mit den an der oberen Kante der unteren Setzstufe LR ausgebildeten unteren Setzstufenfingern 82lf. Ein Verbindungsstift 82p ist durch eine in den Fingern 82uf und 82lf ausgebildete komplementäre Öffnung PA hindurch einsetzbar, um das vordere Verbindungsglied 50s schwenkbar mit dem hinteren Verbindungsglied 60 entlang der Scharnierlinie 82 zu verbinden.
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5 zeigt eine Seitenansicht der Komponenten von 4, in der die vorderen und hinteren Verbindungsglieder in der Außer-Eingriffs-Stellung sowie Details der Scharnierkomponenten veranschaulicht sind. Das vordere Verbindungsglied 50 beinhaltet eine Reihe von vorderen Fingern 72ff mit jeweils einem gekrümmten Verbindungsabschnitt 90f (gestrichelt dargestellt). Das vordere Verbindungsglied 50 beinhaltet ferner eine Reihe von vorderen Ausnehmungen 72fr mit mindestens jeweils einer gekrümmten Führungseinheit 94f und einer konkaven Oberfläche 96f (beide gestrichelt dargestellt). Desgleichen beinhaltet das hintere Verbindungsglied 60 eine Reihe von hinteren Fingern 72rf mit jeweils einem gekrümmten Verbindungsabschnitt 90r. Weiters beinhaltet das hintere Verbindungsglied 60 eine Reihe von hinteren Fingern 72rr mit mindestens jeweils einer gekrümmten Führungseinheit 94r und einer konkaven Oberfläche 96r. Die gekrümmten Verbindungsabschnitte 90f und 90r erstrecken sich in einem Winkel von der allgemein ebenen Tretfläche in Richtung der unteren Oberfläche der Tretstufe. In einigen Ausführungsformen können sich die gekrümmten Verbindungsabschnitte 90f und 90r von der allgemein ebenen Tretfläche in einem Bogen von ca. 45 Grad bis ca. 135 Grad erstrecken.
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Wie in 6–8 zu sehen, wird jeder der gekrümmten Verbindungsabschnitte drehbar zwischen der/den komplementären gekrümmten Führungseinheit(en) und der konkaven Oberfläche aufgenommen, um das vordere Verbindungsglied 50 und hintere Verbindungsglied 60 schwenkbar über die vorderen und hinteren Finger 72ff und 72rf miteinander zu verbinden. Ein Verbindungsstift 72p ist durch eine in den Fingern 72ff und 72rf vorgesehene Öffnung PA hindurch einsetzbar, um die Verbindung zwischen dem vorderen Verbindungsglied 50 und dem hinteren Verbindungsglied 60 entlang der Scharnierlinie 72 abzusichern. Nach dem Herstellen der Verbindung umschließen die vorderen und hinteren Finger vollständig ihre komplementären vorderen und hinteren Ausnehmungen, so dass sich für sämtliche Drehwinkel der schwenkbaren Verbindung eine durchgehende äußere Oberfläche ergibt.
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Wenn die vorderen und hinteren Tretflächen im Wesentlichen lotrecht zueinander stehen, können sie, wie in 6 zu sehen, durch ihre Scharniere miteinander verbunden werden. Jeder in den vorderen Fingern 72ff des vorderen Verbindungsgliedes 50 eingeschlossene gekrümmte Verbindungsabschnitt 90f wird drehbar zwischen der/den komplementären Führungseinheit(en) 94r und der in der komplementären hinteren Ausnehmung 72rr des hinteren Verbindungsgliedes 60 eingeschlossenen konkaven Oberfläche 96r aufgenommen. Desgleichen wird jeder an dem hinteren Verbindungsglied 60 angeordnete gekrümmte Verbindungsabschnitt 90r drehbar in den hinteren Fingern 72rf zwischen der/den komplementären gekrümmten Führungseinheit(en) 94f und der konkaven Oberfläche 96f in der an dem vorderen Verbindungsglied 50 angeordneten komplementären vorderen Ausnehmung 72fr aufgenommen. Ferner zeigt 6, dass jeder der vorderen und hinteren Finger 72ff und 72rf vollständig seine komplementären vorderen und hinteren Ausnehmungen 72fr und 72rr umschließt und so eine durchgehende äußere Oberfläche 104 bildet.
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7 ist eine Seitenansicht, in der die vorderen und hinteren Verbindungsglieder eine Winkelstellung einnehmen, wobei die Tretflächen in einem Winkel von ca. 45 Grad zueinander stehen. Verglichen mit 6 ist zu sehen, dass jeder der gekrümmten Verbindungsabschnitte 90f und 90r drehend zwischen der/den komplementären gekrümmten Führungseinheit(en) und der konkaven Oberfläche eingreift. Überdies sind die vorderen und hinteren Ausnehmungen 72fr und 72rr weiterhin vollständig von jedem der vorderen und hinteren Finger 72ff und 72rf umschlossen, so dass eine durchgehende äußere Oberfläche 104 erhalten bleibt.
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8 ist eine Seitenansicht ähnlich 6 und 7, die die vorderen und hinteren Verbindungsglieder in der Winkelstellung darstellt, wobei die Tretflächen koplanar sind. In dieser Konfiguration stehen beide gekrümmten Verbindungsabschnitte 90f und 90r in voll drehendem Eingriff zwischen der komplementären gekrümmten Führungseinheit und der konkaven Oberfläche. Wenn die vorderen und hinteren Tretstufenabschnitte koplanar sind, kontaktiert ein radial innerer Vorsprung in jedem der gekrümmten Verbindungsabschnitte 90f und 90r eine vordere Stirnseite der komplementären gekrümmten Führungseinheit zur Bildung einer Stoßfläche 108. Ferner zeigt 8, dass jeder der vorderen und hinteren Finger 72ff und 72rf weiterhin die entsprechenden vorderen und hinteren Ausnehmungen 72fr und 72rr vollständig umschließt und so die durchgehende äußere Oberfläche 104 erhalten bleibt.
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9, 10 und 11 zeigen einen Vergleich zwischen der ein Scharnier entlang der Scharnierlinie 72 aufweisenden Treppenstufe 70 und einer ein Scharnier entlang der Scharnierlinie 112 aufweisenden Treppenstufe 120 (gestrichelt dargestellt). Die Scharnierlinie 72 ist in einem ausgewählten Abstand entlang der Gesamtstufenlänge angeordnet, die sich zwischen der vorderen Kante 74f und der hinteren Kante 74r der Tretfläche von Stufe 70 erstreckt. Andererseits ist die Scharnierlinie 112 an der hinteren Kante 74r der Tretfläche angeordnet. Jede der Stufen 70 und 120 ist schwenkbar an den Punkten 122 und 124 mit einem Band bzw. einer Kette 40 verbunden und ausgebildet, sich entlang einer von dem Band bzw. der Kette 40 bezeichneten Bahn in einer rückwärts und nach unten weisenden Richtung BD zu bewegen.
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9 veranschaulicht eine erste Stufenstellung, in der sowohl Stufe 70 als auch Stufe 120 eine allgemein durchgehende und ebene Tretfläche bilden. Wenn ein Benutzer auf die Tretfläche der Stufen 70 und 120 tritt, bewirkt das Gewicht des Benutzers oder eine vom Benutzer ausgeübte abwärtige Kraft, dass sich jede der Stufen 70 und 120 in Rückwärts- und Abwärtsrichtung BD in eine zweite in 10 dargestellte Stufenstellung bewegt. In der zweiten Stufenstellung wurden die Stufen 70 und 120 um ihre entsprechenden Scharnierlinien 72 und 112 geschwenkt, um den von der Kette oder dem Band 40 bezeichneten Weg einzunehmen. Aufgrund der unterschiedlichen Stellungen der Scharnierlinien 72 und 112 erstreckt sich die Stufe 120 in einem Abstand H von Stufe 70.
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11 zeigt schematisch eine Stufe 70 des in 1–10 dargestellten Geräts, die an einer von der Umlenkrolle 30r angetriebenen Kette 40 befestigt ist, insbesondere zeigt diese Figur die Bewegungsbahn EPN der äußersten Kante 74r einer Stufe 70 des Geräts gemäß 1–10 im Vergleich zu der Bewegungsbahn EPC der äußersten Kante 700e einer herkömmlichen Tretstufe 500, 600. Wie dargestellt, ist der radiale Abstand RDN der äußersten Kante 74r einer erfindungsgemäßen Stufe 70 vom Mittelpunkt der Umlenkrolle 38r signifikant reduziert oder kleiner im Vergleich zu dem radialen Abstand RDC der äußersten Kante einer herkömmlichen Stufe 500, 600, wobei die herkömmliche Stufe 500, 600 ca. die gleiche Tretstufenlänge CSL und Setzstufenlänge CRL wie die Tretstufenlänge (FSL plus RSL) und Setzstufenlänge (URL plus LRL) einer erfindungsgemäßen Stufe 70 aufweist. Eine derartige Reduktion im Erstreckungsabstand RDN verglichen mit dem herkömmlichen Erstreckungsabstand RDC. Eine derartig reduzierte Erstreckung RDN reduziert insbesondere die vertikale Höhe H der äußersten Kante 74R der Stufe 70 über Flur G, wenn eine Stufe 70 in Stellung G dem Fußboden am allernächsten ist, und zwar in der absolut vertikalen V-Lage im Verlauf der Drehung der Tretmühle 20 um ihre abgewinkelte Bewegungsbahn. Eine derartige Reduktion reduziert die Mindesthöhe über Flur, um die die Tretfläche SS bestiegen werden kann, was wiederum die Gesamthöhe des Geräts relativ zum Fußboden G und die Höhe über Flur reduziert, die ein Benutzer hochsteigen muss, um auf die niedrigste Stufe der Tretmühle 20 zu treten, wenn das Gerät 5 am Rahmen 10 montiert ist.
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12A, 12B zeigen die Details einer bevorzugten Struktur für das Scharnier 72 eines erfindungsgemäßen Geräts 5. Wie dargestellt, umfasst das Scharnier 72 mindestens ein männliches Scharnierglied 300, das entweder an der hinteren Kante 50e der Tretstufe und/oder an der vorderen Kante 50e der Setzstufe angeordnet ist, und mindestens ein Paar männlicher Scharnierglieder 302, die an der anderen hinteren Kante der Tretstufe und/oder an der vorderen Kante 60e der Setzstufe angeordnet sind, wobei das Paar der männlichen Scharnierglieder 302 im Abstand voneinander zum Bilden einer Öffnung oder Ausnehmung 7rr ausgebildet ist, welche das mindestens eine männliche Scharnierglied 300 komplettiert bzw. aufnimmt.
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Jedes der männlichen Scharnierglieder 300, 302 weist ein mittiges bogenförmiges Glied 300c, 302c mit einer Außenwand 300w, 302w auf, die sich durchgehend in einem Winkel von mindestens ca. 180 Grad (Winkel B) von der oberen Tretfläche SS der Tretstufe und der Außenoberfläche OS der Setzstufe um die hinteren und vorderen Kanten 50e und 60e der Tretstufe 50 bzw. der Setzstufe 60 herum erstreckt.
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Jedes der männlichen Scharnierglieder 300, 302 weist ferner ein Paar lateraler Finger 300f, 302f auf, die an gegenüberliegenden Seiten des mittigen bogenförmigen Gliedes 300c, 302c angeordnet sind, wobei die lateralen bogenförmigen Finger 300f, 302f eine äußere Oberfläche 300fw, 302fw aufweisen, die sich durchgehend ausgehend von der oberen Tretfläche SS der Tretstufe 50 und der äußeren Oberfläche OS der Setzstufe in einem Winkel von 90° (Winkel C) um die hinteren und vorderen Kanten 50e und 60e der Tretstufe und Setzstufe herum erstreckt. Die männlichen Scharnierglieder 300, 302 weisen jeweils eine längliche Öffnung 300ap, 302ap mit einer gemeinsamen Achse APX zur Aufnahme eines Stiftes oder einer Stange 72p auf, die sich durch die längliche Öffnung 300ap, 302ap hindurch entlang der Achse APX erstreckt und die Tretstufe 50 schwenkbar mit der Setzstufe 60 zur Ausbildung des Scharniers 72 verbindet. Die länglichen Öffnungen 300ap, 302ap, die mittigen bogenförmigen Glieder 300c, 302c und die lateralen Finger 300f, 302f sind eingerichtet, die Außenwand 300w, 302w des bogenförmigen Gliedes 300c, 302c und äußeren Oberflächen 300fw, 302fw der lateralen bogenförmigen Finger 300f, 302f derart zu arrangieren, dass eine durchgehende Oberfläche um das Scharnier herum gebildet wird, wenn die Tretstufe 50 und die Setzstufe 60 um mindestens 90 Grad relativ zueinander verschwenkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3497215 [0002, 0004]
- US 3592466 [0002]
- US 4687195 [0002, 0004]
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