DE2839300C2 - Krafttrainingsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Krafttrainingsgerät mit einer Feder, die mit ihrem einen Ende an einem an einer Schwenkacnse im Rahmen gelagerten Hebe! über Getriebemittel verstellbar mittels einer Anlenkbefestigung angebracht ist, wobei der Hebel mit einem Betätigungsglied so in Verbindung steht, daß dieses den Hebel gegen die Wirkung der Feder in einem durch zwei Endstellungen begrenzten Schwenkbereich verschwenken kann.

Bei einem bekannten Krafttrainingsgerät der vorbezeichneten Art kann die Stellung der Anlenkbefestigung des einen Federendes am Hebel mit Hilfe einer Spindel längs des Hebels verändert werden, so daß aufgi und der sich ändernden wirksamen Hebelarmlänge des Hebels die auf das Betätigungsglied wirkende Gegenkraft vcräüficr! werden kann. Dabei ergibt sich als Nachteil, daß durch die Verstellung der Anlenkbefestigung der Feder längs des Hebels sich auch die Ausgangsstellung für den Schwenkbereich des Hebels ändert. Wird die Feder bei einer solchen Verstellung ihrer Anlenkbefestigung dagegen mit einer Vorspannung in der gleichbleibenden Ausgangsstellung für den Schwenkbereich des Hebels gehalten, dann wird bei jeder Betätigung des Geräte» über den ganzen Schwenkbereich eine gleichmäßige Gegenkrart erhalten und so eine gleichmäßige Muskelbelastung erreicht. Von besonderer Bedeutung ist. bei diesem bekannten Gerät die Feder in einem solchen Winkel am Hebel angreifen zu lassen, daß bereits zu Beginn und auf dem weiteren Weg der Schwenkbewegung eine möglichst gleichbleibende Gegenkraft erzeugt wird. Damit ergeben sich für die als Kraft Weg Kurve dargestellte Gegenkraft bei einer Verstellung der Anlenkbefestigung der Feder jeweils Kurven im Kraft-Weg-Diagrimm. üp nur eine ganz schwache Steigung aufweisen. Diese Verstellung muß dabei allerdings unter der Kraftwirkung der Feder erfolgen, wozu größere Kräfte erforderlich sind, was bei diesem Gerät nachteilig ist.

Die vorliegende Frfindung geht von einer anderen Zielsetzung aus und will zum Muskeltraining nicht eine gleichbleibende, sondern eine über einen bestimmten Bewegungsbereich veränderliche Gegenkraft mit einem Maximum /wischen jeweils einem am Anfang und am Ende der Bewegung liegenden tieferen Wert einsetzen, wobei von der Erkenntnis ausgegangen wird, daß beispielsweise beim Muskeltrainmg des Arms die be'eihgten Muskeln beim Beugen des Arms auch in einer bestimmten Stellung die größte Kraft ausüben, die am Beginn und Fndc der Beugebewegung wesentlich geringer ist Ein solcher Kraftverlauf entspricht somit mehr den physiologischen Gegebenheiten, weshalb auili unter Anwendung dieser Erkenntnis Trainingsge rate entwickelt wurden, bei denen cm an einer Kette hängendes Gewicht auf und abzubewegen ist und die Kette über eine auf einer Welle angeordneten Scheibe geführt ist, bei deren als sogenannte Herzkurve ausgebildeten Umrißforfri der Abstand Vöfi der Welle zum Umfang der Scheibe sich verändert, wenn die Scheibe sich dreht, was aufgrund des sich verändernden Lastarrns beim Auf* und Abbewegen des Gewichts einen kurvenförmigen Kraftverlauf mit einem Maxl· fftüm ztif Folge hat

Ein solches Gerät sollte aber auch Einstellmoglichkeiten besitzen, um es den individuellen Bedürfnissen der an dem Gerät trainierenden Person anpassen zu können, damit das Muskeltraining mit jeder beliebigen und stufenlos einstellbaren Größe der Gegenkraft durchgeführt werden kann. Bei dem vorstehend erwähnten einfachen Gerät ist dies nur durch Austausch des Gewichts zu erreichen, oder bei Vorhandensein einer Serie von wahlweise zusammenzustellenden Gewichten durch Stecken eines Vorsteckers zwecks m Mitnahme der gewünschten Anzahl von Gewichten zu erreichen, was umständlich ist und die Bereitstellung einer Mehrzahl von Gewichten erforderlich macht, durch die das Gerät unhandlich und schwer wird.

Bei einem Kraf!trainingsgerät der eingangs genann- i> ten Art mit einer an einem Hebel angreifenden Feder, gegen deren Wirkung der Hebel mit Hilfe eines mit dem Hebel verbundenen Betätigungsgliedes zu verschwenken ist, bestimmt in jeder Position der Schwenkbewegung des Hebels der die wirksame Hebelarmlänge _>o bildende senkrechte Abstand zwischen der Schwenk-2chse des Hebels und der Feder die Grol5e de^c am Ηε^^ρ! wirksamen Momentes, dem die das Gerät besitzende und dabei am Betätigungsglied angreifende Person entgegenzuwirken hat. :-,

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Krafttrainingsgerät dieser Art mit einer einfachen Versteilmöglichkeit /u schaffen. so daß die Gegenkraft als Kraft-Weg-Kurve dargestellt jeweils einer zwischen zwei unteren Werten ein ic> Maximum aufweisenden Kurve in einer Schar von Kurven mit unterschiedlicher Steigung folgt. Dabei sol! die Verstellung ohne großen Kraftaufwand durchzuführen möglich sein.

Zur Losung der vorstehend erwähnten Aufgabe ist r, das Krafttrainingsgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Feder über /weite Getnebemittel und eine zweite Anlenkbefestigung so angebracht ist. daß bei gleicher Hebelschwenkstellung die beiden Enden der Feder bt :üglich ihrer Abstände von der Hebelschwenkachse gemeinsam mittels die Anlenkbefestigungen verbindender Getriebemittel verstellbar sind und daß der Schwenkbereich des Hebels so groß ist. daß die wirksame Hebellänge, die auf einer koaxial zur Feder gedachten Linie senkrecht steht und sich bis zur Schwenkachse erstreckt, von einem t-iinimalwert über einen Maximalwert wieder zu einem kleineren Wert sich ändert.

Die Feder ist in bevorzugter Weise eine aus einem Kolben/Zylinder-Aggrega. bestehende Gasfeder, die den Vorteil besitzt, daß aufgrund der Längenbegrenzung, die eh<e solche Gasfeder besitzt, die Verstellung der beiden Federenden bezüglich ihrer Abstände von der Hebelschwenkachse im drucklosen Zustand der w Feder durchgeführt werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung bestehen die Anlenkbefestigungen der beiden Federenden jeweils aus einer auf je einer Gewindespindel angeordneten Stellmutter, an welcher jeweils ein F.nde der Feder angelenkt ist, wobei die eine Gewindespindel und zwei an ihren Enden artgeordnete Lagerungen sowie ein Tragarm für die Lagerungen zusammen den schwenkbaren Hebelarm bilden, während die zweite Gewindespindel innerhalb des Geräterahmens mittels zweier Lagerungen Ortsfest gelagert ist. Ferner sind zweckmäßig die einander zugewandten Enden der beiden Gewindespindeln mitteis eines aus zwei wäh&nd der Hebelschwenkbewegung ständig in Eingriff stehenden Kxonenrädern bestehenden Getriebes gekuppelt, wobei das eine Kronenrad relativ zum anderen um die Hebelschwenk achsenmitte schwenkbar ist und wobei eine der Gewindespindeln am Ende mit einem Antriebsmittel zum Drehen der Gewindespindel verbunden ist Auf diese Weise lassen sich die beiden Anlenkbefestigungen der Federenden gemeinsam verstellen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Geräts ergeben sich aus den Unteransprüchen 5. bis 8.

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung des Krafttrainingsgerätes;

Fig. 2 eine Variante des Gerätes gemäß Fig. I. den Ausschnitt einen Motorantrieb für dir Spindel darstellend:

F i g. 3 eine Seitenansicht des Gerätes gemäß Fig I;

F 1 g. 4. 5 und 6 eine schematische Darstellung des Gerätes in dre; verschiedenen Scb^^nksteHnngpn d*?s federbelasteten Hebels und mit bei jeder Figur von einem ersten zu einem zweiten Abstand von der Schwenkachse verstellten Anlenkbefestigung der FtJer enden;

F" 1 g. 7 zwei Drehmomentkurven, die sich bei den in F ig. 4 bis 6 dargestellten Stellungen der Feder bezüglich der Schwenkachse ergeben:

Fig. 8 ein Übungsgerät mit vier Geräten gemäß F1 g. 1 in schaubildlicher Darstellung

In einem gehäuseirtigen Geräterahmen 1 ist eine Schwenkachse 2 gelagert, mit welcher ein schwenkbarer Hebel 3 fest verbunden ist. Eine aus einem Kolben Zylinder-Aggregat bestehende Ciasfeder 4 ist mit dem einen Ende mi'tels einer Anlenkbefestigung S am schwenkbaren Hebel 3 angelenkt und mit dem anderen Ende mittels einer Anlenkbefestigung 6 im Geraterah men 1 abgestützt. Die Anlenkbefestigung 5 besteht aus einer Stellmulter Sj mit einem in einem gabelförmigen Fortsat/ 5ö angeordneten Lagerzapfen 5c zur Befestigung des Endes der Kolbenstange 4a der Gasfeder 4 Durch Jie Stellmutter 5a der Ar.ienkbefestigung 5 erstreckt sich eine Gewindespindel 7. die an den beiden Enden in Lagerungen 8 und 9 gehalten ist. D^e beiden Lagerungen sind an einem Tragarm 10 befestigt, der vorzugsweise als U-Schiene ausgebildet ist und der zur Verdeutlichung der Zeichnung nur mit einer unteren gestrichelten Umrißkante dargestellt ist. damit die innerhalb dieser Schiene befindlichen, zuvor erwähnten Teile in der Zeichnung erkennbar sind Die Geindespindel 7. die beiden Lagerungen 8 und 9 sowie der Tragarm 10 bilden somit zusammen den Hebel 3. der um die Schwenkachse 2 schwenkbar ist.

in analoger Weise besteht die Anlenkbefestigung 6 aus einer Stellmutte^r ba mit einem in einem jabelförmigen Fortsatz 66 angeordneten Lagerzapfen 6c an dem das zylinderseitige Ende der Gasfeder 4 befestigt ist.

Durch die Stellmutter 6a der Anlenkbefestigung 6 erstreckt sich eine 'Jewmdespindel 11 hindurch, die in zwei Lagerungen 12 und 13 gehalten ist. welche innerhalb des Gehäuserahmens 1 fest angeordnet sind, in Verlängerung der Gewindespindel Ii Lu mit dieser eine Welle 14 verbunden, deren anderes Ende nahe der Schwenkachse 2 in einem Lagerungskörper 15 gehalten ist. Auf der anderen ieite dieses Lagerungskörpers 15 trägt das Ende der Welle 14 ein Zahnrad 16, das mit einem weiteren Zahnrad 17 am Ende der Gewindesoin^

del 7 in Eingriff steht. Diese beiden Zahnräder sind sogenannte Kronenräder, bei denen die Zähne in einem über den Radkörper in axialer Richtung vorstehenden äußeren Kranz ausgebildet sind. Wie deutlicher aus Fig. 3 hervorgeht, sind diese beiden Zahnräder 16 und 17 so angeordnet, daß der Wälzpunkt auf der Mitte der Hebelschwenkachse 2 liegt. Die Schwenkachse weist demnach einen in der vorderen Wand des Gehäuseralimens 1 gelagerten Teil und einen in der hinteren Wand gelagerten Teil auf, welche beiden Teile mit dem Hebel 3 verbunden sind, und in dem Raum dazwischen drehen sich die beiden Zahnräder 16 und 17. Durch diese Anordnung bleiben die beiden Zahnräder in Eingriff, wenn der Hebel 3 gegen die Wirkung der Feder 4 in Richtung des Pfeils A um 60^c — 120° verschwenkt wird, so daß der Hebel dann die in der schematischen Darstellung in F i g. 6 gezeigte Stellung einnimmt.

Zum Verschwenken des Hebels 3 gegen die Wirkung der Feder 4 dient ein BctätigunESElied in Form einer Kurbel 20. Eine mit der Kurbel 20 verbundene Welle 21 ist im Geräterahmen 1 gelagert und trägt am Ende ein Kettenrad 22. über welches eine Kette 23 läuft, die auch über ein größeres Kettenrad 24 läuft, welches am Ende der Schwenkachse 2 befestigt ist. Damit ist zwischen der Kurbel 20 und der Schwenkachse 2 ein Untersetzungsgetriebe Zwischengeschäft.

Um die Anlenkbefestigungen 5 und 6 der beiden Enden der Gasfeder 4 gemeinsam zu verstellen, wird die Gewindespindel 11 mittels eines am Ende angeordneten Handrades 30 gedreht, so daß über die beiden in Eingriff befindlichen Kronenräder 16 und 17 auch die Gewindespindel 7 gedreht wird. Da bei gleichbleibender Länge der Gasfeder die Verstellweglängen an den beiden Gewindespindeln aus geometrischen Gründen ungleich groß sein müssen, haben entweder die beiden Gewindespindeln ein Gewinde mit etwas verschiedener Steigung oder bilden die beiden Kronenräder ein Übersetzungsgetriebe.

Zum Drehen der Spindel 11 zwecks Verstellung der beiden Anlenkbefestigungen 5 und 6 der beiden Enden der Feder 4 kann auch gemäß Fig. 2 ein Elektromotor 31 am Ende der Gewindespindel 11 angeordnet sein.

In den Fig. 4, 5 und 6 sind in schematischer Darstellung drei verschiedene Schwenkstellungen des Hebels 3 gezeigt, an dem das Ende der durch den Kraftpfeil F symbolisierten Feder 4 mittels der Anlenkbefestigung 5 befestigt ist. Am in der Zeichnung linken Ende der Feder 4 befindet sich die Anlenkbefestigung 6. Um zwei verschiedene Lagen der Anlenkbefestigungen auf den in den F i g. 4 bis 6 nicht eingezeichneten Gewindespindeln 7 und 11 gemäß Fig. 1 oder 3 zu unterscheiden, sind in einer ersten Lage die beiden Anlenkbefestigungen mit SAX-. 5A bezeichnet. Der schwenkbare Hebel 3 schließt mit einer durch die Schwenkachse 2 verlaufenden Horizontalen in den drei Stellungen nach den F i g. 4. 5 und 6 die Winkel α t, a 2 und α 3 ein. Aus den drei Figuren ist ersichtlich, daß bei den drei Hebelstellungen die wirksame Hebelarmlänge Λ 1. Λ 2 und h 3, die gleich dem senkrechten Abstand zwischen der Feder und der Schwenkachse 2 ist, in der Größe variiert und in F i g. 5 am größten ist. wenn der Hebel 3 und die Feder 4 einen rechten Winkel einschließen. In F i g. 7 stellt die obere Kurve C den Momentenverlauf während der Schwenkbewegung dar. Das aus der wirksamen Hebelarmlänge und der Federkraft sich ergebende Moment, das an der Schwenkachse 2 wirksam ist. besitzt ein Maximum zwischen zwei den Endstellungen des Hebels entsprechenden tieferen Werten. Dies Ergebnis entspricht der eingangs geschilderten Aufgabenstellung.

In den Fig.4, 5 und 6 ist ferner mit den auf dem schwenkbaren Hebel 1 eingezeichneten Punkten 5ß 1 in ί Fig. 4 sowie 5B2 in Fig. 5 und schließlich 553 in Fig.6 die Lage der Anlenkbefestigung am einen Ende der Feder 4 gekennzeichnet, wenn durch Drehen der Gewindcspindeln die Abstände der Anlenkbefestigungen von der Schwenkachse 2 verändert worden sind.

to Die zweite Anlenkbefesligung aiii arideren Federende gelangt dann zum Punkt 6ß. Die Feder 4 ist jeweils mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet. Man erkennt aus den Figuren, daß in den drei .Schwenkstellungen die wirksame Hebelarmlänge rl. r2 und r3 kleiner ist als

B die bei der jeweiligen Schwenkstellung vor der Verstellung der Anlenkbefestigungen 5 und 6 sich ergebende wirksame Hebelarmlänge h. In Fig. 7 ergibt sich für den Momentenverlauf die untere Kurve D. Die Verstellung der beiden Anlenkbefestigungen 5 und 6 der

ίο Federenden ist stufenlos durchführbar, so daU entspre chend den Kurven C und D in Fig. 7 für den Momentenverlauf sich eine Schar solcher Kurven ergibt. Das bedeutet, daß das Gerät den individuellen Bedürfnissen jedes Benut/ters angepaßt werden kann und das Training ebenso mit einer nach einem festgelegten Programm vorgesehenen allmählichen Steigerung der Kraftbeanspruchung durchführbar ist.

In Fig.8 ist in schaubildlicher Darstellung eine Einrichtung gezeigt, mit der eine Person das Muskeltraining mit beiden Armen gleichzeitig durchführen kann, um bei jedem Arm den Bizepsmuskel wie auch den Trizepsmuskel 7ii trainieren /m diesem Zwerk ist gemäß Fig.8 an einem Ständer 40 eine Sitzfläche 41 befestigt. Oberhalb dieser Sitzfläche ist links und rechts am Ständer jeweils ein Krafttrainingsgerät 42 der vorstehend beschriebenen Art befestigt, bei denen die Kurbel 43, welche der Kurbel 20 beim Gerät gemäß F i g. 1 und 3 entsprechen, in der Pfeilrichtung R nach unten zu bewegen sind. Weiter oben am Ständer 40 sind

■»o zwei weitere Geräte 44 der vorstehend beschriebenen Art befestigt, die etwa unter 90° zu den Geräten 42 angeordnet sind und deren Kurbeln 45 nach oben in der Pfeilrichtung 5 zu schwenken sind. Dabei dient eine zusätzliche Abstützung 46 zum Abstützen des Ellenbogens. Beim unteren Gerät 42 muß die trainierende Person ihren Unterarm beim Drücken der Kurbel 43 nach unten aus der Beugestellung in die gestreckte Lage bringen, während beim oberen Gerät 44 der Unterarm aus der mehr gestreckten Lage gegen die Wirkung der Feder in die Beugestellung zu bringen ist, so daß mit dieser Einrichtung nacheinander beide zuvor erwähnten Muskeln des Arms trainiert werden können.

In entsprechender Weise kann mit dem beschriebenen Gerät auch ein Training der Beinmuskeln oder der Bauchmuskeln durchgeführt werden.

Zusammenfassend sind die Vorteile des vorstehend beschriebenen Gerätes gegenüber vorbekannten Geräten unter anderem darin zu sehen, daß bei diesem Gerät die Feder ohne Zwischenschaltung von z. B. Kraftumlenkseilen direkt auf den Hebel wirkt und aufgrund dieser Konstruktion ein kompakter Einbau in einen als geschlossenes Gehäuse ausgebildeten Rahmen möglich ist. Personen werden daher nicht durch Ketten. Räder oder Gewichte gefährdet Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Funktionsweise des Gerätes unabhängig von der Schwerkraft ist und daß die Anordnung des Gerätes im Raum beliebig ist, also auch eine schräge Achslage möglich ist, weil keine gewichtsbelasteten

Seile oder Ketten in bestimmter Richtung zu führen sind. Eine Geräiekomtiination für das Training von Beinmuskeln wird daher auch mit schrägen Achsen gebaut. Schließlich ist die mit dem Gerät erzielbare Kraflkurve der Muskelkraft der menschlichen Gliedmaßen physiologisch richtig angepaßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Krafttrainingsgerät mit einer Feder, die mit ihrem einen Ende an einem an einer Schwenkachse im Rahinen gelagerten Hebel über Getriebemittel verstellbar mittels einer Anlenkbefestigung angebracht ist, wobei der Hebel mit einem Betätigungsglied so in Verbindung steht, daß dieses den Hebel gegen die Wirkung der Feder in einem durch zwei Endstellungen begrenzten Schwenkbereich verschwenken kann, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Feder (4) über zweite Getriebemittel (6a, 11) und eine zweite Anlenkbefestigung (6) so angebracht ist, daß bei gleicher Hebelschwenkstellung die beiden Enden der Feder (4) bezüglich ihrer Abstände von der Hebelschwenkachse (2) gemeinsam mittels die Anlenkbefestigungen verbindender Getriebemittel (5a, 7,6a, 11,14,16, 17) verstellbar sind und daß der Schwenkbereich des Hebels (3) so groß ist, daß die wirksame Hebellänge. die auf einer koaxial zur Feder (4) gedachten Linie senkrecht sichi und sich bis zur Schwenkachse (2) erstreckt, von einem Minimalwert über einen Maximalwert wieder zu einem kleineren Wert sich ändert. >5

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine aus einem Kolben/Zylinder-Aggregat bestehende Gasfeder ist.

3. Gerät nach Anspruch !,dadurch gekenzeichnet. daß die Anlenkbefestigungen (5, 6) der beiden so IFederenden jeweils aus einer auf je einer Gewindespindel (7, l'¹ angeordneten Stellmutter (5a. 6a) bestehen, an welchen jeweils e^;n Ende der Feder (4) angelenkt ist. daß die eine Gewindespindel (7) und zwei an ihren Enden angeordnet<- Lagerungen (8,9) sowie ein Tragarm (10) für di·? Lagerungen zusammen den schwenkbaren Hebelarm (3) bilden und daß die /weile Gewindespindi' (11) innerhalb des Geralerahmens (1) mittels zweier Lagerungen (12,13)ortsfest gelagert ist

4 Gera! nach Anspruch i. dadurch gekenn/eich net. daß die einander zugewandten Enden der beiden Gewindespindel (7. II) mittels eines aus /we· während der Hebelsihwcnkbewegung ständig in Eingriff stehenden Kronenrädern (16, 17) bestehen 4ϊ den Getriebes gekuppelt sind, wobei das eine Kronenrad (17) relativ /um anderen (16) um die Hebelschwenkachscnmille schwenkbar ist. und daß eine der Gewindespindel (11) am Ende mit einem Antriebsmittel (30, 31) zum Drehen der Gewinde ίο spindel verbunden ist.

5 Gerat nach Anspruch 4. dadurch gekennzeith net. daß die beiden Kroncnrader (16. 17) ein Übersetzungsgetriebe bilden, durch das die »chwenkbare Gewindespindel (7) mit höherer ΊΊ Drehzahl als die zweite Gewindespindel (II) ingetrieben ist.

6. Gerät nach Anspruch 3. dadurch gekenn/eich net. daß die beiden Gewindespindel (7, II) ein Gewinde mit verschiedener Steigung aufweisen.

h Gerat nach Anspruch !, dadurch gekennzeich net, daß der Hebel (3) mit der Schwenkachse (2) fest Verbunden ist Und das Belätigüngsglied (20) auf die Schwenkachse (2) wirkt, um diese gegen die Wirkung der Feder (4) zu drehen und daß das Betätigungsglied eine Kurbel (20) ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich* riel, daß zwischen der Kurbel (20) und der Hebelschwenkachse (2) ein Untersetzungsgetriebe (22 bis 24) zwischengeschaltet isL