DE29607790U1

DE29607790U1 - Swing arm with force measurement

Info

Publication number: DE29607790U1
Application number: DE29607790U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Systeme Gym Sportgeraete Vertriebs-Gesellschaf De
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2006-05-02

Description

Schwingarm mit KraftmessungSwing arm with force measurement

Die Erfindung betrifft einen Schwingarm für Fitneß- und Gesundheitsgeräte.The invention relates to a swing arm for fitness and health equipment.

Fitneßgeräte dienen zum Training von Sportlern, Gesundheitsgeräte zur Rehabilitation von Patienten. Die verschiedenen Fitneß- und Gesundheitsgeräte werden je nach Bauart stehend, liegend oder sitzend bewegt. Vorzugsweise ist für jede Muskelgruppe ein besonderes Gerät vorgesehen. Die Bezeichnung der Geräte orientiert sich teilweise an den trainierten Muskeln, teilweise an bewegten Körperteilen, teilweise an der Art der Bewegung . Bis auf Ausnahmen wird der Bewegung bei den bekannten Geräten mit Hilfe heb- und sekbarer Gewichte ein Widerstand entgegengesetzt. Die heb- und senkbaren Gewichte sind in Führungseinrichtungen angeordnet. Zumeist handelt sich um einen Rahmen mit vertikal angeordneten Stangen, auf denen die Gewichte gleiten. Die Gewichte werden über Zugmittel bewebt. Als Zugmittel sind Seile, Ketten und Bänder geeignet. Die Zugmittel verbinden die Gewichte mit bewegten Maschinenteilen, vorzugsweise mit Schwenkhebeln, weil die Übungen sind zumeist als Schwenkübungen darstellen.Fitness equipment is used to train athletes, health equipment is used to rehabilitate patients. Depending on the design, the various fitness and health equipment can be used standing, lying down or sitting. Preferably, a special device is provided for each muscle group. The name of the equipment is partly based on the muscles being trained, partly on the parts of the body being moved, partly on the type of movement. With a few exceptions, the movement of the known equipment is counteracted by weights that can be raised and lowered. The weights that can be raised and lowered are arranged in guide devices. In most cases, this is a frame with vertically arranged rods on which the weights slide. The weights are moved using traction devices. Ropes, chains and bands are suitable as traction devices. The traction devices connect the weights to moving machine parts, preferably with swivel levers, because the exercises are mostly swivel exercises.

Die Übungen verlaufen dann gegen den Widerstand der Gewichte. Üblicherweise handelt es sich um Gewichtspakete, die nach Wahl mit dem Zugmittel gekoppelt werden können, so daß der Widerstand durch Veränderung der Anzahl der Gewichte einstellbar ist.The exercises are then carried out against the resistance of the weights. Usually these are weight packages that can be coupled to the traction device as desired, so that the resistance can be adjusted by changing the number of weights.

Es ist bekannt, die Kraftentfaltung bzw. den Kraftverlauf während der Übungen zu messen. Daraus lassen sich diverse Rückschlüsse ziehen bzw. Übungen mit Hilfe dosierten Kraftverlaufes im Sinne eines gezielten Kraftaufbaus optimal gestalten. Das ist im Reha-Bereich besonders wichtig.
Gleichwohl hat sich die bekannte Kraftmessung nicht durchgesetzt.It is known to measure the development of force or the progression of force during exercises. Various conclusions can be drawn from this, or exercises can be optimally designed with the help of a dosed progression of force in the sense of a targeted build-up of strength. This is particularly important in the rehabilitation area.
Nevertheless, the well-known force measurement has not prevailed.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, der Kraftmessung zu einem größeren Einsatz zu verhelfen. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß eine Kraftmeßdose an einer baulich günstigen Stelle einzubauen ist, um sowohl Neubauten als auch Umbauten mit der Kraftmessung ausrüsten zu können. Nach einem bekannten Vorschlag soll die Kraftmessung zwar durch Ausklinken des Zugmittels und Zwischenschaltung eines Kraftmeßgliedes erfolgen. Die Erfindung geht jedoch einen anderen Weg, der an sich nachteilig erscheint. Nach der Erfindung wird nämlich der Schwenkhebel mit einem Gelenk versehen, dessen Gelenkachse parallel zur Drehachse des Schwenkhebels verläuft. Ferner werden die beiden Gelenkarme durch ein Kraftmeßglied in ihrer Stellung gehalten. Dadurch wird eine unmittelbare und hinsichtlich der Einleitung günstige Kraftmessung bewirkt.The invention therefore has the task of helping force measurement to be used more widely. The invention is based on the assumption that a load cell can be installed in a structurally favorable location in order to be able to equip both new buildings and conversions with force measurement. According to a known proposal, the force measurement is to be carried out by disengaging the traction device and interposing a force measuring element. However, the invention takes a different approach, which in itself appears to be disadvantageous. According to the invention, the pivot lever is provided with a joint whose joint axis runs parallel to the pivot lever's axis of rotation. Furthermore, the two articulated arms are held in their position by a force measuring element. This results in a direct and favorable force measurement in terms of introduction.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Gestaltung des Schwingarmes durch einen Trennschnitt an den herkömmlichen Schwingarmen erreicht. Der Trennschnitt wird zwischen der Schwenkachse und dem Ende des Schwenkhebels quer zur Schwenkhebellängsachse und parallel zur Schwenkachse durchgeführt. Dann werden an den beiden Teilen zwei Augen angeschweißt und zwar so, daß die Mittelachse der Augen in der Ebene des Trennschnittes liegt. Als Augen eignen sich Flacheisen, die mit einer Bohrung versehen sind und so angeschweißt werden, daß sie sich überlappen und ihre Bohrungen in der oben beschriebenen Weise fluchten. Durch die Bohrungen wird ein Gelenkbolzen gesteckt, der die beiden Schwenkarme miteinander gelenkig verbindet. Das erfindungsgemäße Kraftmeßglied ist vorzugsweise an der gegenüberliegenden Seite des Schwenkarmes angeordnet. Das Kraftmeßglied besitzt wahlweise ein Gehäuse mit zwei Stangen, die vorn und hinten herausragen und mit zwei an entsprechender Stelle an den Gelenkarmen angeschweißten weiteren Augen gelenkig verbunden sind. Die beiden Stangen sind in dem Gehäuse ihrerseits miteinander verbunden, wahlweise auch als einstückiges Dehnglied ausgebildet, wobei die auftretende Dehnung mit einem einem Dehnungsmeßstreifen gemessen wird.Preferably, the design of the swing arm according to the invention is achieved by a separating cut on the conventional swing arms. The separating cut is made between the swivel axis and the end of the swivel lever, transverse to the swivel lever's longitudinal axis and parallel to the swivel axis. Two eyes are then welded onto the two parts in such a way that the center axis of the eyes lies in the plane of the separating cut. Flat irons are suitable as eyes, which are provided with a hole and are welded on in such a way that they overlap and their holes are aligned in the manner described above. A hinge pin is inserted through the holes, which connects the two swivel arms to one another in an articulated manner. The force measuring element according to the invention is preferably arranged on the opposite side of the swivel arm. The force measuring element optionally has a housing with two rods that protrude at the front and back and are articulated to two further eyes welded to the articulated arms at the appropriate point. The two rods are connected to each other in the housing, optionally designed as a one-piece expansion element, whereby the resulting expansion is measured with a strain gauge.

Die vorkommenden Bewegungen der Gelenkarme sind zwar äußerst gering. Gleichwohl sind die Gelenkarme zusätzlich zu der durch den Gelenkbolzen bzw. die Augen gebildeten Führung noch mit einer weiteren Führung versehen. Die Führung besteht wahlweise aus zwei Seitenwangen, die an einem der Gelenkarme angeschweißt sind und verhindern, daß der andere Gelenkarm seitlich ausweicht.The movements of the articulated arms are extremely small. Nevertheless, the articulated arms are provided with an additional guide in addition to the guide formed by the hinge pin or the eyes. The guide consists of two side cheeks that are welded to one of the articulated arms and prevent the other articulated arm from moving sideways.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung an einer sogenannten Rückenstreckmaschine dargestellt.The drawing shows an embodiment of the invention on a so-called back stretching machine.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Rückenstreckmaschine mit einem Rahmen, der einen Fuß 1 und eine aufragende Stütze 6 besitzt. Der Fuß 1 trägt einen Sitz 2 und eine Fußstütze 7. In der Stütze 6 ist ein Schwingarm 3 drehbeweglich gelagert. Der Schwingarm besitzt ein Rückenpolster 4, das in Längsrichtung des Schwingarmes verstellbar ist. Die Verstellung erfolgt auf zwei parallel zueinander und parallel zur Schwingarmlängsrichtung verlaufenden Stangen 5. Auf den Stangen 5 kann der Rückenpolsterteil 4 mit Federstiften 10 arretiert werden. Die Federstifte 10 sind federn gelagert und drücken mit der Federkraft gegen die ausgewählte Bohrung in eine der Stangen. Zur Verstellung des Rückenpolsters 4 muß der Stift gegen die Federkraft aus der Bohrung herausgezogen werden. Erst danach kann das Rückenpolster 4 auf den Stangen bewegt werden.Fig. 1 shows a conventional back stretching machine with a frame that has a base 1 and an upright support 6. The base 1 carries a seat 2 and a footrest 7. A swing arm 3 is mounted in the support 6 so that it can rotate. The swing arm has a back cushion 4 that can be adjusted in the longitudinal direction of the swing arm. The adjustment is carried out on two rods 5 that run parallel to each other and parallel to the longitudinal direction of the swing arm. The back cushion part 4 can be locked on the rods 5 with spring pins 10. The spring pins 10 are spring-mounted and press against the selected hole in one of the rods with the spring force. To adjust the back cushion 4, the pin must be pulled out of the hole against the spring force. Only then can the back cushion 4 be moved on the rods.

Der Schwingarm 3 besitzt eine durch die Stütze 6 hindurch geführte Achse, mit der er drehbeweglich in der Stütze 6 gelagert ist. Auf der dem Schwingarm 3 abgewandten Seite sitzt auf der Achse eine nicht dargestellte Kurvenscheibe. An der Kurvenscheibe ist ein Zugband befestigt. Das Zugband wirkt auf verschiedene Gewichte, die in einer teilweise dargestellten Führung 9 heb- und senkbar angeordnet sind. Das Verschwenken des Rückenpolsters 4 im Uhrzeigersinn fuhrt zu einem Anheben der Gewichte. Die notwendige Schwenkbewegung wird von einem Sportler oder Patienten verursacht, der auf dem Sitz 2 Platz genommen hat. Die Ausgangslage des Sportlers oder des Patienten ist eine nach vorn gebückte Lage auf dem Sitz 2. Aus dieser Lage fuhrt der Sportler oder Patient eine Streckbewegung aus. Nach Erreichen der Strecklage bewegt sich der Sportler oder Patient wieder in die Ausgangslage. Das Rückenpolster 4 folgt dieser Bewegung aufgrund der Kraft der Gewichte.The swing arm 3 has an axle that runs through the support 6, with which it is mounted in the support 6 so that it can rotate. On the side facing away from the swing arm 3, a cam disk (not shown) is located on the axle. A tension band is attached to the cam disk. The tension band acts on various weights that can be raised and lowered in a guide 9 (partially shown). Swiveling the back cushion 4 clockwise causes the weights to be lifted. The necessary swiveling movement is caused by an athlete or patient who has taken a seat on the seat 2. The athlete or patient's starting position is a forward-bent position on the seat 2. From this position, the athlete or patient performs a stretching movement. After reaching the stretching position, the athlete or patient moves back to the starting position. The back cushion 4 follows this movement due to the force of the weights.

Der Schwingarm 3 läßt sich in seiner Drehstellung auch verändern. Dazu ist eine Kupplungskonstruktion vorgesehen. Zu der Kupplungskonstruktion gehören eine innere Scheibe und ein die innere Scheibe umgebendes scheibenartiges Gehäuse 11. In dem scheibenartigen Gehäuse 11 ist ein Federstift 12 angeordnet, der mit seiner Federkraft in Bohrungen am Umfang der inneren Scheibe greift. Das bewirkt eine Arretierung des scheibenartigen Gehäuses gegenüber der inneren Scheibe. Zum Lösen der Drehstellung wirdThe swing arm 3 can also be changed in its rotational position. A coupling structure is provided for this purpose. The coupling structure includes an inner disk and a disk-like housing 11 surrounding the inner disk. A spring pin 12 is arranged in the disk-like housing 11, which uses its spring force to engage in holes on the circumference of the inner disk. This causes the disk-like housing to be locked relative to the inner disk. To release the rotational position,

der Federstift 12 entgegen der Federkraft gezogen. Danach kann das scheibenartige Gehäuse 11 gegenüber der inneren Scheibe verschwenkt werden. Nach Erreichen der gewünschten Schwenkstellung wird der Federstift losgelassen und greift der Federstift 12 in eine korrespondierende Bohrung am äußeren Umfang in der inneren Scheibe.the spring pin 12 is pulled against the spring force. The disk-like housing 11 can then be pivoted relative to the inner disk. After reaching the desired pivot position, the spring pin is released and the spring pin 12 engages in a corresponding hole on the outer circumference in the inner disk.

An dem Schwingarmende, welches dem Rückenpolster 4 gegenüberliegt, befindet sich ein Gewicht 8, welches zusammen mit dem zugehörigen Schingarmteil das Gewicht des Rückenpolsters 4, der Verstelleinrichtung und des zugehörigen anderen Schwingarmteiles ausgleichen soll.At the end of the swing arm opposite the back cushion 4 there is a weight 8 which, together with the associated swing arm part, is intended to balance the weight of the back cushion 4, the adjustment device and the associated other swing arm part.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Schwingarm, der anstelle des Schwingarmes 3 bei dem Gerät nach Fig. 1 zum Einsatz kommen soll. Der erfindungsgemäße Schwingarm besitzt eine Schwenkachse 20. Es handelt sich um einen doppelarmigen Schwenkhebel mit zwei Armen. Davon trägt der eine Arm 22 ein verstellbares Gegengewicht 21. Der andere Arm besteht seinerseits aus zwei Teilen 23 und 24. Diese Teile sind durch ein Gelenk miteinander verbunden, das aus Flacheisen 25, 26 und einem Gelenkbolzen 27 gebildet wird. Die Flacheisen 25 sind im Abstand voneinander angeordnet, der gleich der Dicke des Flacheisens 26 plus dem notwendigen Bewegungsspiel ist. Die Flacheisen 25 sind mit dem Teil 23 verschweißt. Das Flacheisen 26 ist mit dem Teil 24 verschweißt und greift zwischen die Flacheisen 25. Alle Flacheisen sind mit einer Bohrung für einen Gelenkbolzen 27 versehen. Damit die Teile 23 und 24 beweglich sind und nicht durch die vorderen Enden der Flacheisen blockiert werden, sind die vorderen Ende unten stark abgerundet.Fig. 2 shows a swing arm according to the invention, which is to be used instead of the swing arm 3 in the device according to Fig. 1. The swing arm according to the invention has a pivot axis 20. It is a double-armed pivot lever with two arms. One arm 22 carries an adjustable counterweight 21. The other arm consists in turn of two parts 23 and 24. These parts are connected to one another by a joint made up of flat irons 25, 26 and a joint bolt 27. The flat irons 25 are arranged at a distance from one another that is equal to the thickness of the flat iron 26 plus the necessary play. The flat irons 25 are welded to part 23. The flat iron 26 is welded to part 24 and engages between the flat irons 25. All flat irons are provided with a hole for a joint bolt 27. To ensure that parts 23 and 24 are movable and are not blocked by the front ends of the flat irons, the front ends are strongly rounded at the bottom.

Seitlich an dem Teil 24 befinden sich zwei Seitenwangen 28 zur zusätzlichen Fixierung bzw. Führung der Teile 23 und 24.On the side of part 24 there are two side cheeks 28 for additional fixation or guidance of parts 23 and 24.

Unten an den Teilen 23 und 24 sind zwei Haltestücke 31 und 32 angeschweißt. An den Haltestücken 31 und 32 sind die Wirkenden einer Kraftmeßdose 33 gelenkig befestigt. Bei einer Schwenkhebelbewegung wird von dem Sportler oder Patienten im Uhrzeigersinn eine Krafteinwirkung auf den Schwenkhebel entfaltet. Das fuhrt zu geringen Relativbewegungen der Teile 23 und 24 zueinander. Die Bewegung liegt im Bereich ganz geringer Bruchteile eines Millimeters, weil die Bewegung der Dehnung des Dehnungsteils in der KraftmeßdoseTwo holding pieces 31 and 32 are welded to the bottom of parts 23 and 24. The active ends of a load cell 33 are articulated to the holding pieces 31 and 32. When the swivel lever is moved, the athlete or patient exerts a force on the swivel lever in a clockwise direction. This leads to small relative movements of parts 23 and 24 to one another. The movement is in the range of very small fractions of a millimeter, because the movement of the stretching of the stretching part in the load cell

entspricht. An dem Dehnungsteil befindet sich ein Dehnungsmeßstreifen, der die auftretenden Kräfte auf eine elektrische Anzeige überträgt.There is a strain gauge on the expansion part, which transfers the forces occurring to an electrical display.

Das verstellbare Gegengewicht 21 soll Verstellungen eines Rückenpolsters 40 am Schwingarm Rechnung tragen. Das Rückenpolster 40 wird mit einer Klemmeinrichtung 41 in der gewünschten Stellung arretiert. Das gleiche gilt fur das Gegengewicht 21. Die zugehörige Klemmeinrichtung trägt die Bezeichnung 39.The adjustable counterweight 21 is intended to take into account adjustments of a back cushion 40 on the swing arm. The back cushion 40 is locked in the desired position with a clamping device 41. The same applies to the counterweight 21. The associated clamping device is designated 39.

Claims

Protection claims

1. Swing arm for fitness and rehabilitation equipment, which is moved with a body part of an athlete or patient against a resistance preferably formed by weights, characterized in that the swing arm consists of parts (23, 24) which are connected to one another in an articulated manner and are additionally connected via a force measuring device (33).

2. Device according to claim 1, characterized in that the force measuring device (33) is arranged on the side of the swing arm opposite the articulation point.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized by a straight separating cut between the parts (23, 24).

3. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized by side cheeks (28).

4. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the articulation point is formed by welded eyes.