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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Sportgerät, bei dem durch Körperkraft,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Kraftüber- oder untersetzungsvorrichtungen,
mindestens das oberste Gewicht von einem aus mehreren Gewichten bestehenden Gewichtestapel,
der von einer Verstellstange durchsetzt ist, angehoben wird.
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Derartige Sportgeräte dienen beispielsweise für das sog.
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Bodybuilding, können aber speziell auch zu Rehabilitationszwecken,
für medizinische Untersuchungen und dergleichen eingesetzt werden. Grundbestandteil
derartiger allgemein bekannter Geräte ist ein Stapel von Gewichten, vorzugsweise
Gewichtsplatten, die von der Verstellstange vertikal durchsetzt sind. Die einzelnen
Gewichtsplatten sind von Bohrungen durchsetzt, die mit entsprechenden Bohrungen
in der Verstellstange fluchten. Durch eine der Platten sowie die entsprechende Bohrung
in der Verstellstange wird ein Stab gesteckt, so daß bei Anheben der Verstellstange
die von dem Stab durchsetzte Gewichtsplatte zusammen mit den über dieser Platte
liegenden Gewichtsplatten angehoben wird. Auf diese Weise läßt sich das wirksame
Gewicht varizieren.
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Das Anheben der Verstellstange und der daran hängenden Gewichte erfolgt
beispielsweise mittels Handhebeln über eine Mechanik, die eine Kraftübersetzung,
eine Kraftuntersetzung bewirkt. Durch eine solche Übersetzung läßt sich beispielsweise
mittels einer Exzentervorrichtung eine bestimmte Hebelweg-Kraft-Funktion erzielen.
Entsprechend der Anzahl der an die Verstellstange angekoppelten Gewichtsplatten
ist
zum Hochbewegen der Verstellstangen ein mehr oder weniger großer Kraftaufwand erforderlich.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Verstellen des Gewichts relativ
aufwendig und zeitraubend ist. Überlicherweise sind derartige Sportgeräte zusammen
mit anderen Geräten in einer Sportanlage aufgestellt, so daß die Trainierenden an
jedem Gerät eine bestimmte Zeitlang trainieren. Da Körperkraft und Kondition bei
verschiedenen Personen unterschiedlich sind, muß praktisch jeder Trainierende, bevor
er mit den Übungen beginnen kann, zunächst das für ihn angemessene Gewicht einstellen.
Hierzu muß er den oben erwähnten Stab in die entsprechende Gewichtsplatte einschieben.
Hinzu kommt, daß der Trainierende möglicherweise nicht abschätzen kann, wie groß
das seiner Leistungsfähigkeit angemessene Gewicht ist. Dann muß der Trainierende
nach einigen Übungen möglicherweise erneut eine Verstellung des Gewichts vornehmen.
Es ist ersichtlich, daß in einer Sportanlage, in der jedem Trainierenden an jedem
Gerät nur eine relativ kurze Zeit von beispielsweise 15 Minuten für seine Übungen
zur Verfügung steht, aufgrund der zeitaufwendigen Verstellung der Gewichte relativ
viel Zeit für Umrüstarbeiten verlorengeht, so daß entsprechend wenig Zeit für die
eigentlichen Übungen zur Verfügung steht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sportgerät der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem ein müheloses und rasches Verstellen der von
der Verstellstange mitgenommenen Gewichte möglich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Sportgerät der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß auf der Unterseite der Gewichte im Bereich der Verstellstange
Ausnehmungen ausgebildet sind, in die jeweils eine elektromagnetisch betätigbare,
an der Verstellstange befestigte Mitnehmervorrichtung
eingreift.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung der Verstellanordnung J
ä ß t sich durch entsprechendes Aktivieren des der Mltnehmervorrjchtung zugeordneten
Elektromagneten rasch das gewünschte Gewicht einstellen. Es ist ersichtlich, daß
aufgrund der durch elektrische Signale bewirkten Verstellung der Gewichte die Möglichkeit
besteht, eine Gewichtsverstellung beispielsweise direkt von dem Platz aus vorgenommen
werden kann, an welchem der Trainierende die Übung ausführt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mitnehmervorrichtung
als um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbares Winkelhebelpaar ausgebildet ist,
das bei nicht-erregtem Elektromagneten federbelasted in die Ausnehmung ragt und
bei erregtem Elektromagneten zusammengezogen wird, um eine Längsbewegung der Verstellstange
ohne das betreffende Gewicht zuzulassen. Grundsätzlich hat der Elektromagnet die
Aufgabe, die Mitnehmervorrichtung in irgendeiner Weise an einem bestimmten Gewicht
angreifen zu lassen, so daß dieses Gewicht sowie die darüber befindlichen Gewichte
hochgezogen werden, wenn die Verstellstange hochbewegt wird.Obschon als Mitnehmervorrichtung
beispielsweise auch einfache Bolzen und dergleichen in Frage kommen, sieht die Erfindung
speziell das oben erwähnte Winkelhebelpaar vor. Ein besonderer Vorteil ergibt sich
bei der oben angesprochenen Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß bei nicht-erregtem
Elektromagneten die Mitnehmervorrichtung wirksam ist. Andernfalls könnte es nämlich
vorkommen, daß bei einem Strom.ausfall die an der Verstellstange hängenden Gewichte
herunterfallen würden, was nicht eine Beschädigung des Geräts sondern möglicherweise
auch eine Verletzung des Trainierenden zur Folge hätte.
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Eine besonders einfache Ausbildung der Mitnehmervorrichtung besteht
darin, daß diese von einem elektromagnetisch betätigten Stößel, insbesondere einem
Kegelstößel aus der Mitnahmestellung in die unwirksame Stellung bringbar ist.
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Grundsätzlich ist denkbar, für jedes Gewicht eine separate Mitnehmervorrichtung
mit jeweils einem Elektromagneten vorzusehen. Sind die Gewichte jedoch Platten,
so ist in oder an Verstellstange möglicherweise nicht genügend Platz, um für jede
Platte eine Mitnehmervorrichtung mit Magnet vorzusehen. Als anderes Extrem kommt
in Betracht, nur eine einzige Mitnehmervorrichtung vozusehen und die Verstellstange
bzw. nur den unteren Teil der Verstellstange vor einem Eingreifen der Mitnehmervorrichtung
höhenmäßig so zu verstellen, daß die Mitnehmervorrichtung sich in Höhe des gewünschten
Gewichts befindet. Dies würde aber möglicherweise dazu führen, daß zuviel Zeit für
die Höhenverstellung der Verstellstange in Anspruch genommen wird. Daher sieht die
Erfindung vor, daß mehrere jeweils separab elektromagnetisch betätigbare Mitnehmervorrichtungen
in der Verstellstange in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, wobei jeweils
einer Gruppe von Gewichten eine Mitnehmervorrichtung zugeordnet ist. So ist es beispielsweise
möglich, eine Mitnehmervorrichtung jeweils 3 oder 4 Gewichten zuzuordnen, so daß
zur Aufwahl einer beliebigen Anzahl von Gewichten die Verstellstange nur entsprechend
der Höhe von 2 Gewichten verstellt werden muß. Das Verstellen der Verstellvorrichtung
erfolgt dann zweckmäßigerweise mittels einer Verstellvorrichtung, die die Verstellstange
entsprechend der Höhe eines Gewichts des Stapels stufenweisen zu verstellen vermag.
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In einer einfachen Ausführungsform erfolgt das Einstellen der Gewichte
durch separates Betätigen der einzelnen Elek-
tromagneten beispielsweise
durch Schalter. Eine geringfügige Höhenverstellung der Verstellstange kann beispielsweise
mittels eines Elektromotors vorgenommen werden. Wesentlich komfortabler ist jedoch
eine automatische Einstellung über eine am Übungsplatz vorgesehene Eingabevorrichtung,
die zweckmäßigerweise mit einer Anzeige ausgestattet ist. Demgemäß schlägt die Erfindung
vor, daß an dem Gerät eine vorzugsweise mit Anzeigevorrichtung ausgestattete Belastungseingabevorrichtung
vorgesehen ist, die nach Maßgabe eingegebener Daten über eine Verarbeitungsschaltung
die Verstellstange verstellt und/oder einen oder mehrere Mitnehmervorrichtungen
in die unwirksame Stellung bringt.
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Diese automatisch arbeitende Gewichtsverstellung bietet dem Trainierenden
die Möglichkeit, zu Beginn der Übung über die Belastungseingabevorrichtung ein ihm
angemessen erscheinendes Gewicht einzugeben. Die z.B. als Mikroprozessor ausgebildete
Verarbeitungsschaltung wertet dann die Eingabedaten aus und steuert automatisch
die Ankopplung einer entsprechenden Anzahl von Gewichten an die Verstellstange.
Es ist offensichtlich, daß bei einer derartigen Ausgestaltung des Geräts eine Gewichtsverstellung
innerhalb kürzester Zeit und praktisch beliebig oft vorgenommen werden kann.
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Dem Trainierenden steht somit ausreichend viel Zeit zur Durchführung
der eigentlichen Übungen zur Verfügung.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist im vorliegenden Fall ein Bodybuildinggerät.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bodybuildinggeräts,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Gewichtsstapels des Geräts
nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 2 von rechts,
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2, und Fig. 5 ein Blockdiagramm
einer automatischen Gewichtseinstelleinrichtung.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bodybuildinggerät 1 handelt es sich
um einen sog. Brustturm mit 5 um das Gerät verteilten Übungsstationen A, B, C, D
und E. An den einzelnen Übungsstationen befinden sich -Hand- oder Fußhebel, bei
deren Betätigung über einen hier nicht näher interessierenden Mechanismus ein aus
mehreren Gewichtsplatten 2 bestehender Gewichtsstapel S angehoben wird.
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Die Übungsstation A in Fig. 1 soll etwas näher betrachtet werden.
Der Trainierende nimmt auf einem auf einer Führungsschiene 3 für den verstellbaren
Sitz 4 Platz so daß er mit seinen beiden Händen 2 Hebel 5a und 5b ergreifen kann.
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Die beiden Hebel 5a und 5b werden nach unten gedrückt, wobei die Hebelenden
etwa einer Kreisbahn fol9 n. Durch die se Hebelbewegung werden über eine hier nicht
näher interessierende mechanik 6, eine Kette 7, eine Umlenkrolle 8 und eine den
Gewichtestapel S vertikal durchsetzende Verstellstange eine bestimmte Anzahl von
Gewichtsplatten 2 angehoben. Der Trainierende kann entsprechen j seiner Kondition
mehr oder weniger Gewichtsplatten 2 d BS Gewichtestapels S an die Verstellstange
9 ankoppeln.
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Fig. 2 zeigt pen aus den Gewichtsplatten 2 bestehenden Gewichtestape
5 S mit der den Stapel durchsetirenden Verstellstange 9 und einer Führungsstange
10. 3 de Gewichtsplatte 2 besitzt zur Aufnahme der VerstelsÜ' nge 9 ein
Loch
11 (siehe Fig. 4). Auf der Unterseite jeder Gewichtsplatte 2 ist eine sich etwa
bis zu halben Höhe der jeweiligen Platte erstreckende kreisförmige Ausnehmung 12
vorgesehen, die hier konzentrisch bezüglich des Lochs 11 ist.
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Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind in die Verstellstange
9 zwei Mitnehmervorrichtungen 13 eingelassen.
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Jede Mitnehmervorrichtung 13 besteht aus einem Paar von Winkelhebeln
14, die symmetrisch auf einer gemeinsamen Schwenkachse 15 gelagert sind, und einem
Elektromagneten 16, der zum Verschwenken der Winkelhebel 14 einen Stößel 17 in Pfeilrichtung
bewegt. Die beiden -Winkelhebel 14 werden von einer oder mehreren (nicht gezeigten)
Federn so vorgespannt, daß die in Fig. 2 oben gezeigten Enden der Winkelhebel in
die jeweiligen Ausnehmungen 12 hineinragen.
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Bei Betätigung der in Fig. 1 dargestellten Hebel 5a und 5b wird die
Verstellstange 9 nach oben (in Fig. 2 in Richtung des Pfeils B) hochgezogen, wobei
sie eine bestimmte Anzahl von Gewichtsplatten 2 mitnimmt. Sollen beispielsweise
die in Fig. 2 gezeigten oberen 4 Gewichtsplatten 2 mitgenommen werden, so wird dem
in Fig. 2 unten gezeigten Elektromagneten 16 ein Erregerstrom zugeführt, so daß
dieser Elektromagnet den Kegelstößel 17 nach oben bewegt, so daß sich die beiden
oberen Enden der Winkelhebel 14 nach innen bewegen, wie es durch die beiden kleinen
Pfeile angedeutet ist. Wenn nun die Verstellstange 9 nach oben gezogen wird, läuft
ihr unterer Teil ungehindert durch die - von oben gezählten - 5. bis 10. Gewichtsplatte,
und nur die oberen 4 Gewichtsplatten werden nach oben gezogen, weil der obere Elektromagnet
16 stromlos ist und die beiden Winkelhebel durch die Federkraft in die Ausnehmungen
12 geschwenkt sind. Sollen in Fig. 2 die oberen 8 Platten nach oben gezogen werden,
so bleibt der untere Elektromagnet
stromlos, vorzugsweise bleiben
beide Elektromagneten stromlos.
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Obschon dies in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, können
selbstverständlich weitere Gewichtsplatten 2 in dem Gewichtestapel S vorgesehen
sein.
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Sollen beispielsweise von dem in Fig. 1 gezeigten Gewichtestapel S
nur die beiden oberen Platten mitgeno-mmen werden, so werden die beiden Elektromagneten
erregt, und anschliessend wird die Verstellstange 9 durch einen hier nicht näher
beschriebenen Verstellmechanismus mit Elektromotor etwas nach oben bewegt, so daß
die beiden Winkelhebel 14 mit ihren oberen Armen in die Höhe der Ausnehmungen 12
der zweitobersten Gewichtsplatte 2 gelangen. Dann wird der obere Elektromagnet ausgeschaltet;
so daß sich die Winkelhebel in die Ausnehmungen spreizen. Wenn anschließend die
Verstellstange 9 hochgezogen wird, werden die beiden oberen Gewichtsplatten 2 mitgenommen.
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Die Ankopplung einer bestimmten Anzahl von Gewichtsplatten 2 an die
Verstellstange 9 erfolgt mittels der in Fig. 5 schematisch dargestellten automatischen
Einstelleinrichtung. Die Einstelleinrichtung besitzt eine in für den Trainierenden
leicht zugängliche Stelle angeordnete Eingabevorrichtung 2ü. Die Eingabevorrichtung
20 enthält z.B.
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eine numerische Eingabetastatur 20a, über die der Trainierende eine
Gewichtsangabe eingeben kann. Der eingegebene Wert wird über eine an die Eingabevorrichtung
20 angeschlossene Anzeigevorrichtung 21 angezeigt. Die Anzeigevorrichtung 21-besitzt
einen oberen Anzeigeabschnitt 21a für die Anzeige der eingegebenen Werte und einen
unteren Anzeigeabschnitt 21b für die tatsächlich an die Verstellstange angekoppelten
Gewichte.
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Die Eingabevorrichtung 20 kann noch weitere Betätigungstasten 20b
enthalten, so daß der Trainierende beispielsweise durch Betätigen einer solchen
Taste das Gewicht stufenweise erhöhen oder erniedrigen kann. Die von der Eingabevorrichtung
20 erzeugten Ausgangssignale werden in eine hier als Mikroprozessor ausgebildete
zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 22 eingegeben. Die £PU 22 setzt die eingegebenen
Gewichtswerte in einen Digitalwert um, der auf einen Decoder 23 gegeben wird. Der
Decoder setzt das Ausgangssignal der £PU in einzelne Steuersignale um, die er über
Leitungen 24 auf eine Treiberanordnung 25 gibt.
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Die Treiberanordnung 25 besteht aus mehreren Treibereinheiten, deren
Anzahl der Anzahl der Elektromagnete in der Verstellstange 9 entspricht. In der
Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind fünf solcher Elektromagnete vorgesehen.
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Die £PU 22 erzeugt außerdem ein Motorsteuersignal, das über eine Leitung
26 auf einen Motortreiber 27 gegeben wird.
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Der Motortreiber 27 schaltet einen Motor 28 ein, so daß dieser entweder
in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung läuft. Der Motor dient als Verstelleinrichtung
für die Höhenverstellung der Verstellstange 9, um - wie oben anhand der Fig. 2 erläutert
wurde - die Mitnehmervorrichtung mit bestimmten Gewichtsplatten 2 auszurichten.
Die Verstellung wird mittels des Motors 28 kann beispielsweise über eine Spindel
erfolgen, die an der Verstellstange 9 vorgesehen ist.
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Die Programmierung der £PU 22 derart, daß aus den Eingabesignalen
Steuersignale für die Elektromagneten einerseits und den Motor 28 andererseits gebildet
werden, ist dem Fachmann geläufig und braucht daher hier nicht näher erläutert zu
werden.
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Wie aus Fig. 5 ersichtlich, gibt die CPU ein Ausgangssignal auf den
unteren Anzeigeabschnitt 21b der Anzeigevorrichtung 21. Die doppelte Anzeige auf
der Anzeigevorrichtung 21 hat folgenden Zweck: Als Gewicht läßt sich nur ein ganzzahliges
Vielfaches des Gewichts jeder Gewichtsplatte 2 einstellen. Wenn der Trainierende
über die Eingabevorrichtung 20 einen von einem solchen Wert abweichenden Wert einstellt,
rundet die GPU 22 diesen Wert ab oder auf, um einen einstellbaren Wert auf die Treiberschaltungen
abzugeben. Einen diesem Wert entsprechenden Anzeigewert gibt die CPU auf den unteren
Anzeigeabschnitt 21b, so daß der Trainierende sieht, wie groß das tatsächlich von
ihm zu bewegende Gewicht ist. Die oben geschilderte Maßnahme hat den Vorteil, daß
der Trainierende sich überhaupt nicht um die tatsächlich an dem Gerät einstellbaren
Gewichtsgrößen kümmern muß. Der Trainierende braucht nicht einmal zu wissen, in
welcher Größerordnung der von ihm einzugebende Wert liegen muß. Er kann also irgendeinen
beliebigen Wert eingeben und dann versuchen, das hierdurch automatisch eingestellte
Gewicht zu bewegen. Kann er das Gewicht nicht bewegen, so weiß er, daß das Gewicht
verringert werden muß.
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Durch wiederholtes Nachkorrigieren des eingestellten Gewichts kommt
der Trainierende dann alsbald zu dem seinem Leistungsvermögen angemessenen Gewicht.
Dieser Einstellvorgang kann besonders rasch dadurch erfolgen, daß der Trainierende
das tatsächlich eingestellte Gewicht auf dem unteren Anzeigeabschnitt 21b der Anzeigevorrichtung
21 ablesen kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Statt der Winkelhebel 14 können z.B.
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auf horizontal in entsprechende Öffnungen der Gewichtsplatten 2 eindringende
Bolzen vorgesehen werden. Die auf der Unterseite der Gewichtsplatten befindlichen
Ausnehmungen
12 (vgl. Fig. 4) brauchen nicht kreisförmig zu sein,
sie können praktisch jede beliebige Form haben , solange gewährleistet ist, daß
die Mitnehmer an der Unterseite der Gewichtsplatte angreifen.
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