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Bewegungstrainer
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Bewegungstrainer
nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Allgemein werden die verschiedensten Trainingsverfahren und Trainingsgeräte
zur Verbesserung der Körpermuskulatur empfohlen. Es wird zwischen isometrischem
Training und Bewegungstraining unterschieden.
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Beim isometrischen Training werden jeweils Muskelgruppen kurzzeitig
stark angespannt und dann wieder entspannt. Die isometrische Belastung bewirkt zwar
einen Bildungsreiz für Muskeln, es wird jedoch bei diesem Training unwesentlich
mehr Energie verbraucht, so daß sich zwar die statische Kraft der Muskeln, nicht
jedoch ihre Ausdauer erhöht. Entsprechende Trainingsgeräte beruhen auf dem Grundsatz
des Momentengleichgewichtes oder Kräftegleichgewichtes; es wird beispielsweise eine
Feder kurzzeitig zusammengedrückt oder auseinandergezogen. Der Trainierende erfährt
dabei keine nennenswerte Belastung seines ICreislaufs.
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Beim Bewegungstraining kommt es jedoch nicltnur auf die aufzubringende
Kraft, sondern auf die geleistete Arbeit an, also auf die beim Training abgegebene
mechanische Energie in der Zeiteinheit.
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Die mechanische Muskelenergie muß von chemischen Energiequellen durch
entsprechende Umsetzungen im Muskelgewebe gewonnen werden. Dabei gibt es zwei grundsätzliche
Stoffwechselvorgänge im Muskelgewebe. Bis zu einer Ausdauergrenze verläuft der Stoffwechsel
im Muskel aerob.
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Beim Energieverbrauch des Muskelgewebes entsteht keine vermehrte Milchsäurekonzentration
im Muskel; der stoffwechselnotwendige Sauerstoffmehrbedarf kann durch Erhöhen von
Atem- und Pulsfrequenz gedeckt werden und die anfallenden Stoffwechselprodukte können
abtransportiert werden. Nachdem sich Atem und Puls beruhigt haben, verspürt der
Trainierende nach dem Training keine Nachwirkungen. Oberhalb dieser Ausdauergrenze
müssen zusätzliche Energiequellen mobilisiert werden und diese zusätzlichen Stoffwechselvorgänge
verlaufen anaerob, da Atem- und Pulsfrequenz ihre Grenzwerte erreicht haben. Dabei
wird vermehrt Milchsäure erzeugt, und das führt zu einer sogenannten Lactatanhäufung
im Muskelgewebe, da alle erzeugte Milchsäure nicht mehr aus dem Muskelgewebe abtransportiert
werden kann. Nun verspürt der Trainierende nach dem Training Nachwirkungen, nämlich
einen sogenannten Muskelkater.
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Diese Ausdauergrenze, bei der der anaerob ablaufende Stoffwechsel
für die zusätzliche Energiemobilisation einsetzt, ist durch ausdauerndes Training
zu höheren Leistungswerten hin verschiebbar, fällt jedoch beim längeren Unterbrechen
des Trainings zu geringeren Werten hin zurück. Insbesondere für Leistungssportlers
ist
es also wichtig, ständig mit soviel Ausdauer zu trainieren, daß die Ausdauergrenze
bei Werten hoher Leistung bleibt und nicht zurückfällt.
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Als Trainingsgerät für ausdauerndes Bewegungstraining sind beispielsweise
Geräte in der Art von Fahrradtrainern oder Rudertrainern bekannt. Diese bekannten
Geräte sind jedoch alle dafür ausgelegt, daß nur beide Beine und/oder beide Arme
gleichzeitig trainiert werden.
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Wenn sich nun, beispielsweise infolge eines Sportunfalles, ein Hochleistungssportler
ein Bein oder einen Arm verletzt, so muß er sein Training unterbrechen und kann
nicht verhindern, daß sich seine Ausdauergrenze zu Werten niedrigerer Leistung hin
verschiebt Er verliert seine sogenannte Kondition, die er erst wieder nach Ausheilen
der Verletzung erarbeiten muß.
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Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Bewegungstrainer mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein
Trainierender auch bei Ruhigstellung eines Beines oder eines Armes sein Training
fortsetzen und somit seine Kondition erhalten kann, denn seine Kondition hängt vom
Gesamtzustand des Bewegungsapparates und des Herz-Kreislauf-Atmungs-Systems ab.
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Sie geht nicht verloren, wenn für die Dauer einer Heilungsphase nur
ein Glied geschont werden muß. Ohne Verletzung ist Konditionstraining selbstverständlich
auch ohne Geräte wie Bewegungstrainer möglich. Der erfindungsgemäße Bewegungstrainer
ermöglicht es jedoch nun, auch bei einem verletzten Glied weiter seine Kondition
zu trainieren. Es ist offensichtlich, daß ein Sportler mit z. B. einen Gipsbein
weder Waldlaufen noch Schwimmen kann, so daß er bisher den Verlust seine Kontition
hinnehmen mußte.
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Ferner ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung sehr universell
anwendbar. Bis auf ein ruhigzustellendes Glied können alle übrigen gesunden Glieder
trainiert werden. Es ist aber genauso gut möglich, den Bewegungstrainer so zu verwenden,
wie es bei den bekannten Geräten gebräuchlich ist. Seine Verwendung ist nicht beschränkt
auf Konditionstraining für Verletzte, die eines der Glieder ruhigstellen müssen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß mindestens ein
Kurbeltrieb in der Art einer Fahrradtretkurbel mit zwei Betätigungselementen vorhanden
ist, wobei jedes der beiden am Kurbeltrieb angreifenden Betätigungselemente sowohl
gesondert, als auch gemeinsam mit dem zweiten Betätigungselement mit der Bremsvorrichtung
koppelbar ist. Dabei kann der Bewegungstrainer so aufgebaut sein, daß ein Kurbeltrieb
in der Art einer Fahrradtretkurbel zum Trainieren der Beine vorhanden ist und daß
für das Armtraining ein Mechanismus der gleichen Art oder aber auch ein andersartiger
Mechanismus vorhanden ist, sofern jedes einzelne Betätigungselement unabhängig bewegbar
ist. Dieses ist beispielsweise dadurch verwirklicht, daß jedes der am Kurbeltrieb
angreifenden Betätigungselemente eine Steckkupplung aufweist, die die Betätigungselemente
kraft- und/oder formschlüssig mit dem Kurbeltrieb und/oder der Bremsvorrichtung
verbinden. Für das ruhigzustellende Glied kann dabei vorteilhafterweise so verfahren
werden, daß in die Steckkupplungsverbindungen nichtkoppelnde Steckbolzen einsteckbar
sind, an denen eine Stützauflage für das nicht zu trainierende Glied angebracht
ist. Somit ist für die jeweiligen Trainingsmöglichkeiten der Trainer so zu gestalten,
daß die Stützauflage ein Ruhigstellen des zu schonenden Gliedes gewährleistet, während
mit den übrigen Gliedern nach den Erfordernissen des zu Trainierenden am Bewegungstrainer
gearbeitet werden,kann.
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Liegt keine Notwendigkeit zur Schonung vor, so kann voll trainiert
werden. In der Übergangs zeit zwischen einem Volltraining und einem Teiltraining
kann problemlos eine Zeit lang teilweise und eine Zeitlang voll trainiert werden.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung können auch am Bewegungstrainer
selbst Stützauflagen für nicht zu trainierende Gliedmaßen anbringbar sein. Hierbei
ist es dann für das Training beispielsweise nur eines Beines lediglich erforderlich,
das entsprechende Betätigungselement einzukuppeln und für das ruhigzustellende andere
Bein eine Stützauflage am Trainer anzubringen.
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Analog ist bei dem Training nur eines Armes zu verfahren.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die beiden Betätigungselemente
eines Kurbeltriebes auf die beiden Verzweigungswellen eines sperrbaren Differenzialgetriebes
wirken, daß jede der beiden Verzweigungswellen bei entsperrtem Differenzialgetriebe
gesondert arretierbar ist und daß die Hauptwelle des Differenzialgetriebes mit der
Bremsvorrichtung gekoppelt ist. Wird bei dieser Weiterbildung das Differenzialgetriebe
gesperrt, so arbeitet der Bewegungstrainer symmetrisch wie die bekannten Geräte
und wird durch jeweils beide Beine oder Arme bewegt. Soll jedoch nur ein Glied trainiert
werden, so wird bei entsperrtem Differenzialgetriebe eine der beiden Verzweigungswellen
arretiert und der Trainierende arbeitet lediglich auf die andere Verzweigungswelle.
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Es entfallen Steckkupplungen oder andere Einrichtungen, um auf den
unsymmetrischen Betrieb des Bewegungstrainers umzuschalten. Das Arretieren einer
Verzweigungswelle kann dabei einfach dadurch erfolgen, daß das entsprechende Betätigungselement
festgehalten wird,
beispielsweise mit einem Stift, einem Bolzen,
einem Keil oder sonstigen geeigneten Mitteln. Dabei kann wiederum jedes an einer
der beiden Verzweigungswellen des Differenzialgetriebes angreifende Betätigungselement
bei Arretierung der betreffenden Verzweigungswelle in eine Stützauflage umgestaltet
werden.
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Eine besonders einfache und genaue Einstellung des Bremsmomentes,
gegen das der Trainierende arbeitet, ist dadurch gegeben, daß die Bremsvorrichtungen
als elektrische Generatoren ausgebildet sind. Außerdem ist die abgegebene elektrische
Leistung einfach zu messen und aus diesem Meßwert ergibt sich die vom Trainierenden
abgegebene mechanische Leistung über den Wirkungsgrad zwischen Trainingsangriff
und Generatorausgang.
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An den Generator angeschaltete Verbraucher, beispielsweise Lastwiderstände,
bestimmen die Belastung des Trainierenden.
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Vorteilhafterweise ist ein zentrales Steuer- und Überwachungsgerät
vorhanden, mittels welchem die Lastwiderstände vorwählbar sind und das die Körperfunktionen
des Trainierenden während des Trainings überwacht und anzeigt. Mit einem derartigen
Steuergerät kann sowohl ein konstantes Bremsmoment, als auch eine konstante Leistung
eingestellt werden; es ist aber auch denkbar, daß ein optimales Training, insbesondere
bei Teiltraining, durch ein Programm vorgegeben wird, bei dem die Größen variiert
werden.
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Insbesondere bei dem Training mit nur einem Bein sind die Betätigungselemente
für das Beintraining als schuhähnliche Tretpedale ausgebildet. Damit kann einfacher
eine volle Umdrehung des Kurbeltriebes erzielt werden, wobei nicht nur die Schubmuskeln,
sondern auch die Hubmuskeln
beansprucht werden. Diese Art des Trainings
kann jedoch genauso bei dem Training mit beiden Beinen erfolgen.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht eines Bewegungstrainers; Fig. 2 zeigt
dazugehörige Betätigungselemente; Fig. 3 zeigt eine mögliche Kopplung eines Kurbeltriebes
mit einem elektrischen Generator.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Bei der Gesamtansicht eines
Bewegungstrainers in Fig. 1 befinden sich an einem Gestell 10 Treträder 11, von
denen eines sichtbar ist, Dieses Tretrad 10 ist mit einem Einsteckloch 12 versehen,
das zu einer nicht gezeigten Steckkupplungsverbindung führt. Der Trainierende läßt
sich auf einem Sattel 13 nieder und kann mit den Beinen am Tretrad 11 sowie mit
den Armen an Ruderstangen 14 trainieren. Dabei können die Ruderstangen 14 ebenso
wie die Treträder 11 auf einen elektrischen Generator wirken, oder aber die Ruderstangen
14 arbeiten auf hydraulische Stoßdämpfer.
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Die Fig. 2 zeigt ein Tretpedal 16, das einen schuhartigen Eingriff
17 aufweist. Das Tretpedal ist an einem Bolzen 18 befestigt, der in das Eingriffsloch
12 (Fig. 1) einsteckbar ist. Der Bolzen 18 weist eine Koppelnut 19 auf, die über
nicht näher dargestellte Mittel bewirkt, daß das Tretrad 11 (Fig. 1) mit der Bremsvorrichtung
verbunden
wird. Fig. 2b und 2c zeigen einen Leerlaufbolzen 20, der das Tretrad 11 (Fig. 1)
sperrt, was beispielsweise in Verbindung mit einem Differenzialgetriebe bewirkt,
daß nur das gegenüberliegende Tretrad auf die Bremsvorrichtung arbeitet. Mit einem
gleichartigen Leerlaufbolzen 20 in Fig. 2 c ist eine Stützauflage 21 verbunden,
die das ruhigzustellende Bein abstützt.
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Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Kurbeltrieb mit zwei tretkurbeln
22, die auf ein Differenzialgetriebe 23 arbeiten. Die Tretkurbeln 22 sind dabei
mit Steckkupplungen 24 zum wahlweisen Einkuppeln an die beiden Verzweigungswellen
des Differenzialgetriebes 23 versehen.
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Das Differenzialgetriebe 23 treibt über eine Welle 25 einen elektrischen
Generator 26 an, dessen Belastung als Regelwiderstand 27 angedeutet ist. An Stelle
eines Differenzialgetriebes kann genauso gut ein Verzweigungsgetriebe treten, jedoch
ist die Umrüstung von einer Seite auf die andere Seite beim Differenzialgetriebe
einfacher, was bei überwiegendem Teiltraining vorteilhaft ist.
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