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Sportgerät
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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein Sportgerät nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei einem atis der DE-PS 187 218 bekannten Sportgerät dieser Art sind
die Handgriffe Teile-von zwei Hanteln, deren eine eine Stromerzeugungseinrichtung
enthält. Beim Betätigen der Hanteln wird ein Strom durch den Körper des Benutzers
geschickt, der offensichtlich stimulierend wirken soll.
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Aus der DE-OS 30 45 923 ist ein Sportgerät in Gestalt eines Standfahrrads
mit zwei fest mit dem Fahrradrahmen verbundenen Handgriffen bekannt. In den einen
Handgriff ist ein Herzimpuls-Sensor eingebaut, dessen Meßwerte von einer zwischen
den Handgriffen installierten Anzeige abgelesen werden können. Der Herzimpuls-Sensor
umfaßt je ein Lichtaussendeelement und Lichtempfangselement, mittels derer die mit
der Herzfrequenz schwankende Blut-Durchflußrate abgetastet werden kann. Dies funktioniert
jedoch nur, wenn ein für Licht gut durchlässiger Teil der Hand, beispielsweise der
kleine Finger, in den Lichtweg gebracht wird. Es muß daher dafür gesorgt werden,
daß die Hand den Handgriff in einer ganz bestimmten Stellung er-
faßt.
Dies mag bei einem stationären Gerät noch möglich sein; bei freibeweglichen Handgriffen
kann auf diese. Weise die Herzfrequenz nicht zuverlässig erfaßt werden.
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Bekannt ist es schließlich, die Herz-Impulsfreq.uenz nach der EKG-Methode
zu messen. Dabei wird über den Körper ein elektrischer Stromkreis geschlossen, der
ein die Herz-Impulsfrequenz enthaltendes und anzeigendes Meßgerät aufweist. Solche
Geräte, die ausschließlich der Messung der Herzfrequenz dienen, gibt es in verschiedenen
Ausführungsformen. Beispielsweise gibt es Geräte dieser Art nach Art von Armbanduhren
(CH-PS 603 136, US-PSen 38 07 388, 3 742 937). Ferner sind Geräte dieser Art in
Form eines Gürtels bekannt (US-PS 3 883 626). Eine weitere bekannte Möglichkeit
besteht darin, die beiden Elektroden der Vorrichtung ind Achselhöhlen unterzubringen
und mit den Armen an den Körper zu pressen (US-PS 3 792 700j. In allen Fällen ist
die Meßeinrichtung für die Herz-Impulsfrequenz unabhängig von irgendwelchen Sportgeräten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. ein Sportgerät der eingangs
erläuterten Gattung, also ein solches, das zwei freibewegliche Handgriffe aufweist,
wie beispielsweise ein Paar von Hanteln oder ein Sprungseil, so auszugestalten,
daß während der Sportausübung zuverlässig die Herz-Impulsfrequenz überwacht und
angegeben wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Sportgerät erfolgt die Messung der Herz-Impulsfrequenz
nach der zuverlässigen EKG-Methode. Es brauchen keinerlei besondere Vorkehrungen
für eine bestimmte Griffhaltung der Hand an den Handgriffen getragen zu werden.
Es muß lediglich über die Hände der Stromkreis geschlossen werden, in welchem sich
auch das
Meß- und Anzeigegerät befindet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüch-en
zu entnehmen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels
näher erläutert. Es leigen: Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sportgeräts
in Gestalt eines Paars von Hanteln, Fig. 2 eine Blockschaltung des in dem erfindungsgemäßen
Gerät verwendeten Meß- und Anzeigegeräts, und Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sportgeräts.
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Das erfindungsgemäße Sportgerät besitzt zwei Elektroden 1,1' in Form
von Hanteln, welche durch ein biegbares oder deformierbares Verbindungselement 2
miteinander verbunden sind. Die Griff-Flächen 3 bzw. 3' der Elektroden t,1'sind
mit einem Belag aus elektrisch leitendem Material versehen. Gegebenenfalls können
die Grifflächen mit einer Kontaktpaste zur Herabsetzung des Hautwiderstandes bestrichen
werden. In dem Verbindungselement 2 ist ein elektrischer Leiter untergebracht.
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Die eine Elektrode 1 trägt eine Vorrichtung 5 zum Erfassen, Verarbeiten
und Anzeigen von physiologischen elektrischen Signalen, welche an dem die Hand des
Benützers überspannenden, etwa U-förmigen Bügel 6 angebaut ist. Jede Elektrode 1
bzw. 1' wird von einem Bolzen 7,7' durchsetzt, der an einem Ende einen Kopf 8,8'
und am anderen Ende einen Gewindeabschnitt 9,9' trägt, auf den eine Mut-
ter
10,10' aufgeschraubt ist. Auf die Bolzen 7 und 7' werden symmetrisch in bezug auf
die Ebenen A - A in Fig. 1 Gewichte in Form von gelochten Scheiben 11 und 11' aufgesetzt.
Diese entsprechen der körperlichen Konstitution des Benützers und können, wenn erforderlich,
gegen grössere oder kleinere Gewichte ausgetauscht werden. Weiter ist an jedem Bolzen
7,7' nahe dem Gewindeabschnitt 9,9' ein Schleifring 12,12' drehbar gelagert, der
an den elektrischen Leiter des Verbindungelementes 2 angeschlossen ist.
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Der Bolzen 7 ist gegenüber der Griffläche 3 der Elektrode 1 elektrisch
isoliert. Der von der Elektrode 1' über den Schleifring 12' kommende Strom gelangt
über den im Verbindungselement eingebauten elektrischen Leiter und denSchleifring
12 in den Bolzen 7 und wird von diesem über einen in dem in Fig. 1 rechten Schenkel
des Bügels 6 eingebauten, nicht dargestellten Schleifkontakt und einen Leiter der
Vorrichtung 5 zugeführt. Weiter ist der aus elektrisch leitendem Material bestehende
Belag der Grifffläche 3 über eine andere Leitung mit der Vorrichtung 5 verbunden
Ferner führen zwei weitere Leitungen von der Vorrichtung 5 zu einem in den dem Kopf
8 benachbarten Schenkel des Bügels 6 eingebauten Schalter 13. Dies-er macht es möglich,
den von einer nicht-gezeigten Batterie zur Vorrichtung 5 führenden Stromkreis zu
unterbrechen und dadurch die Lebensdauer der Batterie wesentlich zu erhöhen, die
nur dann in Anspruch genommen wird, wenn tatsächlich eine Messung der vom Körper
kommenden Signale erfolgen soll.
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Die andere Elektrode 1' ist der ersten ähnlich aufgebaut.
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Auch sie besitzt einen die Hand des Benützers überspannenden Bügel
6', der ein Abrutschen der Hand von der Grifffläche 3' verhindert. Allerdings ist
im Gegensatz zur Elektrode 1 bei der Elektrode 1' der Belag der Griffläche 3'
über
eine nicht dargestellte Feder, welche den Bolzen 7' berührt, und den Ring 12' an
den elektrischen Leiter des Verbindungselementes 2 angeschlossen. Außerdem trägt
der Bügel 6' keine Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen Signalen.
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Hat der Benützer die Hanteln in den Händen, so ergibt sich folgender
Stromkreis: Griffläche 3', Bolzen 7', Schleifring 12', Leiter 2, Schleifring 12,
Bolzen 7, erste Leitung im Arm-des Bügels 6, Vorrichtung 5, zweite Leitung im Bügel
6, Grifffläche 3, erste Hand des Benützers, Körper des Benützers, zweite Hand des
Benützers, Griffläche 3'. Die Batterie und der Schalter 13 können parallel oder
in Reihe in diesen Stromkreis eingeschaltet werden.
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Soll das Sportgerät als Springschnur benützt werden, so werden die
beiden Elektroden 1 und 1' von den Händen des Benützers so ergriffen, daß die drehbar
gelagerten Schleifringe 12 und 12' auf den Bolzen 7,7' mit geringer Reibung gelagert
sind, ist eine einwandfreie Funktion des Sportgerätes gewährleistet Soll jedoch
das Sportgerät als Gerät mit Hanteln verwendet werden, so bestehen für die Lage
der drehbar gelagerten Ringe 12 und 12' in bezug auf die Hände keine Vorschriften.
In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn der Benützer das Verbindungselement 2 um
seinen Hals herumlegt.
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Soll das Sportgerät zum Erfassen der Herz-Puls-Frequenz herangezogen
werden, so wird mittels des Daumens der rechten Hand des Benützers der Schalter
13 betätigt, der den Stromkreis von der nicht dargestellten Batterie zur Vorrichtung
5 schließt. Nunmehr werden die von beiden Händen abgegebenen elektrischen Signale,
die von den elektrisch
leitenden Belägen der Grifflächen 3,3' über
das Verbindungselement 2 bzw. unmittelbar der Vorrichtung 5 zugeführt werden, in
der Vorrichtung 5 verstärkt. Sollte die Herzfrequenz zu hoch sein und einen vorgegebenen
Grenzwert überschreiten, so kann dies in bekannter Weise durch ein optisches oder
akustisches Signal dem Benützer mitgeteilt werden. Es ist jedoch auch möglich, den
gemessenen Wert der Herz-Puls-Frequenz digital zu erfassen und auf diese Weise festzustellen,
wie weit die im Augenblick vorhandene Frequenz von der maximal verträglichen noch
entfernt ist.
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In Fig. 2 ist ein Schaltbild der Vorrichtung 5 wiedergegeben, das
bei anderen Geräten zum Messen der Herz-Puls-Frequenz bereits bekannt ist. Mit 1
und 1' sind die beiden Elektroden bezeichnet, die hier die Funktion von Sensoren
zu erfüllen haben. Der von den Elektroden 1,1' kommende Strom wird einem Verstärker
30 zugeleitet, dem ein Filter 31 nachgeschaltet ist, in dem die außerhalb des zu
messenden Bereiches liegenden Frequenzen ausgesiebt werden.
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Hinter dem Filter 31 befindet sich ein weiterer Verstärker, von dem
ein Eingang mit einem Zusatzgerät 33 zur Eingabe von individuellen Parametern des
Benützers verbunden ist. Vom Verstärker 32 werden die Signale einer Vergleichsschaltung
34 zugeleitet, deren anderer Eingang an einen Taktgeber 35 angeschlossen ist, welcher
auf die Sollfrequenz eingestellt ist. Von der Vergleichsschaltung 34 gelangen die
Signale über eine Leitung zu einem Schwellwertdetektor 36, der einen Schalter 38
betätigt. Der eine Pol dieses Schalters 38 ist über eine Leitung an eine Kontrollampe
39 und der andere Pol an eine Vorrichtung 40 zur Abgabe eines akustischen Signals
angeschlossen. Weiter ist die Vergleichsschaltung 34 über eine andere Leitung an
eine Anzeigevorrichtung 37 angeschlossen, von der
eine Leitung
zum Schalter 38 führt.
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Bei einer normalen Belastung des Herzens des Benützers leuchtet die
Lampe 39 im Rhythmus der Herzfrequenz auf, die von der Anzeigevorrichtung 37 über
den Schalter 38 der Lampe zugeführt wird. Wird jedoch die vorgegebene Frequenz überschritten,
so schaltet der Schwellwertdetektor 36 den Schalter' 38 um, und es ertönt aus der
Vorrichtung 40 ein Warnsignal, das den Benützer des Sportgerätes veranlassen soll,
seine Gymnastikübungen einzustell#en. Zusätzlich oder anstelle der Vorrichtung 40
und der Lampe 39 kann auch eine digitale Anzeigeeinrichtung für die jeweils vorhandene
Herz-Puls-Frequenz vorgesehen sein.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Sportgerätes ist der
ersten sehr ähnlich. Auch sie besitzt zwei Elektroden 1 und 1' in Form von Hanteln,
welche durch ein deformierbares Verbindungselement 2 verbunden sind. Dieses ist
jedoch im Gegensatz zur ersten Ausführung nicht freiliegend, sondern in der Weste
14 des Benützers eingebaut.
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Dieses Sportgerät#kann daher nicht zum Schnurspringen,sonder nur zur
Gymnastik mit Hanteln verwendet werden. An beiden Enden trägt das Verbindungselement
2 Steckkontakte 15, die in Buchsen einsteckbar sind, welche in den beiden Bügeln
6 und 6' eingebaut sind. Aus Gründen der Klarheit der Darstellung sind die Einzelheiten
der beiden Elektroden 1 und 1', wie die Vorrichtung zum Erfassen der Signale, die
Gewichte, die beiden Bolzen usw., in Fig. 3 nicht dargestellt.
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Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs an die im Vorstehenden
beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen gebunden. Vielmehr
sind verschiedene' Abänderungen derselben möglich, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Beispielsweise sollen Geräte, bei denen in einem der beiden Handgriffe
lediglich ein Sender
untergebracht ist, dem ein ortsfester, gegebenenfalls
mit einem Schreiber ausgestatteter Empfänger zugeordnet ist, unter den Schutz der
Erfindung fallen. Ferner muß die Vorrichtung zum Erfassen der elektrischen Signale
nicht am Bügel befestigt sein, sie kann vielmehr auch an den Kopf des Bolzens angesetzt
sein und so auch bei Hanteln ohne Bügel Verwendung finden.