DE3704918A1

DE3704918A1 - Ruderergometer

Info

Publication number: DE3704918A1
Application number: DE19873704918
Authority: DE
Inventors: Rainer Wolf; Juergen Dr Volz; Rainer Denkinger; Volker Dr Nolte; Gerd Hussy
Original assignee: Kst Motorenversuch Co GmbH
Current assignee: Kst Motorenversuch Co GmbH
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1988-08-25
Also published as: EP0279052A1; EP0279052B1; ES2030042T3; DE3704918C2; DE3776886D1; ATE72747T1; GR3004297T3; DD267430A5; US4869498A; JPS63203171A; DK693887D0; CA1310028C; DK693887A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ruderergometer.

Derartige Ruderergometer werden zum Training und zur gezielten Muskelbildung von Sportlern oder auch für Gymnastikzwecke eingesetzt.

Sie bestehen in der Regel aus einer Rahmenkonstruktion, auf der ein vorzugsweise auf Schienen gleitender Sitz angeordnet ist und die eine Abstützung für die Füße der trainierenden Person aufweist. Mit einer geeigneten Mechanik verbundene Hebel oder Züge erzeugen dabei gegen Bremsen beispielsweise durch einen Gummizug einen Widerstand, der durch Arm- und Beinbetätigung überwunden wird. Die Rückstellung kann weitgehend kräftefrei erfolgen.

Ein isokinetisches Training oder ein exzentrisches Training ist mit herkömmlichen Ruderergometern nicht durchführbar.

Beim isokinetischen Training finden die Bewegungsabläufe unabhängig von der aufgebrachten Kraft mit konstanter Geschwin digkeit statt. Diese Art des Trainings ist nach sportmedizini schen Erkenntnissen die in vielfacher Hinsicht effektivste, es besteht daher ein großes Bedürfnis an Übungsgeräten, die einen isokinetischen Bewegungsablauf ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Ruderergometer zu schaffen, das die vorgenannte Aufgabe löst. Dabei wird der Begriff "Ruderergometer" nicht auf die reine Ruderbewegung einschränkend verstanden, sondern es sollen alle vergleichbaren Bewegungsformen darunterfallen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Ruderergometer, bestehend aus einer Rahmenkonstruktion und darauf angeordnetem Sitz, Stemmbrett und mit der Rahmenkonstruktion verbundenen Skulls oder Riemen, bei dem der Riemen oder die Skulls an Auslegern, die mit dem Rahmen starr verbunden sind, schwenkbar gelagert sind, bei dem Riemen oder Skulls mit einem in einem Zylinder beweglichen Kolben mechanisch miteinander verbunden sind, wobei an den Zylinder ein Stromregelventil angeschlossen ist und wobei Zylinder und Stromregelventil über eine Leitung hydraulisch derart miteinander in Verbindung stehen, daß das Stromregelventil bei Zylinderhub und diesen bewirkenden Zug auf Riemen oder Skull regelt.

Unter einem Stromregelventil wird vorzugsweise ein Drosselventil mit einem Differenzdruckventil, bzw. einer Druckwaage verstanden. Dabei wird das Druckgefälle an der Drosselstelle konstant gehalten, der Strom der Hydraulikflüssigkeit ist nahezu unabhängig vom Arbeitsdruck. Weiterhin sollen auch z.B. Ventile mit elektischen Regelkreisen unter dem Begriff Stromregelventile verstanden werden.

Mit der vorbeschriebenen Anordnung ist ein einwandfreies isokinetisches Trainieren erstmals möglich. Dabei kann die vom Kolben bewegte Flüssigkeit über das Stromregelventil in einen Behälter gefördert werden, aus dem es dann bei der Rückführung des Kolbens bzw. der Rückbewegung des Ruderers in den Zylinder raum zurückgeführt werden kann. Sollen andere als Ruderbewegungs abläufe trainiert werden, so sind entsprechende bekannte mechanische Vorrichtungen mit entsprechenden Angriffsmöglichkei ten für Arme oder Beine vorzusehen.

Das Rudertraining mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann jedoch dem natürlichen Rudervorgang erheblich besser angepaßt werden, wenn man die Hydraulikflüssigkeit in einen Druckspeicher fördert und diese unter Druckabbau über ein Rückschlagventil wieder in den Zylinder einbringt, wodurch der Kolben in durch den Leitungsquerschnitt bestimmter Geschwindig keit und mit ihm Riemen oder Skull zurückbewegt oder in seiner Bewegung mindestens unterstützt wird.

Die Stömungsgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit kann in vorteilhafter Weise durch eine im Stromregelventil angeordnete verstellbare Blende auf die jeweiligen Bedürfnisse, d.h. auf das Trainingsprogramm eingestellt werden.

Dabei können sämtliche Einstellwerte und an beliebigen Orten dynamische Vorgänge durch Meßwertgeber abgegriffen und datenmäßig verarbeitet werden, so daß eine ständige Kontrolle bzw. ein Vergleich mit vorgegebenen Werten verzögerungsfrei möglich ist.

Hierfür ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in besonderer Weise geeignet und ausgelegt, wodurch sich ihr Einsatz im Bereich des Spitzensports herleitet.

Die mechanische Übertragung der Ruderbewegung auf den Kolben geschieht erfindungsgemäß in besonders einfacher und zuverläs siger Weise mit Hilfe eines mit dem Riemen oder den Skulls verbundenen Zapfen, an dem ein Zahnrad befestigt ist, das mit einer Zahnstange zusammenwirkt. Die Zahnstange ist mit dem Kolben verbunden und bewegt diesen der Ruderbewegung entsprechend hin und her.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin möglich, das isokinetische Training mit einem exzentrischen zu kombinieren, wodurch die Trainingsart variiert und die Trainingsausbeute gesteigert werden kann. Beide Trainingsweisen sind auf das Rudertraining in besonders hohem Maße abgestimmt.

Hierzu wird vorgeschlagen, an die mit dem Zylinder verbundene Leitung einen Hydraulikmotor anzuschließen und über diese den Kolben mit vorgebbaren Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten zu beaufschlagen.

Unter Anwendung der letztgenannten Maßnahmen findet eine Umkehr der Trainingsarbeit dahingehend statt, daß nunmehr die trainie rende Person gegen die durch Riemen oder Skull ausgeübte Kraft arbeiten muß. Dies kann grundsätzlich in beiden Bewegungsrich tungen in einfacher Weise dadurch geschehen, daß wechselweise Kolbenvorder- und Kolbenrückseite mit dem Hydraulikmotor zusammenwirken.

Nach vorliegenden Erkenntnissen ist jedoch eine kraftfreie oder durch den vorgenannten Druckspeicher auch kraftgestützte Rückführung des Riemens oder der Skulls ausreichend.

Die gegen den Hydraulikmotor bewirkte exzentrische Trainingsar beit kann dabei auch insbesondere isokinetisch erfolgen, wozu lediglich das Zwischenschalten eines eigenen Stromregelventils zwischen Motor und Kolben erforderlich ist, das ggf. durch ein eigenes, in Reihe geschaltetes Rückschlagventil abgesichert sein kann.

Der Wechsel vom rein isokinetischen auf exzentrisches Training kann durch einen Schieber vorgenommen werden, der einmal die Zuleitung zum Kolben mit dem Stromregelventil des rein isokine tischen Kreises bzw. dem Druckspeicher und dem diesem zugeordne ten Rückschlagventil herstellt, oder in einer zweiten Stellung diese mit dem Hydraulikmotor bzw. dessen Kreislaufführung verbindet.

Dabei ist vorzugsweise der Hydraulikmotor stromaufwärts mit einem Vorratsbehälter und stromabwärts über einen Schieber entweder mit dem Zylinder des Ergometers oder über die Zuleitung zum Druckspeicher und einen zwischengeschalteten Zweiwegehahn wiederum mit dem Vorratsbehälter zusammenschließbar.

Der Hydraulikmotor ist vorzugsweise als Konstantförderpumpe ausgelegt, um vor dem diesem zugeordneten Stromregelventil ein konstantes Potential aufzubauen, wobei zwischen dem Stromregel ventil und dem Motor ein mit dem Vorratsbehälter verbundenes Druckhalteventil angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß beiliegender Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau des Ruderergometers;

Fig. 2 zeigt die hydraulische Anordnung für isokinetisches Training;

Fig. 3 zeigt die Kraftübertragung auf den Kolben;

Fig. 4 zeigt ein Stromregelventil;

Fig. 5 zeigt eine Kombination für isokinetisches und exzentri sches Training;

Fig. 1 In dieser Figur ist der Aufbau eines Ruderergometers gezeigt. An einem Rahmen 3 sind Ausleger 2 befestigt, in denen Skulls 1 um Achsen schwenkbar gelagert sind, die die Kolben antreiben. Die Befestigung der Skulls 1 an den Achsen kann dabei grundsätzlich auch vertikal schwenkbar ausgestaltet sein, um das Eintauchen und Herausheben der Blätter aus dem Wasser zu imitieren. Die Achse für die Schwenkbewegung der Ruder wird durch einen Zapfen 13 gebildet, der über eine Kraftübertragung mechanisch, beispielsweise über Schubstangen auf einen in einem Zylinder 4 beweglichen Kolben wirkt. Kopfseitig ist ein Stemmbrett 25 angeordnet, auf Schienen 26 gleitet ein (nicht dargestellter) Sitz. Diese Anordnung ist den Verhältnissen in einem Ruderboot nachgebildet.

Fig. 2 zeigt den oben erwähnten Zylinder 4, in dem ein Kolben 5 beweglich untergebracht ist. Der Kolben 5 ist mit einer Zahnstange 14 verbunden, die über ein Zahnrad 27 angetrieben wird. Das Zahnrad 27 ist an einem Zapfen 13 (Fig. 3) gelagert, der mit den Skulls (Riemen) verbunden ist und entsprechend der Ruderbewegung Zahnstange 14 und Kolben 5 hin- und herbewegt. An den Zylinder 4 ist über eine Leitung 7 ein Stromregelventil 6 angeschlossen, das über die Leitung 10 einen Druckspeicher 11 speist. Die Speisung erfolgt mit vorgegebenem, abgesehen von den Umkehrpunkten gleichbleibenden Volumenstrom (v = const) unabhängig von der auf Riemen oder Skull ausgeübten Zukraft.

In den Druckspeicher 11 gelangt so die dem Inhalt des Zylinders 5 entsprechende Menge an Hydraulikflüssigkeit und wird von diesem über das Rückschlagventil 9 im Bypass 8 wieder an den Zylinder 4 abgegeben.

Anstelle des Druckspeichers 11 kann grundsätzlich auch ein beliebiges Vorratsgefäß treten, das aber dann die Rückstellung der Skulls nicht unterstützt.

Fig. 3 zeigt in Großdarstellung zum besseren Verständnis die Kraftübertragung über den Zapfen 13 und das Zahnrad 27 auf die Zahnstange 14, die über die Schraube 28 mit dem Kolben 15 starr verbunden ist. Im rückwärtigen Fortsatz 29 ist die Zahnstange 14 gegengelagert, um dem Eingriff des Zahnrads 27 nicht ausweichen zu können.

Der Zylinder 4 ist über die Bohrung 30 in der Kopfplatte 31 an das hydraulische Leitungssystem anschließbar (Fig. 2, Fig. 5).

Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäß einsetzbares Stromregelventil mit Differenzdruckfeder 32 und Ventilkolben 33. Die Pfeile deuten die Strömungsrichtung bei Beaufschlagung des Stromregelventils an, wobei die Strömung über die Blende 34 geführt ist, die mit Hilfe des Handrades 35 den Durchsatz auf vorgebbare Werte festlegt.

In dieses Ventil ist der Nebenschluß (Bypass) 8 mit dem Rückschlagventil 9 zweckmäßigerweise integriert.

Fig. 5 zeigt die Kombination der isokinetischen Hydraulik nach Fig. 2 in Kombination mit einer exzentrisch wirkenden und zuschaltbaren Anordnung.

Diese zuschaltbare exzentrische Wirkungsweise, bei der die trainierende Person gegen eine von außen aufgebrachte Kraft arbeiten muß, wird durch den Hydraulikmotor 15 erzielt. Dieser wirkt über die Leitung 22 bei entsprechender Stellung des Schiebers 18 auf den Kolben 5 ein. Um den Hydraulikmotor 15 mit konstanten Drehzahlen bzw. konstantem Druck betreiben zu können, steht dieser über die Abzweigung 24 mit einem Druckhalteventil 23 in Verbindung.

Der Hydraulikmotor 15 wird über die Leitung 19, einen Filter 36 und einen Kühler 37 aus einem Vorratsbehälter 21 gespeist und gibt Überschuß an Hydraulikflüssigkeit über das Druckhalteventil 23 auch in diesen ab.

Zur Ermöglichung eines isokinetisch-exzentrischen Trainings, kann in der Leitung 22 ein zusätzliches Stromregelventil 16 angeordnet sein, das über ein eigenes Rückschlagventil 27 abgesichert ist.

Der Riemen 1 besitzt einen Schalter 36, der den Schieber 18 aus der dargestellten Position nach links bewegt und den Zustrom aus dem Hydraulikmotor 15 freigibt. In der gegenüberliegenden Stellung wird der Schieber 18 freigegeben und federbetätigt zurückgefahren. Die Flüssigkeit gelangt über die Leitungen 7, 7′ und 10′ in den Vorratsbehälter 21 bei entsprechender Stellung des Zweiwegehahnes 20, der den Druckspeicher 11 für das exzentrische Training absperrt.

Bei rein isokinetischem, nicht exizentrischem Betrieb bleibt der Schieber in der gezeigten Stellung, wobei der in Fig. 2 gezeigte Kreis mit Stromregelventil 6 Bypass 8 und Rückschlagventil 9 bzw. Druckspeicher 11 analog verwendet wird. Lediglich Zweiwegehahn 20 ist zum Abschluß der Leitung 10 umzustellen.

An den Schieber 18 kann auch eine direkte Verbindungsleitung 38 angeschlossen sein, über welche und die Leitung 10, 10′ Hydraulikflüssigkeit durch den Motor 15 im Kreis gefahren werden kann, ohne beispielsweise über die Leitung 7′ das Stromregelven til 6 zu beaufschlagen.

Bezugszeichenliste: 1 Riemen; Skull
2 Ausleger
3 Rahmen
4 Zylinder
5 Kolben
6 Stromregelventil
7, 7′ Leitungen
8 Nebenschluß
9 Rückschlagventil
10, 10′ Leitungen
11 Druckspeicher
12 Blende
13 Zapfen
14 Zahnstange
15 Hydraulikmotor
16 Stromregelventil
17 Rückschlagventil
18 Schieber
19 Leitung
20 Zweiwegehahn
21 Vorratsbehälter
22 Verbindungsleitung
23 Druckhalteventil
24 Abzweigung
25 Stemmbrett
26 Schienen
27 Zahnrad
28 Schraube
29 Fortsatz
30 Bohrung
31 Kopfplatte
32 Differenzdruckfeder
33 Ventilkolben
34 Blende
35 Handrad
36 Filter
37 Kühler
38 Verbindungsleitung

Claims

1. Ruderergometer, bestehend aus einer Rahmenkonstruktion und darauf angeordnetem Sitz, Stemmbrett und mit der Rahmen konstruktion verbundenen Skulls oder Riemen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der Riemen oder die Skulls (1) sind an Auslegern (2), die mit dem Rahmen (3) starr verbunden sind, schwenkbar gelagert;
b) Riemen oder Skulls (1) sind mit einem in einem Zylinder (4) beweglichen Kolben (5) mechanisch verbunden;
c) an den Zylinder (4) ist ein Stromregelventil (6) angeschlossen;
d) Zylinder (4) und Stromregelventil (6) stehen über eine Leitung (7) hydraulisch derart miteinander in Verbindung, daß das Stromregelventil (6) bei Zylinderhub und diesen bewirkenden Zug auf Riemen oder Skull regelt.

2. Ruderergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelventil (6) einen Nebenschluß (3) mit einem Rückschlagventil (9) aufweist und daß diese über eine Leitung (10) mit einem Druckspeicher (11) verbunden sind.

3. Ruderergometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Stromregelventil (6) mit einer verstellbaren Blende (12) versehen ist.

4. Ruderergometer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Riemen oder Skull (1) an einen Zapfen (13) schwenkbar gelagert ist und über ein Zahnrad (27) mit einer Zahnstange (14) zusammenwirkt, die mit dem Kolben (5) fest verbunden ist.

5. Ruderergometer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die mit dem Zylinder (4) verbundene Leitung (7) ein Hydraulikmotor (15) anschließbar ist.

6. Ruderergometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zylinder (4) und den Hydraulikmotor (15) ein weiteres Stromregelventil (16) und ggf. ein weiteres Rückschlagventil (17) in Reihe geschaltet sind.

7. Ruderergometer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß der Hydraulikmotor (15) über einen Schieber (18) bei Bewegungsumkehr von Riemen oder Skull (1) zuschaltbar ist.

8. Ruderergometer nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (15) über eine Leitung (22) und über den Schieber (18) mit einer Leitung (38) und über einen in dieser angeordneten Zweiwegehahn (20) mit einem Vorratsbehälter (21) für Hydraulikflüssigkeit verbindbar ist.

9. Ruderergometer nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor 15 als Konstantförderpumpe ausgelegt ist und daß an die Verbin dungsleitung (22) zwischen dem Stromregelventil (16) und der Pumpe (15) ein Druckhalteventil (23) in einer Abzweigung (24) angeordnet ist, das ausgangsseitig an den Vorratsbe hälter (21) angeschlossen ist.