DE3938162A1 - Uebungsvorrichtung von bzw. mit einfachem harmonischen widerstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Übungsvorrichtung von bzw. mit einfachem harmonischen Widerstand, insbesondere eine solche für einen Trainierenden.

Gemäß einschlägigen Erkenntnissen der physikalischen Medi­ zin ist es wünschenswert, den menschlichen Körper in einfa­ cher harmonischer Weise zu üben, d. h. in einem solchen Trainingszyklus, daß die durch die trainierende Person aus­ geübten Kräfte vorzugsweise allmählich bis auf ein Maximum gesteigert und sodann allmählich wieder bis auf ein Minimum verringert werden. Aus den genannten Gründen ist daher das Bedürfnis für eine Übungsvorrichtung von bzw. mit einfachem harmonischen Widerstand gegegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Übungsvorrichtung von bzw. mit einfachem harmonischen Wi­ derstand zu schaffen, die sich in einem beliebigen Kraft­ trainingsgerät anwenden läßt und nicht nur einen guten Übungseffekt für den Trainierenden zu erzielen gestattet, sondern es auch erlaubt, daß die Amplitude des von der Übungsvorrichtung erzeugten Widerstandes leicht durch den Benutzer verändert bzw. eingestellt werden kann.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Er­ findung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausge­ staltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen be­ schrieben.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung ist versehen mit einer Antriebseinrichtung, einer Vorspanneinrichtung, einer mit der Antriebseinrichtung gekuppelten Umkehrein­ richtung, mittels der die Antriebseinrichtung von einer er­ sten Stellung in eine zweite Stellung und umgekehrt beweg­ bar ist, einer mit der Antriebseinrichtung gekuppelten An­ schlageinrichtung, die mit der Vorspanneinrichtung zur Schaffung des Widerstandes zusammenwirkt und in der Lage ist, die Umkehreinrichtung aus einer ersten Stellung, in der die hiermit gekuppelte Antriebseinrichtung in ihre er­ ste Stellung bewegt ist, in eine zweite Stellung zu bewe­ gen, in der die hiermit gekuppelte Antriebseinrichtung in ihre zweite Stellung bewegt ist und umgekehrt, wobei die Anschlageinrichtung einerseits durch die in der ersten Stellung befindliche Antriebseinrichtung in eine erste Richtung antreibbar ist, um einen sich vergrößernden Wider­ stand zu erzeugen, und andererseits durch die in der zwei­ ten Stellung befindliche Antriebseinrichtung in eine zweite Richtung antreibbar ist, um einen sich verringernden Wider­ stand zu erzeugen.

Die vorerwähnte Antriebseinrichtung ist versehen mit einer Antriebswelle, einem ersten Antriebsglied sowie einem zwei­ ten Antriebsglied, das schwenkbar auf der Antriebswelle ge­ lagert ist, einer ersten Keilhülse bzw. Keilnuthülse mit einem hiermit in Eingriff stehenden ersten Gleitstück und einer zweiten Keilhülse bzw. Keilnuthülse mit einem hiermit in Eingriff stehenden zweiten Gleitstück, wobei die beiden Hülsen fest auf der Antriebswelle angeordnet sind, und ei­ nem dritten Antriebsglied, das mit der Anschlageinrichtung gekuppelt ist und diese antreibt, wobei jedes der Gleit­ stücke sowie das erste und das zweite Antriebsglied mit ei­ nem Kupplungsteil versehen sind, so daß das Kupplungsteil des ersten Gleitstückes in der ersten Stellung der An­ triebseinrichtung mit dem Kupplungsteil des ersten An­ triebsgliedes gekuppelt ist, während das Kupplungsteil des zweiten Gleitstückes in der zweiten Stellung der Antriebs­ einrichtung mit dem Kupplungsteil des zweiten Antriebsglie­ des gekuppelt ist.

Die oben erwähnte Anschlageinrichtung ist versehen mit ei­ nem Anschlagteil, das zur Erzeugung des Widerstandes mit der Vorspanneinrichtung zusammenwirkt und mit der Antriebs­ einrichtung gekuppelt ist sowie durch diese antreibbar ist, einer Stange, die fest mit dem Anschlagteil in Eingriff steht, und einem ersten sowie einem zweiten Kollisions­ glied, die verstellbar auf der Stange zu beiden Seiten des Anschlaggliedes verriegelt sind, um die Umkehreinrichtung aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung und umge­ kehrt zu bewegen.

Die Umkehreinrichtung ist versehen mit einem ersten Satz von zwei Schwenkteilen, einem zweiten Satz von zwei Schwenkteilen, einem Satz von zwei Betätigungseinrichtun­ gen, einem ersten Satz von zwei Verbindungsgliedern, die zwischen dem ersten und zweiten Satz von Schwenkteilen vor­ gesehen sind, um den ersten Satz der Schwenkteile mit dem zweiten Schwenkteilsatz zu verbinden, und einem zweiten Satz aus zwei Verbindungsgliedern, die zwischen dem ersten Schwenkteilsatz und dem Satz aus den Betätigungseinrichtun­ gen vorgesehen sind, um den ersten Schwenkteilsatz mit dem Satz der Betätigungseinrichtungen zu verbinden. Jedes Schwenkteil ist durch eine Vorspanneinrichtung in einer er­ sten oder zweiten Stellung gehalten. Jede der beiden Betä­ tigungseinrichtungen weist ein Betätigungselement sowie ein Gleitelement auf, wobei das Gleitelement sowohl mit seinem entsprechenden Betätigungselement als auch mit dem entspre­ chenden Gleitteil gekuppelt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in Draufsicht teilweise geschnitten eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Anfangszustand;

Fig. 2 die Ausbildung des Gleitblockes im Querschnitt gemäß Linie II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 die Übungsvorrichtung schematisch in Draufsicht teilweise geschnitten in einem Zwischenzustand und

Fig. 4 im Umkehrzustand sowie

Fig. 5 im Diagramm den in der Vorrichtung bei deren Ge­ brauch erzeugten Widerstand in Abhängigkeit von der Zeit.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die dargestellte Vorrichtung von einfachem harmonischen Widerstand eine Ba­ sis 12 auf, an der in Längsrichtung eine langgestreckte, zu Führungszwecken dienende Schraubspindel 14 vorgesehen ist. Am einen Ende der Schraubspindel 14 ist ein Kegelrad 16 be­ festigt. Mit der Schraubspindel 14 steht ein Gleitblock 18 in Schraubeingriff, wobei der Gleitblock 18 außerdem mit einer gerade verlaufenden Stange 20 verbunden ist, die pa­ rallel zur Schraubspindel 14 verläuft. An den beiden Enden der Stange 20 ist jeweils eines von zwei U-förmigen Kolli­ sionselementen 22, 24 vorgesehen, und zwar derart, daß je­ des von ihnen entlang der Stange 20 in eine beliebige neue Stellung verschoben und dort mittels eines Schraubknopfes 23 bzw. 25 verriegelt werden kann. An der einen Seite des Gleitblockes 18 ist eine Feder 26 vorgesehen, die um die Schraubspindel 14 herum angeordnet ist.

Es ist weiterhin eine Querwelle 30 vorgesehen, die derart angeordnet ist, daß sie senkrecht zur Schraubspindel 14 verläuft. An der Querwelle 30 sind zwei Kegelritzel 32, 34 angeordnet bzw. befestigt, so daß sie drehbar sind. An der ebenen Außenfläche dieser Kegelritzel 32, 34 ist jeweils eine von zwei Kupplungsgliedern 33 bzw. 35 vorgesehen. An der Querwelle 30 sind nahe deren Enden jeweils eine von zwei Keilhülsen bzw. Keilnuthülsen 36 bzw. 38 befestigt. Zusätzlich hierzu sind an der Querwelle 30 zwei Gleitstücke 42, 44 vorgesehen, die jeweils etwa H-förmigen Querschnitt aufweisen, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Die Gleitstücke 42, 44 weisen jeweils in ihrem Mittelteil eine Umfangsnut 424 bzw. 444 auf, und sie sind weiterhin an ihren ebenen Innen­ flächen mit einem Kupplungsglied 421 bzw. 441 versehen.

Am einen Ende der Schraubspindel 14 sind zu deren beiden Seiten ein erster sowie ein zweiter Schwenkhebel 51 sowie 52 vorgesehen. Nahe dem anderen Ende der Schraubstange 14 sind demgegenüber ein dritter sowie vierter Schwenkhebel 53, 54 sowei zwei Betätigungselemente 55, 56 vorgesehen, die jeweils mit einem von zwei Gleitelementen 57 bzw. 58 gekuppelt sind.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die beiden Schwenkhebel 51, 52 um ihre jeweilige Schwenkstelle A, B schwenkbar, und sie sind normalerweise in ihren dargestellten Stellungen durch entsprechende, nicht dargestellte Federn gehalten. Es sind weiterhin zwei Kupplungsdrähte 63, 64 vorgesehen, die an ihrem einen Ende über jeweilige Führungsrollen mit dem betreffenden Schwenkhebel 51 bzw. 52 und an ihrem jeweili­ gen anderen Ende mit dem Betätigungselement 55 bzw. 56 ver­ bunden sind. Die dritten und vierten Schwenkhebel 53, 54 sind um ihre jeweiligen Schwenkstellen C, D verschwenkbar und sind normalerweise in ihren dargestellten Stellungen durch entsprechende Federn 65, 66 gehalten. Es sind zwei Kupplungsdrähte 67, 68 vorgesehen, die jeweils an ihrem einen Ende mit dem Schwenkhebel 53 bzw. 54 und an ihrem an­ deren Ende mit dem Betätigungselement 55 bzw. 56 verbunden sind. Die Betätigungselemente 55, 56 sind jeweils um ihre Schwenkstellen E, F schwenkbar und können dann ihre jewei­ ligen Gleitelemente 57 bzw. 58 betätigen, die auf zugeord­ neten Führungsstangen 59 bzw. 69 verschiebbar sind.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Wenn die Querwelle 30 in dem in Fig. 1 gezeichneten Zustand in Drehung versetzt wird, treibt sie den Gleitblock 18 an, und zwar über die Keilhülse 36, das Gleitstück 42, das er­ ste Kegelritzel 32, das Kegelrad 16 und die Schraubspindel 14, so daß der Gleitblock 18 nach rechts bewegt wird und die Feder 26 zusammendrückt.

Wenn der Gleitblock 18, wie aus Fig. 2-4 ersichtlich, in der vorgenannten Weise durch die Schraubspindel 14 bewegt wird, so daß die Feder 26 weiter zusammengedrückt wird, wird die Stange 20 zusammen mit dem Gleitblock 18 bewegt. Es wird daher das Kollisionselement 22 von den dritten und vierten Schwenkhebeln 53, 54 wegbewegt. Außerdem stößt das Kollisionselement 24 zu einem bestimmten Zeitpunkt an die ersten und zweiten Schwenkhebel 51, 52 an, so daß es diese in ihre zweite Stellung gemäß Fig. 4 bewegt. In der Zwi­ schenzeit bewegen die Kupplungsdrähte 63, 64 gleichzeitig ihre jeweiligen Betätigungselemente 55, 56 aus deren erster Stellung gemäß Fig. 3 in deren zweite Stellung gemäß Fig. 4. Dadurch werden die jeweiligen Gleitelemente 57, 58, die mit den Betätigungselementen 55, 56 gekuppelt sind, aus ih­ rer ersten Stellung gemäß Fig. 3 in ihre zweite Stellung gemäß Fig. 4 bewegt. Demgemäß werden auch die Gleitstücke 42, 44 durch die Gleitelemente 57, 58 aus ihrer ersten Stellung gemäß Fig. 3 in ihre zweite Stellung gemäß Fig. 4 bewegt, wodurch einerseits das Kupplungsglied 421 von dem Kupplungsglied 33 getrennt wird, während andererseits das Kupplungsglied 441 in Eingriff mit dem Kupplungsglied 35 kommt. Wenn in diesem Zustand die Querwelle 30 in Drehung versetzt wird, teibt sie die Schraubspindel 14 an, und zwar über die Keilhülse 38, das zweite Kegelritzel 34 und das Kegelrad 16. Demgemäß wird der durch die Schraubspindel 14 in Verbindung mit der Stange 20 angetriebene Gleitblock 18 in der umgekehrten Richtung bewegt, so daß die Feder 26 allmählich entspannt wird, und zwar so lange, bis das Kol­ lisionselement 22 an die dritten und vierten Schwenkhebel 53, 54 anschlägt und diese in ihre erste Stellung gemäß Fig. 1 bewegt.

Aus den obigen Ausführungen dürfte deutlich werden, daß die beschriebene Vorrichtung im Betrieb einen umkehrbar variie­ renden Widerstand erzeugen kann. In Anbetracht des Umstan­ des, daß der Benutzer üblicherweise die Übungsvorrichtung langsamer betätigt, wenn diese dem Benutzer einen größeren Widerstand entgegensetzt, kann die Zeitabhängigkeit T des Widerstandes R dem Verlauf einer einfachen harmonischen Schwingung entsprechen, wie aus Fig. 5 ersichtlich.

Der Widerstandsbereich der beschriebenen Vorrichtung kann leicht dadurch verändert werden, daß die Kollisionselemente 22, 24 entlang der gerade verlaufenden Stange 20 verschoben und mittels der Schraubknöpfe 23, 25 in ihren neuen Stel­ lungen verriegelt werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann in einem geeigneten Übungsgerät, beispielsweise in einem Ruderübungsgerät, zur Anwendung gelangen.

Claims (9)

1. Vorrichtung von bzw. mit einfachem harmonischen Wi­ derstand, gekennzeichnet durch

• - eine Antriebseinrichtung,
• - eine Vorspanneinrichtung,
• - eine mit der Antriebseinrichtung gekuppelte Umkehrein­ richtung mittels der die Antriebseinrichtung aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung und umgekehrt bewegbar ist, und
• - eine mit der Antriebseinrichtung gekuppelte Anschlagein­ richtung, die mit der Vorspanneinrichtung zur Erzeugung des Widerstandes zusammenwirkt und mittels der die Um­ kehreinrichtung aus einer ersten Stellung, in der die hiermit gekuppelte Antriebseinrichtung in ihre erste Stellung bewegt ist, in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der die hiermit gekuppelte Antriebseinrichtung in ihre zweite Stellung bewegbar ist und umgekehrt, wo­ bei die Anschlageinrichtung durch die in ihrer ersten Stellung befindliche Antriebseinrichtung in eine erste Richtung bewegbar ist, um einen sich vergrößernden Wi­ derstand zu erzeugen, und wobei die Anschlageinrichtung weiterhin durch die in ihrer zweiten Stellung befindli­ che Antriebseinrichtung in eine zweite Richtung an­ treibbar ist, um einen sich verringernden Widerstand zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung versehen ist mit einer An­ triebswelle (30), einem ersten sowie einem zweiten An­ triebsglied (32, 34), die an der Antriebswelle (30) befe­ stigt sind, einer ersten Keilhülse (36) mit einem hiermit in Eingriff stehenden Gleitstück (42) und einer zweiten Gleithülse (38) mit einem hiermit in Eingriff stehenden Gleitstück (44), wobei die beiden Gleithülsen (36, 38) an der Antriebswelle (30) befestigt sind, und einem dritten Antriebsglied, das mit der Anschlageinrichtung gekuppelt und durch diese antreibbar ist, wobei jede Gleithülse sowie das erste und zweite Antriebsglied mit einem Kupplungsteil versehen sind, so daß das Kupplungsteil des ersten Gleit­ stückes (42) in der ersten Stellung der Antriebseinrichtung mit dem Kupplungsteil des ersten Antriebsgliedes (32) ge­ kuppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dritte Antriebsglied aus einer mit der Anschlageinrichtung gekuppelten Führungsschraubspindel (14) sowie aus einem Antriebsrad (16) besteht, das mit dem er­ sten und dem zweiten Antriebsglied (32, 34) gekuppelt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Antriebsglied aus jeweils einem Kegelritzel (32, 34) bestehen und daß das Antriebsrad ein Kegelzahnrad (16) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung ein Anschlag­ glied aufweist, das zur Erzeugung des Widerstandes mit der Vorspanneinrichtung (26) zusammenwirkt und mit der An­ triebseinrichtung gekuppelt sowie durch diese antreibbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung versehen ist mit einer Stange (20), die mit dem Anschlagglied fest ver­ bunden ist, und mit einem ersten sowie einem zweiten Kolli­ sionsglied (22, 24) die verstellbar bzw. feststellbar ver­ schiebbar auf der Stange (20) beidseits des Anschlaggliedes angeordnet sind und mittels denen die Umkehreinrichtung aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung und umgekehrt bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehreinrichtung versehen ist mit einem ersten Satz von zwei Schwenkgliedern (51, 52), einem zweiten Satz von zwei Schwenkgliedern (53, 54), einem Satz von zwei Betätigungseinrichtungen (55, 56), einem ersten Satz von zwei Verbindungsgliedern, die zwischen dem ersten und zweiten Satz der Betätigungsglieder vorgesehen sind, um den ersten Satz mit dem zweiten Satz der Schwenkglieder zu kuppeln, und einem zweiten Satz von zwei Verbindungsglie­ dern, die zwischen dem ersten Satz der Schwenkglieder und dem Satz der Betätigungselemente vorgesehen sind, um den ersten Satz der Schwenkglieder mit dem Satz der Betäti­ gungselemente zu kuppeln, wobei jedes der Schwenkglieder durch eine Vorspanneinrichtung in seiner ersten oder zwei­ ten Stellung gehalten ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zwei Betätigungseinrichtungen ein Betätigungselement (55 bzw. 56) sowie ein Gleitelement (57 bzw. 58) aufweist, wobei das Gleitelement jeweils sowohl mit seinem entsprechenden Betätigungselement als auch mit dem entsprechenden Gleitstück (42 bzw. 44) gekup­ pelt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine Feder (26) ist.