DE4038511A1 - Sport- und trainingsgeraet zum verstaerken der sprungkraft des fusses waehrend der sprungphase - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sport- und Trai­ ningsgerät zum Verstärken der Sprungkraft des Fußes bzw. Beines durch das Freiwerden einer vorgespannten Federkraft während der Sprungphase bzw. des Abdrückens des Fußballens vom Boden, mit einer zur standfesten Aufnahme insbesondere von Fußballen und Ferse des Fußes dienenden in sich starren Wippe, deren Schwenkachse achsgleich zum Sprunggelenk des Fußes gerichtet und an einem ebenfalls mit dem Fuß oder Bein in Anlage gehal­ tenen Widerlager abgestützt ist, wobei an dem hinteren fersenseitigen Ende der Wippe die einstellbare Feder­ kraft eines oder mehrerer zwischen Wippe und Bein ein­ gespannten, in ihrer Einstellage verstellbaren Zugfe­ derorganen angreift, die durch Beugen des Fußgelenkes vorspannbar sind, wie es beispielsweise in der DE 36 10 570 A1 beschrieben und dargestellt ist.

Mit Hilfe eines solchen Sport- und Trainingsgerätes wird die Muskelkraft des Wadenmuskels verstärkt. Be­ kanntlich hat der Wadenmuskel den geringsten Muskel­ querschnitt und kann daher nur den geringsten Beitrag für die Kraftentfaltung beim Gehen, Springen und Laufen leisten. Trotzdem muß aufgrund ungünstiger Hebelwir­ kungen in bezug auf die quer zur sprunggelenkgedachten Drehachse zum Heben einer Person von 75 kg Gewicht ohne Berücksichtigung der zusätzlichen Beschleunigungskräfte ein Kraft von 250 kp am Wadenmuskel wirksam werden. Diese Kraft zieht am Fersenbein über die Achillessehne, so daß bei maximaler Kraftentfaltung, z. B. beim Sprin­ gen, gerade in diesem Bereich Sportverletzungen insbe­ sondere Achillessehnenrisse resultieren, da der Fuß­ streckapparat beim Strecken des Beines hier den schwächsten Punkt darstellt. Beim Laufen und Springen fällt daher der Kraft und der Reißfestigkeit dieses Sy­ stems eine limitierende Rolle zu. Hier greift das ein­ gangs genannte Gerät unterstützend ein. Die damit ver­ bundene vermehrte Leistung bzw. Kraftentfaltung muß zwar im vermehrten Umfang von der Gesäß- und Ober­ schenkelmuskulatur aufgebracht werden, die aber von Na­ tur aus wesentlich größer und stärker ausgebildet sind, so daß in dieser Hinsicht auch die anatomischen und biophysikalischen Voraussetzungen für eine Anwendung eines solchen Gerätes gegeben sind.

Obwohl mit Hilfe des gattungsbildenden Gerätes im ana­ tomisch empfindlichen Bereich des Fußstreckapparates funktionell in richtiger Weise unterstützend einge­ griffen wurde, um Sprunghöhe, Sprungweite und Laufge­ schwindigkeit erheblich zu steigern, konnte sich dieses Gerät infolge seiner Unhandlichkeit und im Hinblick auf die an eine mechanische Gehhilfe angelehnte Ausbildung als reine Stab- und Gitterkonstruktion auf dem Markt nicht einführen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das bekannte Sport- und Trainingsgerät unter Vereinfachung seiner Bauteile so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der das Sprung­ vermögen des Benutzers mechanisch intensiv unterstüt­ zenden und vermehrenden Wirkung besser als bisher den körperlichen Gegebenheiten des Benutzers angepaßt und formschön ausgebildet ist ohne daß dessen körperliche Sicherheit und Unversehrtheit gefährdet wird.

Ausgehend von dem Sport- und Trainingsgerät der ein­ gangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfin­ dung dadurch gelöst, daß die Wippe und die Widerlager integrale Bestandteile von über ein Schwenklager be­ weglich miteinander verbundenen Kunststoffschalen sind und einen Hochschaft-Schuh bilden, dessen Wadenteil an seinem oberen dem Wadenbein zugewandten Randbereich und dessen Fußteil an seinem Fersenbereich Widerlager auf­ weisen, zwischen denen das Zugfederorgan austauschbar und im Fersenbereich in bezug auf das Schwenklager ein­ stellbar angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist also eine der Krafteinleitung und -übertragung dienende Stab- bzw. Gitterkonstruk­ tion - oder eine entsprechende Faserverstärkung - in jede der Kunststoffschalen eingebettet.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung sind also an Stelle der zu beiden Seiten eines jeden Unterschenkels der das Sport- und Trainingsgerät benutzenden Person befindlichen starren Hülsen und den schwenkbar an die­ sen angelenkten Wippen formschöne Kunststoffschalen vorgesehen, die achsgleich mit dem Fußgelenk schwenkbar miteinander verbunden sind. Auch entfallen die im Be­ reich unterhalb des Knies vorgesehenen Manschetten so­ wie Seilzüge und Umlenkrollen, mit deren Hilfe die in den Federhülsen angeordneten Zugfedern mit den hinteren fersenseitigen Enden der Wippe verbunden sind. Das An­ legen und der Gebrauch des erfindungsgemäßen Sport- und Trainingsgerätes wird also wesentlich vereinfacht, in­ folge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Federkraft erzeugenden Mittel wird auch die Geräuschbildung beim Gebrauch des Gerätes wesentlich gemindert. Es kann also einfacher als bisher ein gewünschtes Training der Ober­ schenkel- und Gesäßmuskulatur durchgeführt werden, was z. B. als Vorbereitung für das Skifahren vorteilhaft ist. Schließlich wird dem Benutzer des Trainingsgerätes durch die erfindungsgemäße Ausbildung ein Gefühl der Sicherheit vermittelt, da die zur Unterstützung der Muskelarbeit notwendigen technischen Mittel mehr oder weniger formschön verkleidet in Form eines Hochschaft- Schuhes zur Verfügung gestellt werden, an dessen Ge­ brauch der Benutzer z. B. beim Skifahren gewöhnt ist. Es sind also einfacher als bisher beim Laufen und Springen Sätze von mindestens doppelter Weite zu erreichen. Dies bedeutet, daß mit der Hälfte von Schritten eine gleiche Distanz zurückgelegt oder bei gleicher Schrittzahl mit doppelter Geschwindigkeit die doppelte Entfernung bewältigt werden kann, so daß in diesen Möglichkeiten der gewünschte Spaß bei der Benutzung des erfindungsge­ mäßen Gerätes eintritt. Beim Joggen oder Langlaufen ist man daher durch hohes Tempo imstande, größere Distanzen zu durchmessen, wobei das Gefühl - ähnlich wie beim Trampolinspringen - vermittelt wird, zu schweben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Sport- und Trainingsgerätes mehr oder minder schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung das an einem menschlichen Bein und Schuh befindliche Sport- und Trainingsgerät nach der Erfindung im ge­ spannten Zustand,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung das Gerät nach Fig. 1 im entspannten Zustand und

Fig. 3 eine Ansicht von hinten auf das Gerät nach Fig. 1.

Wie aus den Figuren der Zeichnung hervorgeht, umfaßt das Sport- und Trainingsgerät SG ein Fußteil 5 und ein Wadenteil 6, die jeweils in ihrem hinteren Bereich ein Widerlager 7 bzw. 8 aufweisen, welche jeweils als in­ tegrales Bestandteil von Fuß- bzw. Wadenteil ausge­ bildet sind. Fuß- und Wadenteil sind über achsgleich mit dem Fußgelenk FG angeordnete Schwenklager 10 be­ weglich miteinander verbunden und bilden einen Hoch­ schaft-Schuh.

Von diesem Hochschaft-Schuh dient in noch zu beschrei­ bender Weise das Fußteil 5 eine in sich starre Wippe; hierzu sind in der Zeichnung nur angedeutete Verstei­ fungen 11 - wie etwa aus der älteren DE 36 10 570 A1 ersichtlich - oder entsprechende Faserversteifungen 17 eingegossen, durch die eingeleitete Kräfte übertragen werden und damit das Schwenklager 10 stabilisiert ist.

Das Fußteil umschließt hierbei fußballenseitig und fer­ senseitig form- und kraftschlüssig den Fuß FU des Be­ nutzers.

An der Unterseite des eine Wippe bildenden Fußteils 5 sind im Bereich des Fußballens 12 und der Ferse 13 soh­ lenähnliche rutschfeste Auflagen 14 und 15 vorgesehen.

Das etwa 30 cm hohe entsprechende Versteifungen 11 (17) aufweisende Wadenteil 6 eines jeden Hochschaft-Schuhs ist über das genannte mit dem Fußgelenk FG achsgleiche Schwenklager 10 angelenkt und umfaßt ebenfalls form- und kraftschlüssig anliegend den Unterschenkel 18 des Benutzers. Über eine mittels eines Reißverschlusses 19 zu öffnende Polsterung 20 wird der Druck auf den Unter­ schenkel gemindert. Bei geöffneter Polsterung kann der Hochschaft-Schuh leicht an- und ausgezogen werden. Zwi­ schen beiden Widerlagern 7 und 8 ist jeweils eine Zug­ feder 22 austauschbar angeordnet, deren unteres Ende 23 bei 8 über eine Verstelleinrichtung 24 in bezug auf die Ferse 13 und damit auf das Schwenklager 10 einstellbar angeordnet ist, während ihr oberes Ende 25 am Widerla­ ger 8 unverstellbar angreift. Die zum Fuß FU hin ge­ richtete Verstelleinrichtung 24 besteht aus einer Schraubenspindel 26, auf der ein Verstellnocken 27 ge­ führt ist, der wahlweise im Bereiche der Länge der Schraubenspindel 26 bewegt werden kann. Am Verstell­ nocken 27 ist das untere Ende 23 der Zugfeder 22 be­ festigt, so daß mit der beschriebenen Verstellein­ richtung der fersenseitige Hebelarm HF in bezug auf die Fußgelenkachse AF verkleinert oder vergrößert werden kann.

Wie bereits erwähnt, ist die Zugfeder 22 an den Wider­ lagern 7 und 8 austauschbar vorzugsweise mittels gesi­ cherten Schraubenverbindungen angeordnet, um so dem Ge­ wicht des Benutzers entsprechend die erforderliche Fe­ derkraft verändern bzw. anpassen zu können.

Der Schwenkwinkel α zwischen Fuß- und Wadenteil 5 bzw. 6 ist etwa dem natürlichen Winkelausschlag des mensch­ lichen Fußgelenkes angepaßt und wird durch beider­ seitige, hier nicht dargestellte Anschläge begrenzt, wodurch ein Überdrehen bzw. Überschwenken des Fußge­ lenkes FG verhindet wird. Diesen Anschlägen sind eben­ falls nicht dargestellte Dämpfungsglieder vorzugsweise in Form von Gummiplatten zugeordnet, wobei diese aus­ tauschbar angeordnet sein können um dem Gerät unter­ schiedliche Dämpfungseigenschaften entsprechend der Fe­ derkraft der verwendeten Zugfedern geben zu können. Aufgrund der anatomischen Gegebenheiten sollte der Schwenkwinkel α 41 Winkelgrade nicht überschreiten. Durch die genannten Anschläge wird ein Überstrecken bzw. Überbeugen des Fußes bei Gebrauch des Gerätes verhindert.

Die einem jeden Hochschaft-Schuh zugeordnete Zugfeder 22 ist so ausgelegt, daß sie im voll gespannten Zustand - durch Bewegen des Fußes - in die in Fig. 1 darge­ stellte Lage - etwa 106 kp - erzeugen kann. Das Fußteil 5 und der Fuß FU befinden sich dabei in einer etwa waa­ gerechten Lage in der Ausgangs-Sprungstellung des Fußes. Hierbei ist das Fußteil 5 voll eingeschwenkt. Am fersenseitigen Ende des Fußteils greifen also etwa 106 kp an. Ist das untere Ende der Zugfeder 22 in der Verstelleinrichtung 20 so fixiert, daß der Angriffs­ punkt der Zugfeder etwa 14 cm vom Schwenklager 10 des Fußteils entfernt ist, so beträgt das resultierende Drehmoment M = 12,5 cm×106 kp = 1219 kp×cm, wobei die 12,5 cm aus dem sich ergebenden senkrechten Abstand zwischen dem Fußgelenk FG bzw. dem Schwenklager 10 und dem Angriffspunkt der Zugfeder resultieren, was dem fersenseitigen kurzen Hebelarm HF entspricht. Bei maxi­ maler Beugung des Fußgelenkes FG im Augenblick eines Sprunges - dargestellt in Fig. 2 - wird dann auf die rutschfeste Auflage ein rechnerischer Druck von etwa 60 kp ausgeübt, der sich aus der Hebeluntersetzung zwi­ schen dem fersenseitigen kurzen Hebelarm HF und dem ballenseitigen langen Hebelarm HB ergibt. Bei beidbei­ nigem Auftreten wird somit eine 75 kg schwere Person ohne eigene menschliche Kraftentfaltung durch die Ge­ rätekraft angehoben. Bei einbeinigem Auftreten muß ohne Berücksichtigung der Kraft für Beschleunigung nur noch eine zusätzliche statische Kraft von 15 kp zum Anheben eines Körpergewichtes von 75 kg aufgebracht werden. Die Zugkraft der Achillessehne müßte ohne mechanische Un­ terstützung des beschriebenen Gerätes 250 kp entwic­ keln. Durch die Hilfe des beschriebenen Gerätes ist da­ gegen nur ein Fünftel der natürlichen anatomischen Kraft erforderlich (75 kg Körpergewicht : 15 kp der noch aufzubringenden Kraft = 5). Der Druck auf den obe­ ren Bereich des unterhalb des Knies endenden Wadenteils 6 des Hochschaft-Schuhs beträgt etwa 40 kp, was durch die entsprechend ausgebildete Polsterung ohne weiteres aufgefangen wird.

Claims (7)

1. Sport- und Trainingsgerät zum Verstärken der Sprungkraft des Fußes bzw. Beines durch das Frei­ werden einer vorgespannten Federkraft während der Sprungphase bzw. des Abdrückens des Fußballens vom Boden, mit einer zur standfesten Aufnahme insbe­ sondere von Fußballen und Ferse des Fußes dienenden in sich starren Wippe, deren Schwenkachse achs­ gleich zum Sprunggelenk des Fußes gerichtet und an einem ebenfalls mit dem Fuß oder Bein in Anlage gehaltenen Widerlager abgestützt ist, wobei an dem hinteren fersenseitigen Ende der Wippe die ein­ stellbare Federkraft eines oder mehrerer zwischen Wippe und Bein eingespannten, in ihrer Einstellage verstellbaren Zugfederorganen angreift, die durch Beugen des Fußgelenkes vorspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe und die Widerlager integrale Bestandteile von über ein Schwenklager (10) beweglich miteinander verbundenen Kunststoff­ schalen (Fußteil 5, Wadenteil 6) sind, dessen Wa­ denteil (6) an seinem oberen, dem Wadenbein des Fußes (FU) zugewandten Randbereich und dessen Fuß­ teil (5) an seinem Fersenbereich die Widerlager (7, 8) aufweisen, zwischen denen das Zugfederorgan (22) austauschbar und im Fersenbereich in bezug auf das Schwenklager (10) einstellbar (Verstelleinrichtung 24) angeordnet ist.

2. Sport- und Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der das Wadenteil (6) bil­ denden Kunststoffschale eine das Wadenbein des Be­ nutzers kraft- und formschlüssig umschließende Pol­ sterung (20) verbunden ist, die einen das Anlegen des Geräts erleichternden lösbaren Verschluß (19) aufweist.

3. Sport- und Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Krafteinleitung in die Schwenkachse (10) und -übertragung dienende Stab- bzw. Gitterkonstruktion (11, 17) in jede der Kunst­ stoffschalen (5, 6) eingebettet ist.

4. Sport- und Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Krafteinleitung und -übertragung dienende Faserverstärkung (17) in jede der Kunststoffschalen eingebettet ist.

5. Sport- und Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugfederorgan (22) als eine metallische Feder ausgebildet ist.

6. Sport- und Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugfederorgan (22) als Gum­ mizugfeder ausgebildet ist.

7. Sport- und Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (24) eine im Widerlager (7) angeordnete Schraubspindel (26) ist, auf der ein mit dem unteren Ende (23) der Zugfeder (22) verbundener Verstellnocken (27) ge­ führt ist.