DE4137046C2 - Getriebe für eine Fitnessmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Fitnessmaschine, zur Umsetzung der Schwenkbewegung eines am Gestell der Fitnessmaschine drehbar gelagerten Betätigungsteiles in die Linearbewegung eines am Gestell vertikal geführten Gewichtstapels.

Aus der DE-OS 35 39 796 und der DE-OS 34 01 981 ist es bekannt, bei Fitnessmaschinen Seilzüge oder Kettentriebe zu verwenden, welche um Seilrollen bzw. Kettenräder geführt sind, wobei die Seile bzw. Ketten am Gewichtstapel angreifen und die Rollen bzw. Kettenräder am Betätigungsteil montiert sind, der beim Training an der Fitnessmaschine mit Muskelkraft betätigt wird.

Diese Getriebe mit Seilzügen bzw. Kettentrieben haben den Nachteil, daß bei einer schnellen Aufwärtsbewegung des Gewichtstapels sich dieser auf Grund seiner Massenträgheit über die kraftgeführte Wegstrecke hinaus weiter aufwärts bewegt, was durch das in dieser Richtung elastische Verhalten der üblicherweise eingesetzten Seil- bzw. Ketten-Kraftübertragungen nicht verhindert wird. Nach dieser Aufwärtsbewegung fällt der Gewichtstapel dann auf Grund der Schwerkraft ein Stück zurück, bis die Kraftkupplung über das Seil bzw. die Kette mit dem Betätigungselement wiederhergestellt ist, was einen kurzen Schlag auf das Betätigungselement zur Folge hat, der beim Training unangenehm zu spüren ist und zu Muskelschäden führen kann.

Aus dem DE-Gbm 89 14 224 ist ein Fittnessmaschinen-Getriebe mit einer um eine Linearführung umlaufenden, über ein Ritzel antreibbaren Kette bekannt, deren eines Trum ein an der Linearführung geführtes Gewicht mitnimmt. Damit ist eine kraftschlüssige Übertragung in beiden Bewegungsrichtungen gegeben und die unangenehme Rückschlagwirkung der vorgenannten Konstruktion beseitigt.

Alle derartigen Seilzug- oder Kettentriebe besitzen aber einen komplizierten Aufbau.

Es sind ferner Getriebe der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 4 546 970, US-PS 4 358 108), die eine starre Kupplung zwischen Betätigungsteil und Gewichtstapel erzielen, indem der Betätigungsteil als ein- oder zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, der durch ein Gleit/Schwenk-Lager geführt ist, welches direkt am Gewichtstapel angreift.

Diese Konstruktion bedingt eine verhältnismäßig große Länge des anzutreibenden Hebelarmes, so daß sie sich nur für zweigelenkige Trainingsübungen eignet, bei denen die auszuführende Bewegung nur durch Veränderung der Winkelstellung zweier Gelenke der bewegten Extremität möglich ist. Eine Änderung der Hebelarmlänge würde bei diesen Konstruktionen zu ungünstigen Kraftübersetzungsverhältnissen führen.

Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, ein Getriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das für eingelenkige Trainingsübungen geeignet ist, bei welchen die Bewegung der Körperextremität nur über ein Gelenk erfolgt. Das Getriebe soll dabei einfach aufgebaut sein und eine unangenehme Rückschlagwirkung des Gewichtstapels bei einer schnellen Bewegung desselben auf das Betätigungselement verhindern. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß am Betätigungsteil ein Kurbelarm angreift, an dessen anderen Ende ein Schwenkarm in spitzem Winkel angelenkt ist, dessen Schwenkebene parallel zur Schwenkebene des Betätigungsteiles liegt und der an seinem mittleren Längsabschnitt in einem im Gestell drehbar gelagerten Linearlager geführt und mit seinem anderen Ende am Gewichtstapel angelenkt ist, wobei die Schwenkarmlänge und der Linearlagerort bei einer Linearbewegung des Gewichtstapels eine Kreisbogenbewegung des mit dem Kurbelarm verbundenen Schwenkarmendes ergeben, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Betätigungsteiles liegt und deren Radius gleich der Kurbelarmlänge ist.

Es sei erwähnt, daß diese Getriebekonstruktion in der Getriebetheorie unter die Gattung "Konchoidenlenker" fällt, vgl. "Angewandte Getriebelehre", Ing. Kurt Hain, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1961, Seite 261.

Auf diese Weise wird eine starre Kupplung zwischen der Linearbewegung des Gewichtstapels und der Schwenkbewegung des Betätigungsteiles erreicht, so daß die eingangs erwähnten Effekte einer unerwünschten Bewegung des Gewichtstapels ausgeschlossen sind. Gleichzeitig kann der verwendete Hebelarm so gestaltet werden, daß er sich für eingelenkige Trainingsübungen eignet, ohne zu ungünstigen Kraftübersetzungsverhältnissen zu führen. Die Vermeidung jeglicher Umlenkrollen, Seilzüge, Kettentriebe, Kettenräder usw. und der Einsatz einfacher Dreh- bzw. Linearlager ermöglicht einen äußerst einfachen Aufbau des Getriebes.

Eine wegen ihrer geringen Bauhöhe besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anlenkung des Schwenkarmes am Gewichtstapel über einen am Gestell vertikal geführten Zwischenträger erfolgt, der an seinem oberen Ende einen Arm zum Anschluß an die oberste Platte des Gewichtstapels und an seinem unteren Ende ein Lager zur Anlenkung des Endes des Schwenkarmes aufweist. Auf diese Weise wird der Anlenkpunkt des Schwenkarmes tiefer gesetzt, so daß die gesamte Schwenkarmlagerung tiefer angeordnet werden kann, wodurch die Gesamtbauhöhe der Fitnessmaschine verringert wird.

Um Fertigungstoleranzen dieser Anordnung ausgleichen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lager durch ein das Schwenkarmende aufnehmendes Linearlager gebildet ist, das seinerseits am Zwischenträger drehbar gelagert ist. Alternativ kann zu diesem Zweck das Lager durch einen das Schwenkarmende durchsetzenden Verbindungsbolzen gebildet sein, der in Lagerbuchsen gelagert ist, welche über Gummielemente am Zwischenträger abgestützt sind.

In jedem dieser Fälle ist vorzugsweise der Zwischenträger durch ein den Arm und das Lager tragendes Rohrstück gebildet, das eine am Gestell vertikal angeordnete Führungsstange umschließt, wodurch ein einfacher Aufbau des Zwischenträgers und eine exakte Vertikalführung desselben gewährleistet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine mit dem erfindungsgemäßen Getriebe ausgestattete Fitnessmaschine, wobei die Abstützung für die Trainingsperson und die spezielle Ausbildung des Betätigungsteiles nicht dargestellt sind, der Betätigungsteil vielmehr nur schematisch als von der Trainingsperson anzutreibender Hebelarm gezeigt ist;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Maschine nach Fig. 1 mit einer zweiten Ausführungsform der Anlenkung des Schwenk­ armes am Gewichtstapel; und

Fig. 3 einen Ausschnitt der Maschine nach Fig. 1 mit einer dritten Ausführungsform der Anlenkung des Schwenk­ armes am Gewichtstapel.

Die Fitnessmaschine weist gemäß Fig. 1 ein Gestell 1 aus zwei vertikalen Rahmen 2 und 3 auf, die zueinander unter einem rechten Winkel angeordnet sind. Im Rahmen 2 ist ein Gewichtstapel 4 an Linearführungen 5 vertikal beweglich geführt. Der Gewichtstapel besteht aus einzelnen Platten 6, 6′, von denen die unteren Platten durch eine Steckbefesti­ gung 7 wahlweise mit der obersten Platte 6′ verbunden werden können, um Gewichtstapel unterschiedlichen Gewichts zu bilden.

Am anderen Rahmen 3 ist das Betätigungselement der Fitnessmaschine drehbar gelagert, das lediglich schematisch durch einen von der Trainingsperson anzutreibenden Hebelarm 8 mit Welle 9 dargestellt wird. Die Welle 9 ist in einem Drehlager 10 am Rahmen 3 gelagert.

An dem durch Hebelarm 8 und Welle 9 gebildeten Betätigungsteil greift ein Kurbelarm 11 an, an dessen anderem Ende ein Schwenkarm 12 angelenkt ist. Die Schwenk­ ebene dieses Schwenkarmes 12 liegt parallel zur Schwenk­ ebene des Betätigungsteiles 8, 9. Der Schwenkarm 12 ist an seinem mittleren Längsabschnitt in einem Linearlager 13 geführt, das seinerseits in einem Drehlager 14 am Gestell 3 drehbar gelagert ist.

Das dem Kurbelarm 11 abgewandte Ende 12′ des Schwenk­ armes 12 ist an der obersten Platte 6′ des Gewichtstapels 4 angelenkt. Die Länge des Schwenkarmes 12 und der Ort der Drehlagerung des Linearlagers 13 sind so gewählt, daß bei einer Linearbewegung des Gewichtstapels 4 das mit dem Kurbelarm 11 verbundene Ende des Schwenkarmes 12 eine Kreisbogenbewegung ausführt, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Betätigungsteiles 8, 9 liegt und deren Radius gleich der Länge des Kurbelarmes 11 ist. Weiters ist der Ort des Drehlagers 10 des Betätigungsteiles 8, 9 im Zusammenhang mit dem Ort des Drehlagers 14 des Linearlagers 13 und mit der Länge des Schwenkarmes 12 so gewählt, daß der Winkel zwischen der Längsachse des Kurbelarmes 11 und der Längsachse des Schwenkarmes 12 ein spitzer Winkel ist.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Anlenkung des Endes 12′ des Schwenkarmes 12 am Gewichtstapel 4 mit Hilfe eines am Gestell 1 geführten Zwischenträgers 15. Der Zwischenträger 15 weist ein Rohrstück 16 auf, das eine am Gestell 1 vertikal angeordnete Führungsstange 17 umschließt und damit parallel zum Gewichtstapel 4 gleitend geführt ist. Am oberen Ende des Rohrstückes 16 ist seitlich ein Arm 18 angesetzt, der mit der obersten Platte 6′ des Gewicht­ stapels 4 verbunden ist. Am unteren Ende des Rohrstückes 16 ist seitlich ein Lager 19 zur Anlenkung des Schwenkarmendes 12′ angesetzt.

Das Lager 19 besteht aus einer am Rohrstück 16 angesetzten Platte 20, die zwei Laschen 21 trägt, an denen ein Linearlager 22 in einer vertikalen Ebene drehbar gelagert ist. Das Linearlager 22 dient zur verschieblichen Aufnahme des Endes 12′ des Schwenkarmes 12 und kann somit Fertigungstoleranzen der Anordnung ausgleichen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der An­ lenkung des Schwenkarmes am Gewichtstapel, wobei sich lediglich die Art der Anlenkung des Schwenkarmes am Zwischenträger von der nach Fig. 2 unterscheidet.

Das Schwenkarmende 12′ ist hier von einem Verbindungs­ bolzen 23 durchsetzt, der in Stahl-Lagerbuchsen in den Laschen 21 gelagert ist. Um auch hier Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, ist jede Lagerbuchse in einem ringförmigen federelastischen Gummielement gelagert, das seinerseits von einer äußeren Stahl-Lagerbuchse aufgenommen wird, welche in eine entsprechende Bohrung der Lasche 21 eingesetzt ist.

Die Art der vertikalen Gleitführung des Zwischen­ trägers 15, die Art der Anlenkung des Schwenkarmendes 12′ am unteren Ende des Zwischenträgers und des Gewichtstapels 4 am oberen Ende des Zwischenträgers kann im Rahmen des Erfindungsgedankens beliebig abgewandelt werden.

Ebenso dienen die dargestellte Ausführung des Ge­ stelles, des Betätigungsteiles und des Gewichtstapels sowie die dargestellten Ausführungen der Lager nur als Beispiel zur Veranschaulichung des Getriebeprinzipes. Die Erfindung läßt sich auf alle Arten von Fitnessmaschinen anwenden, bei denen die Umsetzung einer Schwenkbewegung des Betätigungs­ teiles in eine Linearbewegung des Gewichtstapels erforder­ lich ist.

Claims (5)

1. Getriebe für eine Fitnessmaschine, zur Umsetzung der Schwenkbewegung eines am Gestell der Fitnessmaschine drehbar gelagerten Betätigungsteiles in die Linearbewegung eines am Gestell vertikal geführten Gewichtstapels, dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungsteil (8, 9) ein Kurbelarm (11) angreift, an dessen anderen Ende ein Schwenkarm (12) in spitzem Winkel angelenkt ist, dessen Schwenkebene parallel zur Schwenkebene des Betätigungsteiles (8, 9) liegt und der an seinem mittleren Längsabschnitt in einem im Gestell (1) drehbar gelagerten Linearlager (13) geführt und mit seinem anderen Ende am Gewichtstapel (4) angelenkt ist, wobei die Schwenkarmlänge und der Linearlagerort bei einer Linearbewegung des Gewichtstapels (4) eine Kreisbogenbewegung des mit dem Kurbelarm (11) verbundenen Schwenkarmendes ergeben, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Betätigungsteiles (8, 9) liegt und deren Radius gleich der Kurbelarmlänge ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung des Schwenkarmes (12) am Gewichtstapel (4) über einen am Gestell (1) vertikal geführten Zwischenträger (15) erfolgt, der an seinem oberen Ende einen Arm (18) zum Anschluß an die oberste Platte (6′) des Gewichtstapels (4) und an seinem unteren Ende ein Lager (19) zur Anlenkung des Endes (12′) des Schwenkarmes (12) aufweist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (19) durch ein das Schwenkarmende (12′) aufnehmendes Linearlager (22) gebildet ist, das seinerseits am Zwischenträger (15) drehbar gelagert ist.

4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (19) durch einen das Schwenkarmende (12′) durchsetzenden Verbindungsbolzen (23) gebildet ist, der in Lagerbuchsen gelagert ist, welche über Gummielemente am Zwischenträger (15) abgestützt sind.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenträger (15) durch ein den Arm (18) und das Lager (19) tragendes Rohrstück (16) gebildet ist, das eine am Gestell (1) vertikal angeordnete Führungsstange (17) umschließt.