DE4435127C2 - Anordnung zum Mindern oder Unterbrechen der Wirkung einer Rückstellkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Mindern oder Unterbrechen der Wirkung einer Rückstellkraft, insbeson­ dere zum Verhindern einer Rückstellbewegung infolge einer Rückstellkraft in einem Trainingsgerät aufgrund einer an­ gehobenen Last oder einer ausgelenkten Feder.

Aus dem Stand der Technik sind Trainingsgeräte bekannt, bei denen von einem Probanden Lasten, ausgehend von einer Aus­ gangsposition, bewegt werden, wobei nach Erreichen einer be­ stimmten Auslenkungsamplitude die Last durch eine vom Pro­ banden aufzubringende, gegen die auf die Last wirkende Erdan­ ziehungskraft oder Federkraft gerichtete Kraft wieder in den Ausgangszustand zurückbewegt werden muß.

Geräte dieser Bauart sind schlecht geeignet zum Trainieren von Bewegungsabläufen, bei denen eine Kraftausübung hauptsächlich bei einer Hinbewegung, nicht aber bei einer Rückbewegung stattfindet. Als Beispiele lassen sich die Sportarten Speer­ wurf, Kugelstoßen, Rudern, Boxen etc. nennen. Insbesondere ist es bei diesen Geräten von Nachteil, daß die Last unmittelbar nach dem Erreichen einer maximalen Auslenkung in Folge der Erdanziehungskraft eine Bewegung in die entgegengesetzte Rich­ tung auslöst. Damit ergeben sich für einen Trainierenden die nachstehenden Folgen:

Hält der Trainierende an der zur Krafteinleitung vorgesehenen Vorrichtung fest, so riskiert er, von der Last ruckartig zu­ rückgerissen zu werden; hierbei besteht große Verletzungs­ gefahr. Läßt der Trainierende die zur Krafteinleitung vor­ gesehene Vorrichtung beim Erreichen der maximalen Auslenkung los, so wird ein Training mit mehrfachen Wiederholungen (Intervalltraining) erschwert: Der Proband ist gezwungen, nach jedem Loslassen der zur Krafteinleitung vorgesehenen Vorrich­ tung diese zu suchen und wieder aufzunehmen. Außerdem wird die Trainingsvorrichtung durch das Zurückstellen der Last auf Dauer stark beansprucht und dabei deren Lebensdauer ver­ kürzt.

Der DE-Prospekt: Athleticus Sportgeräte, Wegner und Wur­ zel, Seligenstadt vom 22.02.1985 zeigt eine Duplex- Krafttrainingsmaschine dieser Art, bei der von einem Trainierenden zwei Gewichte gegen die Erdanziehung verti­ kal nach oben bewegt und anschließend wieder entweder fallengelassen oder nur durch eigene Kraft kontrolliert abwärts bewegt werden können.

Aus dem DE-GM 89 14 224 ist ein Trainingsgerät mit einem Gewicht bekannt, das auf einer Führungsschiene mit verän­ derbarer Neigung bewegbar ist. Die Neigung der Führungs­ schiene kann über ein Zugseil verändert werden, welches wiederum von einer Elektrowinde auf- bzw. abgewickelt werden kann. Bezüglich einer Minderung oder Unterbrechung der Wirkung einer Rückstellkraft wird dort lediglich vor­ geschlagen, bei elektrisch betriebenen Trainingsgeräten Sicherheitsbremsen vorzusehen, damit bei Stromausfall ein schlagartiger Abfall des Gewichts verhindert wird.

Die US-PS 4,848,738 zeigt eine Vorrichtung zum Unterstüt­ zen eines ermüdenden Trainierenden, welche nur entfernt mit dem Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu tun hat. Durch Betätigen eines Schalters wird ein Mechanismus aktiviert, der - ähnlich wie der Trainierende - ein Trai­ ningsgewicht hebt. Auf diese Weise wird die vom Trainie­ renden aufzuwendende Kraft vermindert.

Schließlich offenbart die DE-PS 2 38 720 eine Vorrichtung, bei welcher die auf den zu bewegenden Teil (Hebel bzw. Griff) wirkende und in der einen Bewegungsrichtung zu überwindende Zugkraft beim Zurückbewegen des Hebels bzw. des Griffes sich selbsttätig vermindert oder aber sich ganz ausschaltet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Trainingsgeräten die Rückstellbewegung in Folge der Rückstellkraft einer ange­ hobenen Last oder ausgelenkten Feder zu kontrollieren, insbesondere die Verletzungsgefahr eines Probanden beim Trainieren mit dem Trainingsgerät zumindest weitgehend auszuschließen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Weitere Ausführungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Danach schafft die Erfindung eine Anordnung zum Mindern oder Unterbrechen der Wirkung einer Rückstellkraft, ins­ besondere zum Verhindern einer Rückstellbewegung in Folge der Rückstellkraft in einem Trainingsgerät, mit: einer Bremsvorrichtung; einem ersten Element, auf das eine Ar­ beitskraft ausübbar ist; einem zweiten Element, auf das die Rückstellkraft ausübbar ist, wobei die beiden Elemen­ te federnd relativ zueinander beweglich angeordnet sind; und einem drehbar gelagerten Bolzen mit einem Exzenterab­ schnitt zum Koppeln des ersten oder des zweiten Elements mit der Bremsvorrichtung, derart, daß die Relativbewegung der beiden Elemente in eine Drehbewegung des Exzenterab­ schnittes umgewandelt wird und dabei die Bremskraft in Abhängigkeit von der Relativposition der beiden Elemente steuerbar ist.

Eine Erfindung dieser Art bietet den Vorteil, daß eine Last bzw. eine ausgelenkte Feder durch Erreichen der ma­ ximalen Auslenkungsamplitude am Zurückschnellen gehindert wird. Wenn das Gewicht nämlich in seiner oberen Stellung steht, blockiert die Bremsvorrichtung eine unkontrollier­ te Rückbewegung. Zur Rückführung des Gewichts muß der Trainierende lediglich einen kurzen Ruck ausüben, damit die Bremsvorrichtung gelöst wird. Abhängig von der vom Trainierenden aufzubringenden Kraft, wird z. B. eine zwi­ schen den beiden Elementen angeordnete Feder mehr oder weniger zusammengedrückt (hängt ab von der gewählten Fe­ derkonstante), so daß ähnlich wie bei einer Fahrradbremse die Bremskraft dosiert werden kann. Dadurch wird in vor­ teilhafter Weise die Verletzungsgefahr einer Person, die mit einem mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ver­ sehenen Trainingsgerät trainiert, gemindert. Außerdem ge­ stattet eine Anordnung dieser Art dem Trainierenden, sich voll auf eine Bewegungsrichtung bzw. deren korrekte Ausführung zu konzentrieren. Dies führt zu einer erheblichen Erhöhung der Effektivität des Trainings.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der folgenden Beschreibung der zeichnerisch schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Front­ ansicht einer Ausführungsform vorliegender Erfin­ dung;

Fig. 2 eine teilweise entlang der Linie II-II in Fig. 1 geschnittene, schematische Seitenansicht der An­ ordnung von Fig. 1 im blockierten Zustand;

Fig. 2a eine teilweise entlang der Linie IIa-IIa in Fig. 1 geschnittene, schematische Seitenansicht der Anord­ nung von Fig. 1 im blockierten Zustand;

Fig. 3 eine teilweise entlang der Linie II-II in Fig. 1 geschnittene, schematische Seitenansicht der Anord­ nung von Fig. 1 im unblockierten Zustand;

Fig. 3a eine teilweise entlang der Linie IIa-IIa in Fig. 1 geschnittene, schematische Seitenansicht der Anord­ nung von Fig. 1 im unblockierten Zustand;

Fig. 4 eine schematische, teilweise geschnittene, per­ spektivische Ansicht der Anordnung von Fig. 1;

Fig. 5 schematisch eine weitere Ausführungsform im blockierten Zustand;

Fig. 5a schematisch die Ausführungsform von Fig. 5 im un­ blockierten Zustand.

Eine erste Ausführungsform einer Anordnung gemäß vorliegender Erfindung ist schematisch in den Fig. 1 und 4 dargestellt. Dabei hebt ein Proband (nicht gezeigt) beispielsweise durch Ziehen an einem oder mehreren Seilen 48, die über eine ent­ sprechende Anzahl von auf Achsen 52 drehbar gelagerten Um­ lenkrollen 50 geführt sind, eine in oberen und unteren Füh­ rungsbuchsen verschiebbar gelagerte Vorrichtung 90, an die eine veränderbare Last 42 befestigt ist, entlang einer oder mehrerer Führungselemente 38, die beispielsweise als Führungs­ stangen ausgebildet sind. Die Achsen 52 sind beispielsweise in einer U-Schiene 58 befestigt, die wiederum über eine Befesti­ gungsvorrichtung 46, z. B. eine Schraube, an einem Zapfen 22 befestigt ist, der mit einem ersten Element 26, z. B. einer Federhülse, verbunden ist. In dem ersten Element 26 ist ein federndes Element 30, hier eine Schraubenfeder, untergebracht, die ein zweites Element 24, z. B. eine Buchse 24, fe­ dernd lagert. An dem zweiten Element 24 ist über eine weitere Be­ festigungsvorrichtung 44, z. B. eine Schraube, die vom Proban­ den zu bewegende Last 42 befestigt, die ihrerseits über einen Bolzen 40 an der Grundplatte 14 der Anordnung befestigt ist. Zwischen dieser Grundplatte 14 und der Führungsplatte 28 sind mit Befestigungsvorrichtungen 60 Seitenteile 12 befestigt, in denen ein Bolzen 62 in geeigneter Weise unter Verwendung von Lagern 36 drehbar gelagert ist. Fig. 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform mit zwei drehbar gelagerten Bol­ zen 62. Das erste Element 26 hat eine Aussparung 56, in die ein Fortsatz 54 des drehbar gelagerten Bolzens 62 eingreift. Ein mit dem drehbar gelagerten Bolzen 62 verbundener Exzenter 20 ist so angeordnet, daß durch eine Drehung des drehbar ge­ lagerten Bolzens 62 eine Blockiervorrichtung 10, hier Brems­ backen, durch den Exzenter 20 gegen die Führungsstange 38 gedrückt wird.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung soll nun mit Bezug auf die Fig. 2, 2a, 3 und 3a beschrieben werden.

Fig. 2 zeigt schematisch eine teilweise entlang der Linie II- II in Fig. 1 geschnittene Seitenansicht. Dargestellt ist der blockierte Zustand. Der Abstand zwischen erstem Element 26 und Grundplatte 14 ist gering. Der in die Aussparung 56 des ersten Elements 26 eingreifende Fortsatz 54 des drehbar gelagerten Bol­ zens 62 befindet sich in waagerechter Stellung. Die Rotations­ achse des Bolzens 62 ist mit 74 bezeichnet, während der Exzen­ ter 20 zur Achse 72 rotationssymmetrisch ist. Pfeile 82 in Fig. 4 zeigen den Abstand der Rotationsachse 72 des Exzenters 20 von der Rotationsachse 74 des Bolzens 62. In Fig. 2a ist die zugehörige, teilweise entlang der Linie IIa-IIa in Fig. 1 geschnittene Seitenansicht gezeigt. Hierbei ist der Exzenter 20 derart ausgebildet, daß er über ein in vorteilhafter Weise eingefügtes Lager 70 die Blockiervorrichtung 10 gegen die Füh­ rungsstange 38 drückt und damit eine Bewegung der Vorrichtung 90 entlang der Führungsstange 38 verhindert. In der darge­ stellten Ausführungsform mit zwei Bremsbacken 10 beträgt der Abstand zwischen den Bremsbacken in diesem blockierten Zustand a.

Fig. 3 zeigt die mit Fig. 2 korrespondierende Ansicht im un­ blockierten Zustand. Durch Krafteinwirkung eines Probanden über das Seil 48, die Umlenkrolle 50, die Achse 52, die U- Schiene 58 und den Zapfen 22 wird das erste Element 26 gegenüber der Grundplatte 14 nach oben bewegt. Dabei wird der in die Aussparung 56 des ersten Elements 26 eingreifende Fortsatz 54 des drehbar gelagerten Bolzens 62 aus seiner horizontalen Lage be­ wegt, wodurch der mit dem drehbar gelagerten Bolzen 62 verbun­ dene Exzenter 20 gemäß dem Doppelpfeil 80 in Fig. 4 gedreht wird und sich dabei gemäß den Pfeilen 66 von den Bremsbacken 10 wegbewegt. Dadurch verringert sich der Druck auf die Brems­ backen 10, wobei die Vorrichtung 90 wieder freigegeben wird. Bei der dargestellten Ausführungsform mit zwei Bremsbacken 10 vergrößert sich der Abstand zwischen den Bremsbacken 10 auf b. Der Abstand des ersten Elements 26 gegenüber der Grundplatte 14 hat sich im Vergleich zum blockierten Zustand von Fig. 2 vergrößert.

Durch Krafteinleitung des Probanden wird zunächst das erste Element 26 gegenüber dem zweiten Element 24 nach oben bewegt und da­ bei die Feder 30 komprimiert. Diese Relativbewegung des ersten Elements 26 gegenüber dem zweiten Element 24 wird beendet, wenn der Boden 64 der Federbuchse 24 auf dem Boden des ersten Elements 26 aufsetzt. Ab diesem Zeitpunkt wird eine vom Probanden einge­ leitete Kraft direkt in eine Hubbewegung einer Last bzw. eine Spannbewegung einer Feder umgesetzt.

Bleibt nun eine Krafteinleitung durch den Probanden aus, ent­ spannt sich bei geeignet gewählter Federkonstante die Feder 30 und bringt damit das erste Element 26 in den Ausgangszustand, d. h. der Abstand zwischen erstem Element 26 und Grundplatte 14 verringert sich wieder. Dadurch wird der in die Aussparung 56 des ersten Elements 26 eingreifende Fortsatz 54 des drehbar gela­ gerten Bolzens 62 in seine horizontale Position zurückbewegt, der Exzenter 20 wird derart gedreht, daß die Bremsbacken 10 auf die Führungsstange 38 zubewegt werden, wodurch die Vor­ richtung 90 auf den Führungsstangen 38 blockiert wird.

Ein bei Ausführungsformen mit mindestens zwei gegenüberliegen­ den Blockiervorrichtungen verwendbarer Führungsstift 34 ver­ hindert ein Verkanten der Blockiervorrichtungen 10 im unblock­ ierten Zustand. Dabei können die Blockiervorrichtungen 10 über einen zentral angebrachten Führungsstift 34 miteinander ver­ bunden sein, was eine zentrale Aussparung (nicht gezeigt) der Führungsstange 38 erfordert. Alternativ können zwei Führungs­ stifte 34, siehe Fig. 1, in den über die Führungsstange 38 hinausragenden Teilen der Blockiervorrichtungen 10 angebracht werden.

Eine in den Seitenteilen 12 anbringbare Justierschraube 32 ermöglicht eine Einstellung des Abstands der Blockiervorrich­ tungen 10.

Um die Anordnung in den Ausgangszustand zurückzubewegen, d. h. um beispielsweise die vom Probanden bewegte Last an den Ort mit Auslenkung Null zurückzubringen, genügt ein kurzes Zusam­ mendrücken der Feder 30, ausgelöst beispielsweise durch einen Ruck an den Seilen 48, wodurch, wie bereits beschrieben, die Blockierung beendet wird. In einer sich anschließenden steti­ gen, dosierten und kontrollierten Bewegung wird dieser un­ blockierte Zustand aufrechterhalten, bis die Anordnung ihren Ausgangszustand erreicht hat.

Mit Bezug auf die Fig. 5 und 5a ist das Führungselement 38' mit einem Gesperre 65 versehen. Ein mit dem Bolzen 62' verbun­ dener Exzenter 20' bewegt, um die Blockierung auszulösen, eine Blockiervorrichtung 10' mit geeigneter Struktur auf das mit einer asymmetrischen Zahnstruktur versehene Führungselement 38' zu. Hierdurch kann eine plötzliche, unverzögerte Block­ ierung erreicht werden. In Fig. 5a ist der mit Fig. 5 kor­ respondierende, unblockierte Zustand dargestellt.

Weitere Ausführungsformen sind denkbar, in denen die von einem Probanden zu überwindende Kraft nicht gegen die auf eine Last wirkende Erdanziehungskraft gerichtet ist, sondern beispiels­ weise gegen eine Federkraft.

Als Alternative zum beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Federhülse einen Fortsatz aufweisen, der in eine Aussparung des drehbar gelagerten Bolzens eingreift.

In Umkehr zu den beschriebenen Ausführungsformen kann die vom Probanden zu bewegende Last mit einer Federhülse und die Vor­ richtung zur Einleitung der Kraft des Probanden mit einer Fe­ derbuchse verbunden sein.

Der drehbar gelagerte Bolzen 62 kann mit einem separaten Ex­ zenter 20 verbunden sein, kann aber auch einstückig mit einem exzentrischen Teil ausgebildet sein.

Auch bei Ausführungsformen ohne asymmetrische Zahnstruktur der Führungsstange 38' und der Blockiervorrichtung 10' kann die Federkonstante der Feder 30 so eingestellt werden, daß der Bremsweg gegen Null geht.

Ein Lager 70 zwischen Exzenter 20 und Blockiervorrichtung 10 kann gegebenenfalls entfallen.

Claims (18)

1. Anordnung zum Mindern oder Unterbrechen der Wirkung einer Rückstellkraft, insbesondere zum Verhindern einer Rückstellbewegung infolge der Rückstellkraft in einem Trainingsgerät, mit

• a) einer Bremsvorrichtung,
• b) einem ersten Element (26), auf das eine Arbeits­ kraft ausübbar ist,
• c) einem zweiten Element (24), auf das die Rück­ stellkraft ausübbar ist,
• d) wobei die beiden Elemente (24, 26) federnd rela­ tiv zueinander beweglich angeordnet sind und
• e) einem drehbar gelagerten Bolzen (62) mit einem Exzenterabschnitt (20) zum Koppeln des ersten oder des zweiten Elements (24, 26) mit der Brems­ vorrichtung (10), derart, daß die Relativbewegung der beiden Elemente (24, 26) in eine Drehbewegung des Exzenterabschnittes (20) umgewandelt wird und dabei die Bremskraft in Abhängigkeit von der Re­ lativposition der beiden Elemente (24, 26) steu­ erbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Relativposition der Abstand der beiden Elemente (24, 26) zueinander ist.

3. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen erstem Element (26) und zweiten Element (24) eine Feder (30) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rückstellkraft die auf ein Gewicht (42) wirkende Erdanziehungskraft ist.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rückstellkraft eine Federkraft ist.

6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Element eine Federhülse (26) und das zweite Element eine Federbuchse (24) ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Element eine Federbuchse (24) und das zweite Element eine Federhülse (26) ist.

8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Federkonstante der Feder (30) so gewählt ist, daß der Bremsweg gegen Null geht.

9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Bremsvorrichtung eine oder mehrere Bremsbacken (10) verwendet werden.

10. Anordnung nach Anspruch 9, wobei jeweils zwei dieser Bremsbacken über einen Führungsstift (34) miteinander derart verbunden sind, daß ein Verkanten dieser zwei Bremsbacken verhindert wird.

11. Anordung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Bremsvorrichtungen (10) verwendet werden.

12. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der drehbar gelagerte Bolzen (62) einen Fortsatz (54) hat, der in eine Aussparung (56) des ersten oder zwei­ ten Elements (26; 24) eingreift.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der drehbar gelagerte Bolzen (62) eine Aussparung hat, in die ein Fortsatz des ersten oder zweiten Elements (26; 24) eingreift.

14. Anordung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der drehbar gelagerte Bolzen (62) und der Exzenter­ abschnitt (20) einstückig ausgebildet sind.

15. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Arbeitskraft über mindestens ein Seil (48) in die Anordnung eingeleitet wird, das über eine entsprechen­ de Anzahl von Umlenkrollen (50) geführt ist, die mit dem ersten oder zweiten Element (26; 24) verbunden sind.

16. Anordnung nach Anspruch 10, wobei der Abstand zwischen einem der Bremsbacken und dem zugeordneten Füh­ rungselement (38) über eine Justierschraube (32) ein­ stellbar ist.

17. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bremsvorrichtung (10') entlang eines Führungsele­ ments (38') mit einem Gesperre (65) verschiebbar ist, wobei das Führungselement (38') eine asymmetrische Zahnstruktur (65) aufweist, in die die Bremsvorrich­ tung (10') im Unterbrechungsfall einklinkt.

18. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste oder zweite Element (24; 26) gleichzeitig in zwei drehbar gelagerte Bolzen (62) mit damit verbunde­ nen Exzenterabschnitten (20) eingreift und durch deren Drehung um eine oder mehrere Führungselemente (38) symmetrisch angeordnete Brems-/Blockiervorrichtungen (10) gegen diese Führungselemente (38) gedrückt wer­ den.