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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Übungsmaschine für die Durchführung von Übungen,
mit denen Muskeln trainiert werden und bei denen der Widerstand
verwendet wird, der von einer Gewichtgruppe einer vorgegebenen Art
geleistet wird.
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Wie
bekannt, ist die Durchführung
einer einfachen Gelenkbewegung oder einer athletische Bewegung das
Ergebnis der ausgeglichenen Aktivität von zumindest einem Paar
Muskeln, und zwar von Beugemuskeln (die das Biegen des Gelenks ermöglichen)
und Streckmuskeln (die das Gelenk zurück in seine gestreckte Stellung
bringen).
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Die Übungsmaschinen,
die dazu verwendet werden können,
um Muskelübungen
einer anaerobischen Art durchzuführen,
sind normalerweise mit Hebeln oder Seilen ausgerüstet, mit denen der Benutzer eine
Gewichtseinheit betätigt,
wobei diese Gewichtseinheit die Schwerkraft nutzt, so dass, dem
Benutzer bekannte Gewichtsmuster nachgemacht werden können.
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Im
Folgenden werden die Maschinen, mit denen der Benutzer ein Gewicht
verschiedener Art betätigt,
kurz nur Gewichtsmaschinen genannt.
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Es
ist auch bekannt, dass einige Gewichtsmaschinen mit Hebeln ausgerüstet sind,
die mit dem Gewicht entweder direkt oder indirekt verbunden sein können.
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Lässt man
die ersten beiseite (die von keinem Interesse sind, um das Ziel
und die Art der vorliegenden Erfindung zu beschreiben), umfassen
letztere sehr oft Maschinen, bei denen der Benutzer das Gewicht
mittels eines Seils betätigt,
wobei das Seil zwischen dem Gewicht und einer Betätigungsvorrichtung
angeordnet ist, die vom Benutzer betätigt wird. Das Seil folgt einer
Strecke, die sich zwischen einer Vielzahl von Übertragungselementen (Rollen)
erstreckt, wobei sich das Seil in einem vorgegebenen Winkel um jedes Übertragungselement
legt. Normalerweise ist die Gewichtseinheit vom Typ der Schwerkraft,
umfassend eine Vielzahl von Gewichten und sie wird normalerweise
als Gewichtssatz bezeichnet.
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Jedes
Gewicht hat eine vorgegebene Masse und ist derart montiert, dass
es in einer vertikalen Richtung mittels einem Paar von Stangen axial
verschoben werden kann. Einige der mit diesen Maschinen verbundenen
Probleme werden im Folgenden erläutert,
wobei das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, diese Probleme zu
betrachten und zu überwinden.
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Zuerst
muss darauf hingewiesen werden, dass in diesen seilbetriebenen Gewichtsmaschinen der
Gewichtssatz zwischen einer unteren und einer oberen Position bewegt
wird, und dass das von dem Gewichtssatz geleistete Widerstandsgefühl, das
für die Übung ausgewählt wurde,
schrittweise abnimmt, je mehr sich die Betätigungsvorrichtung an seine Endposition
nähert.
Wenn der Gewichtssatz sich an seine höchste Stelle nähert, erfährt der
Benutzer eine Minderung der zu bewältigenden Kraft, wobei dieses Gefühl der Kraftminderung
sehr deutlich wird, wenn der Benutzer eine Bewegung durchführt, bei
der der Gewichtssatz auf einer konstante Höhe gehalten wird. Es ist offensichtlich,
dass, wenn das Gewicht nicht bewegt wird, der Benutzer keine Arbeit
leistet, die, wie bekannt, der Multiplikation der Kraft mal Bewegung
entspricht. Deswegen erfährt
der Benutzer, zumindest für
einen Moment, eine Unterbrechung der Muskelübung. Aus diesem Grund ist
ein erfahrener Benutzer unzufrieden, welcher in der Lage ist, zu jeder
Zeit seine Belastungsfähigkeit
zu erkennen, und eine Maximierung derselben während der gesamten Übung wünscht. Normalerweise
bevorzugt dieser Benutzertyp weder Einzelfunktionsgewichtsmaschinen,
mit denen nur eine bestimmte Muskelgruppe trainiert werden kann,
noch die sogenannten funktionellen Maschinen, die verschiedene Muskelgruppen
gleichzeitig trainieren. Zugunsten der Klarheit ist eine funktionelle
Maschine eine Maschine, bei der die Betätigungsvorrichtung, die durch
ein Seil mit dem Gewicht verbunden ist, dem Benutzer ermöglicht,
komplexe Gelenkbewegungen durchzuführen, beginnend bei einer freien
Stelle und die damit Tätigkeiten
bzw. Bewegungen simulieren, die normalerweise während der Ausführung einer
sportlichen oder Arbeitstätigkeit
durchgeführt
werden. Die Endbereiche des Seils sind in diesen Maschinen entweder
fest oder flexibel angebracht. Beispiele von diesen Maschinen können in
den Patenten US-6,238,323,
US-6,387,020 und US-6,422,980 gefunden werden. Weitere Beispiele
von seilbetriebenen Übungsmaschinen
können
in den Dokumenten US-4,402,504, DE-A-4207792, US-A-931699 und US-B-6,394,935
gefunden werden.
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Es
muss weiterhin beachtet werden, dass in seilbetriebenen Gewichtsmaschinen,
seien sie von der konventionellen oder von der funktionellen Art, das
Widerstandsgewicht immer tangential in Bezug zu dem durch Gewichtheben
zu trainierendem Gliedmaß agiert,
wobei das mit der Tatsache zusammenhängt, dass die Gelenkbewegungen
durch eine Kombination von Drehbewegungen erreicht werden, während das
Seil ein Element ist, das Gegenstand einer mechanischen Aktion nur
dann sein kann, wenn es entlang seiner Achse gezogen wird. Deswegen
wird in einer seilbetriebenen Gewichtsmaschine das auf ein Körperglied
mittels eines Seils aufgebrachte Widerstandsgewicht hauptsächlich für bezüglich dieses Körperglieds
orientiert sein; weiterhin wird der von diesem Gewicht gegen die
Bewegung des Körperglieds
geleistete Widerstand immer eine Zugkraft ausüben, die auf eine vorgegebene
Seite wirken wird. Deswegen kann eine seilbetriebene Gewichtsmaschine
nur teilweise die natürlichen
Bedingungen wiedergeben, bei denen die Körperglieder, wenn sich diese
gegen den Widerstand eines Gewichts bewegen, kombinierte Belastungen
erfahren, wobei jede dieser in einer gewissen Richtung wirkt.
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Es
ist weiterhin bekannt, dass es nötig
ist, lieber eine hohe Zahl von Wiederholungen mit einem niedrigen
Gewichtssatz aufzuführen,
wenn der Widerstand gegen verlängerte
Beanspruchung und nicht so sehr die Kraft vergrößert werden muss. In seilbetriebenen
Gewichtsmaschinen kann es einfach festgestellt werden, dass dem
Gewichtssatz eine solche Geschwindigkeit von dem Benutzer gegeben wird,
dass diese höher
ist als die Energie in seiner derzeitigen Stelle, so dass der Gewichtssatz
weiter nach oben in eine vertikale Richtung aufgrund der Trägheit bewegt
wird, und zwar selbst dann, wenn der Benutzer die wettkämpferische
Phase seiner athletischen Bewegung beendet hat. Im schlimmsten Fall
erreicht der Gewichtssatz wegen seiner Trägheit das Ende seiner Bewegung
und stößt gegen
den oberen Bewegungsstopper der Gewichtsführungsstangen, so dass es passiert,
auch wenn für
einen kurzen Zeitraum, das auf die vom Benutzer betätigte Betätigungsvorrichtung
keine Last ausgeübt
wird. Am Ende dieses sehr kurzen Zeitraums wirkt plötzlich das
Gewicht wieder auf die Betätigungsvorrichtung und
führt damit
zu einem unangenehmen Gefühl
von vergrößerter Last,
das sogar auch vom psychologischen Nachteil sein könnte und
eine zusätzliche
Belästigung
verursachen könnte,
wenn der Benutzer ein hohes Gewicht ausgewählt hat.
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Es
wurde versucht, das mit der Trägheit
verbundene Problem zu lösen,
indem in seilbetriebene Gewichtsmaschinen eine Kurvenscheibe entlang
der Seilstrecke eingesetzt wurde, um somit die Energie-Änderung
des Gewichtssatzes während
der entsprechenden Bewegung und deswegen auch die vom Benutzer während der
Ausführung
der Übung benötigte Kraft
konstant zu halten. Selbstverständlich führt aber
die Einsetzung dieser Kurvenscheibe, die für unterschiedliche Maschinen
entsprechen unterschiedlich geplant werden muss, zu einer deutlichen Erhöhung der
Kosten der Maschine. Es muss weiterhin beachtet werden, dass das
Hinzufügen
dieser Kurvenscheibe besonders schwierig ist, für Maschinen bei denen die Betätigungsvorrichtung
aus einem Griff besteht, der vom Benutzer gegriffen werden muss,
wie z.B. im Falle von sogenannten Riemenscheibenmaschinen. Dieses
derartige Problem wurde betrachtet und zum Teil gelöst im o.g.
Patent US-6,238,323, und zwar mittels einem vielfachen Übertragungsaufzug,
der eine Vielzahl von Riemenscheiben umfasst, die zwischen dem Gewichtssatz und
einer Endriemenscheibe angebracht sind, der das Seil oberhalb der
Betätigungsvorrichtung
ableitet. Diese Endriemenscheibe ist fest mit dem Rahmen der Maschine
verbunden, somit sind die Betätigungsvorrichtung
und der Gewichtssatz unabhängig voneinander,
was die Geschwindigkeit des Seils angeht, wobei die Länge des
Seils zumindest zweimal so lang wie die minimale Länge ist,
die benötigt
wird, um den Gewichtssatz mittels der Betätigungsvorrichtung aufzuheben.
Diese Anordnung hat zur Folge, dass die Betätigungsvorrichtung und der
Gewichtssatz sich immer mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
bewegen, wobei das Verhältnis
zwischen den unterschiedlichen Geschwindigkeiten von dem Verhältnis zwischen
der tatsächlichen
Länge des
Seils und der benötigten
minimalen Länge
abhängt.
Die Minderung der Geschwindigkeit des Gewichtssatzes führt zu einer
Minderung der Trägheit
des Gewichts und deswegen zu einem andern vom Benutzer während der Übung empfundenen
Gefühl.
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Jedoch
ermöglicht
diese Lösung
nicht, dass in einer seilbetriebenen Gewichtsmaschine auftretende
Gefühl
des fehlenden Gewichts aufzuheben, weil in den Maschinen, in denen
das Seil verlängert wird,
das Gewicht auch erhöht
werden muss, und zwar durch den Multiplikationsfaktor der Länge des Seils,
um somit die Widerstandslast unverändert zu halten. Es kann deswegen
einfach verstanden werden, dass diese Lösung Probleme verursacht, z.B.
im Falle von Beindruckmaschinen, bei denen das Gewicht oft 250 kg
erreicht, wenn die Maschine keinen Aufzug aufweist. In diesem Fall,
wenn das Gewicht verdoppelt werden sollte, dürfte der einzige Gewichtssatz
500 kg schwer sein, was zur Folge hätte, dass die Maschine nur
dort angebracht werden kann, wo der Boden ausreichend verstärkt wurde.
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Es
muss auch zusätzlich
gesagt werden, dass, wie bekannt, im Falle von seilbetriebenen Übungsmaschinen,
bei denen der Benutzer das Seil indirekt mittels eines Hebels oder
Griffs betätigt,
jeder Benutzer gewisse Einstellungen im voraus durchführen muss,
um somit die Maschine zu personalisieren, bevor diese verwendet
werden kann; d.h., um den Griff an einer gewissen Stelle greifen
zu können,
bei einer vorgegebenen Entfernung vom Stützpunkt. Werden diese Einstellungen
nicht durchgeführt,
findet der Benutzer die Maschine unbenutzbar, so dass das Risiko
besteht, dass die Zeit verschwendet werden kann, die für die Einstellung
der Maschine auf seine/ihre Parameter sowie z.B. seiner/ihrer Größe benötigt wird;
zusätzlich
dazu besteht das Risiko, dass im Falle einer falschen Einstellung
der Benutzer schlimme Verletzungen erleiden muss, wegen einer physiologisch
falschen Belastung seiner/ihrer Muskelstruktur. Diese Einstellungen
können
weiterhin auch nicht auf eine einfache Weise durchgeführt werden,
weil es nötig
ist, eine klare Idee zu haben, wie die Muskeln und Körperglieder
des eigenen Körpers arbeiten,
um die Maschine korrekt zu verstellen und auch deswegen, bei Gelegenheiten,
die Einstellungen kompliziert sein können, für Benutzer, die sich mit den
Mechanismen der Maschine nicht gut auskennen, wie z.B. der Fall
ist, mit funktionellen Maschinen der im oben erwähnten Patent
US 6,387,020 und in der PCT-Anmeldung
WO-01/66195 beschriebenen Art. Diese Maschinen weisen hohe Gelenkarme
auf, mit einem Seil, das im Inneren dieser Gelenkarme durchgeht
und mit einem Hebel oder einer anderem derartigen Vorrichtung endet,
die von dem Benutzer betätigt
werden kann. Jeder der entsprechenden Gelenkarme trägt an seinem
freien Endbereich eine Riemenscheibe, die exzentrisch angebracht
ist und aus der sich das Seil in eine Richtung erstreckt, die tangential
zu der Riemenscheibe liegt. Diese exzentrische Riemenscheibe ist
drehbar auf dem Arm angebracht und ist mechanisch mittels einem
Gegengewicht ausgeglichen, um somit das Trägheitsmoment der Riemenscheibe
zu überwinden
und deswegen dieses Trägheitsmoment
unempfindbar für
den Benutzer zu machen. In Maschinen dieser Art, die auch den Ruf
haben, einfach zu benutzen zu sein, ist es deswegen nötigt, Einstellungen
der Maschine durchzuführen,
vor der Ausführung
der Übung,
was aber nur im Falle sehr komplexer Maschinen möglich ist. Man kann sich z.B.
die Probleme vorstellen, die auftreten, wenn ein kaputtes Seil ersetzt
werden muss, und auch die schwierige Arbeit, die benötigt wird,
um zumindest einen Teil der Maschine auseinander zu bauen.
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Wegen
der Vielzahl von oben erwähnten Problemen
sind sowohl seilbetriebene Übungsmaschinen
der konventionellen Art als auch seilbetriebene Übungsmaschinen der funktionellen
Art nicht einfach zu verwenden. So können die Übungen, die mit diesen Maschinen
gemacht werden können
nur teilweise die physiologische Bewegungen und Gewichtsmustern
nachgemacht werden, die täglich während der
Ausführung
von sportlichen oder Arbeitsaktivitäten gemacht werden. Deswegen
können seilbetriebene Übungsmaschinen
in verschiedenen Aspekten verbessert werden.
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Es
ist deswegen ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Übungsmaschine
bereitzustellen, in der die Betätigungsvorrichtung,
auf die der Benutzer eine Kraft ausübt und das entsprechende Gewicht
miteinander durch ein flexibles Seil verbunden ist, mit der die
oben erwähnten
Probleme nicht mehr auftreten und mit der dem Benutzer eine neue
und andere Annäherung
an Muskelübungen
angeboten wird, und zwar sowohl im Sportbereich und im Arbeitsbereich, wegen
der Einführung
eine neuen strukturellen Konfiguration.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung eine Übungsmaschine
bereitzustellen, mit der es möglich
ist, Bewegungen in Verbindung mit einer Betätigungsvorrichtung auszuführen, auf
die durchgehend ein Paar von Kräften
ausgeübt
wird, um somit dauernd sowohl Agonistik- als auch Antagonistik-Muskelgruppen
zu trainieren, so dass die Idee einer sich wiederholenden Übungsaktion
in die Idee einer Übungsbewegung
umgewandelt werden kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine seilbetriebene Übungsmaschine
bereitzustellen, die sofort benutzt werden kann, so dass keine Einstellungen
vor dem Einsatz benötigt
werden, wobei diese Maschine zumindest eine Betätigungsvorrichtung aufweist,
deren physiologisch korrekte Position einfach festgestellt werden
kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine seilbetriebene Übungsmaschine
bereitzustellen, bei der die Position der Betätigungsvorrichtung entlang
einem Teil des Seils während
der Ausführung
der Übung
gewechselt werden kann, um somit eine dauernde Uniformität zwischen
den Opertionsumständen
und den in jedem Moment vom Benutzer genommenen Positionen zu gewährleisten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Übungsmaschine
bereitgestellt, die die in Anspruch 1 und in den weiteren Ansprüchen beanspruchten Merkmale
aufweist.
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Aufgrund
der Ziele, die durch die erfindungsgemäße Lösung erreicht werden, wird
eine Investition eine seilbetriebene Übungsmaschine eine attraktive
Alternative, weil so die Übungsbewegung
bekannter sein wird, und zwar sowohl für Personen, die zum ersten
Mal in einem Fitness-Zentrum trainieren, als auch für Athleten,
die in der Lage sind, einen Vorteil aus der Ausführung von Übungen zu erzielen, die sich
so sehr wie möglich
an Bewegungen annähern, die
von denen während
der Ausführung
der eigenen Sport- bzw.
Arbeitstätigkeiten
ausgeführt
werden, bei denen es nötig
ist, eine einzelne Muskelgruppe zu trainieren.
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Die
Erfindung wird jetzt durch die im Folgenden mit Bezug auf die Figuren
gegebene Beschreibung einiger Ausführungsformen näher erläutert. Insbesondere,
zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Übungsmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Übungsmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 eine
Vorderansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Übungsmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
vereinfachte, schematische Seitenansicht einer vierten bevorzugten
Ausführungsform
der Übungsmaschine
gemäß der vorliegenden Erfindung,
in der zugunsten der Klarheit einige Teile nicht gezeigt sind;
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5 eine
vereinfachte, schematische Seitenansicht einer fünften bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, in der, zugunsten der Klarheit, einige Teile nicht gezeigt
sind;
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6 eine
vereinfachte, schematische Seitenansicht einer sechsten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, in der, zugunsten der Klarheit, einige Teile nicht gezeigt
sind; und
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7 eine
vereinfachte, schematische Seitenansicht einer siebten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, in der, zugunsten der Klarheit, einige Teile nicht gezeigt
sind.
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In 1 ist
im Allgemeinen mit der Bezugnummer 1 ein Übungsmaschine
gekennzeichnet, die nützlich
dazu verwendet werden kann, um Trainingsübungen aufzuführen, bei
denen die ausgeführten Bewegungen,
den Bewegungen entsprechen, die typischerweise während der Ausführung von
Arbeit bzw. Sport oder Muskel-Reha-Tätigkeiten ausgeführt werden.
Diese Maschine 1 weist einen Rahmen 10 und eine
Gewichtgruppe 15 auf, die von diesem Rahmen 10 getragen
ist, und aus zumindest zwei Gewichtseinheiten 16 und 17 besteht,
die nebeneinander angeordnet und voneinander getrennt sind, so dass
diese mittels einer Vorrichtung 30 betätigt werden können, die
dazu gedacht ist, von einem Benutzer verwendet zu werden, um eine
Trainingsübung auszuführen und
deswegen mit einem Seil 26 verbunden ist, das zwischen
den zwei Gewichtseinheiten 16 und 17 angeordnet
ist, mit denen es mittels den entsprechenden Endbereichen 27 und 28 verbunden
ist, die gegenüber
angeordnet sind und auf gegenüberliegende
Seiten der Vorrichtung 30 wirken. Die Maschine 1 umfasst
weiterhin eine Vielzahl von Übertragungselementen,
die aus den in 1 gezeigten Übertragungsriemenscheiben 25 bestehen und
von dem Rahmen 10 zwischen den zwei Gewichtseinheiten 16 und 17 entlang
einer Strecke P des Seils 26 getragen sind. Die Strecke
P ist zwischen den Riemenscheiben 25 umgewickelt und beginnt
bzw. endet von der Gewichtseinheit 16 bzw. an der Gewichtseinheit 17.
Das Seil 26 kann sowohl aus Textilien oder Metall als auch
aus jeder anderen Art von Fasern sein, wobei die zwei Gewichtseinheiten 16 und 17 entweder ähnlich oder
unter schiedlich voneinander sein können; insbesondere können die
zwei Gewichtseinheiten 16 und 17 von der Schwerkraftart, von
der fluidodynamischen oder der elektromagnetischen oder auch von
jeder anderen beliebigen Art sein, ohne dass die vorliegende Beschreibung
von der Auswahl einer bevorzugten Art irgendwie begrenzt wird. Jedenfalls
sind die zwei Einheiten 16 und 17, die dazu verwendet
werden, die Ausführungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung zu erläutern, beide von der Schwerkraftart,
wobei jede dieser Einheiten eine Vielzahl von Gewichten umfasst,
die aufeinander angeordnet und von dem Rahmen 10 verschiebbar
entlang einer vertikalen Führung
für lineare
Bewegungen getragen werden; diese vertikale Führung ist an sich bekannt und
wird deswegen hier nicht näher
erläutert.
Jede Gewichtseinheit 16 und 17 umfasst weiterhin
ein Auswahlelement 21 der bekannten Art, das normalerweise
in üblichen
Gegengewichtsmaschinen verwendet wird. Dieses Element 21 umfasst
eine Stange 21, die eine Vielzahl von Löcher aufweist, die quer zu
ihrer Achse und parallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes
Loch dazu gedacht ist, einen Bolzen 22 aufzunehmen, mit
dem die Gewichte 18 mit der Stange 21 auswählbar verbunden
werden können.
Deswegen kann das mit dem Bolzen 22 ausgewählte Gewicht 18 die
Gewichte 18 tragen, die über ihm angeordnet sind. Somit
ist es möglich,
die Gewichte an den Endbereichen 27 und/oder 28 des Seils 26 anzuordnen.
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Die
Betätigungsvorrichtung 30 kann
entweder ein Griff oder ein Hebel sein, wie es in 1 gezeigt
ist, oder einen Gürtel,
der dazu geeignet ist, die Hüfte
einer Person zu umgreifen, kann aber auch jede Ausführungsform
einer Schnittstelle sein, die von einem Benutzer betätigt werden
kann. Jedenfalls ist die Vorrichtung 30 mit dem Seil entlang
eines Teils 29 verbunden, der von zwei hintereinander angeordneten
Riemenscheiben 25' und 25'' entlang der Strecke T begrenzt
ist, so dass die Vorrichtung 30 an zwei gegenüberliegenden
Seiten gezogen wird. Insbesondere sind die entsprechenden Drehachsen 23 der zwei
Riemenscheiben 25' und 25'', von denen nur eine in 1 zugunsten
der Klarheit gezeigt ist, und um die die Riemenscheiben 25' und 25'' aufgrund der auf sie ausgeübten Aktion
des Seils 26 gedreht werden können, parallel zueinander angeordnet,
wobei die in Betracht gezogenen Riemenscheiben im Wesentlichen auf
einer gemeinsame Ebene angeordnet sind. Deswegen liegt der Abschnitt 29,
der um die zwei Riemenscheiben 25' und 25'' umgewickelt
ist, mit seiner geometrischen Achse, in der (bekannten und in den
Figuren nicht gezeigten) Ebene, die durch die (bekannten und in
den Figuren nicht gezeigten) Rillen der Riemenscheiben 25' und 25'' durchgeht.
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Weiterhin
ist der Griff 30 zwischen den Riemenscheiben 25' und 25'' auf eine vorgegeben Art gemäß den Bedürfnissen
des Benutzers angeordnet. Insbesondere kann der Griff 30 mit
dem Seil derartig so verbunden werden, dass dieser von einer unteren in 1 erkennbaren
Stelle, in der der Griff 30 (gezeigt durch die durchgezogene
Linie) aufgrund der Schwerkraft liegt und in Berührung mit der unteren Riemenscheibe 25' entlang des Übungsteils 29 bis auf
eine gewünschte
Stelle von dem Benutzer geschoben werden kann, der vor hat, die
Maschine 1 zu verwenden. Mit Bezug auf den Teil von 1,
der mit unterbrochenen Linien gezeigt ist, wird, sobald die Ausführung einer
Bewegung angefangen wird, der Griff 30 seine Position entlang
des Abschnitts 29 des Seils 26 behalten, wegen
der Tatsache, dass der Griff 30 sich an den Spitzen von
zwei getrennten und zueinander quer liegenden Teilen 29' und 29'' befindet, die von dem Griff 30 selber
entlang des Teils 29 bestimmt und entlang denen gegenseitige
Kräfte
ausüben.
Alternativ dazu ist es möglich,
den Griff mit dem Seil 26 fest zu verbinden, und zwar mittels
Stoppern 31 (nur in 1 systematisch
dargestellt), die auf eine beliebige Art mit dem Seil 26 verbunden
werden können
und auf die gegenüberliegende
Seite des Griffes 30 angebracht sind, um somit den Griff 30 in eine
vorgegebene Position entlang des Abschnitts 29 zu halten.
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Bezüglich der
oben gegebenen Beschreibung ist es möglich, wegen der Anordnung
des Seils 26 zwischen den zwei Gewichtseinheiten 16 und 17, das
Seil 26 permanent unter Spannung zu halten und zwar mittels
den zu den zwei Gewichtseinheiten 16 und 17 gehörenden und
ausgewählten
Gewichten, um somit ein Gewichtsmuster zu schaffen, das absolut
originell und außergewöhnlich ist,
für eine
Gewichtsmaschine, die Seil umfasst, die um Riemenscheiben umgewickelt
sind. Diese Gewichte können Werte
haben, die entweder im Wesentlichen identisch oder unterschiedlich
sind, wobei diese entweder konstant mit der Zeit bleiben oder sich
mit der Zeit ändern,
wie es z.B. erreicht werden könnte,
mittels elektromagnetischen Gewichtseinheiten der bekannten Art,
deren Gewichtsniveau bzw. Gewichtswert auf eine vorgegebene Art
je nach Bedürfnis
elektrisch kontrolliert werden könnte.
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Die
Verwendung der Übungsmaschine
kann mit Bezug auf die oben gegebene Beschreibung einfach verstanden
werden, so dass keine weiteren besonderen Erklärungen nötig sind; mit der Ausnahme der
Tatsache, dass die Verwendung der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
sich komplett unterscheidet, von der von den üblichen Gewichtsbetriebenen Übungsmaschinen.
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In
der Tat, wenn sich ein Benutzer jeder Höhe an die Maschine 1 annähert und
den Teil 29 des Seils 26 sieht, wird dieser/diese
sofort in der Lage sein, eine Übungsbewegung
auszuführen,
und zwar durch die Ausübung
eines konventionellen Bewegungssatzes auf den Griff 30,
der sich auf der für ihn
günstigsten
Stelle befinden wird, ohne dass es nötig ist, im voraus irgendwelche
Einstellungen durchführen
zu müssen.
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Das
hat eine positive Auswirkung auf den Benutzer, der in der Lage ist,
das Prinzip der Maschine 1 zu verstehen, ohne sich irgendwie
begrenzt oder behindert zu fühlen.
Zum Beispiel ist das Verfahren, das absolviert werden muss, um auf
das Seil 26 eine kontinuierliche Reihenfolge von Zug- und
Druckbewegungen mittels des Griffes 30 auszuüben, ziemlich einfach:
es ist nur notwendig, auf den Griff 30 zu greifen, der
sich in seiner unteren Stelle befindet, und diesen bis auf die Höhe zu bewegen,
die physiologisch betrachtet die günstigste ist, und dann das
Seil 10, wie es mit der gebrochenen Linie in 1 gezeigt ist,
zu sichern, um somit eine Kraft auf dem Griff 30 zu empfinden,
die die resultierende Kraft ist, von zwei gegenüber auf die zwei Teile 29' und 29'' des Teils 29 ausübende Kräfte, wobei
diese zwei Teile 29' und 29'' des Teils 29 vom Griff 30 in
jedem Moment bestimmt werden.
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Bezüglich der
oben gegebenen Beschreibung ist die Betätigungsvorrichtung immer der
Gegenstand der vom Benutzer ausgeübten Kraft, wobei diese die
resultierende Kraft der zwei Kräfte
ist, die von den zwei Endbereichen 27 und 28 des
Seils 26 auf die gegenüberliegenden
Seiten der Vorrichtung 30 ausgeübt werden. Deswegen, wie es
in 1 deutlich gesehen werden kann, wird auf die vom
Körperglied
des Benutzers betätigte
Vorrichtung die ausgeglichene Aktion von drei Kräften ausgeübt, die auf einer Ebene liegen,
und in einem Punkt der Vorrichtung 30 zusammenlaufen. Insbesondere
werden zwei von diesen Kräften
vom Seil 26 selber ausgeübt, sobald dieses von einem
Benutzer unter Spannung mittels der entsprechenden Vorrichtung gesetzt
wurde, wobei diese zwei Kräfte
auf eine gemeinsamen Ebene liegen; die dritte Kraft wird vom Benutzer
ausgeübt,
um somit die resultierende Kraft der zwei oben beschriebenen Kräfte auszugleichen.
Deswegen liegt auch die vom Benutzer ausgeübte Kraft gemeinsam mit den
letzten Kräften
auf einer gemeinsamen Ebene, zumindest was eine entsprechende Komponente
angeht, und zwar unabhängig
von der Position in der sich die Vorrichtung 30 in einem
vorgegebenen Zeitpunkt befindet.
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Von
der oben gegebenen Beschreibung kann abgeleitet werden, dass die
Maschine 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung dem Benutzer eine neue und andere Annäherung an Muskeltraining ermöglicht,
und zwar sowohl in den Sport und Arbeitsbereichen, wegen ihrem innovativen
strukturellen Design. Insbesondere können mit dieser Maschine Bewegungen
gemacht werden, in dem man eine Vorrichtung 30 verwendet,
auf die dauernd einen Paar von Kräften unterworfen ist, die entlang
des mittels der Vorrichtung 30 unter Spannung gesetzten
Seils ausgerichtet sind, so dass sowohl Agonistik- als auch Antagonistik-Muskelgruppen
trainiert werden können.
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Mit
der Maschine 1 wird die Idee eine wiederholten Übungsaktion
durch die Idee einer Übungsgewegung
ersetzt weil es mit Maschinen der beschriebenen Art nicht mehr möglich ist,
eine Übungsbedingung
zu empfinden, in der keine Bewegungsenergie benötigt wird, um den Griff 30 und
damit den Gewichtsangriffspunkt zu bewegen, es sei denn, dass die
Reibungskomponente zwischen Griff und Gewicht komplett beseitigt
wird, was aber nur eine ideale und daher unrealistische Situation
ist, es sie denn, dass im Wesentlichen Null Widerstandgewicht in
den zwei Gewichteinheiten 16 und 17 angebracht
wird.
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Weiterhin
ermöglicht
die Maschine 1 die Position des entsprechenden Griffes 30 zu ändern, in dem
dieser entlang des Teils 29 des Seils 26 sogar während der
Ausführung
einer Übung
geschoben werden kann, um somit die konstante Uniformität zwischen
den Umständen
und den Stellungen zu gewährleisten,
die der Benutzer während
den unterschiedlichen Phasen der Übung nimmt, so dass er sich
zu jeder Steigerung in der Übung
anpassen kann, wenn gewisse Übungskonditionen
erreicht werden.
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Es
ist schließlich
selbstverständlich,
dass die beschriebene und in den Figuren dargestellte Maschine geändert werden
kann, ohne damit den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Es
ist deswegen möglich,
dass einer der Endbereiche 27 oder 28 festgehalten
wird, indem eine der entsprechenden Gewichteinheiten blockiert wird;
alternativ dazu, kann es entschieden werden, eine Maschine 1 zu
entwickeln, in der einer der zwei Endbereiche des Seils fest mit
dem Rahmen 10 verbunden ist.
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Weiterhin
ist es in dem Fall, dass der Teil 29 in eine andere Richtung
als die vertikale Richtung orientiert ist, möglich, die Strecke P an diese
Bedürfnisse
anzupassen und deswegen den Rahmen 10 zu ändern, um
andere Paare von Übertragungsscheibenriemen 25 zu
definieren, die genug weg voneinander liegen, um somit auf dem Seil 26 andere
Teile zu bestimmen, die ähnlich
wie der Teil 29 von 1 sind,
und auf denen die Griffe 130 angebracht werden können. Bezüglich dieser
Ausführungsform muss
beachtet werden, dass, wenn nicht anders angezeigt ist, die Bezugnummer
der in 2 dargestellten Teile die gleichen sind wie die
der entsprechenden Teile in 1, wobei
die Bezugnummer in 2 einer Zahl entsprechen, die
die Summe der Bezugnummer in 1 plus 100 entsprechen.
Zum Beispiel, mit Bezug auf 2, wurde
es gedacht, in einer Maschine 100, das untere längsorientierte
Element 111 des entsprechenden Rahmen 110 zu verlängern, und
die Übertragungsriemenscheiben
der Maschine 1 von 1, die den
Teil 129 bestimmen, durch Gelenkübertragungselemente 140 zu
ersetzen, um somit auf dem Seil 126 einen unteren Teil 129' zu bestimmen.
Das gleiche wurde mit einem oberen längsorientierten Element 112 des
Rahmen 110 gemacht. Somit weist die Maschine 100 drei
Teile auf: einen in die vertikale Richtung orientierten Teil 129,
einen unteren horizontalen Teil 129' und einen oberen horizontalen
Teil 129'' wobei jeder
dieser Teile einen entsprechenden Griff 130 aufweist, der schiebbar
zwischen den entsprechenden Übertragungselementen 140 angebracht
ist und deswegen auf eine ähnliche
Art wie der Griff 30 auf dem Teil 29 der Maschine 1 benutzt
werden kann.
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Jedes
der Übertragungselemente 140 weist einen
Tragarm 141 auf, der drehbar um eine Achse auf dem Rahmen 110 angebracht
ist, wobei diese Achse auf eine vorgegebene Art orientiert ist (horizontal
in 2) und wobei diese Tragarme zwei Riemenscheiben 125 tragen,
die koplanar angeordnet sind bzw. in der selben Ebene liegen. Bezüglich der Gelenkübertragungselemente 140,
die von dem unteren längsorientierten
Element 11 des Rahmens 110 getragen sind, muss
es beachtet werden, dass die Achse 142 koaxial mit einem
Teil der Strecke P ist, so dass das Seil 126, das sich
von den Übertragungselementen 140 erstreckt,
gegriffen und mittels des Griffes 130 gezogen aber auch
frei um die Achse 142 gedreht werden kann, als ob das Seil 126,
das wegen dem Gewicht unter Spannung gesetzt ist, ein Kurbel wäre. Das
ganze gilt auch für
das obere längsorientierte
Element 112 und für
die damit verbundene Gelenksübertragungselemente 140.
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Es
muss beachtet werden, dass die auf die längsorientierten Elemente 111 und 112 angebrachten Übertragungselemente 140 in 2 nur
horizontal, zugunsten der Klarheit gezeigt wurden, weil der Rahmen 110 die
Form eines „C" hat. Selbstverständlich fallen
unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung auch Maschinen,
die Übertragungselemente 140 aufweisen,
die auf unterschiedlicher Höhe angebracht
sind, in denen deswegen Teile 129, 129' und 129'' des Seils 126, auf eine
anderen vorgegebenen Art querorientiert sind.
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3 zeigt
eine Maschine 200, die aus der in 1 dargestellten
Maschine entwickelt wurde, und ein Paar von Maschinen 1 umfasst,
die nebeneinander angeordnet sind. Bezüglich dieser Ausführungsformen
muss es beachtet werden, dass die Bezugnummern der in 2 dargestellte
Teile, wenn nicht anders angegeben, die gleichen Nummer der entsprechenden
in 1 dargestellten Teile sind, wobei sich die Bezugnummer
in 2 von den Bezugnummer in 1 dadurch
unterscheiden, dass diese um 200 vergrößert wurden. Es sollte auch
beachtet werden, dass die Maschinen 1 in 1 geändert wurden,
und dass die Riemenscheiben 25 durch Übertragungselemente 240 ersetzt
wurden, die im Wesentliche identisch wie der Übertragungselemente 140 der
Maschine 100 von 2. Die zwei
Maschinen 200 wurden nebeneinander angeordnet, um somit
dem Benutzer die Möglichkeit
anzubieten, gleichzeitig die Arme oder die Beine zu trainieren, mittel
einem Paar von Betätigungsvorrichtungen 230 die
als Griffe in 3 gezeigt sind. Die zwei Rahmen 10 wurden
durch einen Einzelrahmen 210 ersetzt.
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Selbstverständlich bleiben
die Wesentlichen Merkmale und die Betriebsverfahren der Maschinen 100 und 200 unverändert in
Bezug auf das, was bezüglich
der Maschine 1 beschrieben wurde.
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Um
wieder die mit dem Gewicht verbundene Trägheit zu minimieren, die Einstellung
des Gewichts zu vereinfachen und andere Lösungen anzubieten, wie die
oben beschriebenen Ideen eingesetzt werden können, wurden vier weitere Ausführungsformen
der Maschine 1 entwickelt, wobei jede dieser Ausführungsformen
lediglich mit Bezug auf die Gewichtgruppe, die entsprechenden Riemenscheiben,
die entsprechenden Schnittstellen und das Seil oder die Seile, mit
denen die Schnittstellen und die Gewichtgruppe verbunden werden,
beschreiben werden. Wenn nicht anders in der Beschreibung jeder
Ausführungsform
angedeutet ist, sind die Bezugsnummer der in den 4 bis 7 gezeigten
Teile die gleichen wie die von den entsprechenden in 1 dargestellten
Teilen, wobei die Bezugnummern in 1 in den 4 bis 7 um 300,
bzw. 400, 500 und 600 erhöht wurden.
Alle die in den 4 bis 7 dargestellten
Ausführungsformen
umfassen die entsprechenden Griffe 330, 430, 530 und 630,
die mit den entsprechenden Seilen 326, 426, 526 und 626 fest
verbunden sind.
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Bezüglich 4 muss
es beachtet werden, dass die dargestellte Maschine 300 sich
von den Maschinen 1, 100 und 200 dadurch
unterscheidet, dass diese eine Gewichtgruppe 315 aufweist,
die einen einzelnen Gewichtsatz 318 umfasst. Die Strecke
P in 1 ist in zwei Teile P' und P'' geteilt,
die voneinander durch ein Übertragungselement 332 getrennt sind,
das Riemenscheiben 325, sowie einen entsprechenden Seilteil
aufweist, der jedem Teil P' und
P'' entspricht. Insbesondere
ist die Strecke P' der
offenen Art, d. h. hat die Form eines auf den Kopf gestellten „L" und ist von einem
Seil 326' bestimmt,
das die Gewichtgruppe 315 mit dem Übertragungselement 332 verbindet,
wobei die Strecke P'' zwei sich kreuzende
Schleifen A umfasst und von einem EinzelSeil 326'' bestimmt ist. Das Seil 326'' weist zwei Teile 329 und 329' auf, die getrennt
und parallel zueinander angeordnet sind, wobei jede dieser Teile
einen entsprechenden Griff 330 trägt.
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Bezüglich der
oberen Beschreibung muss es beachtet werden, dass die Gewichtgruppe 315 einen einzelnen
Gewichtsatz 318 umfasst, wobei diese Gewichtgruppe dazu
geeignet ist, auf zwei Griffe 330 zu wirken, die unabhängig voneinander
mittels einem doppelten Aufzug sind, der ein Paar von Griffen 330 aufweist,
die fest entlang des Seils 326'' angeordnet sind,
das eine Strecke P'' bestimmt, die die
Form einer doppelten Schleife A hat. In diesem Fall, wenn jeder
Griff 330, während
dem Betrieb, quer mit Bezug auf die entsprechende Ruhestellung gezogen
wird, wird auf jeden Griff 330 eine Kraft ausgeübt, die
einem Viertel des gesamten, ausgewählten Gewichts entspricht,
so dass mit der gleichen Aufzugkraft, die im Falle einer Maschine 1 mit
direkten Übertragung ausgeübt werden
würde,
der Benutzer, der mit beiden Körpergliedern Übungen ausführt, mit
jedem Körperglied
eine Kraft ausübt,
die eine Hälfte
des Gewichts entspricht wobei diese Kraft entlang zwei einfallender
Richtungen ausgeglichen wird, wobei deswegen die Ausgleichbeiträge entweder
identisch oder unterschiedlich sein können, in Abhängigkeit von
den Betriebsumständen
zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Seils 326'', die jedem Griff 330 entsprechen.
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Mit
Bezug auf 5 muss es beachtet werden, dass
die in dieser Fig. dargestellte Maschine 400 sich von der
Maschine 300 dadurch unterscheidet, dass die Strecke P'' die Form einer sich kreuzenden doppelten
Schleife hat, die in zwei Schleifen A getrennt ist, die voneinander
unabhängig
sind und jede von denen einer Strecke P' entspricht. Deswegen wurde das Seil 326'' der Maschine 300 durch zwei
getrennte Seile 426'' ersetzt, die
die Form einer Schleife haben, und von denen jede einen Griff 430 aufweist,
während
das Seil 326' durch
zwei Seile 426' ersetzt
wurde, von denen jedes geeignet ist, eine der zwei Gewichtseinheiten 416 und 417 mittels einer
entsprechenden Stange 421 zu betätigen, die wie ein Element,
um die Gewichte 418 auszuwählen, wirkt. Das Übertragungselement 332 der
Maschine 300 ist ebenso in zwei Teile getrennt, um somit
ein Paar von einfachen Aufzüge 432 zu
schaffen, die eine bewegbare Riemenscheibe 425 sowie eine
der Gewichteinheiten 416 und 417 umfassen, entsprechend
dem Aufzug 432. Die bewegbare Riemenscheibe 425 jedes
Aufzugs 432 trägt
eine Stange 421 für
die Auswahl des Gewichts.
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Deswegen
ist jedes Seil 426'' mit der Stange 421 der
entsprechenden Gewichteinheit 416 und 417 mittels
einem dazwischen angeordneten Aufzug 432 verbunden, wobei
jedes Seil 426' einen
Endbereich 427 aufweist, der mit dem Rahmen 410 fest
verbunden ist und der andere Endbereich 428, mit dem entsprechenden
Seil 426'' mittels einer
bewegbare Riemenscheibe 425 verbunden ist, die der ringförmigen Strecke
P'' entspricht. Der
Rahmen 410 würde
in 5 durch drei mit Bezug auf die horizontale Linie querori ontierte
Linie dargestellt. Somit kann die Maschine 400 auch als
eine Kombination von zwei Strukturen betrachtet werden, die im Wesentlichen identisch
und dazu geeignet sind, unabhängig
voneinander betätigt
zu werden, ähnlich
wie die Maschine 200.
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In
diesem Fall wird auf jeden Endbereich des Griffs 430 eine
Kraft ausgeübt,
die eine Hälfte
des in der entsprechenden Gewichteinheit 416/417 ausgewählten Gewichts
entspricht, so dass es möglich
ist, unterschiedliche Gewichte für
jeden Griff 430 auszuwählen.
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Die
in 6 dargestellte Maschine 500 ist eine
weitere Ausführungsform
der Maschine 400, die aus dieser weiterentwickelt wurde,
indem die zu der entsprechenden Gewichtgruppe 415 gehörenden Gewichteinheiten 416 und 417 getrennt
wurden. Deswegen weist jede Gewichtgruppe 515 vier Gewichtsätze 518 auf,
von denen jeder eine entsprechende Stange 521 aufweist,
die von einer bewegbaren Riemenscheibe 525 eines Aufzugs 532 getragen wird.
Beide entsprechenden Endbereiche 527 und 528 jedes
Seils 526'' sind mit dem
Rahmen 510 verbunden. In diesem Fall entspricht eine Einzelstrecke P
jedem Seil 526'', ähnlich wie
im Fall der in 1, 2 und 3 dargestellten
Beispiele. Selbstverständlich
kann jede der vier zur Verfügung
stehenden Gewichteinheiten mit einem anderen Gewicht vorgesehen
werden; deswegen können
unterschiedliche Gewichte auf die Endbereiche der Griffe 530 ausgeübt werden.
Jedenfalls, für
jede Gewichteinheit entspricht die von jedem Aufzug 532 eingeführte Reduktionskraft 1/2.
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Wenn
man die 3 und 6 sorgfältig vergleicht
kann es verstanden werden, dass die Maschine 500 auch von
der Maschine 200 entwickelt werden kann, wenn man jede
Gewichteinheit 516/517 und die Stange 521 durch
den Aufzug 532 verbindet.
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Gemäß 7 weist
die Gewichtgruppe 615 der Maschine 600 einen einzelnen
Gewichtsatz 618 und ein Einzelseil 626 auf, das
um eine Vielzahl von Riemenscheiben 625 gewickelt ist.
Zwei von diesem Riemenscheiben 625 sind vom Seil 626 getragen, während drei
davon fest mit dem Rahmen 610 verbunden sind; die Riemenscheiben,
die von dem Seil getragen sind, tragen eine Platte 650,
die auf ihrer unteren Seite die Stange 621 für die Auswahl
des Gewichts aufweist. Deswegen sind die zwei vom Seil 626 getragenen
Riemenscheiben 625 dazu geeignet, in die vertikale Richtung
zusammen mit der Stange 621 geschoben zu werden und sind
immer noch drehbar um ihrer Drehachse, um somit einen Doppelaufzug 632 zu
bestimmen. Das Seil 626 weist mehr als einen äußeren geraden
Teil auf; insbesondere weist das Seil zwei vertikale Teile und drei
horizontale Teile auf, wobei jedes dieser Teile einen entsprechenden
Griff 630 aufweisen kann. Absichtlich wurde nur ein Griff 630 in 7 sichtbar
gezeigt werden, während
die restlichen Griffe wurden mit gebrochenen Linien gezeigt, um
somit graphisch zu zeigen, dass die Möglichkeit besteht, den Seilteil
auszuwählen,
mit dem der Griff 630 verbunden sein kann.
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Bezüglich der
oberen Beschreibung muss es beachtet werden, dass die Maschine 600 auch
als eine Version der Maschine 400 betrachtet werden kann,
in der die zwei Gewichteinheiten 416 und 417 als
eine einzige Einheit kombiniert werden können, um somit die Gewichteinheit 615 darzustellen;
die zwei einzelnen Aufzüge 432 der
Maschine 400 sind in einem doppelten Aufzug 632 kombiniert,
während zwei
der festen Riemenscheiben 422 der unabhängigen Schleifen A in eine
Einzige kombiniert sind, um somit eine einzelne Schleife P zu definieren,
die vom Einzelseil 426 bestimmt ist.
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Bezüglich den 4 bis 7 muss
es beachtet werden, dass die Seile 326'', 426'', 526'' und 626 durch
die entsprechenden Griffe 330, 430, 530, und 630 durchgeführt und
mit diesen permanent verbunden werden können; alternativ dazu können die Griffe
mit den entsprechenden Seilen mittels jeweiliger Endbereiche fest
verbunden sein. In diesem Fall wird jeder Griff 330, 430, 530, 630 eine
Unterbrechung des entsprechenden Seils 326'', 426'', 526'' und 626 darstellen,
das entsprechende Endbereiche aufweisen wird, von denen jeder mit
einem Endbereich dieses Griffes fest verbunden sein wird. Deswegen,
im Fall der 4 bis 7, unterbricht
jeder Griff 330, 430, 530, 630 das
entsprechende Seil 326'', 426'', 526'' und 626 und
stellt, unter einem anderen Gesichtspunkt, einen integralen Teil
der entsprechenden Strecke P'' dar, die zusammen
zwei Endbereiche des entsprechenden Seils 326'', 426'', 526'' und 626 verbindet, wobei
diese Teile hintereinander angeordnet sind.