DE69018709T2

DE69018709T2 - Trainingslaufband.

Info

Publication number: DE69018709T2
Application number: DE69018709T
Authority: DE
Inventors: Donald James Alexander; George Kolomayets; Kenneth F Lantz; Thomas F Leon; Richard E Skowronski
Original assignee: Life Fitness LLC
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2010-06-13
Also published as: JPH0397473A; CA2018219C; EP0403924A3; EP0403924B1; CA2018219A1; AU641398B2; AU5687790A; DE69018709D1; EP0403924A2; US5382207B1; US5382207A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Trainingsausrüstungen im allgemeinen und im besonderen Trainingslaufbänder.

Hintergrund der Erfindung

Trainingslaufbänder sind weitverbreitet und werden für verschiedene Zwecke genutzt. Trainingslaufbänder werden beispielsweise zum Durchführen aerober Geh- oder Laufübungen verwendet, während der Benutzer in einer verhältnismäßig stationären Position verbleibt. Des weiteren werden Trainingslaufbänder für Diagnose- und therapeutische Zwecke verwendet. Bei all diesen Anwendungen führt die Person auf dem Trainingslaufband normalerweise eine Übungsabfolge bei einer verhältnismäßig stetigen und kontinuierlichen physischen Aktivität durch. Beispiele derartiger Laufbänder sind in den US-Patenten Nr. 4,635,928; 4,659,074; 4,664,371; 4,334,676; 4,635,927; 4,643,418; 4,749,181; 4,614,337 und 3,711,812 beschrieben.
Trainingslaufbänder weisen üblicherweise eine endlose, sich bewegende Oberfläche bzw. Trainingsfläche bzw. Lauffläche auf, welche sich beweglich zwischen zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Rollen an jedem Ende des Laufbandes und um die Rollen herum erstreckt. Die Trainingsoberfläche kann aus einem Band aus einem gummiähnlichen Werkstoff bestehen oder alternativ kann die Trainingsfläche aus einer Anzahl von Leisten bzw. Platten bestehen, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und an einem oder mehreren Riemen angebracht sind, welche sich um die Rollen herum erstrecken. In jedem der beiden Fälle ist das Band oder der Riemen verhältnismäßig dünn. Das Band wird normalerweise von einem Motor angetrieben, welcher die vordere Rolle in Drehbewegung versetzt. Die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors ist von dem Anwender bzw. Benutzer einstellbar, so daß das Übungsniveau angepaßt bzw. eingestellt werden kann, um ein Laufen oder Gehen wie gewünscht zu simulieren.
Das Band ist üblicherweise wenigstens entlang seiner oberen Länge bzw. seines oberen Stranges zwischen den Rollen von einer bekannten Anordnung abgestützt bzw. getragen, um das Gewicht des Anwenders zu tragen bzw. abzustützen. Beispielsweise können Rollen direkt unter dem Band vorgesehen sein, um das Gewicht des Anwenders abzustützen. Eine andere Möglichkeit ist das Vorsehen eines Trägergliedes oder einer Stützoberfläche unter dem Band, wie einer Holzplatte bzw. einer Holztafel, um die benötigte Unterstützung zu erzielen. Hierbei ist üblicherweise eine Platte bzw. ein Blech mit einem geringen Reibkoeffizienten oder einer Beschichtung bzw. einer Schicht auf der Oberfläche des Trägergliedes vorgesehen, um die Reibung zwischen der Oberfläche des Trägergliedes und dem Band zu verringern. Da das Band mit der Oberfläche des Trägergliedes in Eingriff steht bzw. an dieser entlangstreift, tritt Reibung zwischen dein Band und dein Trägerglied auf und das Band ist daher einer Abnutzung bzw. einem Verschleiß unterworfen. Außerdem sind die meisten Trägerglieder fest bzw. unnachgiebig, was zu hohen Trittbelastungen führt, wenn die Füße des Anwenders das Band und das Trägerglied berühren. Dies wird oft von den Anwendern als unkomfortabel empfunden und kann außerdem zu unnötigen Gelenkschäden im Vergleich zum Laufen bzw. Gehen auf einer weicheren Oberfläche führen.
Da übliche Laufbänder eine sehr steife, harte Trainingsoberfläche aufweisen und bei längeren bzw. ausgedehnten Laufübungen unkomfortabel werden können, haben einige Hersteller eine federnde Beschichtung auf der Trainingsoberfläche, wie Gummi oder Teppichboden, vorgesehen, um die Belastung des Fußes bzw. durch den Fuß zu reduzieren. Leider stellen diese Oberflächen meistens nicht den gewünschten Komfort zur Verfügung, da die Trainingsoberfläche dazu tendiert, ihre eigene Steifigkeit beizubehalten. Versuche zur Lösung dieses Problems durch Verwendung eines dickeren Bandes, um hierdurch eine bessere stoßabsorbierende Trainingsoberfläche vorzusehen, waren aus in dem US-Patent Nr. 4,614,337 beschriebenen Gründen nicht erfolgreich. Genauer gesagt muß die Dicke des Bandes begrenzt werden, um die Antriebsleistung auf vernüftige Bereiche zu begrenzen. In anderen Worten ausgedrückt wird umso mehr Leistung für den Antrieb der Rolle benötigt, je dicker das Band vorgesehen wird. Um die Größe bzw. Leistung des Motors in vernüftigen Bereichen zu halten, hat es sich als notwendig herausgestellt, die Dicke des Bandes verhältnismäßig dünn vorzusehen. Wie nachfolgend beschrieben, ist die Leistung eines Motors, der zum Antrieb einer Rolle benötigt wird, auch von der Größe der Rollen abhängig.
Zusätzlich zu dem dickeren Band sind einige Trainingslaufbänder mit federnden Gliedern versehen, wie in der FR-A-2,616,132 und der US-A-4,350,336 offenbart.
Allerdings ist in der französischen Patentanmeldung weder beschrieben, wieviele federnde Glieder verwendet werden, noch ist deren Anordnung bzw. Verteilung über die Trainingsoberfläche offenbart.
Die US-A-4,350,366 zeigt lediglich ein Paar, d.h. eine Anordnung, von federnden Gliedern und sieht nicht mehrere Anordnungen zum Vermeiden einer steifen und unkomfortablen, harten Trainingsoberfläche vor.
Die Rollen, die in bekannten Trainingslaufbändern verwendet werden, sind üblicherweise aus Stahl oderaluminium gefertigt und daher relativ teuer in der Herstellung und verhältnismäßig schwer. Daher sind,aufgrund der Kosten für Werkzeuge, Herstellung und der Werkstoffkosten, die Durchmesser der Rollen normalerweise nicht größer als 3 bis 4 inches (7,62 bis 10,16 cm).
Die Rollen, die in bekannten Trainingslaufbändern verwendet werden, sind üblicherweise "konvex" oder "gewölbt" bzw. "überhöht" bzw. "bombiert" ausgeführt und weisen ein im wesentlichen nach innen hin ansteigendes Profil bzw. einen Querschnitt mit einem Bereich der Rolle auf, welcher einen größeren Durchmesser oder Kopf in deren Mitte hat. Die konvexe Rolle weist einen abgerundeten Kopf in ihrem Mittenbereich auf und die überhöhte Rolle weist einen zylinderförmigen Mittenbereich zwischen konisch zulaufenden Enden auf. Der Zweck dieser zwei Typen von Rollen ist das Halten der "Spur" des Bandes, da festgestellt wurde, daß das Band weniger leicht von einer Seite zur anderen der Rolle rutscht, während diese in Drehbewegung versetzt ist, wenn die Rolle einen Kopf aufweist. Jedoch neigen Bänder auf konvexen oder überhöhten Rollen auch dazu, für ungenaue Einstellungen und seitliche Belastungen empfindlich zu sein, welche dann auftreten, wenn der Anwender nicht auf der Mitte des Bandes geht bzw. rennt.
Des weiteren beeinflußt der Durchmesser der Rolle genauso wie die Dicke des Bandes direkt die benötigte Leistung zum Antreiben der Rolle. Falls der Durchmesser der Rollen verhältnismäßig klein ist, so muß die Dicke des Bandes verhältnismäßig dünn vorgesehen sein. Wird der Durchmesser der Rolle vergrössert, so kann das Band um den selben Betrag dicker vorgesehen sein, wie Leistung zum Antreiben der Rollen zur Verfügung steht. Wie bereits oben beschrieben, kann das Band, je dicker es vorgesehen ist, um so besser Stöße absorbieren.
Eine weitere Quelle bzw. ein weiterer Grund der Abnutzung bzw. des Verschleißes von Bändern auf bekannten Trainingslaufbändern rührt von der Tatsache her, daß normalerweise die vordere Rolle von dem Antriebsmotor angetrieben wird und nicht die hintere Rolle. Bei einem derartigen Frontantrieb bzw. einem Antrieb der vorderen Rolle neigt das Band dazu, einen eingesenkten Bereich auf der oberen Fläche oder Trainingsfläche des Bandes zu bilden, was dazu führt, daß sich der Verschleiß bzw. die Abnutzung des Bandes erhöht. Da bekannte Laufbänder Rollen mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweisen, hat es sich nicht als praktikabel bzw. vorteilhaft herausgestellt, den Antriebsmotor so anzuordnen, daß die hintere Rolle von dem Motor angetrieben werden kann.
Ein weiterer Vorteil von Rollen mit einem größeren Durchmesser ist eine verlängerte bzw. erhöhte Lebensdauer des Bandes. Es wurde festgestellt, daß in das Band eingebrachte Belastungen aufgrund von Knickung bzw. Biegung mit größer werdendem Durchmesser der Rollen abnehmen.
Da die meisten Rollen derzeit die konvexe oder überhöhte Ausführung, wie oben beschrieben, als Bandführung verwenden, reagieren die Bänder nach wie vor auf eine ungenaue Einstellung und seitliche Belastungen. Daher ist ein System mit einem besseren seitlichen Halten der "Spur" oder Führung des Bandes während der Rotationsbewegung wünschenswert.
Bei vielen bekannten Trainingslaufbändern besteht die Möglichkeit, die Neigung des Laufbandes zu verändern. Normalerweise wird die gesamte Vorrichtung bzw. das gesamte Gerät geneigt und nicht nur die Trainingsfläche. Es gibt eine Anzahl von Trainingslaufbändern, welche manuelle oder über Motoren angetriebene Neigungssysteme aufweisen und die sich den Vorteil zunutze machen, daß die Trainingsanstrengung, oder aerobische Anstrengung, in einem weiten Bereich durch geringe Veränderungen der Neigung variiert werden kann. Beispielsweise verdoppelt eine 7 %-ige Neigung die aerobe oder kardiovaskulare Anstrengung im Vergleich zu einer Geh- oder Laufübung bei nicht-geneigtem Laufband.
Bekannte Neigungs- oder Hubeinrichtungen weisen üblicherweise einen mit Zähnen versehenen Pfosten bzw. Ständer als Bestandteil eines Zahnstangengetriebes oder einen mit einem Gewinde versehenen Pfosten bzw. Ständer auf, auf welchem eine mit dem Rahmen des Laufbandes verbundene Spindelmutter nach oben verdreht wird, um das Laufband anzuheben. Bei beiden Anordnungen muß sich der Pfosten bzw. Ständer in einer Höhe befinden, welche der Verstellhöhe bzw. dem Hub des Rahmens des Laufbandes entspricht, um Platz für die Bewegung des Ritzels bzw. Zahnrads oder der Spindelmutter vorzusehen. Die Länge des Pfostens bzw. Ständers stellt einen Kompromiß mit der Ästhetik bzw. optischen Gestaltung des Laufbandes dar, da sich der Pfosten bzw. Ständer über die Ebene der Trainingsfläche hinaus erstrecken muß, um die gewünschte Neigung der Trainingsfläche vorzusehen bzw. zu ermöglichen. Daher ist eine Hubeinrichtung mit einer großen Steigung, welche im wesentlichen innerhalb der Verkleidung bzw. Seitenverkleidung des Laufbandes angeordnet ist, wünschenswert.
Der Schritt bzw. Gang, mit welchem der Benutzer des Laufbandes seine Übungsabfolge durchführt, hat ebenfalls Auswirkungen auf den Körper des Anwenders, da sich die resultierende Kraft auf den Körper des Anwenders mit zunehmender Schrittgeschwindigkeit erhöht. Tritt der Anwender verhältnismäßig hart auf, insbesondere über einen bestimmten Zeitraum, so können physische Schäden an den Armen und Beinen des Anwenders auftreten. Je größer die resultierende Kraft ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit physischer Schäden. Falls die Schrittgeschwindigkeit bzw. die Gangart des Anwenders in einer Kraft (gemessen in Pfund) resultiert, welche ungefähr gleich groß oder größer ist als das Doppelte der Gewichtskraft des Körpers des Anwenders, so kann die Kraft als zu hoch betrachtet werden. Daher ist ein Sensor, welcher die Kraft oder Belastung des Laufbandes durch einen Anwender messen kann, wünschenswert.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Trainingslaufband mit einer stoßabsorbierenden Trainingsfläche durch Verwendung federnder Glieder vorzusehen, um ein Trägerglied abzustützen, welches unter einem Band bzw. Laufband angeordnet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, gegossene Rollen bzw. Bandrollen aus Kunststoff vorzusehen, welche einen großen Durchmesser aufweisen und einen Teil eines Antriebszahnrades bzw. -zahnriemenrades enthalten, welcher einstückig mit einer der Rollen gegossen ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Trainingslaufband vorzusehen, bei welchem das Band von der hinteren Rolle angetrieben ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine bessere Einrichtung zum Halten der seitlichen "Spur" oder Führung des Bandes in Querrichtung vorzusehen.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine Hubeinrichtung zum Neigen der Trainingsfläche des Laufbandes vorzusehen, welche hauptsächlich innerhalb einer Verkleidung bzw. Seitenverkleidung eines Laufbandes untergebracht ist.
Es ist insbesondere ein Trainingslaufband vorgesehen, bei welchem ein Band über einen Bereich seiner Länge zwischen einem Paar von Rollen und einem Trägerglied von federnden Gliedern zusammen mit einem federnden Band abgestützt ist. Die Dicke des Bandes beträgt vorzugsweise ungefähr 0,20 inches (0,51 cm). Des weiteren ist das Trägerglied an mehreren Punkten an federnden Gliedern befestigt, welche dem Trägerglied eine teilweise schwimmende Bewegung auf dem Rahmen des Trägergliedes erlauben, wenn auf diesem gelaufen bzw. aufgetreten wird, was sogar zu geringeren Trittbelastungen auf die Arme und Beine des Anwenders führt.
Die Ausführung der Rolle bzw. Riemenrolle kann, alternativ, zylindrisch gerade, konvex oder mit einem zylindrischen Mittelbereich und konischen Enden (überhöht bzw. bombiert) vorgesehen sein. Des weiteren weisen die Bandrollen einen verhältnismäßig großen Durchmesser, vorzugsweise ungefähr 9 inches (22,86 cm), auf. Die Rollen sind aus einem gegossenen Kunststoff hergestellt und ein Riemenantriebsbereich kann als Teil der Rolle gegossen werden. Mögliche Kunststoffe, aus welchen die Rollen gegossen werden können, umfassen glasfaserverstärktes Polypropylen, Polystyrol, Polycarbonat, Polyurethan und Polyester.
Die Verwendung von Rollen mit großen Durchmessern wird durch die Verwendung einer Kunststoffanordnung eher erleichtert als durch die Verwendung einer Anordnung aus Stahl. Der große Durchmesser der Rollen erlaubt die Verwendung von dickeren Bändern, welche so ausgeführt sein können, daß sie Stöße besser absorbieren als bekannte Bänder. Der Komfort für den Anwender wird hierdurch weiter verbessert.
Eine Riemenpositions-Sensoreinrichtung ist für das Halten der Spur des Bandes in seitlicher Richtung vorgesehen. Hierdurch wird vermieden, daß das Band seitlich bzw. in Querrichtung zu weit auf eine Seiteder Rolle rutscht, so daß es einen Rahmen oder andereßereiche der Anordnung berührt, wodurch der Verschleiß oder die Gefahr einer Beschädigung des Bandes verringert wird. Diese Anordnung ist auch weniger empfindlich bzw. anfällig auf ungenaue Einstellungen und seitliche Belastung.
Die Sensoreinrichtung beinhaltet einen Arm, welcher von einer Feder gegen eine Kante des unteren Stranges bzw. der unteren Bahn des Bandes vorgespannt bzw. gedrückt wird, vorzugsweise in der Nähe der vorderen Bandrolle. Wenn sich das Band auf der vorderen Rolle auf eine deren Seiten zubewegt, so bewegt sich der Arm in der selben Richtung wie die seitliche Bewegung bzw. Querbewegung des Bandes. In einer von zwei Ausführungsformen ist ein auf dem Hall-Effekt basierender Sensor mit dem Arm verbunden und mißt elektrisch die seitliche Bewegung des Bandes, wobei die elektrischen Signale an einen Mikroprozessor übertragen werden. Falls eine Korrektur der Position des Bandes notwendig ist, so aktiviert der Mikroprozessor eine Verschwenkeinrichtung der vorderen Rolle, um ein Ende der vorderen Rolle in Längsrichtung zu verschwenken, entweder in Richtung der Vorderseite oder in Richtung der Rückseite des Laufbandes. Da das Band dazu neigt, sich in die seitliche Richtung (Querrichtung), in welcherdie Bandspannung geringer ist, zu bewegen, wird die vordere Rolle in Richtung der Vorderseite des Laufbandes verschwenkt, um das Band nach links zu bewegen, und sie wird in Richtung der Rückseite des Laufbandes verschwenkt, um das Band nach rechts zu bewegen. Die Verschwenkeinrichtung der vorderen Rolle verwendet einen Verschwenkblock bzw. Verschwenkklotz zum Halten eines Endes der Achse der Rolle und einen Führungsblock für das andere Ende der vorderen Achse, welches sich selektiv entlang eines längs verlaufenden Weges von der Vorder- zur Rückseite des Laufbandes bewegt, um den Drehpunkt zu bilden.
Des weiteren ist eine Hubeinrichtung für das Trainingslaufband vorgesehen, welche eine mit einem Innengewinde versehene Spindelmutter aufweist, welche, wenn sie angetrieben wird, eine sich nicht drehende Schraube, welche in die Spindelmutter eingeschraubt ist, gegen den Boden drückt und hierbei die Einheit bzw. das Gerät neigt. Hierdurch ist eine Hubeinrichtung mit einem großen Hubverhältnis bzw. einer großen Hubhöhe realisierbar, welche in erster Linie bzw. hauptsächlich innerhalb einer Seitenverkleidung des Laufbandes untergebracht werden kann.
Des weiteren ist eine Belastungs-Sensoreinrichtung vorgesehen, um die jeweilige Kraft zu messen, welche auf dem Trägerglied von dem Benutzer des Laufbandes erzeugt wird. Die Belastungs-Sensoreinrichtung enthält einen Arm mit einem Paar von Magneten, wobei der Arm von einer Feder gegen die Unterseite des Trägergliedes gedrückt wird. Da sich das Trägerglied elastisch durchbiegt&sub1; wenn die Beine des Anwenders das Trägerglied belasten bzw. auf dieses einwirken, so wird der Arm des Belastungs-Sensors ebenfalls nach unten ausgelenkt. Ein auf dem Hall-Effekt basierender Sensor, welcher an dem Rahmen zwischen den Magneten angebracht ist, mißt elektrisch die Auslenkung des Trägergliedes nach unten und die elektrischen Signale werden an einen Mikroprozessor übertragen. Die Auslenkung des Trägergliedes nach unten ist eine Funktion der bzw. abhängig von der Belastungskraft durch den Fuß und steht im Zusammenhang mit der Komprimierbarkeit der federnden Unterstützungsglieder, welche das Trägerglied unterstützen. Der Mikroprozessor berechnet die Belastungskraft durch Vergleich der gemessenen Auslenkung mit empirischen Werten. Des weiteren wird ein relativer bzw. jeweiliger Kraftwert berechnet, basierend auf einem eingegebenen Wert für das Körpergewicht des Anwenders.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trainingslaufbandes in zusammengebautem Zustand;
Fig. 2A und 2B zeigen im Schnitt dargestellte Seitenansichten jeweils entlang den Linien 2A-2A und 2B-2B der Fig. 1, 3a und 3c und stellen den inneren Aufbau des Trainingslaufbandes dar;
Fig. 3A, 3B und 3C zeigen im Schnitt dargestellte Draufsichten der Fig. 1 von der Vorder- zur Rückseite und zeigen die Anordnung der Hubeinrichtung im Inneren des Laufbandes und die Abstände der Anordnungen aus federnden Pfosten bzw. Stützen;
Fig. 4 zeigt eine im Schnitt dargestellte Vorderansicht des Trainingslaufbandes der Fig. 1, welche die Hubeinrichtung im Inneren darstellt;
Fig. 5 zeigt eine in Längsrichtung geschnittene Teilansicht einer überhöhten hinteren Bandrolle in zusammengebautem Zustand;
Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Explosionsdarstellung die hintere Bandrolle der Fig. 5;
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Belastungs- Sensor;
Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht des Belastungs- Sensors der Fig. 7;
Fig. 9 zeigt ein Schaubild, bei welchem die dynamische Kraft über der Auslenkung des Trägergliedes nach unten abgetragen ist;
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnung bzw. Position der Band-Sensoreinrichtung und der Verschwenkeinrichtung der vorderen Rolle;
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht der Band-Sensoreinrichtung;
Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf die Verschwenkbewegung des Sensorarmes der Band-Sensoreinrichtung der Fig. 11;
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispieles der Band-Sensoreinrichtung;
Fig. 14 zeigt in einer perspektivischen Explosionsansicht die Anordnung eines der federnden Glieder, welche in den Fig. 2A und 2B dargestellt sind;
Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht der Führungsrolle, wobei die Geschwindigkeits-Sensormagnete dargestellt sind;
Fig. 16 zeigt ein Blockdiagramm, welches die integrierte Steuerung bzw. Regelung schematisch darstellt; und
Fig. 17 zeigt ein Diagramm, welches die Anzeige für die Belastungskraft darstellt.

Detaillierte Deschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trainingslaufbandes 10 in zusammengebautem Zustand. Das Laufband 10 weist untere Rahmenbereiche 12 und 12' auf, welche die inneren mechanischen Komponenten bzw. Bestandteile des Laufbandes 10 umgeben bzw. umschliessen, wie nachfolgend beschrieben werden soll. Aus dem Rahmen 12 und 12' stehen ein Paar Geländerpfosten 14 und 14' nach oben hervor. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Geländerpfosten 14 und 14' leicht gegen die Senkrechte bezüglich des unteren Rahmens 12 und 12' geneigt, in erster Linie aus ästhetischen Gründen bzw. der optischen Gestaltung wegen. An den Oberseiten der Geländerpfosten 14 und 14' ist jeweils ein Paar Seitengeländer 16 und 16' angebracht. Die Seitengeländer 16 und 16' bilden für den Benutzer des Laufbandes eine Halte- bzw. Unterstützungseinrichtung, entweder für die gesamte Zeitdauer der Übung bzw. des Trainings oder für einen Anfangszeitraum, solange bis sich der Benutzer an die Geschwindigkeit des Laufbandes angepaßt hat. Zwischen den Seitengeländern 16 und 16' erstreckend und an diesen angebracht ist eine Schalttafel 18 bzw. eine Kontrollplatte bzw. ein Kontrollfeld auf einem Querträger 19 vorgesehen. Die Kontrollplatte 18 bzw. das Kontrollfeld beinhalten elektronische Schalter bzw. Regler und Informationsanzeigen, welche üblicherweise an Trainingslaufbändern zum Einstellen der Geschwindigkeit des Laufbandes 10, zum Bedienen der Hubeinrichtung, zum Neigen des gesamten Trainingslaufbandes 10 zusammen mit anderen Einrichtungen, die nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 16 beschrieben werden sollen, vorgesehen sind.
Im normalen Betrieb tritt der Anwender bzw. Benutzer auf ein Band 20, welches sich selbst zwischen den Rahmenteilen bzw. Rahmenbereichen 16 und 16' positioniert. Wenn sich das Band 20 zu bewegen beginnt, beginnt der Benutzer mit einer Gehbewegung in Richtung auf die Vorderseite des Laufbandes 10. Alternativ kann das Laufband 10 so eingestellt werden, daß es sich automatisch mit einer Geschwindigkeit zu bewegen beginnt, welche einem Wert, der in die Schalttafel 18 eingegeben wurde, entspricht. Die Schritt- bzw. Trittgeschwindigkeit der Gehbewegung kann zu einem flotten bzw. schnellen Gehen oder Rennen gesteigert werden, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Bandes 20. Die Geschwindigkeit des Bandes 20 kann durch die Einstellung der Schalter bzw. Regler an der Schalttafel 18 eingestellt bzw. überwacht werden, zusammen mit der Einstellung der Neigung des Laufbandes 10, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 16 genauer beschrieben werden soll.
Eine Antriebsanordnung für das Band 20 ist allgemein in den Figuren dargestellt und insbesondere in den Fig. 2A, 2B, 3A, 3B und 3C. Eine vordere Bandrolle 22 ist drehbar auf einer ersten Achse 24 angebracht. Eine zweite hintere Bandrolle 28 ist drehbar auf einer zweiten Achse 30 gelagert, welche wiederum an den Rahmenbereichen 26 und 26' jeweils innerhalb der Rahmenbereiche 12 und 12' mittels Verschlußgliedern 31 und 31' befestigt ist. Schrittoberflächen 27 und 27' verlaufen in Längsrichtung von der Vorderseite zur Rückseite des Laufbandes lo. Zusammen mit Verkleidungen 12 und 12' bilden die Schrittoberflächen 27 und 27' eine Oberfläche, auf welche ein Benutzer des Laufbandes vor, während oder nachdem sich das Band 20 zu bewegen begonnen hat auftreten kann. Die Schrittoberflächen 27 und 27' sind jeweils von einem der Rahmen 26 oder 26' durch eine Vielzahl von Unterstützungsgliedern 29 getragen. Die hintere Bandrolle 28 ist im wesentlichen parallel zu der vorderen Rolle 22 angeordnet. Das Band 20 ist um die Rollen 22 und 28 herumgeführt, um sich um diese herum zu bewegen und um einen oberen Strang bzw. eine obere Bahn oder Länge und einen unteren Strang bzw. eine untere Bahn oder Länge des Bandes zu bilden.
Die vordere Rolle 22 und die hintere Bandrolle 28 können auf beliebige Art ausgebildet sein, beispielsweise als gerade zylinderförmige Konstruktion, als konvexe Konstruktion oder als Konstruktion mit einem zylinderförmigen Mittenbereich und konischen Endbereichen (überhöhte Rollen). Konvexe Rollen sind besonders geeignet, da die Bänder die Eigenschaft haben, sich in Richtung der Mitte einer konvexen Rollen zu bewegen, also in Richtung auf den "Kopf" bzw. "Scheitel" bzw. "Gipfel" der Rolle. Da konvexe Rollen jedoch verhältnismäßig hohe Herstellungskosten aufweisen, werden stattdessen oftmals überhöhte Rollen verwendet, wobei die Übergänge von den konischen Bereichen zu dem zylindrischen Bereich abgerundet sind, um eine konvexe Form anzunähern.
Jedoch ist durch die Verwendung der Einrichtung zum positiven Spuren und Positionieren des Bandes in Querrichtung nicht unbedingt die Verwendung eines speziellen Rollentyps notwendig. Beispielsweise können, obwohl gerade zylindrische Rollen die schlechtesten Bandführungseigenschaften der drei oben genannten Typen von Rollen aufweisen, da hierbei kein mittlerer "Kopf-" bzw. "Scheitel-" bzw. "Gipfelbereich" für die Vorwärtsbewegung des Bandes vorgesehen ist, gerade zylinderförmige Rollen ebenfalls in Kombination mit der Einrichtung zum positiven Spuren des Bandes in Querrichtung verwendet werden, welche sämtliche notwendigen Korrekturen in Querrichtung des Bandes durchführt.
Die Verwendung der Anordnung zum positiven Spuren des Bandes in Querrichtung hält hierbei das Band 20 davon ab, sich zu weit auf eine Seite einer der Rollen 22 oder 28 zu bewegen, so daß das Band entweder den Rahmenbereich 26 oder 26' berührt. Des weiteren werden, wie bereits oben beschrieben, eingebrachte Spannungen und die Empfindlichkeit aufgrund ungenauer Einstellungen durch die Verwendung dieser Anordnung verringert.
Vorzugsweise weisen die Rollen 22 und 28 den selben verhältnismäßig großen Durchmesser auf, und vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 7 bis 10 inches (17,78 bis 25,4 cm) und insbesondere einen Durchmesser von 9 inches (22,86 cm). Die Rollen 22 und 28 sind auch vorzugsweise eine gegossene Kunststoffkonstruktion. Geeignete Werkstoffe, aus denen die Rollen 22 und 28 gegossen werden können, beinhalten glasfaserverstärktes Polypropylen, Polystyrol, Polycarbonat, Polyurethan und Polyester. Eine kostengünstige Fertigung der Rollen 22 und 28 mit einem derart großen Durchmesser wird durch die Verwendung dieser Kunststoffe erleichtert. Der relativ große Durchmesser der Rollen 22 und 28 hat den bemerkenswerten Vorteil, daß er die Verwendung eines dickeren Bandes 20 erlaubt, welches so ausgeführt sein kann, daß es stärker stoßabsorbierend ist als die meisten derzeit verwendeten Bänder. Die Dicke des Bandes 20 liegt vorzugsweise im Bereich von 0,20 inch (0,51 cm) oder mehr.
Ein zweiteiliges Ausführungsbeispiel der hinteren Rolle 28 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Genauer gesagt weist die hintere Rolle 28 einen Körper 36 und einen zweiten Bereich oder Kappe 38 auf. In Abhängigkeit von der gewünschten Ausführung der Rolle ist der Körper 36 vorzugsweise entweder gerade zylindrisch, konvex oder weist einen zylindrischen Mittenbereich mit konischen Endbereichen auf. Wie dargestellt, weist der Körper 36 einen zylindrischen Mittenbereich 32 mit konischen Endbereichen 34 und 34' auf, wobei diese Anordnung allgemein als überhöhte Rolle bekannt ist. Eine Anzahl von in Winkeln versetzt zueinander angeordneten Unterstützungselementen, die mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet sind, sind zusammen mit der Kappe 38 einstückig gegossen, um eine feste Anordnung bzw. einen festen Aufbau vorzusehen. Ein Bereich 44 der gegossenen Kappe 38 erstreckt sich in das Ende 40 des überhöhten Körpers 36. Die gegossene Kappe 38 ist an dem überhöhten Körper 36 mittels einer beliebigen Befestigungseinrichtung angebracht, welche auch die Preßpassung, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, beinhaltet. Zusätzlich zu der Preßpassung werden eine oder mehrere Kappenschrauben 40 verwendet, um den überhöhten Körper 36 an der Kappe 38 zu befestigen. Die gegossene Kappe 38 und das andere, integrierte Ende 46 des überhöhten Körpers 36 enthalten jeweils eine Lagerung 48 und 48', welche zur Befestigung einer zweiten Achse 30 dient.
Tritt ein Benutzer während des normalen Betriebes des Laufbandes 10 auf das Band 20, so wird sich das Band 20 unter dem Gewicht des Benutzers durchbiegen oder krümmen. Das Band 20 ist auf einem Teil seiner Länge zwischen den Rollen 22 und 28 von einem Trägerglied 50 unterstützt, wie in den Fig. 2A und 2B dargestellt. Das Trägerglied 50 kann aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein, vorzugsweise aus Ahorn-Hartholz oder einem geeigneten Verbundwerkstoff, und stellt eine Unterstützungsfläche dar, welche so angeordnet ist, daß sich das Band 20 nur so weit nach unten durchbiegt oder gekrümmt wird, bis es die Oberseite 51 des Trägergliedes 50 berührt. Die Dicke des Trägergliedes 50 bestimmt auch teilweise die Durchbiegung des Trägergliedes 50 nach unten. Beispielsweise führt eine Dicke des Trägergliedes von 5/8 inches (1,59 cm) zu einer stärkeren Durchbiegung als eine Dicke des Trägergliedes von 3/4 inches (1,91 cm). Allgemein nimmt die Durchbiegung des Trägergliedes 50 mit abnehmender Dicke des Trägergliedes zu. Die Dicke des Trägergliedes 50 ist deshalb so ausgewählt, daß eine gewünschte Durchbiegung möglich ist.
Um die Reibung zwischen der Unterseite des oberen Stranges bzw. der oberen Bahn des Bandes 20 und der Oberseite 51 des Trägergliedes 50 zu reduzieren, kann ein Laminat oder eine andere Beschichtung mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten entweder auf der Oberseite 51 des Trägergliedes 50 oder der Unterseite des Bandes 20 oder beiden vorgesehen sein. Vorzugsweise ist eine Beschichtung aus einem geeigneten Wachs oder Silikon auf die Unterseite des Bandes 20 aufgebracht.
Die Fig. 2A, 2B, 3A, 3B, 3C und 4 zeigen die bevorzugte Ausführungsform zum Unterstützen des Trägergliedes 50. Genauer gesagt ist das Trägerglied 50 an einer Leichtbau-Stahl-Trägergliedunterstützungsanordnung befestigt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 52 gekennzeichnet ist. Die Trägergl iedunterstützungsanordnung 52 beinhaltet ein Paar von in Querrichtung auf Abstand zueinander angeordneten längs verlaufenden Unterstützungsgliedern 54 und 56, welche wiederum jeweils an einer Anordnung von parallel verlaufenden Querträgern 58, 60, 62 und 64 befestigt sind. Die Querträger 58, 60, 62 und 64 erstrecken sich in Querrichtung von einer Seite des Laufbandes 10 zu der anderen Seite. Das längs verlaufende Glied 54 ist an jedem einzelnen der Querträger 58, 60, 62 und 64 jeweils mit Bolzen bzw. Stiften bzw. Schrauben oder Nieten 66, 68, 70 und 72 befestigt; das längs verlaufende Glied 56 ist an jedem der Querträger 58, 60, 62 und 64 jeweils mit Bolzen bzw. Stiften bzw. Schrauben oder Nieten 74, 76, 78 und 80 befestigt. Der Querträger 60 wiederum ist an den Rahmenbereichen 26 und 26' jeweils mit Verschlußgliedern 86 und 88 befestigt und der Querträger 62 ist an den Rahmenbereichen 26 und 26' jeweils mit Verschlußgliedern 90 und 92 befestigt. Des weiteren können die Querträger 58, 60, 62 und 64 so ausgeführt sein, daß sie, entweder durch Auswahl eines geeigneten Werkstoffes oder einer geeigneten Dicke, eine zusätzliche Durchbiegung bzw. Flexibilität des Trägergliedes 50 ermöglichen.
Das Trägerglied 50 wird auch von einer Reihe von federnden Gliedern 100 unterstützt, welche auf den Querträgern 60 und 62 sowie an jedem Ende einer Anordnung von federnden Gliedern 102, welche auf den Querträgern 58 und 64 vorgesehen sind, angebracht sind. Durch die Verwendung der federnden Glieder 100 und 102 wird ermöglicht, daß sich das Trägerglied 50 nach unten durchbiegt, wenn auf das Trägerglied 50 getreten wird, was zu geringeren Trittbelastungen für die Füße des Benutzers führt. Wie in der Fig. 38 dargestellt, sind zwei der federnden Glieder 100 jeweils auf jedem der Querträger 60 und 62 angeordnet.
Wie außerdem in den Fig. 3A und 3C dargestellt ist, ist jedes Ende des Trägergliedes 50 an zwei der federnden Glieder 102 befestigt. Die federnden Glieder 102 sehen eine Durchbiegung nach unten bei einer Belastung des Trägergliedes 50 durch die Füße eines Benutzers des Laufbandes vor. Die federnden Glieder 102 werden zusammengedrückt, wenn das Trägerglied 50 belastet wird, wobei potentielle Energie in einer Richtung wirkt, welche der Kompressionsrichtung, bei welcher Energie in dem zusammengedrückten, federnden Glied 102 gespeichert wird, entgegengesetzt ist. Obwohl eine Durchbiegung der Enden des Trägergliedes 50 nach unten gewünscht ist, ist eine zu starke Durchbiegung nicht wünschenswert, da, wenn der Benutzer auf dem Laufband 10 läuft, die Belastung wechselnd auf das Trägerglied 50 aufgebracht und von diesem wieder weggenommen wird. Wird die Belastung von dem Trägerglied 50 weggenommen, so drückt die in den federnden Gliedern 102 gespeicherte potentielle Energie das Trägerglied nach oben.
Um die Durchbiegung nach unten teilweise steuern zu können, sind federnde Glieder 103 unterhalb der federnden Glieder 102 und auf diese ausgerichtet vorgesehen. Die federnden Glieder 103 neigen dazu, das Trägerglied 50 nach oben zu drücken und somit die Durchbiegung des Trägergliedes 50 nach unten zu begrenzen; wodurch eine weichere bzw. ruhigere Oberfläche für den Benutzer des Laufbandes erzeugt wird. Des weiteren können die federnden Glieder 103 in einer teilweise zusammengedrückten Position vorgesehen sein, welche mit dazu beiträgt, das Trägerglied 50 nach oben zu drücken. Die federnden Glieder 103 sind vorzugsweise genauso aufgebaut wie die federnden Glieder 102.
Die federnden Glieder 100 und 102 können auf eine Vielzahl von Arten an den Querträgern 58, 60, 62 und 64 befestigt sein. Die Glieder 100 sind vorzugsweise an dem Trägerglied 50 mittels mit flachen Köpfen versehenen Senkkopfschrauben 105 angebracht, welche sich in vertikaler Richtung durch die Oberseite 51 des Trägergliedes 50 hindurch und durch die Bohrung 95 auf dem oberen Bereich der Glieder 100 erstrecken, wie in den Fig. 2A, 2B und 14 dargestellt ist. Die Glieder 100 sind mittels einer Mutter 97 auf einer Schraube 99 an dem Trägerglied 50 befestigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der untere Bereich jedes einzelnen Gliedes 100 nicht mit den Querträgern 60 und 62 verbunden, wodurch eine schwimmende Bewegung des Trägergliedes 50 relativ zu den Querträgern 60 und 62 möglich ist. Die federnden Glieder 102 und 103, die mit den Querträgern 58 und 64 verbunden sind, können aus dem selben Werkstoff hergestellt sein wie die federnden Glieder 100 und können eine von den Gliedern 100 abweichende Ausführungsform aufweisen, vorzugsweise eine im allgemeinen zylindrische oder stangenförmige Ausbildung, mit einer Aufnahmebohrung für ein Verschlußglied (nicht dargestellt), welche im wesentlichen zu deren Mittellinien ausgerichtet und zur Aufnahme eines Verschlußgliedes 101 geeignet ist. Alternativ können anstatt der Glieder 100, 102 und 103 Federn, wie Blatt- oder Schraubenfedern, oder Zugstäbe verwendet werden, um die Unterstützungsfunktion für das Trägerglied 50 zu erfüllen.
Obwohl vier federnde Glieder 100 in der Fig. 3B dargestellt sind, können auch mehr oder weniger der Glieder 100 vorgesehen sein. Allgemein gilt, daß das federnde Durchbiegen des Trägergliedes 50 durch das Vorsehen von mehr federnden Gliedern 100 zum Abstützen des Trägergliedes 50 reduziert werden kann. Sind beispielsweise drei Anordnungen von jeweils zwei federnden Gliedern 100 anstatt zwei Anordnungen mit jeweils zwei federnden Gliedern 100 vorgesehen, oder wird ein weiterer Querträger mit zwei zusätzlichen federnden Gliedern vorgesehen, so wird das Trägerglied 50 eine etwas geringere Durchbiegung während des normalen Betriebes des Laufbandes 10 aufweisen.
Die federnden Glieder 100, 102 und 103 können aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein, auch aus Polystyrol, Polycarbonat, Polyurethan, Polyester oder Mischungen hieraus, und sie sind vorzugsweise aus Polyphenylenoxyd hergestellt. TECSPAK (eingetragenes Warenzeichen) Dämpfer bzw. Puffer, die von EFDYN, einer "Division of Autoquip Corporation of Guthrie, Oklahoma", hergestellt sind und aus einem von EFDYN patentierten Werkstoff bestehen, welcher Polyurethan und Dupont HYTREL (eingetragenes Warenzeichen) (Polyesterelastomere) enthält, haben sich als besonders geeignet als federnde Glieder 100 erwiesen, obwohl jeder andere geeignete Werkstoff verwendet werden kann. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die federnden Glieder 100 eine freie, unkomprimierte Höhe im Bereich von 1,50 bis 3 inches (3,81 bis 7,62 cm) und die Härte des Werkstoffes liegt vorzugsweise im Bereich von 30 Shore A bis 8 Shore A; die federnden Glieder haben außerdem in zusammengedrücktem Zustand eine Höhe im Bereich von 0,5 bis 2 inches (1,27 bis 5,08 cm). Wie in den Fig. 3B und 14 dargestellt, weisen die Glieder 100 eine üblicherweise elliptische Form auf, vorzugsweise mit einem Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,5 bis 1,0 inches (1,27 bis 2,54 cm).
Das Trägerglied 50 ist ebenso vorzugsweise so ausgeführt, daß es in Längsrichtung verlaufend konvex oder überhöht (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Genauer gesagt sind das vordere und das hintere Ende des Trägergliedes 50 so angeordnet, daß sie unterhalb dem mittleren Bereich vorgesehen sind. Das Trägerglied 50 wird entweder zuerst an der Vorderseite oder der Rückseite des Laufbandes fest angebracht. Das Trägerglied 50 wird dann gebogen bzw. gekrümmt und an dem anderen Ende des Laufbandes befestigt, um somit eine Überhöhung bzw. einen Kopf im Mittenbereich des Trägergliedes 50 zu erhalten. Das Trägerglied 50 weist eine Länge auf, welche etwas größer ist als die Entfernung zwischen den jeweiligen vorderen und hinteren Befestigungspunkten des Trägergliedes 50 an den Querträgern 58 und 64, so daß es wie beschrieben montiert werden kann. Das Trägerglied 50 ist mit einer Überhöhung versehen, um eine zusätzliche Maßnahme für eine Auslenkung des Trägergliedes 50 nach oben vorzusehen, wenn eine Belastung auf das Trägerglied 50 einwirkt, da die aus den Füßen des Benutzers des Laufbandes resultierende Belastung üblicherweise auf dem mittleren Bereich bzw. Mittenbereich des Trägergliedes 50 auftritt. Des weiteren erhöht die Überhöhung des Trägergliedes 50 dessen Lebensdauer, da die Gesamtauslenkung des Trägergliedes von der Mittellinie reduziert wird.
Wie den Fig. 2B, 3B und 3C entnommen werden kann, wird die hintere Bandrolle 28 während des normalen Betriebes des Laufbandes 10 von einem Motor 104 angetrieben. Der Motor 104 ist an der Platte 105 mittels bekannter Einrichtungen angebracht bzw. befestigt, wobei die Platte 105 an dem Querträger 62 befestigt ist. Die hintere Bandrolle 28 wird von dem Motor 104 über einen Zahnriemen 106 angetrieben, welcher in ein hierzu komplementäres Zahnriemenrad 108 eingreift, welches an das äußere Ende der Kappe 38 angegossen ist. Der Motor 104 ist vorzugsweise als verstellbarer Wechselstrom- Induktionsmotor mit einer elektrischen Geschwindigkeitsüberwachung ausgeführt. Der Motor 104 weist ein Zahnriemenrad 109 auf, welches auf der Motorwelle 110 befestigt ist. Ein drehzahlreduzierendes Vorgelege oder Getriebe, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 111 gekennzeichnet ist, wird dazu verwendet, um die Rolle 28 mit dem Motor 104 zu verbinden. Durch die Verwendung des drehzahlreduzierenden Vorgeleges 111 ist es möglich, einen kleineren und kostengünstigeren Motor 104 zu verwenden. Der Motor 104 ist über einen Antriebsriemen 113 mit einer übersetzungsrolle 112 verbunden. Ein Zahnriemenrad 114 ist auf derselben Wellen- und Lagerungsanordnung 115 wie auch das Getriebe 112 angebracht und greift in den Zahnriemen 106 ein.
Obwohl die Antriebsanordnung für die Rolle mit dem Motor 104 und dem drehzahlreduzierenden Vorgelege 111 so dargestellt ist, daß sie in die hintere Rolle 28 eingreift, kann eine ähnliche Anordnung auch zum Antrieb der vorderen Bandrolle 22 verwendet werden. Wie nachfolgend beschrieben, wird die Geschwindigkeit, mit welcher sich die hintere Rolle 28 dreht, von einem Mikroprozessor 300 über den Motor 104 überwacht, und zwar durch Verändern der Werte für Spannung und Frequenz an die elektrische Überwachungseinrichtung des Motors 104. Die Geschwindigkeit ist über Betätigungsorgane bzw. Regler von der Schalttafel 18 aus einstellbar bzw. anpaßbar. Mit dieser Anordnung ist es somit möglich, die Geschwindigkeit des Bandes 20 verschiedene Male während einer Übungsabfolge zu verändern, um hierdurch vorherbestimmte Übungs- bzw. Trainingsprogramme durchzuführen.
Eine Spannrolle 116 ist ebenfalls zwischen dem Vorgelege 111 und der hinteren Rolle 28 entlang der Oberseite des Antriebsriemens 106 angeordnet. Die Spannrolle 116 ist auf einer Anordnung 117 aus einer Achse und einem Arm gelagert, welche an dem Querträger 64 befestigt ist. Mittels der Spannrolle 116 wird ein Durchhang des Antriebsriemens 106 ausgeglichen bzw. verhindert und die Traktion zwischen dem Antriebsriemen 106 und der hinteren Rolle 28 verbessert, da ein größerer Bereich des Umfangs der hinteren Rolle 28 von dem Antriebsriemen 106 umschlungen wird.
Außerdem ist ein Geschwindigkeitssensor 118 vorgesehen, welcher in den Fig. 2B und 3C dargestellt und mit der Welle 115 des Vorgeleges 107 wirkverbunden ist. Eine Mutter 119 ist auf ähnliche Weise an ihrer Umfangsseite mit Nuten versehen und so angeordnet, daß sie zusammen mit der Welle 115 in Drehbewegung versetzbar ist. Der Umfang der Mutter 119 ist so ausgerichtet, daß er durch den Bereich optischer Leser 120 bewegbar ist, welche die Anzahl der Nuten 121 messen bzw. zählen, die durch deren Bereich bzw. Erfassungsbereich laufen. Für jeden Vorbeigang einer Nut 121 wird ein Impuls aufgenommen und ein Signal an den Mikroprozessor 300 gesendet. Die Geschwindigkeit des Bandes 20 wird daher von dem Mikroprozessor aufgrund der Messung bzw. Zählung der Anzahl der Impulse in jeder vorgegebenen Zeitdauer errechnet.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel für einen Geschwindigkeitssensor 118', der teilweise in Fig. 15 dargestellt ist, ist auf der Spannrolle 116 dargestellt, um indirekt die Geschwindigkeit des Laufbandes (und somit auch die Geschwindigkeit des Benutzers des Laufbandes) zu messen. Ein Ende der Spannrolle 116 weist zwei Magnete 122 und 122' auf, welche hierauf befestigt sind. Die Magnete 122 und 122' sind entlang einer Linie ausgerichtet, welche durch den Mittelpunkt der Achse hindurch verläuft, auf welcher die Spannrolle 116 rotiert, wobei die Magnete 122 und 122' jeweils in gleicher Entfernung von dem Mittelpunkt entfernt angeordnet sind. Die Magnete 122 und 122' sind so angebracht, daß während eines Augenblickes der Drehbewegung der Spannrolle 116 jeder einzelne der Magnete 122 und 122' auf einen auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor (nicht dargestellt) ausgerichtet wird. Zu jedem Zeitpunkt, zu welchem einer der Magnete 122 oder 122' auf den auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor ausgerichtet ist, wird ein Impuls registriert, welcher auf der Veränderung des magnetischen Flusses zu dem auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor resultiert und ein Signal wird an den Mikroprozessor 300 gesendet. Die Geschwindigkeit des Bandes 20 wird hierbei von dem Mikroprozessor aufgrund der Messung der Anzahl an Impulsen pro Minute berechnet. Die Verwendung von zwei Magneten 122 und 122', die sich bezüglich der Spannrolle 116 gegenüberliegen, erlaubt eine genauere Messung der Geschwindigkeit als dies der Fall wäre, falls nur ein Magnet verwendet werden würde. Des weiteren erlaubt die Verwendung von zwei Magneten 122 und 122' eine genauere Berechnung der Beschleunigung, falls dies gewünscht wird.
Obwohl die Antriebsanordnung für die Rolle mit dem Motor 104 und dem mechanischen Vorgelege 111 so dargestellt ist, daß sie in die hintere Rolle 28 eingreift, kann eine ähnliche Anordnung alternativ zum Antrieb der vorderen Rolle 22 verwendet werden. Jedoch ergeben sich aus der Verwendung des Motors 104 zum Antrieb der hinteren Rolle 28 und der Befestigung des Motors zwischen der vorderen Rolle 22 und der hinteren Rolle 28 innerhalb von Verkleidungsbereichen 12 und 12' des Laufbandes einige neuartige Vorteile. Bekannte Ausführungen von Laufbändern weisen nicht die Anordnung des Antriebsmotors zwischen der vorderen und hinteren Rolle auf, da die Abmaße des Antriebsmotors zu groß waren, um diesen zwischen den bezüglich des Motors kleineren Rollen anordnen zu können. Bei bisher bekannten Anordnungen waren die Antriebsmotoren in einer zusätzlichen Verkleidung von im allgemeinen größerer Höhe als der Rest der Laufbandverkleidung eingehaust, um Platz für den Motor vorzusehen. Die dargestellte Anordnung des Motors 104 macht die zusätzliche Verkleidung größerer Höhe überflüssig.
Des weiteren wird ein Durchhang des Bandes 20 von einer Antriebsanordnung für die hintere Rolle, verglichen mit einem Antrieb der vorderen Rolle, ausgeschlossen. Genauer gesagt führt ein Antrieb der vorderen Rolle dazu, daß sich ein Durchhangsbereich auf dem oberen Strang bzw. der Lauffläche des Bandes bildet, da die vordere Rolle die Unterseite bzw. den unteren Strang des Bandes in Richtung auf die Vorderseite des Laufbandes zieht. Der Durchhangsbereich führt dazu, daß sich der Verschleiß des Bandes erhöht. Bei dem Antrieb der hinteren Rolle ergibt sich der selbe Effekt bezüglich der Rolle, allerdings befindet sich der Durchhangsbereich auf der Unterseite bzw. an dem unteren Strang des Bandes und die Lauffläche bzw. der obere Strang des Bandes ist verhältnismäßig stark gespannt bzw. straff. Der Benutzer des Laufbandes tritt daher nicht auf einen verhältnismäßig stark durchhängenden Bereich des Bandes 20 auf, wodurch die Lebensdauer erhöht und ein weicherer bzw. ruhigerer Betrieb des Laufbandes 10 verbessert bzw. erhöht wird.
Zurückkommend auf die Beschreibung der Unterstützungseinrichtung für das Trägerglied 50, wie in den Fig. 2A bis 2B dargestellt, ist der hintere Bereich des Trägergliedes 50 an dem Querträger 64 mit einem Winkeleisen 123 angebracht. Das Winkeleisen 123 ist an dem Querträger 64 befestigt und auch zwischen federnden Gliedern 102 und 103 mittels Verschlußgliedern 101 angebracht. Ein zweites Winkeleisen 124 erstreckt sich zwischen federnden Gliedern 102, welche die hinteren Bereiche des Trägergliedes 50 unterstützen, wobei das zweite Winkeleisen 124 zwischen der Oberseite der federnden Glieder 102 und dem Trägerglied 50 angebracht ist.
An dem vorderen Ende des Trägergliedes 50 ist ein drittes Winkeleisen 132 vorgesehen, welches zwischen den federnden Gliedern 102 und 103 angeordnet und an dem Querträger 58 befestigt ist. Ein viertes Winkeleisen 130 erstreckt sich zwischen federnden Gliedern 102 und ist ebenfalls mittels Verschlußgliedern 101 an federnden Gliedern 102 und 103 angebracht. Das vierte Winkeleisen 130 ist zwischen der Oberseite der federnden Glieder 102 und dem Trägerglied 50 vorgesehen. Das vierte Winkeleisen 130 wiederum ist ebenfalls an dem Querträger 58 mittels Verbindungsanordnungen angebracht, welche allgemein mit den Bezugszeichen 134 und 136 gekennzeichnet sind. Des weiteren sind Glieder 54 und 56 an dem vierten Winkeleisen 130 mittels Schrauben bzw. Bolzen oder Nieten 128 befestigt, wie in Fig. 3A dargestellt.
Die Verbindungsanordnungen 134 und 136 enthalten jeweils Blöcke 138 und 140, welche mittels geeigneter Einrichtungen an dem vierten Winkeleisen 130 befestigt sind. Die Blöcke 138 und 140 sind jeweils zusammenwirkend an stationären bzw. festen Blöcken 142 und 144 mittels eines Paares von Verbindern 146 und 148 angebracht. Die stationären bzw. festen Blöcke 142 und 144 sind auf dem Querträger 56 befestigt. Wird das Trägerglied 50 belastet, so wird sich der vordere Bereich des Trägergliedes 50 unter der Belastung durchbiegen. Die Verbinder 146 und 148 erlauben es, daß sich das Trägerglied 50 nach unten und in einer Richtung auf die Vorderseite des Laufbandes zu durchbiegt. Die Blöcke 138 und 140 bewegen sich ebenfalls nach unten und leicht nach vorne, während die stationären bzw. festen Blöcke 142 und 144 stationär bleiben. Der Zweck der Verbindungsanordnungen 134 und 136 ist das Vorsehen einer zusätzlichen Elastizität und das Ermöglichen einer Bewegung des Trägergliedes 50 während des Betriebes des Laufbandes in Richtung auf die Vorderseite desselben.
Wie in den Figuren allgemein, und insbesondere in den Fig. 2A, 3A und 4, dargestellt, ist eine Hub- oder Neigungseinrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 150 gekennzeichnet ist, für das Laufband 10 vorgesehen, um eine Neigung des Trägergliedes 50 zu ermöglichen. Die Hubeinrichtungsbereiche 152 und 152' sind ähnlich aufgebaut, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet wurden. In Fig. 2A beinhaltet die Hubeinrichtung 152 einen mit einem Innengewinde versehenen Zylinder- bzw. Führungskörper 154, welcher an eine Mutter bzw. Scheibe 156 angeschweißt oder auf andere Art und Weise befestigt ist.
Wird die Mutter bzw. Scheibe 156 in Drehbewegung versetzt, so wird der Zylinder- bzw. Führungskörper 154 in Abhängigkeit von der Richtung der Drehbewegung nach oben oder nach unten bewegt, und zwar auf einer nicht rotierenden, mit einem Gewinde versehenen Schraube oder Stange 158. Die Schraube 158 wird hierdurch gegen den Boden F gedrückt, was dazu führt, daß der vordere Bereich des Laufbandes 10 angehoben wird, wenn, beispielsweise, die Muttern bzw. Scheiben 156 in eine erste Richtung drehen. Wie in Fig. 2A dargestellt, erstreckt sich die Schraube 158 nach oben durch die Verkleidung 12 hindurch. Ein Abdeckung 159 überdeckt die Schraube 158, so daß ein Benutzer diese nicht sehen kann, und zwar aus ästhetischen Gründen und aus Gründen der Sicherheit. Die Abdeckung 159 ist an ihrem unteren Ende mit der Verkleidung 12 verbunden und an ihrem oberen Ende oder an ihren Seiten mit dem Seitenpfosten 14.
Rollen 160 und 160' können auch jeweils drehbar an dem unteren Ende der sich nicht drehenden Schrauben 158 und 158' befestigt sein. Wird die Rolle 160 gegen den Boden F gedrückt, so wird das Laufband 10 etwas wegrollen, um die Neigung des Laufbandes 10 zu kompensieren. Die Neigung des Laufbandes 10 wird durch diese leichte Bewegung der Rolle 160 erleichtert. Die Rollen 160 und 160' sind drehbar zusammen an einer Achse 161 befestigt, wobei die Achse 161 jeweils über Böcke 163 und 163' an den Schrauben 158 und 158' befestigt ist.
Da der Rahmen 26 mittels einer Stütze 162 und einer Lagerung 164 an den Zylinder- bzw. Führungskörpern 154 befestigt ist, wird der Rahmen 26 in einer Richtung nach oben geneigt, wenn die Zylinder- bzw. Führungskörper auf der Schraube 158 nach unten gedreht werden. Die Hubeinrichtungen 152 und 152' sind im wesentlichen sich gegenüberliegend auf beiden Seiten des Laufbandes 10 angeordnet. Beide Hubeinrichtungen 152 und 152' sind mit einem Neigungsmotor 166 wirkverbunden. Die Muttern bzw. Scheiben 156 und 156' sind an den Zylinder- bzw. Führungskörpern 154 und 154' in der selben Höhe befestigt, so daß eine Kette 168 mit beiden über eine Mutter 170 mit dem Motor 166 verbunden sein kann. Die Kette 168 ist in Form einer Kehrschleife bzw. Serpentine über die Muttern bzw. Scheiben 156 und 156', das Motorantriebsrad 170 und ein Führungsrad 171 geführt. Der Motor 166 ist auf einer Grundplatte 172 angebracht, welche sich zwischen dem Querträger 58 und einer Einbauplatte 174 erstreckt. Die Einbauplatte 174 selbst erstreckt sich zwischen den Rahmenbereichen 26 und 26'. Durch diese Anordnung ist die Bewegung nach oben oder nach unten auf beiden sich nicht drehenden Schrauben 158 und 158' gleich und hierdurch werden beide Seiten des Laufbandes 10 in gleicher Weise bzw. gleich stark geneigt.
Jede geeignete Neigung kann durch die Hubeinrichtungen 152 und 152' erreicht werden, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 18 %. Wie nachfolgend beschrieben werden soll, kann der Grad der Neigung, welcher von dem Benutzer des Laufbandes gewünscht ist, innerhalb des vorherbestimmten Bereiches durch die Betätigungsorgane bzw. Regler bzw. Schalter auf der Schalttafel 18 überwacht bzw. eingestellt werden.
Der Grad der Neigung, welcher von dem Benutzer des Laufbandes ausgewählt wurde, wird des weiteren mittels eines Potentiometers 176 überwacht, welches mit dem Mikroprozessor 300 verbunden ist. Das Potentiometer 176 ist an dem Rahmen 26 befestigt. Das Potentiometer 176 enthält auch ein Zahnrad 178, welches so angebracht ist, daß es sich entlang der Schraube 158 jeweils nach oben oder nach unten bewegt, wenn das Laufband 10 stärker oder weniger geneigt wird. Die Drehbewegung des Zahnrades 178 wird somit zur Berechnung des Neigungsgrades wie unten beschrieben verwendet. Zusätzlich sind Endschalter (nicht dargestellt) auf bekannte Art und Weise angeordnet, welche die Minimalund die Maximalneigung erfassen. Die Endschalter sind an der Schraube 158 befestigt und von den Zylinderbzw. Führungskörpern 154 jeweils dann aktivierbar, wenn die Zylinder- bzw. Führungskörper in Kontakt mit diesen kommen. Die Endschalter sind somit eine redundante Neigungserfassungseinrichtung zu dem Potentiometer 176. Wird die maximale oder minimale Neigung erreicht und diese von dem Potentiometer 176 oder den Endschaltern erkannt, so schaltet der Mikroprozessor den Motor 166 aus.
Eine Belastungserfassungseinrichtung 180, die in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, wird dazu verwendet, um die relative bzw. jeweilige Belastungskraft der Füße des Benutzers auf dem Trägerglied 50 zu messen. Der Belastungssensor 180 ist vorzugsweise am oder in der Nähe des Mittelpunktes des Trägergliedes 50 vorgesehen und im wesentlichen horizontal auf dem Querträger 62 angebracht und beinhaltet einen Ausschlagarm 181, welcher von einer Feder 182 gegen die Unterseite des Trägergliedes 50 federnd vorgespannt ist. Ein Paar von Gummi- oder Kunststoffelementen 183 ist an dem Ende des Armes 181 angebracht und berührt die Unterseite des Trägergliedes 50. Durch diese Anordnung wird der Arm 181 nach unten ausgelenkt, wenn sich das Trägerglied 50 durch die Belastung der Füße des Benutzers nach unten durchbiegt. Der Arm 181 weist einen U-förmigen Bereich 182 auf, welcher ein Paar von Magneten 184 und 184' enthält. Wie in Fig. 8 dargestellt, sind die Magnete 184 und 184' in einer im wesentlichen vertikalen Anordnung auf sich gegenüberliegenden Seiten des U-förmigen Bereiches 182 befestigt.
Der Belastungssensor 180 enthält des weiteren ein frei kragendes Sensorunterstützungsglied 185, welches fest an dem Querträger 62 angebracht ist. Auf dem freien Ende des Unterstützungsgliedes 185 ist ein auf dem Hall-Effekt basierendes Sensorelement 186 befestigt, welches dazu verwendet wird, um die Position des freien Endes des Armes 181 relativ zu dem stationären bzw. festen Sensorunterstützungsglied 185 zu bestimmen. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist das auf dem Hall-Effekt basierende Sensorelement 186 im wesentlichen entlang der selben vertikalen Linie angeordnet wie die Magnete 184 und 184'. Das auf dem Hall-Effekt basierende Sensorelement 186 ist geeignet, um Veränderungen des magnetischen Flußes, welcher von den Magneten 184 und 184' erzeugt wird, zu erfassen und diese Veränderungen in ein elektrisches Signal umzusetzen. Daher wird sich, wenn sich das Trägerglied 50 (und somit auch der Arm 181) nach unten durchbiegt, die Position des Sensorelementes 186 relativ zu den Magneten 184 und 184' verändern und ein analoges elektrisches Signal, welches die Auslenkung des Trägergliedes 50 darstellt, wird von dem Sensorelement 186 erzeugt. Des weiteren ist mit dem Sensorunterstützungsglied 185 eine gedruckte Schaltkreisplatine 187 verbunden, welche verschiedene elektronische Schaltkreiselemente enthält, welche dazu geeignet sind, eine gefilterte Version des Signals des auf dem Hall-Effekt basierenden Sensors an den Mikroprozessor 300 zu übertragen, in welchem ein dort vorhandener Analog-/Digital-Konverter das analoge Signal in ein digitales Signal umwandelt, welches die Auslenkung des Trägergliedes 50 darstellt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dieses digitale Auslenkungssignal alle 5 Millisekunden abgenommen und der Wert im Speicher des Mikroprozessors 300 abgespeichert. Hierbei wird alle 1,5 Sekunden der Maximalwert des digitalen Auslenkungssignales, welches in dem Speicher abgespeichert ist, von dem Mikroprozessor 300 erkannt und zur Berechnung der Belastungskraft verwendet.
Insbesondere verwendet der Mikroprozessor 300 den maximalen Wert der Auslenkung zur Berechnung der Belastungskraft durch Vergleich der gemessenen Auslenkung mit korrespondierenden Kraftwerten, wie in Fig. 9 dargestellt. In Fig. 9 ist auf der X-Achse die Auslenkung des Trägergliedes 50 in Inches dargestellt und auf der Y-Achse die jeweils entsprechende Belastungskraft in Pounds abgetragen. Diese Werte für die Belastungskraft können durch Berechnung der Kraft, welche benötigt wird, um die federnden Glieder 100 zusammenzudrücken, in Kombination mit der Kraft, welche benötigt wird, um das Trägerglied 50 auszulenken, abgeleitet bzw. ermittelt werden. Alternativ können diese Kraft-/Auslenkungswerte empirisch ermittelt werden.
Die Berechnung der Belastungskraft durch den Mikroprozessor 300 kann durch das Vorsehen linearer Näherungen der Kurve "A", die in Fig. 9 dargestellt ist, und die Verwendung linearer Gleichungen zum Berechnen der Belastungskraft für jeden einzelnen Auslenkungswert vereinfacht werden. Beispielsweise kann die Kurve in der Fig. 9 durch die nachfolgende lineare Gleichung angenähert werden: für 0,0-0,4 inch (0,0-1,02 cm) Auslenkung y = 400x (dargestellt als Linie "B"); und für 0,4-0,9 inch (1,02-2,29 cm) Auslenkung y = 640x - 96 (dargestellt als Linie "C").
Ist der Wert der Belastungskraft von dem Mikroprozessor 300 einmal berechnet, so kann der Wert der normalisierten Belastungskraft auf der Grundlage des Gewichts des Benutzers berechnet werden, Genauer gesagt gibt der Anwender vor oder während des Betriebes des Laufbandes sein Gewicht über die Schalttafel 18 in den Speicher des Mikroprozessors 300 ein. Der Wert der Belastungskraft wird dann durch das Gewicht des Anwenders von dem Mikroprozessor 300 dividiert, um einen normalisierten oder relativen Wert für die Belastungskraft zu erhalten.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der resultierende relative Wert für die Belastungskraft auf einem fluoreszierenden Vakuum-Display 376 bzw. einer fluoreszierenden Vakuum-Anzeige der Fig. 16 dargestellt. Zwei Beispiele der Verwendung des Displays 376 zum Anzeigen relativer Werte für die Belastungskraft sind in Fig. 17 dargestellt. Im oberen Beispiel des Displays 376 in Fig. 17 wird der linke Bereich, welcher mit dem Bezugszeichen 188 gekennzeichnet ist, dazu verwendet, um das Wort "LOW" anzuzeigen, und der rechte Bereich, welcher mit dem Bezugszeichen 189 gekennzeichnet ist, wird dazu verwendet, um das Wort "MED" mit einer aus 14 Segmenten bestehenden Balkenanzeige 190 anzuzeigen, welche zwischen den beleuchteten Wörtern "LOW" und "MED" erzeugt ist. Je größer die Werte für die relative Belastungskraft sind, desto mehr Segmente 190 werden beleuchtet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Anzeige in der Fig. 17 von dem Mikroprozessor 300 automatisch in zwei Bereiche skaliert bzw. eingeteilt, so daß, wenn die relative Belastungskraft zwischen 0,8 und 1,75 liegt, "LoW" und "MED" angezeigt werden, und wenn die relative Belastungskraft zwischen 1,75 und 3,0 liegt, die Worte "MED" und "HI" auf der linken Seite 188' und auf der rechten Seite 189' des Displays 376 dargestellt werden, wie in dem unteren Beispiel der Fig. 17 gezeigt. Nimmt die relative Belastungskraft in jedem Bereich zu, so nimmt auch die Anzahl beleuchteter bzw. aktivierter Segmente 190 von links nach rechts zu. In diesem Ausführungsbeispiel wird die relative Belastungskraft auf dem Display 376 nur während des tatsächlichen Betriebes des Laufbandes 10 angezeigt, nachdem die Betriebsbedingungen bzw. Betriebsanweisungen angezeigt wurden; der Benutzer hat sein Gewicht eingegeben und ein Trainingsprogramm ausgewählt und die Geschwindigkeit des Bandes 20 hat 4,0 Meilen/h (6,4 km/h) erreicht.
Alternativ kann dem Benutzer auch eine graphische Anzeige der relativen Belastungskraft in Form einer vertikalen Spalte von vorzugsweise zehn LEDS 192 dargestellt werden, wie dies auf der Schalttafel 18 der Fig. 16 gezeigt ist. Die Maßnahme des automatischen Skalierens kann durch die Verwendung dreifarbiger LEDS simuliert werden, wobei beispielsweise grün den unteren Bereich, gelb den mittleren Bereich und rot den hohen Belastungsbereich darstellt. Entsprechend dem vorhergehend beschriebenen fluoreszierenden Vakuum- Displays 376 können die einzelnen LED-Segmente in der Anzeige 192 von unten nach oben beleuchtet werden, wenn die relative Belastungskraft innerhalb der einzelnen Bereiche zunimmt.
Das Kalibrieren des Belastungssensors wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, welches in der Fig. 8 dargestellt ist, durch Verwendung einer Kalibrierschraube 189 durchgeführt, welche in den Arm 181 eingeschraubt ist. Das Ende der Schraube 189 grenzt an das Sensorunterstützungsglied 185 und die Kalibrierung wird durch Verdrehen der Schraube so durchgeführt, daß sich der Arm 181 nach unten in Schritten von 0,125 inch (0,32 cm) bewegt. Der digitale Wert des Signales von dem auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor 186 wird aufgezeichnet und in einer Tabelle im Speicher des Mikroprozessors 300 für jedes Inkrement 0,1 inch (0,25 cm) abgelegt. Diese Tabelle wird dann von dem Mikroprozessor 300 dazu benutzt, um aus den digitalen Auslenkungssignalen die aktuelle bzw. tatsächliche Auslenkung des Trägergliedes 50 zu bestimmen.
Eine Bandpositions-Sensoreinrichtung, die mit dem Bezugszeichen 200 oder 200' in den Fig. 10 bis 13 gekennzeichnet ist, kann dazu verwendet werden, umein positives Spuren des Bandes in Querrichtung vorzusehen. Hierdurch wird vermieden, daß sich das Band in Querrichtung zu sehr in Richtung auf eine Seiteder Rolle zubewegt, so daß es ein Rahmenglied oder andere Bereiche der Anordnung berührt, was zu einer Verringerung des Verschließes oder der Gefahr der Beschädigung des Bandes führt. Diese Anordnung verringert auch die Empfindlichkeit des Bandes aufgrund ungenauer Einstellungen und seitlicher Belastung aufgrund derer die seitliche bzw. Querposition des Bandes korrigiert wird. Die Bandpositions-Sensoreinrichtung 200 oder 200' erkennt die Position des Bandes und eine mit dem Bezugszeichen 202 gekennzeichnete Verschwenkeinrichtung für die vordere Rolle bewegt das Band in Querrichtung zurück in seine gewünschte bzw. optimale Position.
Die Bandpositions-Sensoreinrichtung 200 oder 200' ist in der Lage, zu erkennen, ob sich das Band 20 in seitlicher Richtung zu weit entweder nach links oder nach rechts bewegt hat, oder ob das Band 20 innerhalb eines geeigneten Positionsbereiches für einen normalen Betrieb befindet. Die Position des Bandes wird durch die Position einer seitlichen Kante des Bandes gemessen, wobei die selbe Kante dazu verwendet wird, um die linke und rechte Querbewegung des Bandes 20 zu messen. Falls sich das Band 20 zu sehr nach links bewegt hat, so daß die Kante des Bandes außerhalb des gewünschten bzw. optimalen Bereiches liegt, so wird das Band von der Einrichtung 202 in Querrichtung nach rechts und innerhalb des optimalen gewünschten Bereiches bewegt. Hat sich das Band 20 zu weit nach rechts bewegt, so daß die Kante des Bandes außerhalb des gewünschten bzw. optimalen Bereiches liegt, so wird auf ähnliche Weise das Band 20 in Querrichtung nach links und innerhalb des gewünschten bzw. optimalen Bereiches bewegt.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Bandpositions- Sensoreinrichtung 200 ist in den Fig. 11 bis 12 dargestellt, wobei die Einrichtung entlang einer Kante der Ober- oder Unterseite des Bandes 20 angeordnet sein kann. Vorzugsweise ist die Band-Sensoreinrichtung 200 oder 200' entlang einer Kante der Unterseite bzw. der unteren Bahn bzw. des unteren Stranges des Bandes 20 angeordnet und vorzugsweise an der linken, unteren Vorderseite des Bandes 20 vorgesehen.
Die Bandpositions-Sensoreinrichtung 200 ist auf einem Tragarm 204 angebracht, welcher mit dem Rahmenteil 26 verbunden ist. Die Band-Sensoreinrichtung 200 der Fig. 11 ähnelt in Ausführung und Funktionsweise der Belastungs-Sensoreinrichtung 180 der Fig. 7 und 8, welche oben beschrieben wurde. Die Band-Sensoreinrichtung wird mit einer Schraube 203 kalibriert, wie bereits oben im Zusammenhang mit der Belastungs-Sensoreinrichtung 180 beschrieben wurde.
Die Sensoreinrichtung 200 enthält einen Sensorarm 201 mit einem Gummi- oder Kunststoffelement 205, welches von einer Torsionsfeder 206 in Richtung des Bandes 20 vorgespannt ist. Alternativ könnte ein Bolzen bzw. eine Schraube (nicht dargestellt) anstatt des Elementes 205 verwendet werden, wobei sich der Bolzen in vertikaler Richtung nach unten erstrecken würde und federnd gegen das Band 20 gedrückt werden würde. Mit dieser Anordnung wird das Element 205 und somit der Arm 201 das Band 20 in die richtige Spur bringen, wenn es sich von Seite zu Seite bewegt.
Der Sensorarm 201 enthält einen U-förmigen Bereich 207, welcher ein Paar von Magneten 208 und 208' aufweist. Wie in Fig. 11 dargestellt, sind die Magnete 208 und 208' in einer im wesentlichen horizontalen Anordnung an sich gegenüberliegenden Enden des U-förmigen Bereiches 207 angebracht.
Die Sensoreinrichtung 200 weist ein Sensorunterstützungsglied 209 auf, welches fest an dem Tragarm 204 angebracht und stationär bezüglich des Sensorarmes 201 ist. An dem freien Ende des Gliedes 209 ist ein auf dem Hall-Effekt basierender Sensor 210, der im wesentlichen auf die Magnete 208 und 208' ausgerichtet ist, angeordnet. Wie üblich erfaßt der Sensor 210 Veränderungen im magnetischen Fluß, welcher von den Magneten 208 und 208' erzeugt wird, und wandelt diese Veränderung in ein elektrisches Signal um. Daher wird, falls sich das Band 20 (und somit auch der Sensorarm 201) innerhalb des optimalen bzw. gewünschten Bereiches befindet, ein vorherbestimmtes elektrisches Signal von dem Sensor 210 erzeugt. Bewegt sich das Band 20 (und somit auch der Sensorarm 201) aus dem optimalen bzw. gewünschten Bereich heraus, so verändert sich der magnetische Fluß, wenn sich der Sensor 210 relativ zu den Magneten 208 und 208' bewegt, wodurch verschiedene elektrische Signale erzeugt werden. Der Sensor 210 ist mit dem Mikroprozessor 300 über eine gedruckte Schaltkreisplatine 211 verbunden, welche dazu dient, die Positionssignale, die von dem auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor 210 erzeugt werden, aufzubereiten. Wie nachfolgend beschrieben werden soll, können die Signale von dem Sensor 210 von der Verschwenkeinrichtung 202 dazu verwendet werden, um das Band 20 innerhalb eines gewünschten Bereiches zu halten.
Wie oben beschrieben bewegt sich der Sensorarm 201 zusammen mit dem Band 20, falls sich das Band 20 entweder nach links oder nach rechts bewegt. Die Bewegung des Sensorarmes 201 kann in drei Bereiche unterteilt werden, die unter Bezugnahme auf das alternative Ausführungsbeispiel in der Fig. 12 dargestellt sind. Genauer gesagt ist in der Fig. 12 ein Bereich dargestellt, welcher "gut" und mit dem Buchstaben "a" gekennzeichnet ist und innerhalb dessen keine Korrektur notwendig ist. Bewegt sich der Sensorarm 201 entweder nach links, in den mit "b" gekennzeichneten Bereich oder nach rechts, in den mit "c" gekennzeichneten Bereich, außerhalb des guten Bereiches, so ist eine Korrektur der seitlichen Position bzw. Querposition des Bandes notwendig.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 13 dargestellt ist, weist die Sensoreinrichtung 200' einen Sensorarm 206 mit einem verlängerten Bereich 208 auf, sowie einen sich in vertikaler Richtung nach unten erstreckenden Fühler 210, welcher mit einem Ende des verlängerten Bereiches 208 verbunden ist, und mit einem sich in vertikaler Richtung nach oben erstreckenden Fühler 212, welcher mit dem gegenüberliegenden Ende des verlängerten Bereiches 208 verbunden ist. Der Sensorarm 206 weist in allen Bereichen eine im wesentlichen zylindrische Querschnittsform auf. Wie der Fig. 13 entnommen werden kann, ist der sich nach oben erstreckende Fühler 212 für eine Drehbewegung auf einem Träger 204 angebracht. Der Träger 204 ist an dem Rahmenbereich 26 befestigt. Der sich nach oben erstreckende Fühler 212 erstreckt sich durch ein Trägerstück 214 hindurch, welches einen zylindrischen Führungskörper 216, der durch das Trägerstück hindurch verläuft, aufweist. Ein Aufsatz 218 und eine Unterlegscheibe 220 sind mit dem obersten Ende des sich nach oben erstreckenden Fühlers 212 verbunden, wobei sich der Aufsatz 218 teilweise in eine Bohrung 216 hinein erstreckt. Eine Torsionsfeder 224 ist so ausgeführt, daß sie eine entsprechende Länge aufweist und teilweise zwischen der Unterseite des Trägerstückes 214 und dem Bogen zwischen dem unteren Fühler 212 und dem verlängerten Bereich 208 zusammengedrückt ist. Der Sensorarm 206 wird daher von der Torsionsfeder 224 in Richtung auf das Band 20 vorgespannt, wobei der sich nach unten erstreckende Fühler 210 gegen das Band 20 gedrückt wird und dieses berührt. Durch diese Anordnung wird der sich nach unten erstreckende Fühler 210 auch noch dann gegen das Band 20 gedrückt, wenn sich dieses nach rechts bewegt, bewegt sich das Band 20 nach links, so wird der sich nach unten erstreckende Fühler 210 nach außen gegen die Torsionsfeder 224 gedrückt.
Das Erkennen, ob sich der Sensorarm 206 nach außerhalb des optimalen bzw. gewünschten Bereiches bewegt hat, wird von einem dualen, auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor 226 durchgeführt. Der auf dem Hall-Effekt basierende Sensor 226 wird dazu verwendet, um die Position des Sensorarmes 206 durch Verwendung von dualen Sensoren 228 und 228', welche mit einer gedruckten Schaltkreisplatine 230 verbunden sind, zu erfassen. Die gedruckte Schaltkreisplatine 230 ist direkt auf dem Querglied 204 befestigt und die Sensoren 228 und 228' sind an dem unteren Ende der Platine 230 angebracht. Die Sensoren 228 und 228' sind so angeordnet, daß sie im wesentlichen entlang derselben horizontalen Linie auf der Platine 230 ausgerichtet sind. Die Magnete 232 und 232' sind in einem Becher bzw. U-Profil 234 gehalten, welches auf dem Sensorarm 206 angeordnet ist, wobei die Magnete 232 und 232' auf sich gegenüberliegenden Seiten der Sensoren 228 und 228' positioniert sind. Wie üblich erfassen die Sensoren 228 und 228' Veränderungen des magnetischen Flußes um die Sensoren herum und setzen diese Veränderungen in Veränderungen des elektrischen Stromes um. Daher wird, wenn sich das Band (und somit auch der Sensorarm 206) innerhalb des gewünschten Bereiches befindet, ein vorherbestimmtes elektrisches Signal von den Sensoren 228 und 228' erzeugt. Bewegt sich das Band 20 (und somit auch der Sensorarm 206) außerhalb des gewünschten Bereiches, so wird sich der magnetische Fluß verändern, wenn sich die Sensoren 228 und/oder 228' aus dem Bereich der Magnete 232 und 232' wegbewegen, was zur Erzeugung eines unterschiedlichen elektrischen Signales führt. Die gedruckte Schaltkreisplatine 230 ist mit dem Mikroprozessor 300 verbunden. Wird die seitliche Position bzw. Querposition des Bandes 20 korrigiert, so wird der auf dem Hall-Effekt basierende Sensor 226 dazu verwendet, um festzustellen, ob sich das Band 20 innerhalb des gewünschten Bereiches befindet. Befindet sich das Band 20 wieder innerhalb des gewünschten Bereiches, so wird der Mikroprozessor 300 nichts mehr unternehmen, um die Quer- bzw. seitliche Position des Bandes 20 zu korrigieren.
Falls die seitliche Position bzw. Querposition des Bandes 20 korrigiert werden muß, so betätigt der Mikroprozessor 300 die Verschwenkeinrichtung 202 der vorderen Rolle, wie nachfolgend beschrieben. Wie in den Fig. 2A, 3A, 4 und 10 dargestellt, wird die Verschwenkeinrichtung 202 der vorderen Rolle dazu verwendet, um ein Ende der vorderen Rolle 22 entweder in Richtung der Vorderseite oder in Richtung der Rückseite des Laufbandes 10 zu verschwenken. Genauer gesagt ist ein Ende der Vorderachse 24 in einem Verschwenkblock 242 angeordnet, welcher vorzugsweise am rechten Ende der Vorderachse 24 angeordnet ist, wie in der Fig. 3A dargestellt. Der Verschwenkblock 242 ist mittels eines Verschwenkbolzens 244 bzw. einer Verschwenkschraube mit dem Rahmen 26 verbunden. Wird die vordere Rolle 22 verschwenkt, so verschwenkt auch der Verschwenkblock 242. Das gegenüberliegende, linke Ende der Vorderachse 24 wird deshalb bewegt, um die vordere Rolle 22 zu verschwenken. Das linke Ende der Vorderachse 24 ist in einem Führungsblock 246 angeordnet. Wird der Führungsblock 246 in Richtung der Vorderseite des Laufbandes 10 bewegt, so verschwenkt auch die vordere Rolle 22 nach vorne; wird der Verschwenkblock 246 in Richtung der Rückseite des Laufbandes 10 bewegt, so verschwenkt auch die vordere Rolle 22 nach hinten.
Das Verschwenken der vorderen Rolle 22 wird dazu verwendet, um die seitliche Position bzw. Querposition des Bandes 20 auf bekannte Art und Weise zu korrigieren. Bewegt sich das Band 20 zu sehr nach links, so wird die vordere Rolle 22 in Richtung der Vorderseite des Laufbandes 10 verschwenkt. Bewegt sich das Band 20 zu sehr nach rechts, so wird die vordere Rolle 22 in Richtung der Rückseite des Laufbandes 10 verschwenkt. Da sich das Band 20 in die seitliche Richtung bzw. Querrichtung bewegen wird, in welcher die Bandspannung geringer ist, wird die vordere Rolle 22 verschwenkt, um einen Durchhang auf der Seite des Bandes 20 zu erzeugen, in deren Richtung eine Querbewegung des Bandes gewünscht ist.
Die Bewegung des Führungsblockes 246 wird von einem Spurmotor 248 überwacht bzw. ausgeführt, welcher an dem Rahmenbereich 26 angebracht ist. Ein langer, mit einem Gewinde versehener Bolzen 250 ist an dem Motor 248 angebracht und erstreckt sich in Längsrichtung zu der Vorderseite des Laufbandes 10 hin. Der Führungsblock 246 wird durch Drehbewegung des Bolzens 250 bewegt, welcher sich durch eine Mutter 252 im Führungsblock 246 ersteckt; der Bolzen 250 ist mit dem Führungsblock 246 durch eine Verschlußanordnung 254 verbunden, in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Bolzens 250. Soll der Führungsblock 246 in Richtung der Vorderseite bewegt werden, so bewegt der Motor 248 den Bolzen 250 im Uhrzeigersinn, und falls der Führungsblock 246 in Richtung der Rückseite bzw. der hinteren Seite bewegt werden soll, so bewegt der Motor 248 den Bolzen 250 im Gegenuhrzeigersinn. Wie nachfolgend beschrieben, steuert der Mikroprozessor 300 den Motor 248 so an, daß dieser den Bolzen 250 für einen vorherbestimmten Drehwinkel in Drehbewegung versetzt, um den Führungsblock 246 über eine vorherbestimmte Entfernung zu bewegen, welche zu der gewünschten Verschwenkbewegung führt.
Wenn sich das Band 20 in der gewünschten Richtung zu bewegen beginnt, so wird der Führungsblock 246 zurück in seine Ausgangsposition bewegt, im wesentlichen quer über das Laufband 10, und zwar durch eine Drehbewegung des Bolzens 250 in die entgegengesetzte Richtung.
Die Fig. 16 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, welches das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines elektronischen Systems mit Verwendung eines Computers oder Mikroprozessors 300 für die Steuerung bzw. Regelung der verschiedenen Funktionen des Laufbandes 10 beinhaltet. Der Computer 300 ist vorzugsweise aus einem Paar von miteinander verbundenen Motorola 6805 oder 68 HCII Mikroprozessoren gebildet. Wie vorhergehend beschrieben, ist das Band 20 von der hinteren Rolle 28 angetrieben, welche wiederum über das Vorgelege 114 von dem Wechselstrommotor 104 angetrieben ist. Die Geschwindigkeit des Motors 104 und somit auch die Geschwindigkeit des Bandes 20 wird von dem Computer 300 durch die Verwendung von Kontroll- bzw. Steuerungssignalen aus dem Computer 300 durchgeführt. Einphasen- Wechselstrom mit einer Spannung von 110 V wird dem Wechselstromantriebsmotor 104 für das Band von einer üblichen Wechselstromquelle zugeführt, welche schematisch mit dem Bezugszeichen 304 gekennzeichnet ist, und zwar über eine Wechselstromleitung 306, welche mit einem Anschluß bzw. mit Klemmen mit der Wechselstromquelle 304 verbunden ist. Wie bereits angedeutet, ist der Wechselstrommotor 104 mechanisch mit der hinteren Rolle 28 verbunden, wie schematisch durch die Welle 302 dargestellt, und er wird über digitale Signale von dem Computer 300 gesteuert, welche über eine Leitung 308 übermittelt werden. Genauer gesagt wird die Leitung 308 dazu verwendet, um ein Geschwindigkeitssignal an eine Steuerung 310 des Wechselstrommotors zu übermitteln, welche wiederum Wechselstrom über die Leitung 306 an den Motor 104 überträgt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Wechselstrommotor 104 und die Steuerung 310 in einer Emerson-Electric-horsepower-motor-controller unit kombiniert. In diesem Ausführungsbeispiel empfängt die Wechselstrommotorsteuerung 310 digitale Geschwindigkeitssignale von dem Computer 300 über die Leitung 308 und verändert die Frequenz und die Spannung des Wechselstromes an den Motor 104 derart, daß sich der Motor 104 mit der gewünschten Drehzahl bzw. Geschwindigkeit bewegt. Desweiteren können An/Aus-Motorsignale an die Steuerung 310 über eine Leitung 312 von dem Computer 300 übermittelt werden, und Signale, welchen den Betriebszustand der Steuerung 310 bezeichnen, werden Über eine Leitung 314 an den Computer 300 übermittelt.
Fig. 16 zeigt außerdem die Funktionsweise eines Systems zum Erfassen der Geschwindigkeit des Bandes 20. Der Geschwindigkeitssensor 121 nimmt die Drehgeschwindigkeit der Rolle 116, die in den Fig. 3C und 11 dargestellt ist, auf und sendet eine Anzahl von Impulsen an den Computer über eine Leitung 322, wobei die Impulse die Geschwindigkeit des Bandes 20 darstellen.
Die Steuerung bzw. Regelung der Geschwindigkeit des Bandes 20 durch den Computer 300 erfolgt in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf die nachfolgend beschriebene Weise. Der Computer 300 vergleicht die tatsächliche, von dem Geschwindigkeitssensor 121 gemessene, Geschwindigkeit des Bandes 20 mit einem gewünschten Wert. Weicht die tatsächliche bzw. aktuelle Geschwindigkeit von dem gewünschten Wert ab, so übermittelt der Computer 300 das entsprechende Geschwindigkeitssignal über die Leitung 308 zu der Steuerung 310, um die Geschwindigkeit des Motors 104 auf den gewünschten Wert des Laufbandes 10 einzustellen. Eine zusätzliche Maßnahme, welche vorgesehen sein kann, ist die mechanische Bremse, welche schematisch durch einen Kasten 316 dargestellt, welcher in die Welle 302 eingefügt ist. Die Aufgabe der Bremse 316 ist es, Bewegungen der hinteren Rolle 28, und somit auch des Bandes 20, zu verhindern, wenn der Motor 104 ausgeschaltet ist. Die Steuerung der Bremse 316 erfolgt mittels eines Signales von dem Computer 300 über eine Leitung 318.
Außerdem ist in Fig. 16 die Bandspureinrichtung schematisch dargestellt, welche den Sensor 226 beinhaltet, welcher eine Anzeige bzw. Erfassung der seitlichen bzw. Querposition des Bandes 20 auf der vorderen Rolle 22 ermöglicht. Signale von den Sensoren 200 oder 226 werden, wie dargestellt, über eine Leitung 340 an den Computer 300 übermittelt. Nach Empfang eines linken oder rechten Auslenkungssignales von dem Spursensor 226 wird der Computer 300 geeignete Steuerungssignale jeweils über ein Paar von Leitungen 332 und 334 durch ein Interface 301 von Leitungen 331 und 333 aussenden, um den Spurmotor 248 auszusteuern, welcher wiederum die vordere Rolle 22 über den Verschwenkmechanismus 202 der vorderen Rolle dazu bringt, daß diese in Längsrichtung verschwenkt wird, um das Band 20 auf der Rolle 22 zu zentrieren. Ein Triac 336, ein SPDT-Schalter 338, ein linker Endschalter LL und ein rechter Endschalter LR sind in der Wechselstromleitung 306 vor dem Spurmotor 248 vorgesehen. Der Spursensor 226 übermittelt ein Signal über eine Leitung 340 zu dem Computer 300, welches die Auslenkung des Bandes 20 auf der Rolle 28 in Querrichtung darstellt. Hierauf setzt der Computer 300 mittels eines über die Leitung 332 von dem Interface 301 übermittelten Signales den Triac 336 in einen leitenden Zustand und schaltet die Polarität des SPDT-Schalters 338 derart, daß Wechselstrom entweder durch den Schalter LL oder den Schalter LR fließt, um den Spurmotor 248 in einer geeigneten Richtung zum Zentrieren des Bandes 20 anzutreiben. Die Endschalter LL und LR dienen auch zum wirksamen Begrenzen des Wertes der Bewegung der Achse 24 der vorderen Rolle 28 in Längsrichtung durch Abschalten des Stromes zu dem Spurmotor 248, wenn die vorherbestimmten Grenzen überschritten wurden. Dieser Zustand wird von dem Computer 300 über einen Stromerfassungswiderstand bzw. stromerkennenden Widerstand 342 festgestellt, welcher mit dem Computer 300 über eine Leitung 344 verbunden ist.
Die Neigung des Laufbandes 10 wird von dem Computer 300 auf ähnliche Weise gesteuert bzw. geregelt bzw. überwacht. Wie vorhergehend beschrieben, erfaßt der Neigungssensor oder das Potentiometer 176 die Neigung des Laufbandes und übertragt ein Neigungssignal über eine Leitung 346 an den Computer 300. In Abhängigkeit von dem Neigungssignal durch die Leitung 346 versendet der Computer 300 Steuerungssignale über ein Paar von Leitungen 348 und 350, um den Neigungsmotor 166 anzusteuern und um hiermit die Neigung des Laufbandes entweder an den vom Benutzer ausgewählten Winkel oder an ein Trainingsprogramm, welches in dem Computer 300 enthalten ist, anzupassen. Dies wird mittels eines Triacs 352 und eines SPDT-Schalters, welche in der Wechselstromleitung 306 vorhanden sind, durchgeführt. Wenn es gewünscht ist, die Neigung des Laufbandes 10 zu verstärken oder zu verringern, so wird der Triac 352 von einem Signal durch die Leitung 348 in einen leitenden Zustand gesetzt und der Wechselstrom wird durch den SPDT-Schalter 356 in Abhängigkeit von einem Signal durch die Leitung 350 übertragen und anschliessend entweder über einen oberen Endschalter LU oder einen unteren Endschalter LD an den Wechselstromneigungsmotor 166 weitergeleitet. Der Computer 300 schaltet den Triac 352 aus, wenn er über die Leitung 346 ein Signal erhält, welches anzeigt, daß sich das Laufband in der gewünschten Neigung befindet. Die oberen und unteren Begrenzungen des Verstellbereiches des Neigungsmotors 166 sind durch die Schalter LU und LD vorgesehen, welche dazu dienen, den Wechselstrom in der Leitung 306 zu dem Neigungsmotor 166 zu unterbrechen, wenn vorherbestimmte Begrenzungen überschritten wurden. Eine Feststellung bzw. Anzeige dieses Zustandes außerhalb der eingestellten Grenzen wird über einen Stromerfassungswiderstand 356 über eine Leitung 358 an den Computer 300 übermittelt.
Wie in Fig. 16 dargestellt, ist jeder einzelne der Wechselstrommotoren 104, 166 und 248 über eine Rückleitung 359 mit der 110 V Wechselstromquelle 304 verbunden, so daß zusammen mit der Stromleitung 306 der Wechselstromkreis geschlossen ist.
Zusätzlich sind mit dem Computer 300 die verschiedenen Elemente der Überwachungs- und Steuerungsschalttafel 18 verbunden. Der Einfachheit halber sind die Signale, welche zu dem Computer 300 hin und von dem Computer 300 weg zu der Überwachungs- und Steuerungsschalttafel 18 übermittelt werden, durch eine einzige Leitung 360 dargestellt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet die Schalttafel 18 einen großen Aus-Schalter bzw. Not-Aus-Schalter 362, welcher von einem Benutzer leicht betätigt werden kann, wobei der Schalter über das Interface 301 mit dem Computer 300 über eine Leitung 361 und eine Leitung 363 verbunden ist. Der Schalter 324 ist als Sicherheitseinrichtung vorgesehen und eine Betätigung durch den Benutzer führt dazu, daß der Computer 300 den Wechselstromantriebsmotor 104 für das Band sofort anhält und hierbei auch die Bremse 316 aktivieren kann.
Eine Anzahl numerischer Anzeigen ist ebenfalls in der Schalttafel 18 vorhanden, welche folgendes beinhaltet: eine Anzeige 364 für die verstrichene Zeit, welche die verstrichene Zeit eines Übungsprogrammes anzeigt, das wiederum von dem Computer 300 Überwacht wird; eine Entfernungsanzeige 366, welche die simulierte Entfernung anzeigt, welche von dem Benutzer während des Absolvierens des Programms zurückgelegt wurde; eine Kalorienanzeige 368, welche selektiv, unter Überwachung durch den Computer 300, eine Berechnung des derzeitigen Kalorienverbrauches des Anwenders oder die Gesamtanzahl der bisher von dem Benutzer verbrauchten Kalorien während des Trainingsprogrammes anzeigt; eine Geschwindigkeitsanzeige 370, welche die derzeitige Geschwindigkeit des Bandes 20 in Meilen/h anzeigt und welche an den Computer 300 von dem Geschwindigkeitssensor 121 über die Leitung 322 übermittelt wurde; eine Neigungsanzeige 372, welche die Neigung des Laufbandes 10 in Grad anzeigt; und eine Gelände- oder eine "hügel"-Anzeige 374, welche der LED-Anzeige ähnelt, die in dem US-Patent Nr. 4,358,105 offenbart ist. In dem bevorzugten Ausführungbeispiel wird der Computer 304 beim Ablauf eines Programmes das Laufband so neigen, daß diese Neigung den Hügeln entspricht, die auf der Geländeanzeige 338 angezeigt werden. Auf diese Weise wird dem Anwender die zu erwartende Geländeform dargestellt. Eine rollende alpha-numerische Vakuum- Fluoreszenz-Anzeige 376 ist ebenfalls vorgesehen, um Betriebsanweisungen an den Benutzer darzustellen, oder, um, wie vorhergehend beschrieben, die relativen Belastungskräfte anzuzeigen.
Zusätzlich zu den Anzeigen 364 bis 376 ist die Schalttafel 18 mit einer Eingabetastatur 378 versehen, über welche der Benutzer mit dem Computer 300 kommunizieren kann, um das Laufband 10 zu betreiben, genauso wie auch Programmtasten vorgesehen sind, welche mit dem Bezugszeichen 380 gekennzeichnet sind, um ein gewünschtes Trainingsprogramm wie eine manuelle Betriebsweise, ein vorherbestimmtes Trainingsprogramm oder ein zufälliges Trainingsprogramm auszuwählen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Neigungs- und Geschwindigkeitstasten auf der Schalttafel 18, die mit dem Bezugszeichen 382 gekennzeichnet sind, dazu verwendet werden, um die vorherbestimmten Geschwindigkeiten und Neigungen eines von einem Benutzer ausgewählten Trainingsprogrammes zu überschreiben.

Claims

1. Trainingslaufband, mit einem Rahmen (12,12'), welcher Querträger (60,62) mit zwei drehbaren Rollen (22,28) aufweist, wobei die Rollen im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind; mit Einrichtungen (104) zum Antreiben einer der Rollen; mit einer endlosen, bewegbaren Oberfläche (20), welche um die Rollen herumgeführt ist, um eine obere Fläche und eine untere Fläche zu bilden, wobei die bewegbare Oberfläche in Drehbewegung versetzt wird, wenn eine der Rollen (22,28) in eine Drehbewegung versetzt wird, und wobei die bewegbare Oberfläche eine Trainingsfläche bildet, auf welcher ein Benutzer während des Trainings gehen oder rennen kann; und mit Unterstützungseinrichtungen (52), um eine Unterstützung für die obere Fläche der beweglichen Oberfläche (20) vorzusehen, mit einem Trägerglied (50), welches wenigstens unter einem Teil der oberen Fläche angebracht ist, wobei das Trägerglied (50) im wesentlichen die gesamte Trainingsoberfläche unterstützt; und mit einer Vielzahl von Anordnungen von wenigstens zwei federnden Unterstützungsgliedern (100,102,103), wobei die Anordnungen im wesentlichen parallel zu den Rollen (22,28) angebracht und so angeordnet sind, daß das Trägerglied (50) in Abhängigkeit vom Auftreffen des Fußes des Benutzers auf der Trainingsoberfläche nach unten gedrückt werden kann,

dadurch gekennzeichnet, daß

wengistens ein Teil der federnden Unterstützungsglieder (100) zwischen dem Trägerglied (50) und den Querträgern (60,62) eine weitgehend elliptische Querschnittsfläche aufweisen, wodurch ein sich verändernder Wert der Nachgiebigkeit des Trägergliedes (50) erzielbar ist.

2. Trainingslaufband nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil der federnden Unterstützungsglieder (100,102,103) zwischen demträgerglied (50) und den Querträgern (60,62) angebracht ist, so daß das Trägerglied (50) in Längsrichtung bezüglich der Querträger (60,62) bewegbar ist.

3. Trainingslaufband nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der federnden Unterstützungsglieder (102,103) zwischen dem Trägerglied (50) und dem Rahmen (60,62) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist.

4. Trainingslaufband nach Anspruch 2, wobei wenigstens eines der federnden Unterstützungsglieder (102,103) zwischen dem Trägerglied (50) und dem Rahmen (60,62) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist.

5. Trainingslaufband nach Anspruch 1, wobei die Rollen (22,28) einen Außendurchmesser im Bereich von ungefähr 17,8 cm (7 inch) bis 22,9 cm (9 inch) aufweisen.

6. Trainingslaufband nach Anspruch 5, wobei die Einrichtungen (104) zum Antreiben einer der Rollen (22,28) zwischen der vorderen Rolle (22) und der hinteren Rolle (28) angeordnet sind.

7. Trainingslaufband nach Anspruch 1, wobei die Rollen (22,28) aus einem Kunststoff hergestellt sind, welcher aus der Gruppe bestehend aus glasfaserverstärktem Polypropylen, Polyphenylenoxid, Polystyrol, Polycarbonat, Polyurethan, Polyester oder Kombinationen hiervon ausgewählt ist.

8. Trainingslaufband nach Anspruch 6, wobei die Rollen (22,28) einen bombierten Bereich (36) und einen im wesentlichen zylinderförmigen zentralen Bereich (32) mit konischen Enden (34,34') aufweisen und außerdem mit einer separaten Endkappe (38) versehen sind, welche an einem der konischen Enden angebracht ist.

9. Trainingslaufband nach Anspruch 8, wobei die Antriebseinrichtung einen Motor (104) und einen Antriebsriemen (113) aufweist, welcher mit dem Motor verbunden ist, und wobei eine der Rollen (22,28) eine Riemenscheibe (108) aufweist, welche an eine der Endkappen (38) angegossen ist und in Eingriff mit dem Antriebsriemen steht.

10. Trainingslaufband nach Anspruch 1, mit Einrichtungen (200,200') zum Bestimmen der seitlichen Position der beweglichen Oberfläche (20) auf den Rollen (22,28); und mit Einrichtungen (202,300) zum Korrigieren der seitlichen Position der beweglichen Oberfläche (20) auf den Rollen (22,28).

11. Trainingslaufband nach Anspruch 9, wobei die seitliche Bestimmungseinrichtung (200,200') einen Fühler aufweist, welcher gegen eine Kante der unteren Fläche der beweglichen Oberfläche (20) drückt, wobei der Fühler sich mit der beweglichen Oberfläche seitwärts bewegen kann, wenn sich die bewegliche Oberfläche seitwärts bewegt.

12. Trainingslaufband nach Anspruch 11, wobei die seitliche Bestimmungseinrichtung (200,200') einen auf dem Hall-Effekt basierenden Sensor (210) enthält, welcher jegliche Seitwärtsbewegung des Fühlers erfaßt.

13. Trainingslaufband nach Anspruch 12, wobei der auf dem Hall-Effekt basierende Sensor (210) ein Signal an einen Mikroprozessor (300) überträgt, welcher die seitliche Position der beweglichen Oberfläche (20) berechnet.

14. Trainingslaufband nach Anspruch 13, wobei der Mikroprozessor (300) die Einrichtung zum Korrigieren der seitlichen Position der beweglichen Oberfläche (20) regelt.

15. Trainingslaufband nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum Korrigieren der seitlichen Position der beweglichen Oberfläche (20) Einrichtungen zum Verschwenken eines Endes einer der Rollen (22,28) in Längsrichtung enthält.

16. Trainingslaufband nach Anspruch 15, wobei die Verschwenkeinrichtung (202) eine erste Verschwenklagerung (242) aufweist, mittels der eine Verschwenkbewegung entlang einer vertikalen Achse möglich ist, wobei ein Ende der Drehachse der anzutreibenden Rolle auf dieser Achse liegt, und mit einer zweiten Lagerung, mittels welcher eine begrenzte, relative Längsbewegung des anderen Endes der angetriebenen Rolle möglich ist, wobei das andere Ende der angetriebenen Rolle drehbar in der zweiten Lagerung gelagert ist, und mit Einrichtungen zum Bewegen der zweiten Lagerung in Richtung der Längsbewegung.

17. Trainingslaufband nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zum Bewegen der zweiten Lagerung von einem Mikroprozessor (300) geregelt ist, welcher die Verschwenkbewegung der verschwenkbaren Rolle regelt.