Vorrichtung zur Durchführung von physiologischen Uebungen Device for performing physiological exercises
• mit aktiven und passiven Bewegungen• with active and passive movements
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen von physiologischen Uebungen mit aktiven und passiven Bewegungen.The present invention relates to a device for performing physiological exercises with active and passive movements.
Geräte dieser Art sind bekannt und werden sowohl als Fitness- als auch als- physiologische Therapiegeräte konzipiert.Devices of this type are known and are designed both as fitness and as physiological therapy devices.
Die US-PS 1'820'372 zeigt beispielsweise ein Uebungs- gerät mit zwei Handkurbeln und zwei Pedalen auf, wobei die Bewegungen aller vier Glieder somit synchron bewegt werden.US Pat. No. 1,820,372 shows, for example, an exercise device with two hand cranks and two pedals, the movements of all four links thus being moved synchronously.
Gleiches trifft zu für eine- Vorrichtung gemäss derThe same applies to a device according to the
'ϊ DE-OS 24' 9'440. Auch hier sind Hand- und Fussbetrieb mechanisch miteinander verbunden. Hinzu kommt hier eine grosse- Anzahl von Möglichkeiten der' räumlichen Posi¬ tionierung von Handkurbelantrieb und Fusspedalantrieb zueinander.
Aehnliche Vorrichtungen die eine synchrone Bewegung aller vier Glieder bewirken sind auch in den US-Patentschriften 3'216'722 und 3*572*699 dargestellt. ' ϊ DE-OS 24'9'440. Here, too, manual and foot operation are mechanically linked. In addition, a number of large- possibilities of 'spatial Posi¬ comes here tioning by hand crank and pedal drive each other. Similar devices which bring about a synchronous movement of all four links are also shown in US Pat. Nos. 3,216,722 and 3 * 572 * 699.
In der DE-PS 25'34'149 ist schliesslich noch ein Trainings¬ gerät beschrieben, bei dem ebenfalls sämtliche vier Glieder gleichzeitig bewegt werden können. Neu wird hier die Mög¬ lichkeit der Winkelverstellung zwischen den Kurbeln des Handantriebteiles beschrieben. Dabei ist sowohl eine kon¬ tinuierliche Winkelveränderung der beiden Kurbeln zueinan¬ der möglich, als auch die Fixierung der Kurbeln in einer beliebigen Winkelstellung zueinander.DE-PS 25'34'149 finally describes a training device in which all four links can likewise be moved simultaneously. The possibility of angular adjustment between the cranks of the manual drive part is now described here. Both a continuous change in the angle of the two cranks to one another is possible, as well as the fixing of the cranks to one another in any desired angular position.
Sowohl für gewisse Fitnessprogramme wie auch insbesondere für therapeutische Anwendungszwecke fehlte aber eine Vor¬ richtung, die jede Kombination von Bewegungen aktiver und passiver Art miteinander ermöglichte. Ferner war es nicht möglich, solche Geräte für bettlägerige Patienten zu ver¬ wenden.However, for certain fitness programs as well as for therapeutic purposes in particular, a device was missing which enabled any combination of movements of an active and passive type with one another. Furthermore, it was not possible to use such devices for bedridden patients.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche jede Kombination von passiven und aktiven Bewegun¬ gen ermöglicht und auch von bettlägerigen Patienten ver¬ wendet werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a device of the type described at the outset which enables any combination of passive and active movements and can also be used by bedridden patients.
O PI
Die Vorrichtung soll ferner noch die Bedingung erfüllen, dass fahrradähnliche Fitnessgeräte die nur Fussbetrieb aufweisen zusätzlich mittels der Vorrichtung auf Fuss- und Handbetrieb umgerüstet werden können.O PI The device is also intended to meet the condition that bicycle-like fitness devices which only have foot operation can additionally be converted to foot and hand operation by means of the device.
Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches, die sich dadurch 'auszeichnet, dass die Vorrichtung aus einem Körper mit mindestens einer, senkrecht zur Körperlängsachse verlaufenden Achse besteht, wobei auf dieser Achse je beidseitig des Körpers eine Kurbel mit einem ein- und ausrastbaren Arretierungsfinger versehen ist, welcher je mit der genannten Achse direkt oder indirekt in Eingriff bringbar ist und dass Mittel vorgesehen sind um die Vorrichtung mit einer zweiten, gleichartigen Vorrichtung mittels einer Transmission in Wirkverbindung zu bringen.This object is achieved by an apparatus according to the preamble of claim, which is characterized in 'that the device consists of a body having at least one, perpendicular to the longitudinal body axis axis, whereby on this axis each on both sides of the body, a crank with a mono- and disengageable locking finger is provided, which can be brought into direct or indirect engagement with the said axis and that means are provided to bring the device into operative connection with a second, similar device by means of a transmission.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt: Es zeigt:An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
Figur 1 die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Aufsicht von oben, und Figur 2 dieselbe Vorrichtung in der Seiten¬ ansicht, und
Figur 3 zeigt die Anordnung einer, beziehungs- a+b weise zwei Vorrichtungen an einem Support bei einem Krankenbett, Figur 4 zeigt die relative Winkelverstellbarkeit einer Kurbel , und Figur 5 und Figur 6 , zeigen eine Variante der Vorrichtung nach1 shows the device according to the invention in a top view, and FIG. 2 shows the same device in a side view, and FIG. 3 shows the arrangement of one or two devices on a support at a hospital bed, FIG. 4 shows the relative angular adjustability of a crank, and FIGS. 5 and 6 show a variant of the device
Figur 1 und 2, in Ansicht von oben und in Seitenansicht.Figures 1 and 2, in top view and in side view.
Die Grundidee der Erfindung ist es, eine Vorrichtung in Form einer Kurbel- beziehungsweise Treteinheit zu schaf¬ fen, die für sich betrieben werden kann oder sich mit einer zweiten, gleichartigen Einheit verbinden lässt.The basic idea of the invention is to create a device in the form of a crank or pedal unit that can be operated by itself or that can be connected to a second, similar unit.
Im ersten Teil der Beschreibung wird der Aufbau einer solchen Vorrichtungseinheit und im zweiten Teil deren Kombination mit einer zweiten Vorrichtungseinheit be¬ schrieben. Schliesslich wird noch die Funktion der Vor¬ richtungseinheit einzeln und in Kombination, sowie die Anwendungen aufgezeigt.The structure of such a device unit is described in the first part of the description and the combination thereof with a second device unit is described in the second part. Finally, the function of the device unit is shown individually and in combination, as well as the applications.
Der Aufbau der Vorrichtung nach Figur 1 und 2 basiert auf einem Körper 1, der beispielsweise als Guss-Element vorliegen kann. Im Körper 1 lagern zwei senkrecht zur Längsrichtung L des Körpers 1 verlaufende, parallele Achsen 2 und 3-
Zentrisch zur Achse 2 sind am Körper 1 beidseitig je ein Bremsschild 4 angeordnet, an denen die Bremsbacken montiert sind. Die nicht-sichtbaren Bremsbacken werden von den Bremstrommeln 5 abgedeckt. Auf die Bremstrommeln 5 sind Transmissionsräder 6 aufgeschraubt, die wiederum direkt oder indirekt mit Kurbelstangen 7 in Wirkverbin¬ dung stehen. An den Kurbelstangen 7 anschliessend ist noch je eine Rasterscheibe 8 auf der Achse 2 montiert. Die Bremstrommeln 5, die Transmissionsräder 6, die Kurbel¬ stangen 7 und die Rastierungsscheiben 8 sind fest miteinan¬ der verbunden und frei um die Achse 2 drehbar. Mit Hilfe der Rasterscheiben 8 lassen sich die Kurbelstangen 7 fest mit den Transmissionsrädern 6 und der Bremstrommel 5 verbinden.The construction of the device according to FIGS. 1 and 2 is based on a body 1, which can be present, for example, as a cast element. Two parallel axes 2 and 3 running perpendicular to the longitudinal direction L of the body 1 are supported in the body 1. A brake plate 4, on which the brake shoes are mounted, is arranged on both sides of the body 1 centrally on the axis 2. The invisible brake shoes are covered by the brake drums 5. Transmission wheels 6 are screwed onto the brake drums 5, which in turn are directly or indirectly operatively connected to crank rods 7. Subsequently, a raster disk 8 is also mounted on the axis 2 on the crank rods 7. The brake drums 5, the transmission wheels 6, the crank rods 7 and the locking disks 8 are firmly connected to one another and can be freely rotated about the axis 2. With the help of the raster disks 8, the crank rods 7 can be firmly connected to the transmission wheels 6 and the brake drum 5.
Die Achse 2 kann im Körper 1 frei drehen, kann aber auch mittels dem Knopf 9 drehfest im Körper 1 gehalten werden. Hierzu sind in der Achse 2 Sacklochbohrungen angebracht, in die ein Arretierungsstift, der mittels dem Knopf 9 be¬ tätigt werden kann, eingreift. Die Bremskraft der Bremsen 4,5 lässt sich mit Drehknöpfen 10 individuell einstellen.The axis 2 can rotate freely in the body 1, but can also be held in the body 1 in a rotationally fixed manner by means of the button 9. For this purpose, 2 blind holes are made in the axis, into which a locking pin, which can be actuated by means of the button 9, engages. The braking force of the brakes 4, 5 can be individually adjusted with rotary knobs 10.
Die Achse 3 lässt sich im Körper 1 frei drehen. Zuausserst auf der Achse 3 ist beidseitig je ein Transmissionsrad 11 angeordnet, das mit der Achse 3 in einer Drehrichtung fest
verbunden ist, aber im Gegenuhrzeigersinn freilaufend ist.The axis 3 can be freely rotated in the body 1. A transmission wheel 11 is arranged on both sides of the axis 3, which is fixed with the axis 3 in one direction of rotation connected, but is free-running counterclockwise.
Die Transmissionsräder 11 auf der Achse 3 fluchten mit den Transmissionsrädern 6 auf der Achse 2 und stehen mittels einer Transmission 12 in Form einer Kette, falls die Transmissionsräder Zahnräder sind, oder eines Riemens, falls die Transmissionsräder Riemenscheiben sind, mit¬ einander in Wirkverbindung.The transmission wheels 11 on the axis 3 are aligned with the transmission wheels 6 on the axis 2 and are operatively connected to one another by means of a transmission 12 in the form of a chain if the transmission wheels are gearwheels or a belt if the transmission wheels are pulleys.
Die Distanzierung der Transmissionsrader.il von der Längsachse L erfolgt einseitig durch eine Verlängerung 13 des Lagerteiles des Körpers 1. Auf der Welle 3 sind mehrere nebeneinander angeordnete Transmissionsräder 15 angeordnet, die eine Verbindung mit einer zweiten Vor¬ richtung ermöglichen.The Transmissionsrader.il are distanced from the longitudinal axis L on one side by an extension 13 of the bearing part of the body 1. A plurality of transmission wheels 15 arranged next to one another are arranged on the shaft 3, which enable a connection to a second device.
Die Transmissionen 12 werden je nach Ausführungsform mit Ketten- oder Riemenspanner 14 gespannt gehalten.Depending on the embodiment, the transmissions 12 are held taut with chain or belt tensioners 14.
Die Transmissionsräder 11 und 15 lassen sich wiederum mit einem nicht dargestellten Arretierungsorgan, bei¬ spielsweise durch die Nabe fest mit der Welle 3 ver¬ binden.The transmission wheels 11 and 15 can in turn be firmly connected to the shaft 3 by means of a locking element (not shown), for example by means of the hub.
In der Figur 4 ist die Arretierung der Kurbel 7 in individueller Winkelstellung auf der Achse 2 im Detail dargestellt.The locking of the crank 7 in the individual angular position on the axis 2 is shown in detail in FIG.
CMPI
Auf der Kurbel 7 ist ein mit diesem integriertes Schieber¬ gehäuse 20 angeordnet. Im Gehäuse 20 lagert ein Arretier¬ finger 21 mit einer Spitze 22. In einer Endstellung greift die Spitze 22 des Arretierfingers 21 in die Kerben 23 der Rasterscheibe 8, wodurch die Kurbel drehfest mit der Achse verbunden ist. Ein winkelförmiges Deckplättchen 24 lässt sich mittels Schrauben 25 auf das Schiebergehäuse 20 schra ben. Eine Druckfeder 26, die am Deckplättchen 24 anliegt und auf den Arretierfinger 21 drückt hält dieses in der Einrastung. Ueber einen Drahtzug 27 der mit einem Hebel 28 beim Handgriff 29 zu betätigen ist, kann der Arretier¬ finger ausgerastet werden.CMPI A slide housing 20 integrated with this is arranged on the crank 7. In the housing 20 there is a locking finger 21 with a tip 22. In an end position, the tip 22 of the locking finger 21 engages in the notches 23 of the raster disk 8, whereby the crank is non-rotatably connected to the axle. An angular cover plate 24 can ben by means of screws 25 on the slide housing 20. A compression spring 26, which rests on the cover plate 24 and presses on the locking finger 21, holds it in place. The locking finger can be disengaged via a wire pull 27 which can be actuated with a lever 28 on the handle 29.
Ist die Vorrichtung für den Fussbetrieb ausgelegt, so wer¬ den die Handgriffe 29 durch Pedale ersetzt und die Hebel 28 entfallen. Anstelle des Drahtzuges 27 kommt dann eine kurze Stange in Betracht an dem ein drehbarer Teil an- schliesst, der durch eine rechteckige Oeffnung im Deck¬ plättchen 24 ragt und nach dem es aus dem Deckplättchen 24 heraus gezogen ist um einen gewissen Winkel verdreht werden kann, so dass der Arretierungsfinger 21 in der ausgerasteten Lage verbleibt, beziehungsweise wieder durch Verdrehen in die Einraststellung bringbar ist.
Diese Lösung ist auch für den Handbetrieb verwendbar! Die ganze Vorrichtung kann auf einfache Weise auf einen Support 30 in Form einer Stange geklemmt werden.If the device is designed for foot operation, the handles 29 are replaced by pedals and the levers 28 are omitted. Instead of the wire pull 27, a short rod is then considered, to which a rotatable part adjoins, which protrudes through a rectangular opening in the cover plate 24 and after which it can be pulled out of the cover plate 24 by a certain angle, so that the locking finger 21 remains in the disengaged position, or can be brought back into the locked position by turning. This solution can also be used for manual operation! The entire device can be easily clamped onto a support 30 in the form of a rod.
In den Figuren 3 a und b ist die Anordnung der erfin- dungsgemässen Vorrichtung V in zwei Varianten darge¬ stellt. Die erste Variante gemäss Figur 3a zeigt eine Befestigung am Kopfende eines Bettgestelles 31. Der Support 30 besteht aus zwei parallelen Trägerstan¬ gen 33, die an einem höheneinstellbaren Mast 32 schwenk¬ bar gelagert sind. Bei dieser Anordnung wird lediglich eine Vorrichtung V für den Handbetrieb verwendet. Bei Nichtgebrauch können die TrägerStangen 33 mit der Vorrichtung nach oben und zur Seite geschwenkt werden. Auch die Trägerstangen 33 lassen sich in der Länge einstellen und arretieren.FIGS. 3 a and b show the arrangement of the device V according to the invention in two variants. The first variant according to FIG. 3a shows a fastening at the head end of a bed frame 31. The support 30 consists of two parallel support rods 33 which are pivotably mounted on a height-adjustable mast 32. In this arrangement, only one device V is used for manual operation. When not in use, the support rods 33 can be pivoted up and to the side with the device. The length of the support rods 33 can also be adjusted and locked.
Die zweite Variante gemäss der Figur 3b zeigt eine Be¬ festigung am Fussende des Bettgestelles 31. Die Befesti¬ gung ist eine Art Galgenkonstruktion, bei der sich der Support 30 etwa horizontal über das Bett erstreckt. Ein schräg verlaufender Stützarm 34 ergibt die nötige Festig¬ keit. Sowohl Support 30 als auch der Stützarm 34 sind längenverstellbar. Auf dem Support 30 sind zwei Einheiten
der Vorrichtung V angeordnet, die mit einer Transmission in Form einer teleskopischen Welle 16 miteinander ver¬ bunden sind.The second variant according to FIG. 3b shows a fastening at the foot end of the bed frame 31. The fastening is a type of gallows construction in which the support 30 extends approximately horizontally over the bed. A sloping support arm 34 provides the necessary strength. Both the support 30 and the support arm 34 are adjustable in length. There are two units on the support 30 of the device V, which are connected to one another with a transmission in the form of a telescopic shaft 16.
Die verschiedenen Möglichkeiten der Betätigung sind enorm Betrachtet man vorerst nur die Handbewegungen, so sind folgende Variationen möglich.The various possibilities of actuation are enormous. If you only consider the hand movements for the time being, the following variations are possible.
1. Einhändiger Betrieb, gebremst oder ungebremst1. One-handed operation, braked or unbraked
2. Beidhändiger Betrieb, je unabhängig voneinander oder gekoppelt, in diametraler Lage der Kurbeln 7 zueinander oder in einer beliebigen festen relativer Lage zueinander, gebremst oder ungebremst.2. Ambidextrous operation, each independently or coupled, in the diametrical position of the cranks 7 to one another or in any fixed relative position to one another, braked or unbraked.
3. Jede Kurbel 7 kann bei fixierter Achse 2 in beliebi¬ ger Lage fest angeordnet werden, so dass der Patient einen Halt hat um Kraft aufzubringen.3. Each crank 7 can be arranged in a fixed position in any position with the axis 2 fixed, so that the patient has a hold in order to apply force.
Folglich lässt sich jede Art von Kombination erreichen um nur das gesunde Glied oder beide gesunde Glieder aktiv zu betätigen. Oder ein Glied arbeitet aktiv, während das zweite geschädigte Glied passiv bewegt wird.As a result, any type of combination can be achieved to actively operate only the healthy limb or both healthy limbs. Or one link works actively while the second damaged link is moved passively.
O PI
Durch die Kopplung von zwei Vorrichtungen V sind die Variationsmöglichkeiten nochmals erhöht. So lässt sich beispielsweise das rechte Bein passiv bewegen durch die aktive Kurbelbetätigung mit dem lin¬ ken Arm etc. Schliesslich lassen sich durch ein wähl¬ bares Übersetzungsverhältnis Arm und Beinbewegung in verschiedener Relation zueinander bringen.O PI Coupling two devices V increases the possible variations. For example, the right leg can be moved passively by active crank actuation with the left arm, etc. Finally, the arm and leg movement can be brought into different relation to one another by means of a selectable transmission ratio.
Die zu erbringende Leistung kann man auch zusätzlich variieren, indem man die Kurbelarme der Kurbeln 7 längenverstellbar anfertigt. Dies erfolgt am einfachsten durch eine teleskopische Ausgestaltung.The power to be provided can also be varied additionally by making the crank arms of the cranks 7 adjustable in length. The easiest way to do this is to use a telescopic design.
Neben der aufgezeigten Anwendung für Therapien kann die Vorrichtung aber auch einfach auf ein fahrradähn¬ liches Fitnessgerät oder auf ein Fahrrad montiert werden.But in addition to the identified application for therapies, the device can be mounted easily on a fahrradähn ¬ royal fitness machine or on a bicycle.
Da an diesen Geräten bereits eine Bremsvorrichtung vor¬ handen ist, erübrigt sich die Bremsvorrichtung an der erfindungsgemässen Vorrichtung.Since a braking device is already present on these devices, the braking device on the device according to the invention is not necessary.
Schliesslich sei auch noch auf eine besonders einfache Lösung hingewiesen, die dementsprechend auch preis¬ günstig sein kann.
Für Anwendungen, bei denen keine Kombination mit einer zweiten baugleichen Vorrichtung V gedacht ist, da ledig¬ lich die Arme bewegt werden sollen, kann der Körper 1 verkürzt und lediglich die Achse 2 angebracht sein. Damit fallen sämtliche Transmissionsräder 6 und 11 weg. Es bleibt dann der erwähnte verkürzte Körper 1 mit einer Achse 2, die frei drehbar oder arretierbar ist, die Kur¬ beln 7 sowie die damit verbundene Bremsvorrichtung, bestehend aus Bremsbacken und Bremstrommel 15 sowie der Einrastmechanismus 8, 20-28.Finally, a particularly simple solution should also be pointed out, which accordingly can also be inexpensive. For applications in which no combination with a second structurally identical device V is intended, since only the arms are to be moved, the body 1 can be shortened and only the axis 2 can be attached. This eliminates all transmission wheels 6 and 11. There then remains the abbreviated body 1 with an axis 2, which can be freely rotated or locked, the crank 7 and the brake device connected therewith, consisting of brake shoes and brake drum 15 and the latching mechanism 8, 20-28.
Eine solche Ausführung ist insbesondere geeignet zur Montage auf bestehende fahrradähnliche Fitnessgeräte.Such an embodiment is particularly suitable for mounting on existing bicycle-like fitness equipment.
Eine weitere Ausführungsform, die besonders für den Spitalbedarf geeignet ist, ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt.A further embodiment, which is particularly suitable for hospital needs, is shown in FIGS. 5 and 6.
Gleiche Elemente wie in den vorherigen Beispielen sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. In dem aus Kunst¬ stoff gefertigten Gehäuse 1 sind auf der Achse 3 zwei gegeneinander gerichtete, konische, auf der Achse 3 ver¬ schiebbare, konische Zahnräder 17 vorgesehen.
Diese sind mit einem dritten, konischen Zahnrad 18, dessen Drehachse senkrecht zur Achse 3 verläuft, in Eingriff bring¬ bar. Das konische Zahnrad 18 ist im Gehäuse dreh- aber nicht •verschiebbar gelagert. Selber sitzt das Zahnrad 18 fest auf einer teleskopisch verlängerbaren Welle 16.The same elements as in the previous examples are provided with the same reference numbers. In the housing 1 made of plastic, two conical gear wheels 17 which are directed towards one another and can be displaced on the axis 3 are provided on the axis 3. These can be brought into engagement with a third, conical gear wheel 18, the axis of rotation of which runs perpendicular to the axis 3. The conical gear 18 is rotatably but not • displaceably mounted in the housing. The gear 18 itself is firmly seated on a telescopically extendable shaft 16.
In der Figur 6 ist zudem die vorgenannte Lösung für ein Einrastsystem der Kurbelstangen 7 mittel- oder unmittelbar auf die Achse 2 gezeigt. Ein unter Federdruck stehender Arretierfinger 21 mit Betätigungshebelchen 26 kann dabei in einer Kullissenführung ein- und ausgezogen und in der ausgezogenen Position zur Seite geschwenkt werden. In der geschwenkten Lage ist der Arretierfinger 21 nicht im Ein¬ griff und die Kurbel 7 läuft frei auf der Achse 2.
FIG. 6 also shows the aforementioned solution for a latching system of the crank rods 7 directly or indirectly on the axis 2. A locking finger 21 with actuating lever 26, which is under spring pressure, can be pulled in and out in a slotted guide and pivoted to the side in the extended position. In the pivoted position, the locking finger 21 is not engaged and the crank 7 runs freely on the axis 2.