EP0140991A1 - Einrichtung für das Körper- und Muskeltraining - Google Patents

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EP0140991A1
EP0140991A1 EP83111133A EP83111133A EP0140991A1 EP 0140991 A1 EP0140991 A1 EP 0140991A1 EP 83111133 A EP83111133 A EP 83111133A EP 83111133 A EP83111133 A EP 83111133A EP 0140991 A1 EP0140991 A1 EP 0140991A1
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disc
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opening
shaft
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Rainer Böckelt
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/15—Arrangements for force transmissions
    • A63B21/151—Using flexible elements for reciprocating movements, e.g. ropes or chains
    • A63B21/154—Using flexible elements for reciprocating movements, e.g. ropes or chains using special pulley-assemblies
    • A63B21/155—Cam-shaped pulleys or other non-uniform pulleys, e.g. conical
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
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    • A63B21/00058—Mechanical means for varying the resistance
    • A63B21/00069—Setting or adjusting the resistance level; Compensating for a preload prior to use, e.g. changing length of resistance or adjusting a valve
    • A63B21/00072—Setting or adjusting the resistance level; Compensating for a preload prior to use, e.g. changing length of resistance or adjusting a valve by changing the length of a lever
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
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    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
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    • A63B21/15—Arrangements for force transmissions
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Definitions

  • the invention relates to a device for body and muscle training with a device for adapting the load to the exercise sequence, consisting of a rotatably mounted cam that can be rotated with the exercise, which is connected to the counterforce by a cable or chain hoist Active connection is established.
  • gravity or spring forces are usually used to strain the muscles to be trained.
  • Gravity has a vertical direction; the direction of the spring forces to be overcome depends on the installation position of the springs in the training device.
  • deflection devices In order to change these fixed directions and to adapt them to the movement of the body part to be trained, it is known to use deflection devices. In the simplest case, these consist of deflection rollers over which a cable is guided. It is not possible to adapt the opposing forces to a specific exercise sequence.
  • a cam (“D-shaped cam”) is provided, which is moved by the body part to be trained and to which a cable under the influence of weights is attached. Due to the different distance that the point of application of the forces, i.e. the load point of the rope on the cam, during its rotation from the axis of rotation, the load is different.
  • the respective force profile depends on the shape of the periphery of the D-shaped cam.
  • a disadvantage of the described embodiments is that the force profile of the known devices cannot be varied in a simple manner.
  • a varied variation of the course of forces is necessary for a variety of reasons, and not only to adapt the load to the different anatomical relationships of different exercising people, but also for so-called subjective adaptation, that is, to adapt the course of forces to the subjective abilities of the trainee .
  • different training goals require different strength profiles.
  • the process of loading a muscle is e.g. different, depending on whether the muscle should be trained for endurance, growth, maximum strength, etc.
  • the present invention has for its object to improve a device for body and muscle training of the type mentioned in such a way that a variation of the force profile or the load sequence is possible in a simple manner.
  • this object is achieved in that the axis of rotation of the cam disc determining the load sequence is adjustable in the rotating plane. Even a slight shift in the axis of rotation causes a change in the load sequence due to the changed distance ratios of the periphery of the disk to the pivot point.
  • the invention makes it possible, for example, to set different load variations during a certain training session without having to take longer breaks for changing the force profile.
  • Figures 1 and 3 to 6 each show an essentially D-shaped cam 1, the approximately round periphery of which has a groove 2.
  • the groove 2 is used to receive a cable or chain hoist 3 (here a chain), which is attached at its end shown at 4 to the cam plate 1 and with its end, not shown, is in operative connection with a counterforce (weight, spring).
  • Groove 2 and chain hoist 3 are only shown in Figures 1 and 6. All cams 1 each have a central opening 5. In the area of this opening 5, means are arranged for holding a shaft, not shown, which determines the axis of rotation of the disk 1 during the training process.
  • an articulated arm 6 which passes through the inner opening 5 of the D-shaped cam disk 1 and is equipped with an opening 7 for the shaft determining the axis of rotation 8. With its one end 9, the articulated arm 6 is pivotally supported about the axis 10 approximately in the middle of the rounded periphery of the D-shaped disk 1.
  • the other end of the articulated arm 6 is assigned, on the opposite side of the D-shaped disc 1, a guide 12 lying concentrically to the axis of rotation 10, on which the free end 11 of the articulated arm 6 is mounted so that it can be moved and locked.
  • the guide 12 has recesses 13 in its outer region, into which a pin 15, which is under the influence of a compression spring 14 and is held on the face end at the free end 11 of the articulated arm 6, can be inserted.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the load (force F) as a function of the position of the cam disk 1 is shown for three different positions of the articulated arm 6 in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the load force F
  • Curve a the load goes through a maximum.
  • curve b continuously decreasing
  • Curve c continuously decreasing
  • an articulated lever 6 which can be pivoted about the axis 10 and in whose opening 7 the shaft (not shown) engages, is also provided.
  • the free end 11 of the Articulated arm 6 equipped with a rotatably mounted adapter 17, which has a threaded bore 18 perpendicular to the axis of rotation 7.
  • the threaded bore 18 is assigned an adjusting nut 19 which is held on the D-shaped disk itself by means of the threaded sleeve 21 so as to be rotatable about the axis 22.
  • the shaft 7 receiving opening is arranged in a fitting piece 25 which is inserted in a linearly displaceable manner in the opening 5 of the D-shaped disk 1 and also has a threaded bore 18.
  • the edges 26 and 27 which delimit the opening 5 and extend approximately along the D-shaped disc are designed as rails which accommodate the adapter 25.
  • the displacement of the adapter 25 is again carried out with an adjusting nut 19 which is held on the D-shaped disc by means of the threaded sleeve 21.
  • the axis of rotation of the system is adjusted by turning the head 23 of the adjusting nut 19.
  • Figure 5 shows an embodiment in which the opening 5 in the D-shaped disc 1 is circular.
  • a ball bearing 31 is inserted, the outer ring 32 is fixedly connected to the D-shaped disc 1 and the inner ring 33 carries a rotatable disc 34.
  • the opening 7 for the mounting of the shaft, not shown, is arranged eccentrically.
  • a further circular disk 30 is provided, which in turn is supported in the disk 34 via a ball bearing 35.
  • the rotation axis 8 is adjusted by rotating the disk 34.
  • the clamping levers 36 and 37 serve to lock the disks 30 and 34 in different positions with different loading processes.
  • the articulated arm 6 itself is provided with an adjustment device, generally designated 41, which corresponds to the adjustment device according to FIG. 1.
  • the articulated arm 6 has an opening 42 with a fitting piece 44 arranged and displaceable therein by means of the adjusting nut 43, in which the opening 7 is arranged for receiving the shaft.
  • the load sequences which can be adjusted solely by adjusting the axis of rotation 8 with the aid of the adapter 44 are shown in the diagram according to FIG.
  • the curves run through a maximum or minimum, the vertex of which is adjustable.
  • the axis of rotation 8 can be adjusted as described for FIGS. 1 and 2, so that there is a particular variety of adjustable load sequences.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für das Körper- und Muskeltraining, bei der mit Hilfe einer sich mit der Übung drehenden Kurvenscheibe (1) eine Anpassung der Belastung an den Übungsablauf vorgenommenwerden kann. Um diese Belastung variieren zu können, wird vorgeschlagen, die Drehachse (8) der Scheibe (1) verstellbar zu gestalten. Die dadurch bewirkte Veränderung von Abstandsverhältnissen hat eine Veränderung des Belastungsablaufes zur Folge.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für das Körper- und Muskeltraining mit einer Vorrichtung zur Anpassung der Belastung an den Übungsablauf, bestehend aus einer drehbar gelagerten, mit der Übung in eine Drehbewegung versetzbaren Kurvenscheibe, die über einen Seil- oder Kettenzug mit der Gegenkraft in Wirkverbindung steht.
  • Beim Körper- und Muskeltraining werden zur Belastung der zu trainierenden Muskeln in der Regel die Schwerkraft oder Federkräfte ausgenutzt. Die Schwerkraft hat eine vertikale Richtung; die Richtung der zu überwindenden Federkräfte hängt von der Einbaulage der Federn im Trainingsgerät ab. Um diese festliegenden Richtungen zu verändern und der Bewegung des zu trainierenden Körperteiles anzupassen, ist es bekannt, Umlenkvorrichtungen zu verwenden. Im einfachsten Fall bestehen diese aus Umlenkrollen, über die ein Seilzug geführt ist. Eine Anpassung der wirkenden Gegenkräfte an einen bestimmten Übungsablauf ist hierbei nicht möglich.
  • Es ist weiterhin bekannt, mit der Umlenkung der belastenden Kräfte die Ausbildung eines "Kräfteprofils" zu verbinden (vergl. DE-Ossen 30 11 404 und 30 16 307). Dadurch soll eine Anpassung der Belastung des zu trainierenden Muskels an die unterschiedlichen Positionen des Körperteils während seiner Bewegung erfolgen. Diese Anpassung kann z.B. dadurch bewirkt werden, daß die Umlenkung mit einer Rolle vorgenommen wird, die auf ihrer Außenseite eine wendelförmige Rille mit sich veränderndem Rillengrund aufweist (DE-OS 30 11 404). Dadurch verändert sich während der Rotation dieser Rolle die Länge des über mehrere Windungen laufenden Seilzugabschnittes, wodurch der veränderliche Belastungsablauf erzielt wird.
  • Bei einer anderen Lösung (DE-OS 30 16 307) ist eine Kurvenscheibe ("D-förmiger Nocken") vorgesehen, der vom zu trainierenden Körperteil mitbewegt wird und an dem ein unter dem Einfluß von Gewichten stehender Seilzug befestigt ist. Infolge des unterschiedlichen Abstandes, den der Angriffspunkt der Kräfte, d.h. der Abläsepunkt des Seiles an dem Nocken, während seiner Drehbewegung von der Drehachse hat, ist die Belastung unterschiedlich. Von der Form der Peripherie des D-förmigen Nockens hängt das jeweilige Kräfteprofil ab.
  • Nachteilig an den beschriebenen Ausführungsformen ist, daß das Kräfteprofil der bekannten Einrichtungen nicht in einfacher Weise variierbar ist.
  • Eine vielfältige Variation des Kräfteverlaufs ist aber aus den verschiedensten Gründen notwendig,und zwar nicht nur zur Anpassung der Belastung an die unterschiedlichen anatomischen Verhältnisse von verschiedenen trainierenden Personen, sondern auch zur sogenannten subjektiven Anpassung, d.h., zur Anpassung des Kräfteverlaufs an die subjektiven Fähigkeiten des Trainierenden. Des weiteren erfordern unterschiedliche Trainingsziele unterschiedliche Kräfteprofile. Der Ablauf der Belastung eines Muskels ist z.B. verschieden, je nachdem, ob der Muskel auf Ausdauer, Wachstum, maximale Kraft usw. trainiert werden soll.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für das Körper- und Muskeltraining der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine Variation des Kräfteprofils bzw. des Belastungsablaufs in einfacher Weise möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drehachse der den Belastungsablauf bestimmenden Kurvenscheibe in der Drehebene verstellbar ist. Bereits eine geringfügige Verschiebung der Drehachse bewirkt wegen der veränderten Abstandsverhältnisse der Peripherie der Scheibe zum Drehpunkt eine Veränderung des Belastungsablaufs. Die Erfindung ermöglicht es z.B., während eines bestimmten Trainings unterschiedliche Belastungsvariationen einzustellen, ohne längere Pausen für die Veränderung des Kräfteprofils in Kauf nehmen zu müssen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind durch in den Unteransprüchen enthaltene Merkmale gekennzeichnet.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Figuren 1 bis 7 erläutert werden.
  • Die Figuren 1 und 3 bis 6 zeigen jeweils eine im wesentlichen D-förmige Kurvenscheibe 1, deren etwa rund gestaltete Peripherie eine Rille 2 aufweist. Die Rille 2 dient der Aufnahme eines Seil- oder Kettenzuges 3 (hier eine Kette), die mit ihrem dargestellten Ende bei 4 an der Kurvenscheibe 1 befestigt ist und mit ihrem nicht dargestellten Ende mit einer Gegenkraft (Gewicht, Feder) in Wirkverbindung steht. Rille 2 und Kettenzug 3 sind nur in den Figuren 1 und 6 dargestellt. Alle Kurvenscheiben 1 weisen jeweils eine zentrale Öffnung 5 auf. Im Bereich dieser Öffnung 5 sind Mittel zur Halterung einer nicht dargestellten Welle angeordnet, die die Drehachse der Scheibe 1 während des Trainingsablaufs bestimmt.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist ein die innere Öffnung 5 der D-förmigen Kurvenscheibe 1 durchsetzender Gelenkarm 6 vorgesehen, der mit einer Öffnung 7 für die die Drehachse 8 bestimmende Welle ausgerüstet ist. Mit seinem einen Ende 9 ist der Gelenkarm 6 um die Achse 10 schwenkbar etwa in der Mitte der rundgestalteten Peripherie der D-förmigen Scheibe 1 gehaltert. Dem anderen Ende des Gelenkarmes 6 ist auf der gegenüberliegenden Seite der D-förmigen Scheibe 1 eine konzentrisch zur Drehachse 10 liegende Führung 12 zugeordnet, auf der das freie Ende 11 des Gelenkarmes 6 verschieb- und feststellbar gehaltert ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist dazu die Führung 12 in ihrem äußeren Bereich Vertiefungen 13 auf, in die ein unter dem Einfluß einer Druckfeder 14 stehender, stirnseitig am freien Ende 11 des Gelenkarmes 6 gehalterter Stift 15 einsetzbar ist.
  • Zur Verstellung der Drehachse 8 der Kurvenscheibe 1 wird der Stift 15 entgegen der Kraft der Feder 14 aus einer der Vertiefungen 13 herausgezogen, danach der Gelenkarm um die Achse 10 geschwenkt und dann der Stift in eine andere Vertiefung 13 eingerastet. Eine mittlere Stellung des Gelenkarmes 6 ist ausgezogen, eine andere strichpunktiert dargestellt.
  • Figur 2 zeigt ein Diagramm, in dem die Belastung (Kraft F) in Abhängigkeit von der Stellung der Kurvenscheibe 1 für drei verschiedene Stellungen des Gelenkarmes 6 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dargestellt ist. Bei einer mittleren Stellung (Kurve a) durchläuft die Belastung ein Maximum. Bei den beiden seitlichen Extremstellungen ist die Kraft entweder ständig zunehmend (Kurve b) oder ständig abnehmend (Kurve c). Weitere,zwischen den Kurven b und c liegende Belastungsabläufe liegen bei Zwischenstellungen des Gelenkarmes 6 vor.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist ebenfalls ein um die Achse 10 schwenkbarer Gelenkhebel 6, in dessen öffnung 7 die nicht dargestellte Welle eingreift, vorgesehen. Zur Verstellung der Drehachse 8 ist das freie Ende 11 des Gelenkarmes 6 mit einem drehbar gelagerten Paßstück 17 ausgerüstet, das senkrecht zur Drehachse 7 eine Gewindebohrung 18 aufweist. Der Gewindebohrung 18 ist eine Stellmutter 19 zugeordnet, die an der D-förmigen Scheibe selbst mittels der Gewindehülse 21 um die Achse 22 drehbar gehaltert ist. Durch Verdrehen des Kopfes 23 der Stellmutter 19 wird eine Verschiebung des Paßstückes 17 und damit des Gelenkarmes 6 mit seiner öffnung 7 erzielt. Eine Mittelstellung ist wieder ausgezogen dargestellt, eine linke Extremstellung strichpunktiert.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist die die Welle aufnehmende Öffnung 7 in einem Paßstück 25 angeordnet, das linear verschiebbar in der Öffnung 5 der D-förmigen Scheibe 1 eingesetzt ist und ebenfalls eine Gewindebohrung 18 aufweist. Dazu sind die die Öffnung 5 begrenzenden, sich etwa längs der D-förmigen Scheibe erstreckenden Ränder 26 und 27 als Schienen ausgebildet, die das Paßstück 25 aufnehmen. Die Verschiebung des Paßstückes 25 erfolgt wieder mit einer Stellmutter 19, die mittels der Gewindehülse 21 auf der D-förmigen Scheibe gehaltert ist. Die Verstellung der Drehachse des Systems erfolgt durch Verdrehen des Kopfes 23 der Stellmutter 19.
  • Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Öffnung 5 in der D-förmigen Scheibe 1 kreisförmig gestaltet ist. In diese Öffnung ist ein Kugellager 31 eingesetzt, dessen Außenring 32 mit der D-förmigen Scheibe 1 fest verbunden ist und dessen Innenring 33 eine drehbare Scheibe 34 trägt. In dieser drehbaren Scheibe 34 ist exzentrisch die Öffnung 7 für die Halterung der nicht dargestellten Welle angeordnet. Dazu ist eine weitere Kreisscheibe 30 vorgesehen, die sich ihrerseits über ein Kugellager 35 in der Scheibe 34 abstützt.
  • Die Verstellung der Drehachse 8 erfolgt durch ein Verdrehen der Scheibe 34. Der Arretierung der Scheiben 30 und 34 in unterschiedlichen Stellungen mit unterschiedlichen Belastungsabläufen dienen die Klemmhebel 36 und 37.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ermöglicht nicht nur
    • - wie die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1, 3 und 4 - eine Verstellung der Drehachse 8 im wesentlichen in Längsrichtung der D-förmigen Erstreckung der Scheibe 1, sondern auch senkrecht dazu. Dadurch sind weitere Varianten des Belastungsablaufs möglich.
  • Ähnliches gilt für das Ausführungsbeispiel nach Figur 6, das in seinem Grundaufbau dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 entspricht. Für die zusätzliche Verstellung der Drehachse 8 etwa senkrecht zur Längserstreckung der Scheibe 1 ist der Gelenkarm 6 selbst mit einer generell mit 41 bezeichneten Verstelleinrichtung versehen, die der Verstelleinrichtung nach Figur 4 entspricht. Dazu weist der Gelenkarm 6 eine öffnung 42 mit einem darin mittels der Stellmutter 43 verschieb- und verstellbar angeordnetem Paßstück 44 auf, in dem die öffnung 7 zur Aufnahme der Welle angeordnet ist.
  • Die allein durch Verstellung der Drehachse 8 mit Hilfe des Paßstückes 44 einstellbaren Belastungsabläufe sind im Diagramm nach Figur 7 dargestellt. Die Kurven durchlaufen ein Maximum oder Minimum, deren Scheitelpunkt einstellbar ist. Zusätzlich kann eine Verstellung der Drehachse 8 erfolgen, wie sie zu den Figuren 1 und 2 beschrieben wurde, so daß sich eine besondere Vielfalt der einstellbaren Belastungsabläufe ergibt.

Claims (9)

1. Einrichtung für das Körper- und Muskeltraining mit einer Vorrichtung zur Anpassung der Belastung an den Übungsablauf, bestehend aus einer drehbar gelagerten, mit der Übung in eine Drehbewegung versetzbaren Scheibe (1), die über einen Seil- oder Kettenzug (3) mit der Gegenkraft in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (8) der Scheibe (1) in der Drehebene verstellbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (1) eine zentrale Öffnung (5) aufweist und daß im Bereich dieser Öffnung Mittel (6, 25, 30) zur Halterung und Verstellung einer in die zentrale Öffnung (5) hineinreichenden Welle angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (1) etwa D-förmig ausgebildet ist und daß für die Welle ein sich etwa senkrecht zur Längserstreckung der D-Form durch die zentrale Öffnung (5) erstreckender Gelenkarm (6) vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende im Bereich der rund gestalteten Peripherie um eine auf der Drehebene der Scheibe (1) senkrecht stehende Achse (10) schwenkbar und mit seinem freien Ende auf einer mit Rasteinrichtungen (13 bis 15) versehenen Führung (12) oder mit Hilfe einer Stellmutter (19) verschieb- und feststellbar gehaltert ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Welle ein in der Öffnung (5) verschieb- und feststellbares Paßstück (25) vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (1) etwa D-förmig gestaltet ist und daß die Drehachse sowohl in Längserstreckung der D-Form als auch senkrecht dazu verstellbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (6) zusätzlich mit einer Verstelleinrichtung (41) für die Verstellung der Drehachse (8) etwa senkrecht zur Längserstreckung der D-Form ausgerüstet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur verschieb- und feststellbaren Halterung der Drehwelle an der Scheibe (I) Stellmuttern (19, 43) vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die zentrale Öffnung (5) eine Kreisscheibe (34) drehbar eingesetzt ist, die ihrerseits exzentrisch die Mittel (30) zur Halterung der Drehwelle trägt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine exzentrisch in der Kreisscheibe (34) drehbar gelagerte weitere Kreisscheibe (30) zur Halterung der Drehwelle vorgesehen ist.
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