EP0929284A1 - Gerät zur stimulation von muskeln des bewegungsapparats - Google Patents

Gerät zur stimulation von muskeln des bewegungsapparats

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EP0929284A1
EP0929284A1 EP97938913A EP97938913A EP0929284A1 EP 0929284 A1 EP0929284 A1 EP 0929284A1 EP 97938913 A EP97938913 A EP 97938913A EP 97938913 A EP97938913 A EP 97938913A EP 0929284 A1 EP0929284 A1 EP 0929284A1
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treads
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drive
oscillating
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    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
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    • A61H23/00—Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms
    • A61H23/02—Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with electric or magnetic drive
    • A61H23/0254—Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with electric or magnetic drive with rotary motor

Definitions

  • the invention relates to a device for stimulating the musculoskeletal system and the muscles, particularly in the leg and back area.
  • Devices of this type are used, for example, for rehabilitation purposes for building muscle and bone.
  • the invention is based on the task of developing a device of the type specified at the outset, which ensures therapeutically effective stimulation of the muscles of the musculoskeletal system, in particular in the back and neck area, with minimal stress on the cardiovascular system.
  • the solution according to the invention is based on the knowledge that therapeutically effective stimulation of muscle fibers is only possible if the muscle fibers are stimulated to oscillate within a defined threshold range from a constitutional basic tone.
  • the basic tone is naturally set by the weight on the leg muscles, while the periodic stimulation can be initiated by a suitable drive mechanism in the muscles.
  • two treads arranged on a frame are proposed according to the invention, which can be raised and lowered oscillatingly in a push-pull manner by means of a drive mechanism.
  • a control device for controlling the drive mechanism with an optionally adjustable stroke frequency provided that the stroke frequency should be adjustable to a value between 1 and 60 Hz, preferably between 10 and 30 Hz.
  • a stroke of 5 to 50 mm, preferably 10 to 30 mm is set.
  • a rocker which can be pivoted on the frame in an oscillating manner is provided, the arms of which protrude beyond the pivot axis are each provided with one of the tread surfaces.
  • This construction has the advantage that the stroke amplitude can be adapted to individual needs in a particularly simple manner by spreading the legs more or less.
  • Each rocker arm is expediently assigned a lifting mechanism which can be driven in an oscillating manner by a common speed-controlled electric motor.
  • the lifting mechanisms expediently each have a drive shaft mounted in a frame-fixed bearing, which can be driven by the common electric motor, and a connecting rod which is eccentrically mounted on the drive shaft at one end and articulated on the rocker arm in question at the other end.
  • the drive shafts can preferably be driven in opposite directions by a toothed belt drive coupled to an output shaft of the motor.
  • the drive shafts carrying the connecting rods are appropriately balanced by a compensating mass.
  • the compensation dimension can be arranged on the drive shaft. te mass-bearing eccentric disc.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the frame has a base plate, that the treads are arranged at a distance above the base plate, that the drive mechanism is arranged in the area between the base plate and treads, and that an additional upstanding retaining frame is arranged on the base plate is.
  • the device according to the invention in a foot-operated strength training machine (bodybuilding machine) if the tread surface is arranged on a foot pedal or a foot platform to generate a basic tone in the area of the muscles to be treated.
  • bodybuilding machine bodybuilding machine
  • Figure la is a side view of a device for muscle stimulation in the leg area.
  • FIG. 1b shows an enlarged detail from the illustration according to FIG.
  • FIG. 2a shows a top view of the device according to FIG.
  • FIG. 2b shows a detail from FIG. 2a in an enlarged representation
  • Fig. 3 shows a section through one of the lifting mechanisms for the rocker in an enlarged view.
  • the training device shown in the drawing is intended to stimulate the musculoskeletal system and muscles in the leg and back area and can be used for both sport and rehabilitation purposes. It has a frame 10, consisting of a base plate 12 with an essentially trapezoidal outline and a holding frame which can be removed from the base plate, and a rocker 20 which can be pivoted on frame supports 16 about a horizontal pivot axis 18.
  • the arms 20 ', 20' 'of the rocker 20 projecting beyond the swivel axis 18 to the two sides are each provided with an upwardly facing tread surface 22, while on the underside of the arms 20', 20 '' each at a distance from the swivel axis 18 a lifting mechanism 24 attacks, which can be driven in push-pull mode by means of a common, speed-controlled electric motor 26 by means of a toothed belt drive 28.
  • the lifting mechanisms 24 each have a drive shaft 32, which is mounted in a bearing 31 fixed to the frame and carries a toothed pulley 30 of the toothed belt drive 28, and has one end 34 eccentrically mounted on the drive shaft 32 and the other end 36 on the underside of the rocker arm 20 in question ', 20' 'articulated connecting rod pair 38.
  • a mass-loaded eccentric disk 40 is additionally arranged on the drive shaft 32 for balancing the balance.
  • the stroke frequency can optionally be set in a predetermined range of, for example, 1 to 60 Hz via a control device 42 which is arranged in the upper part of the holding frame 14.
  • the invention relates to a device for stimulating the musculoskeletal system and the muscles, in particular in the leg and back area.
  • two treads 22 are arranged on a frame 10, which can be raised and lowered oscillatingly by means of a drive mechanism 24, 26, 28 in push-pull.
  • the basic tone of the muscles is adjusted via the weight of the patient standing on the treads 22, while the muscle stimulation takes place through the oscillating tread movement.

Description

Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Stimulation des Bewegungsapparats und der Muskulatur, insbesondere im Bein- und Ruckenbereich. Gerate dieser Art werden beispielsweise zu Rehabilitationszwecken für den Muskel- und Knochenaufbau eingesetzt.
Bei bekannten Trainingsgeraten dieser Art, wie beispielsweise bei einem Fahrradergometer, werden Pedale über die Beinmuskulatur gegen einen einstellbaren Widerstand aktiv betätigt. Durch die hierbei erforderliche Muskelarbeit kommt es zu einer erheblichen Belastung des Herz- Kreislaufsystems, was für viele Anwendungen, die ausschließlich den Muskel- und Knochenaufbau zum Gegenstand haben, von Nachteil sein kann.
Ausgehend hiervon liegt der Erfidnung die Aufgabe zugrunde, ein Gerat der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, das eine therapeutisch wirksame Stimulation der Muskeln des Bewegungsapparats insbesondere im Bem- und Ruckenbereich bei geringstmόglcher Belastung des Herz- Kreislaufsystems gewährleistet.
Zur Losung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhangigen Ansprüchen. Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine therapeutisch wirksame Stimulation von Muskelfasern nur dann möglich ist, wenn die Muskelfasern von einem konstitutionsbedingten Grundtonus aus in einem definierten Schwellenbereich oszillierend stimuliert werden. Der Grundtonus wird naturgemäß durch das auf der Beinmuskulatur lastende Eigengewicht eingestellt, während die periodische Stimulanz durch einen geeigneten Antriebsmechanismus in die Muskulatur eingeleitet werden kann. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse werden gemäß der Erfindung zwei an einem Gestell angeordnete Trittflächen vorgeschlagen, die mittels eines Antriebsmechanismus im Gegentakt oszillierend heb- und senkbar sind. Wenn sich ein Patient mit seinen Fußballen auf die beiden Trittflächen stellt, so kann er durch mehr oder weniger tiefe Kniebeugen in seiner Muskulatur einen Grundtonus einstellen, dem die Oszillation der Trittflächen überlagert wird. Durch die gegensinnige Oszillation der beiden Trittflächen wird die periodische Bewegung über die Gelenke und unter regelnder Einwirkung des vegetativen Nervensystems abgefangen, ohne daß es zu einer Verschiebung des Körperschwerpunkts kommt .
Da jeder Muskel eine Ansprech- und eine Abklingzeit in der Größenordnung von einigen 10 Millisekunden aufweist, ist es von Vorteil, wenn die Hubfrequenz der Trittflächen an diese Zeiten angepaßt wird. Dementsprechend ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Steuergerät zur Ansteuerung des Antriebsmechanismus mit wahlweise einstellbarer Hubfre- quenz vorgesehen, wobei die Hubfrequenz auf einen Wert zwischen 1 und 60 Hz, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Hz einstellbar sein sollte. Um dazuhin die Amplitude der Hubbewegung auf die Verhältnisse im Bewegungsapparat abzustimmen, ist es zweckmäßig, wenn ein Hub von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 30 mm eingestellt wird.
Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist eine um eine Schwenkachse am Gestell oszillierend verschwenkbare Wippe vorgesehen, deren über die Schwenkachse überstehende Ausleger mit je einer der Trittflächen versehen sind. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß die Hubamplitude besonders einfach durch mehr oder weniger weites Spreizen der Beine den individuellen Bedürfnissen angepaßt werden kann. Zweckmäßig ist jedem Wippenausleger ein durch einen gemeinsamen drehzahlgeregelten Elektromotor oszillierend antreibbarer Hubmechanismus zugeordnet. Die Hubmechanismen weisen dabei zweckmäßig je eine in einem gestellfesten Lager gelagerte, durch den gemeinsamen Elektromotor antreibbare Antriebswelle und einen mit dem einen Ende exzentrisch an der Antriebswelle gelagerten und mit dem anderen Ende am betreffenden Wippenausleger angelenkten Pleuel auf. Die Antriebswellen können durch je einen mit einer Abtriebswelle des Motors gekuppelten Zahnriementrieb vorzugsweise gegensinnig angetrieben werden. Um unerwünschte Vibrationen zu vermeiden, werden die die Pleuel tragenden Antriebswellen zweckmäßig durch je eine Ausgleichsmasse ausgewuchtet. Die Aus- gleichsmaεεe kann als auf der Antriebswelle angeordne- te, massenbehaftete Exzenterscheibe ausgebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Gestell eine Bodenplatte aufweist, daß die Trittflachen im Abstand über der Bodenplatte angeordnet sind, daß der Antriebsmechanismus im Bereich zwischen Bodenplatte und Trittflächen angeordnet ist und daß an der Bodenplatte zusatzlich ein nach oben überstehender Halterahmen angeordnet ist.
Grundsätzlich ist es möglich, das er indungsgemäße Gerät auch in einer fußbetätigten Krafttrainingsmaschine (Bodybuilding-Maschine) zu verwenden, wenn die Trittfläche an einem Fußpedal oder einer Fußplattform zur Erzeugung eines Grundtonus im Bereich der zu behandelnden Muskeln angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. la eine Seitenansicht eines Geräts zur Muskelstimulierung im Beinbereich;
Fig. 1b einen vergrößterten Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. la;
Fig. 2a eine Draufsicht auf das Gerat nach Fig. la;
Fig. 2b einen Ausschnitt aus Fig. 2a in vergrößerter Darstellung; Fig. 3 einen Schnitt durch einen der Hubmechanismen für die Wippe in vergrößerter Darstellung.
Das in der Zeichnung dargestellte Trainingsgerät ist zur Stimulatiion des Bewegungsapparats und der Muskulatur im Bein- und Rückenbereich bestimmt und ist sowohl für Sport- als auch für Rehabilitationzwecke einsetzbar. Es weist ein Gestell 10, bestehend aus einer Bodenplatte 12 mit im wesentlichen trapezförmgigem Umriß und einen von der Bodenplatte abnehmbaren Halterahmen sowie eine an gestellfesten Lagerböcken 16 um eine horizontale Schwenkachse 18 verschwenkbare Wippe 20 auf. Die über die Schwenkachse 18 nach den beiden Seiten überstehenden Ausleger 20', 20'' der Wippe 20 sind mit je einer nach oben weisenden Trittfläche 22 versehen, während an der Unterseite der Ausleger 20', 20'' im Abstand von der Schwenkachse 18 je ein Hubmechanismus 24 angreift, die über einen gemeinsamen, drehzahlgeregelten Elektromotor 26 mittels je eines Zahnriementriebs 28 im Gegentakt antreibbar sind. Die Hubmechanismen 24 weisen je eine in einem gestellfesten Lager 31 gelagerte, eine Zahnscheibe 30 des Zahnriementriebs 28 tragende Antriebswelle 32 und ein mit dem einen Ende 34 exzentrisch an der Antriebswelle 32 gelagertes und mit dem anderen Ende 36 an der Unterseite des betreffenden Wip- penauslegers 20', 20'' angelenktes Pleuelstangenpaar 38 auf. Für den Umwuchtausgleich ist auf der Antriebswelle 32 zusätzlich eine massenbehaftete Exzenterscheibe 40 angeordnet .
Mit einem derart ausgebildeten Antriebsmechanis- mus ist es möglich, die Wippe um ihre Schwenkachse 18 in eine oszillierende Hub- und Senkbewegung zu versetzen und damit die Trittflächen 22 der Ausleger 20', ' 20' ' im Gegentakt um einen Hub a an deren Außenrand von beispielsweise 20 mm auf und ab zu bewegen. Die Hubfrequenz kann über ein Steuergerät 42, das im oberen Teil des Halterahmens 14 angeordnet ist, wahlweise in einem vorgegebenen Bereich von beispielsweise 1 bis 60 Hz eingestellt werden.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Stimulation des Bewegungsapparats und der Muskulatur insbesondere im Bein- und Rückenbereich. Um die Stimulation mit möglichst geringer Belastung des Herz- Kreislaufsystems durchführen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß an einem Gestell 10 zwei Trittflächen 22 angeordnet sind, die mittels eines Antriebsmechanismus 24, 26, 28 im Gegentakt oszillierend heb- und senkbar sind. Der Grundtonus der Muskulatur wird über das Eigengewicht des auf den Trittflächen 22 stehenden Patienten eingestellt, während die Muskelstimulation durch die oszillierende Trittflächenbewegung erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Gerat zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats insbesondere im Bein- und Ruckenbereich, gekennzeichnet durch zwei an einem Gestell (10) angeordnete Trittflächen (22), die mittels eines Antriebsmechanismus (24, 26, 28) im Gegentakt oszillierend heb- und senkbar sind.
2. Gerat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein
Steuergerat (42) zur Ansteuerung des Antriebsmechanismus (24, 26, 28) mit wahlweise einstellbarer Hubfrequenz .
3. Gerat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubfrequenz auf einen Wert zwischen 1 und 60 Hz, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Hz, einstell
4. Gerat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittflachen (22) einen Hub (a) von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 30 mm aufweisen.
5. Gerat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine um eine Schwenkachse (18) am Gestell (10) oszillierend verschwenkbare Wippe
(20) , deren über die Schwenkachse (18) überstehenden Ausleger (20', 20'') mit den Trittflachen (22) versehen sind.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wippenausleger (20', 20'') ein durch einen gemeinsamen drehzahlgeregelten Elektromotor (26) oszillierend antreibbarer Hubmechanismus (24) zugeordnet ist .
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmechnismen (24) je eine in einem gestellfesten Lager (31) gelagerten, durch den gemeinsamen Elektromotor (26) antreibbare Antriebswelle (32) und einen mit dem einen Ende (34) exzentrisch an der Antriebswelle (32) gelagerten und mit dem anderen Ende (36) am betreffenden Wippen- ausleger (20', 20'') angelenkten Pleuel (38) aufweist .
8. Gerät nach Anspruch 7 , gekennzeichnet dadurch, daß jedes Pleuel (38) zwei parallel ausgerichtete Pleuelstangen aufweist.
9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (32) durch je einen mit einer Abtriebswelle des Elektromotors (26) gekuppelten Zahnriementrieb (28) vorzugsweise gegen- sinnig antreibbar sind.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Pleuel (38) tragenden Antriebswellen (32) durch je eine Ausgleichsmasse
(40) ausgewuchtet sind.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse als auf der jeweiligen Antriebswelle (32) angeordnete, massenbehaftete Exzenterscheibe (40) ausgebildet ist.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (10) eine Bodenplatte (12) aufweist, daß die Trittflächen (22) im Abstand über der Bodenplatte (12) angeordnet sind, daß der Antriebsmechanismus (24, 26, 28) im Bereich zwischen der Bodenplatte (12) und den Trittflächen (22) angeordnet ist und daß an der Bodenplatte (12) ein nach oben überstehender Halterahmen (14) angeordnet ist.
1 . Verwendung des Geräts nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer fußbetätigten Krafttrainingsmaschine, wobei die Trittfläche an einer Fußplattform oder einem Fußpedal der betreffenden Krafttrainingsmaschine angeordnet ist.
EP97938913A 1996-08-26 1997-08-16 Gerät zur stimulation von muskeln des bewegungsapparats Expired - Lifetime EP0929284B1 (de)

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